Taller de geología marina
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8/2/2014 Taller de geología marina
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Formación Navidad
Taller de geología marina
Introducción
Este blog expone parte de los resultados del curso “Taller de Geología marina”, impartido para la carrera
de Oceanografía de la PUCV. Para este taller se realizaron excursiones a terreno y se colectaron muestras de
rocas y fósiles, identificando además las características oceanográficas y geológicas de la zona litoral de Chile
central, por lo cual se realizaron dos salidas a terreno a distintas zonas:
Una de estas excursiones abarcó la localidad de NAVIDAD-MATANZAS, donde se ha definido la
Formación geológica homónima, entre Punta Perro y la playa de Matanzas, en donde se encuentra un registro de
fósiles del Mioceno. En este lugar se recolectaron principalmente fósiles de moluscos y rocas con impresiones
carbonosas de hojas.
Una segunda excursión se realizó hacia la zona litoral comprendida entre CONCÓN Y QUIRILLUCA, en
donde se obtuvieron restos de fósiles marinos, aparentemente correspondientes al Plioceno, en su mayoría
gastrópodos, bivalvos y restos fósiles de mamíferos marinos.
Excursión localidad de Navidad -Matanzas
Este primer blog, surge como resultado de la iniciativa de cinco estudiantes de la carrera de Oceanografía
de la PUCV, Adrian Bustamante, Valentina Besoain, Cristina Galarce, Emilio Mena y Cristian Ruiz que quisieron
conocer y aprender más de la geología en terreno y realizar una recolección de muestras rocas y de fósiles.
Estos resultados fueron trabajados durante el curso “Taller de Geología marina”, impartido por la geóloga
Ximena Contardo profesora de la carrera de Oceanografía de la PUCV.
La salida a terreno hacia Navidad se realizó el día 8 de mayo del 2010, esto fue posible gracias a un
proyecto que se presentó a federación de estudiantes de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
(FEPUCV) en donde participaron 6 alumnos y la profesora a cargo del curso. También nos acompañó el
paleontólogo Eduardo Chirino, que conocía la zona y la fotógrafa Marcela Contardo, quien nos ayudó a
recopilar información visual del lugar. Durante la salida a terreno recorrimos la zona de Navidad, Matanzas y
Punta de Perro (Fig.1).
La Comuna de Navidad se localiza entre los 33º53’ y 34º07’ de latitud sur y los 71º49’ y 72º52’ de
longitud oeste (Figura 1), con una costa de aproximadamente 20 kilómetros de extensión. Pertenece
administrativamente a la provincia de Cardenal Caro de la Región del Libertador Bernardo O’Higgins. Sus límites
son: por el norte, la Región de Valparaíso y Región Metropolitana; por el este y sur la comuna de Litueche y por
el oeste el Océano Pacífico.
La tradición oral nos relata que a mediados del siglo XVI llegan al puerto de Matanzas los primeros
religiosos franciscanos, en vísperas de Navidad, pernoctan por algunos días y aprovechan la ocasión de celebrar
el nacimiento del niño Jesús a la manera franciscana, es decir, representándolo en un pesebre. Por lo hermoso
del lugar, la importancia de la fecha y la gran devoción mostrada por los lugareños, a este lugar se le denominó
"Valle de Navidad".
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Ubicación y accesos
Para acceder a la localidad de Navidad, es posible utilizar los siguientes accesos, G-880 donde el
camino es de ripio, G-878 con camino de tierra y G-860-1 de pavimento, en esta salida se utilizo la G-860-1
(Fig.1).
Somos un grupo de estudiantes de
Oceanografia de la PUCV que en
conjunto con la Dra. Ximena Contardo
llevamos acabo este blog para difundir la
experiencia adquirida, en este taller
desde el punto de vista de la
oceanografia. Compuesto por los
estudiantes: Adrian Bustamante,
Cristina Galarce, Cristian Ruiz, Emilio
Mena y Valentina Besoain.
TALLER DE GEOLOGIA MARINA
▼ 2011 (10)
▼ marzo (10)
Introducción
Ubicación y accesos
Marco geológico de la zona
Oceanografía costera
Observaciones de terreno
Efectos observables del terremotoy tsunami del 27...
Observaciones Muestras delLaboratorio
Proyecciones
Agradecimientos
Referencias
BLOG ARCHIVE
Blog de Geologia Marina sobre la Vregion
Diplomado en Mineria
Facebook del Centro de Estudiantes deOceanografia
Facebook del grupo OceanografosPUCV
Federacion de Estudiantes PUCV
Oceanografia
Pontificia Universidad Catolica deValparaiso
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Figura 1. Mapa rutero, indicando los accesos hacia las localidades visitadas: Navidad, La Boca, Matanzas (área
indicada en el rectángulo). Fuente: www.mop.cl
Para llegar a Navidad desde Valparaíso se tomó la ruta 68 hasta el camino a Algarrobo (camino F-90),
luego se llegó a San Antonio por el camino G-962-F que empalma con el camino G-86. Desde San Antonio se
tomó la ruta 66 hasta el camino H-62-G hasta Litueche. Posteriormente continuamos hasta Navidad por el
camino G-880.
En la figura 2 se presenta la ruta que se utilizó para llegar a la zona de estudio desde Valparaíso.
Figura 2. Ruta utilizada para llegar a la localidad de Navidad, desde donde se inició el recorrido. Fuente
Google Earth (18/05/2009).
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Marco geológico de la zona
El sector de Navidad se caracteriza por presentar un acantilado costero que se extiende desde la desembocadura
del río Rapel (en Punta Perro) hasta la playa de Matanza. A lo largo del acantilado se pueden observar los
estratos que afloran de la Formación Navidad los cuales se encuentran en posición horizontal. En estos estratos
se encuentra una gran abundancia de fósiles entre los cuales se destacan gastrópodos, bivalvos, braquiópodos,
corales solitarios, foraminíferos, ostrácodos, dientes de tiburón, cangrejos, briozoos, hojas y troncos los cuales
se encuentran principalmente en areniscas de grano fino a medio de un color amarillento.
SALIDA A TERRENO
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Figura 3. Extracto de mapa geológico del área de San Antonio-Melipilla N°2, escala: 1: 100.000 del Servicio
Nacional de Geología y Minería.
La Formación Navidad sobreyace en discordancia de erosión al basamento plutónico y metamórfico del
Paleozoico y Mesozoico y a los estratos cretácicos de la Formación Punta Topocalma. La Fm. Navidad subyace
en contacto concordante a la Formación Licancheu.
La base de la formación aflora en la playa Punta Perro, cerca de la desembocadura del río Rapel
mientras que el techo aflora al norte del cementerio de Navidad. Se estima que la potencia máxima es de 220 m
(Encinas, 2006).
La edad de la formación Navidad se ha podido determinar gracias a los datos de foraminíferos
planctónicos y diatomeas, y se ha determinado que va desde el Mioceno tardío al Plioceno temprano
(Tortoniano-Zancleano) es decir, aprox. entre 7,25 a 6 millones de años.
La Formación Navidad ha sido interpretada como depositada en un ambiente de talud continental a unos
1500 metros de profundidad, esta profundidad se ha determinado gracias a los foraminíferos bentónicos
indicativos de profundidades batiales encontrados en la formación. Presenta facies indicativas de una
sedimentación dominada por flujos de gravedad, fundamentalmente corrientes de turbidez y flujos de detritos, y
abundancia de trazas fósiles Chondrites isp. y Zoophycos isp., típicas de ambientes de talud (Encinas, 2006).
Figura 4. Columna generalizada de la Formación Navidad. Tomado de Encinas (2006).
Descripcion realizada por Emilio Mena
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Oceanografía costera
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Condiciones oceanográficas frente a la costa de Navidad
Navidad es una localidad situada en la costa central de Chile, en el área existen numerosas playas,
acantilados y dunas entre otros. Cada uno de estos rasgos representa procesos litorales que ocurren
continuamente y que en su conjunto pueden significar áreas de erosión o acresión del borde costero. Es por ello
que se hace indispensable un entendimiento de estos procesos en cualquier zona costera, ya que los efectos de
erosión o acresión pueden manifestarse a escalas temporales muy pequeñas, siendo incluso visibles fácilmente
algunos efectos, los cuales están asociados en general al transporte de material a través de la costa, o fuera de
ella.
El gran interés por desarrollar infraestructura en el borde costero, ya sea inmueble, muelles, puertos
etc., debe considerar la dinámica de la costa. Nosotros nos vamos a centrar en nuestra área que es la zona de
Navidad.
Rasgos geomorfológicos costeros
• En la zona se encuentran presentes dos ambientes costeros dominantes:
o Zona costera marina: Región costera con exposición directa al mar la cual consta de unos 23 Km.
o Zona estuarina: Región costera protegida por la península de Punta de Perros, lugar donde las agua
del río Rapel se mezclan con las aguas oceánicas. Constan aproximadamente de unos 21 Km.
de largo.
En general dentro de los rasgos típicos de la zona se encuentra que la altura de ola rompiente (Hb) varia
entre 1 a 6 metros de altura localizada a unos 10 metros de la línea costera (nivel mínimo del setup). El promedio
de la rapidez del viento (U) en la zona es de 22 nudos aproximadamente y con dirección predominante SW.
Acantilados activos, que generan plataformas rocosas de baja pendiente, pero angostas, favoreciendo la erosión
por oleaje. Dunas jóvenes y fijas, con vegetación característica.
Las playas presentes de norte a sur son La Boca, Las Brisas, Playa Matanzas. Son playas intermedias, es decir,
de energía mixta, moduladas tanto por la acción del oleaje y la marea.
Figura 5. Características morfológicas de la Zona Litoral de Navidad
Rasgos observados en el estuario
A = Rasgos erosivos, acantilados activos con base cercana a la rompiente, y rompiente cercana a la línea de
costa, lo cual podría indicar una pendiente alta en la pre rompiente. También se observaron granulometrías
de grano grueso (>5cm de diámetro), apoyando la observación de un sistema altamente energético.
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B = Rasgos de acresión, con presencia de playas bastante extensas (>50 metros), se infiere que esta
acresión está dominada por procesos de escalas mayores a la marea, ya que la línea de marea se observaba
solo a unos 10 metros del “setup” (alcance máximo) de ola. Sin embargo en esta zona hubo un Tsunami
unos 2 meses antes de la observación, lo cual podría explicar en algún grado esta acresión, no obstante esta
afirmación aun requiere de mayor análisis. Por otro lado, la granulometría presente en la playa es del orden
de arenas (<1 cm), lo cual podría indicar un sistema de energía relativamente baja.
C = Rasgos estuarios, se observa una zona de intercambio entre aguas saladas provenientes del océano
Pacifico y aguas dulces provenientes del Río Rapel, donde las corrientes resultantes entre la descarga del
río, el oleaje y la marea modulan un transporte neto de sedimentos hacia dentro y fuera del estuario, este
balance se refleja en la creación de barreras de arena en la boca del río, y también de islas barrera dentro de
el.
Mareas y luz en la costa de Navidad
En las costas de Chile el régimen principal de mareas es semi diurno mixto, lo cual quiere decir que
tenemos dos altas y dos bajamares diarias, las cuales poseen una desfase característica lo que provoca que las
segundas pleamar y bajamar sea más altas que las primeras. Este régimen se obtiene mediante el cálculo del
número F, el cual es obtenido mediante el cálculo de los armónicos de marea aportados por la Luna y el Sol.
La figura 6 muestra el estado de mareas del día 8 de mayo de 2010, nosotros llegamos alrededor de las
10 am. Por lo que la marea estaba en vaciante, hasta alcanzar la bajamar a las 13 horas, luego la llenante de la
tarde tuvo mayor amplitud y alcanzó su máximo cerca de las 19 horas, justo cuando comenzó a oscurecer. El
nivel de la marea esta referido al NRS (nivel de reducción de sonda).
Figura 6. Estado de la marea el día de la observación.
Fuente http://www.tablademareas.com/bernardo_ohiggins
• Salida del sol : 7:28h
• Puesta de sola: 17:59 h
• Salida lunar : 2:14 h
• Puesta lunar : 14:47 h
• Régimen de marea : Semi diurno mixto (F=0.92)
Temperatura de la columna de agua Frente la costa de Navidad.
Obtener datos de la temperatura y salinidad en la costa es sumamente difícil, Sin embargo gracias al proyecto
ARGO que desarrollo el SHOA , que es el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile, junto
con la Universidad de Concepción , se puede tener datos en la zona semi costera de temperatura en la columna
de agua y de la salinidad , a través de boyas ALACE tipo APEX ,las cuales nos pueden dar una idea junto con los
datos de salinidad sobre las masas de agua adyacentes a la costa, estas masas de agua caracterizaran las
condiciones adyacentes. La página del proyecto es
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http://www.shoa.mil.cl/cendhoc/argo/proyecto/posiciones_argo_shoa.htm.
En la figura 7, se muestra cómo funciona el sistema ARGO, la cual es capaz de medir la velocidad de corrientes
de la columna de agua mientras deriva, y después de un cierto tiempo emerger a la superficie y enviar la
información a un satélite, con los dato y su posición, el cual luego envía la información a tierra a una estación
definida.
Figura 7. Funcionamiento del sistema ARGO. Fuente www.shoa.cl
Figura 8. Perfiles de temperatura muestreados por la boya APEX-SHOA 4900512 desde 29-junio-2005 hasta 18-
agosto-2007.
La figura muestra el comportamiento de la temperatura en una columna de agua a través de una boya que tiene
un desplazamiento de deriva, de ella se puede apreciar un gradiente llamado termoclina, donde la temperatura
desciende bruscamente en los primeros 200 metros, para presentar una homogeneidad en profundidad, También
se aprecia la señal estacional que tiene la temperatura superficial, alcanzando casi 20°C en verano y cercana a los
10 °C en invierno.
Valores de Salinidad frente a las costas de Navidad.
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La salinidad a diferencia de la temperatura, puede aumentar en profundidad. Pero al igual que la
temperatura superficial, la salinidad superficial mantiene una señal estacional, debido a las precipitaciones, las
cuales hacen disminuir la salinidad, y en verano la evaporación aumenta la salinidad. El máximo subsuperficial
puede deberse entre otras cosas a la presencia de AESS (Agua Ecuatorial Sub Superficial).
Cabe señalar que la temperatura y la salinidad son propiedades conservativas, lo cual indica que su
distribución y variabilidad está afectada solo por procesos físicos, los cuales pueden ser radiación solar,
evaporación, precipitación, advección, corrientes, surgencias, etc.
Figura 10. Perfiles de salinidad muestreados pro la boya APEX-SHOA 4900512 desde 29-jun-2005 hasta 18-aug-
2007.
Masas de agua frente a la costa de Navidad
• Las masas de agua a la costa de Navidad predominantemente son según Silva et al. (2009).
• Agua subantártica (AASA): Masa de agua superficial, de origen antártico, temperatura promedio 11.5°C y
una salinidad de 33.8 psu.
• Agua Subsuperficial ecuatorial (AESS): Masa de agua Subsuperficial (200 mts), con temperatura promedio
12.5°C y salinidad de 34.9 psu. pobre en oxigeno disuelto.
• Agua intermedia antártica (AIAA): Masa de agua de origen antártico (600 metros) , con temperatura
promedio 3°C , y una salinidad de 34 psu.
• Agua profunda del pacifico (APP) : masa de agua presente a lo largo de toda la costa , presente sobre el
fondo marino , temperatura 1.75°C , con salinidad de 34.68 psu (>1000 metros).
La localidad de Navidad se encuentra aproximadamente a los 33.54ºS, latitud que corresponde a la línea roja
indicada en la figura 11.
Figura 11. Distribución de Masas de agua frente a la costa de Chile (Silva et al., 2009).
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Diagrama T-S
El diagrama T-S es la herramienta utilizada en Oceanografía para poder definir las masas de agua
presentes en la zona, mediante el método de triangulo de muestras (Figura 12). En la figura se observa como hay
una predominancia de las masas de agua antes nombras. Este método define que la presencia de una masa de
agua es atribuida cuando existe mas del 50 % de características de una masa presentes en un punto determinado,
los espacios es blanco indican que en esas zonas ninguna masa de agua es dominante, y en las isolíneas se
indican los porcentajes, menores a 50%.
En la figura 12 se muestra un diagrama T-S donde cada dato es un par temperatura salinidad, y cada
línea es un perfil vertical.
Figura 12. Diagrama T-S obtenido por las boyas del proyecto Argo, frente a Navidad.
Descripcion realizada por Cristian Ruiz
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Observaciones de terreno
Puntos visitados
Figura 13. Recorrido y puntos de muestreo sector de Matanzas. Fuente Google Earth. (18/05/2009)
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Figura 14. Recorrido y puntos de muestreo sector de Punta Perros. Fuente Google Earth. (18/06/2009).
Sector de dunas hacia la costa de Navidad
Punto 1:
Este lugar se caracteriza por presentar un campo dunario (Fotografia 1), en donde encontramos dunas
consolidadas con vegetación y mayoritariamente dunas móviles, pudimos observar que las arenas presentaban
altos contenidos de magnetita (Fotografia 2).
Se recolectaron muestras de sedimento de las dunas, para identificar posteriormente la granulometría y
selección.
Fotografía 1. Imagen tomada desde la duna (Punto 1) hacia el sur.
Fotografía 2. Arena de duna de color gris pardo, con alto contenido de magnetita.
Granulometría de la Arena.
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La distribución de tamaño del sedimento obtenido en Navidad (Fotografía 2, Punto 1) presenta
mayoritariamente contenidos de arena gruesa a muy fina con contenidos menores de limo y arcilla. El tamizado
de la arena en laboratorio, evidenció el predominio de arena media con un 82,52 %, seguido por la arena fina con
un 16,60 %. Los escasos porcentajes de arena gruesa y arena muy fina presentan valores de 0,72% y 0,15%
respectivamente. Una fracción mínima de limo y arcilla se representa con un valor de 0,01%.
Respecto del histograma se puede inferir que el sedimento tiene una buena selección, su moda principal
corresponde al tamaño de arena media y su moda secundaria corresponde a la arena fina. Este sedimento
caracteriza al sector dunario del lugar, cuya principal acumulación ocurre por efecto del transporte del viento.
Observaciones realizadas por Cristina Galarce.
PUNTO 2:
Tal como se muestra en la fotografía 3, el punto de interés se encuentra al nivel de la playa. Allí se
observó un afloramiento de roca carbonatada muy resistente, que contiene fósiles de bivalvos y gatrópodos entre
otros. Se observan además perforaciones tubulares en la roca (Fotografía 5) que, sumado a las características
observadas, nos permiten hacer analogía con los seeps o sumideros fríos de metano que actualmente se
encuentran en el talud submarino sobre los 1500 m de profundidad.
En base a lo anterior podríamos sugerir que nuestro afloramiento podría corresponder a un paleo seeps,
considerando además que en el pasado geológico este sector se encontró a profundidades superiores a 1500 m
en un ambiente de talud y que hoy se encuentra expuesto gracias a los alzamientos tectónicos.
Si se tratara de un seeps, estas conchas corresponderían a organismos quimiosintéticos, algunas
probablemente del genero Calyptogena. De esta manera, identificando las especies y apoyándonos en una
determinación de isótopos de 13C (ej. Campbell, 2006) podremos determinar si se trata de un seeps
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Fotografía 3. Se observa afloramiento rocoso de matriz carbonática (posiblemente recristalizada, aragonito) muy
compacto y resistente, con abundantes fósiles.
Fotografía 4.
Fotografía 5.
Los cold seeps o coladeros fríos, son ecosistemas marinos asociados a la emanación de metano
proveniente de los sedimentos, éste fluye hacia la superficie por compresión de los sedimentos o a través de
fallas o grietas. Estos ecosistemas se basan en la quimio síntesis realizada por las bacterias y arquibacterias, ellas
obtienen sus productos metabólicos a través de la oxidación anaeróbica del metano (AOM), de esta manera
proporcionan materia orgánica al resto de los miembros de la comunidad. A través de la AOM se produce la
precipitación del carbonato de calcio, por lo cual se éste encuentra en altas concentraciones en los seeps.
En el margen chileno al sur de lo 33°S se han detectado considerables extensiones de hidratos y existen
además varios reportes de la existencia de seeps (ej. Sellanes et al., 2004).
Los paleo-seeps, son seeps que se han formado en el pasado geológico, principalmente a lo largo del
talud submarino y que actualmente pueden ser encontrados en superficie por efecto de importantes alzamientos
tectónicos. En Chile no se han reportado aún evidencias de paleoseeps (Campbell, 2006).
Observaciones realizadas por Emilio Mena.
PUNTO 3:
En este sector aledaño a la zona de Matanzas, se encontraron fangolitas grises con impresiones
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carbonosas (Fotografías 6 y 7), esto es indicio de ambientes de poca energía probablemente una laguna. Se
recolectaron muestras con variadas improntas y posteriormente se identificaron en el laboratorio.
Fotografía 6.
Fotografía 7.
PUNTO 4:
Corresponde a un sector de acantilados y playa. Se observaron principalmente areniscas de distinta
granulometría e intercalaciones de fangolitas. Los estratos tienen una disposición subhorizontal y están cortados
por fallas verticales a subverticales con distinto grado de desplazamiento (Fotografías 8 y 9).
Durante el recorrido por la playa de este sector, se encontró un ejemplar de fósil Dentalium sp. de 10 cm
(foto) sobre la berma.
Fotografía 8. Estratos subhorizontales y falla vertical, con desplazamiento normal (2,5m). La línea roja
segmentada indica el plano de falla, las flechas indican el movimiento relativo de los bloques.
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Fotografía 9. Falla normal con desplazamiento centimétrico. La línea roja segmentada indica el plano de falla, las
flechas indican el movimiento relativo de los bloques.
Observaciones realizadas por Adrian Bustamante.
PUNTO 5:
Este punto corresponde al sector de Punta Perro, se encuentra en la zona supralitoral, a los pies del
acantilado, se caracteriza por la presencia de grandes rocas y bolones. En los afloramientos de este sector
encontramos fósiles de gasterópodos y bivalvos. Cabe mencionar que ésta es una zona de alta energía que se
encuentra considerablemente expuesta a la acción del viento.
Fotografía 10.Fosil de coral.
Fotografía 11. Turritela fósil en arenisca.
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Fotografía 12. Gastrópodo fósil en arenisca.
PUNTO 6:
La estación 6 se sitúa aproximadamente 10 km al sur del punto 5, en cercanías de la localidad de La
Boca. A diferencia de la estación anterior, se encuentra en la parte superior del acantilado, alejada de la zona
costera. Los fósiles que encontramos estaban en afloramientos ubicados al borde de un camino. La litología
consiste principalmente de areniscas mal compactadas, de color pardo anaranjado, contiene fósiles similares a
los del punto 5 como gasterópodos y turritelas, predominando los gastrópodos y turritelas. Se identificaron
además “icnofósiles o icnitas” (del griego ikhnos: huella, marca) que corresponden a las estructuras preservadas
en rocas sedimentarias que registran actividad biológica. En este caso corresponden a evidencias de galerías
(rellenas) formadas por organismos cavadores en ambiente marino (aparentemente un skolithos asociados a
ambientes costeros arenosos).
Fotografía 13. Gastrópodo fósil.
Fotografía 14. Arenisca con abundantes turritelas.
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Fotografía 15. Evidencias de huellas (ichnofósiles ) creadas por organismos cavadores .
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