TRANSPORTE Y RESEDIMENTACI~N DE TRONCOS SILICIFICADOS EN EL ALBIENSE (FM. UTRILLAS,

CASTELLOTE, CORDILLERA IBERICA)

Josà Bienvenido DIEZ', Josk Ignacio CANUDO', Javier FERRER', Pablo MUÑOZ-BARRAGÕN Josk Ignacio RUIZ-OMEÑACA y Ana Rosa SORIA'

Palabras clave: tafonomÃ-a troncos fósiles gimnospermas, Albiense, Cordillera Ibérica

RESUMEN

Se estudia el yacimiento de troncos fósile de aEl Barranquillo* (Cretácic Inferior) situado en Castellote (Teruel). Està formado por un númer indeterminado de troncos, de los cuales cuatro han sido excavados. A partir de las observaciones de la facies litológica de la posició y conservació de fósile y de estudios petrográfico se ha podido recons- truir la historia tafonómic del yacimiento.

Los troncos fueron arrancados por una avenida, posiblemente estacional, en la par- te alta de la cabecera y arrastrados hasta la parte baja del rÃ- donde se enterraron rápi damente. A partir de ese momento se pro- dujeron los procesos de carbonizació y sili- cificaci6n tÃ-picament diageneticos.

El yacimiento de troncos fósile de 43 Barranquillo,, se sitú al norte del termino municipal de Castellote (provincia de Teruel, \'er fig. l), en las cercanÃ-a del Pil6n de San Pedro.

' Õre de Paleontologia. Dpto. GeologÃ-a Univ.

^ragoza. 50009 Zaragoza. Espafia. 2

Museo d&j^leontologÃ-a Univ. Zaragoza. 50009 %goza. ~spada.

Õre de EstratigrafÃ-a Dpto. GeologÃ-a Univ. goza. 50009 Zaragoza. Espaila.

'-e

Geológicamente se ubica dentro del Arco Beceite-Portalrubio (Canerot, 1974) en la Zona de Enlace entre la Cordillera Ibéric y las Catalánide (Guimerh. 1983.1988).

Para poder abordar el estudio del yacimien- to han sido necesarias algunas actuaciones previas, tales como su acondicionamiento, excavación restauració y aplicació de un tratamiento de preservació ante las incle- mencias climaticas. Para la realizació de estas acciones se ha contado con la colaboració del GEMA (Grupo de Estudios Masinos).

Hasta ahora la únic cita sobre estudios paleobotánico de troncos silicificados en el CretAcico Inferior de la provincia de Teruel es el trabajo de Lemoigne y Marin (1972). Estos autores centran su estudio únicament en la identificació taxonómic de algunos fragmentos recogidos en los yacimientos de Oliete, Seno y Ladruñh localidades situadas en las cercanÃ-a de Castellote, en la misma provincia de Teruel. Sin embargo, ninguno de los tres yacimientos ha permitido la realiza- ci6n de un completo estudio tafon6mico como el que presentamos en este trabajo.

ESTRATIGRAF~A E INTERPRETACI~N SEDIMENTOL~GICA

El nivel fosilÃ-fer se localiza en la Fm. Utrillas (Aguilar et al., 1971). Litol6gicamen-

Figura 1. Situaci6n geogrAfica del yacimiento.

te esta unidad esth formada por arenas y are- niscas alternando con lutitas. Las areniscas, de grano fino a grueso, se presentan en estra- tos de geometrÃ- tabular, lenticular y canali- forme de potencia métrica Son frecuentes las cicatrices internas y las bases erosivas. Se reconoce estratificació cruzada en surco y planar, laminació paralela o de bajo ángul y laminació cruzada por migració de rip- pies de corriente y, en ocasiones. de oscila- ci6n. Tambié son frecuentes los cantos blan- dos, constituyendo depósito residuales. Las lutitas son normalmente versicolores, en niveles de potencia decimétric a decamétri ca. Incluyen nódulo de hierro. abundantes restos vegetales silicificados y frecuentes niveles de potencia centimétric y decimétri ca de areniscas de grano fino,

La Formació Utrillas responde. en su conjunto, a un esquema transgresivo. que se inicia con una sedimentació de carácte flu- vial que evoluciona hacia una sedimentació detrÃ-tico-calchre tÃ-pic de medios iransicio- nales (Pardo, 1979), siendo la sedimentació fluvial la responsable de la mayor parte de las sucesiones que integran esta formación

Pardo el al. (1991) realizan un detallado anhlisis sedimentológic de esta unidad, iden- tificando en las partes inferior y media de la Formació cuerpos arenosos compuestos de tendencia tabular y amplia extensió lateral, separados por intervalos lutÃ-ticos que los interpretan como complejos de canales de tendencia abraidedn dominados por procesos fluviales. Hacia techo aparecen tramos correspondientes a sistemas de alta sinuosi- dad, existiendo por lo tanto çu desarrollo vertical en la sedimentació fluvial equiva- lente a una evolució hacia la distalidad de la red^ (Pardo, 1979). En la parte superior de la Formació (Pardo et al., 1991), se identifican facies caracterizadas por presentar marcada influencia marea1 y facies no canalizadas que reflejan procesos en ambientes má litorales.

Si bien esta interpretaci6n es vhlida para gran parte de las Cuencas del Bajo Aragó

Turolense (Cuencas de Aliaga-Utrillas y Estercuel-Ariño) en la Cuenca de Castellote, donde se ubica el yacimiento estudiado, la sedimentació fluvial se caracteriza por potentes secuencias que, por su evoluci6n estructural y por la geometrÃ- de las facies, son referibles a depósito de rÃ-o meandrifor- mes. En esta cuenca la evolució hacia la dis- talidad de la red fluvial se manifiesta en la menor granulometrÃ- de los depósito y en el importante desarrollo de facies de acrecidn vertical hacia el SE.

La edad de la Fornlació Utrillas es bastan- te imprecisa, ya que únicament se ha podido datar puntualmente y no en toda la Cordillera Ibérica Segun Pardo et al. (1991) esta unidad presenta un marcado diacronismo a lo largo de toda la Cordillera, abarcando edades entre el Albiense inferior y el Cenon~aniense supe- rior. Dada la posició estratigráfic del yaci- miento dentro de la Formació Utrillas. supo- nemos una edad Albiense para los troncos de çE Barranquillo~.

DESCRIPCI~N DEL YACIMIENTO

La extensió total del yacimiento de 43 Barranquil lo~ es desconocida ya que solo se ha excavado la secció de la Formació Utri- llas donde afloraban en superficie los troncos fósiles Destacan cuatro de estos troncos por su buena conservació y sus grandes dimen- siones, ya que aú sin estar completos, pre- sentan longitudes entre 1,5 m y 4,75 m, con dihmetros entre 0,5 y 0,7 m (ver como ejem- plo fotos 1 y 2 de la lhmina). Tres de ellos conservan su posició de depósito paralelos entre sà y a la direcció de la corriente (siendo ést de aproximadamente 088,15W sin haber- se realizado correcciones por el buzamiento de los estratos), mientras que el restante ha modificado su situació a causa de la erosi-n.

Solo uno de los troncos encontrados en e1 yacimiento conserva restos de la corteza, dos de ellos presentan el xilema desgajado Para-

lelamente al eje del tronco, y ninguno de los troncos conserva partes del floema. ni raniifi- caciones, ni raÃ-ces

Se han recogido numerosos fragmentos dispersos en el yacimiento, con objeto de rea- lizar un amplio estudio dendrológic que nos permita identificar los diferentes parataxones presentes.

Las muestras hasta ahora estudiadas han presentado una excelente conservaci6n de los tejidos y el estudio preliminar de las mismas nos permite deducir que se trata de Gimnos- permas en las cuales la distribució de los tejidos del tronco es de tipo picnoxÃ-lico por lo que se pueden asignar al grupo Conife- rophytina. Las paredes de las iraqueidas pre- sentan punteaduras de tipo mixto.

Aunque todavÃ- no hemos realizado el estudio taxonóniic detallado, Lemoigne y Marin (1972) describen para los depósito de edad Albiense de esta zona la aparició de Gimnospermas atribuidas a Ciipres.~i~imyIon sp. y Ciipressino.~~lon lioonii Stopes. siendo este últim asimilable a alguna especie de Cupressus, por lo que llegan a la conclusió que la flora arborescente del Cretácic Infe- rior estaba formada esencialmente por Gini- nospernlas del grupo de las Coniferophytina.

TAFOSOM~A. DESCRIPCION DE LOS PROCESOS RECONOCIDOS

Los procesos tafonómico que se producen con los restos de plantas pueden dividirse en tres categorÃ-a por su naturaleza y por su sucesió temporal (Gastaldo. 1988).

Los primeros en actuar son los procesos necrológicos que se suceden desde la muerte del ejemplar hasta el comienzo de la actua- ció de los agentes sedimentarios. A partir de aquà tienen lugar los procesos bioestratinómi cos, interpretados como la interacció entre los restos vegetales y los agentes sedimenta- rios, presentes hasta su depósito Por últim tenemos los procesos fosildiagen6ticos, es decir, aquellos que se producen desde el enterramiento de los ejemplares hasta su hallazgo.

1.a. Muerte

Puede deducirse que la muerte de los tron- cos estudiados se produjo antes del arrastre,

por varias razones: El xilema (vasos leñosos se presenta niuy astillado. fraccionado y se han perdido totalmente el floema, la medula. el contenido intracelular, y la mayor parte de la corteza, procesos ésto que se producen inmediatamente tras la muerte del ejemplar. Además las bases de todos los ejemplares está completamente desprovistas de raÃ-ces lo cual no se habrÃ- podido producir de una manera total si los árbole hubieran estado vivos.

1.b. Parasitismo

En uno de los ejemplares se ha constata- do la existencia de galerÃ-as lineales, con una secci6n circular de unos 6 mm de diámetro paralelas al eje del tronco y con abertura má o menos ovalada de un diámetr apro- ximado de 10 mm y con una longitud de 10 cm (en aquellos en que la ruptura del ejem- plar ha permitido ver toda la salerÃ-a) Este tipo de huellas se pueden relacionar con comportamientos de alinientació de peque- ño artrópodos fundanientaln~ente larvas de insectos. La inexistencia de quistes y10 recreciniientos de las salerÃ-a parece indicar la ausencia de respuesta del árbo a la preda- ció del tronco. Este tipo de efecto estarÃ- má en relació con el ataque de insectos una vez muerto el ejemplar y tendrÃ- que producirse antes del enterramiento. ya que en condiciones anóxica es poco probable la actividad de xilófagos

2.a. CaÃ-da transporte y emplazamiento

Los troncos podrÃ-a haber sido arrancados probableniente en una crecida estacional. Se han reconocido variaciones interpretadas como estacionales en la Formació Utrillas (Pardo, 1979) y ést parece ser la causa má lógic para producir el arrastre de los tron- cos.

El desgajamiento paralelo al eje presente en algunos de los troncos indica que la creci- da los arrancà cuando aú estaban en posi- ció vertical, aunque ya se encontrarÃ-a muertos como se deduce por la falta de corte- za. Tambié pudieron ser arrastrados troncos caÃ-do e, incluso, alguno de los troncos muer- tos que no presentasen un descortezamiento completo.

Una vez que los troncos se integran en el cauce fluvial, la corriente hÃ-dric los trans- porta aguas abajo. hasta zonas donde la intensidad de la corriente y la profundidad disminuyen. lo que permitirÃ- que los troncos

J O S ~ BI&,VVENlDO DIEZ E T A L.

quedasen depositados en posició subhori- zontal, con los ejes orientados o alineados con la direcci6n de la corriente y sus bases situadas en el sentido de la misma. Esta inter- pretaci6n se ve avalada por la gran uniformi- dad d e tamañ que presentan los troncos estudiados. Del mismo modo, esta orienta- ció principal en el sentido de la corriente permite desechar que se haya producido una reelaboraci6n de los ejemplares, trathndose por lo tanto de entidades resedimentadas.

2.a. Enterramiento

El fen6meno de enterramiento se produjo como consecuencia de las caracterÃ-stica migraciones laterales de los cauces que se dan en las cuencas fluviales d e caracter meandriforme. El aporte de materiales detrÃ- ticos cubrid rhpidamente los restos que, seguidamente, sufrieron los fenomenos tÃ-pi cos de compactaci6n.

Estos procesos se han deducido a partir de las observaciones realizadas al microscopio petrogrhfico, sobre diferentes lhminas delga- das pertenecientes a distintos fragmentos de troncos que se recogieron en el yacimiento. Se han diferenciado tres etapas:

3.a. Procesos de carbonizació

Este proceso se inicia durante la diagénesi temprana y continú hasta alcanzar un grado medio definido por la presencia de macerales del grupo vitrinita e inertinita (Stach et al., 1982, foto 3). El proceso de carbonizació lle- ga a ser representativo, presentando en algu- nas muestras porcentajes del 25% en restos carbonosos. Para que este proceso tenga lugar es necesario que el enterramiento de los troncos se produzca rápidament y bajo condiciones an6xicas. La liberació de C 0 2 al medio durante la carbonizació genera microambientes hcidos que favorecen el pro- ceso fisico-quÃ-mic de fijació de la sÃ-lice

3. b. Procesos de silicificaci6n

Son contemporhneos e interdependientes a los procesos de carbonización La silicifica- ció de las muestras es parcial y se produce tanto por los procesos fÃ-sicos-quÃ-mic ante- riormente mencionados como por los proce- sos bioquÃ-mico determinados por la uni6n por puentes d e hidr6geno que se forman entre los grupos hidroxilo del hcido silÃ-cic y los radicales libres de la materia orgánica La fuente de s'lice má probable se deberÃ- a los

flujos del propio sistema los cuales, ademá de aportar coloides silÃ-ceo (principales res- ponsables de la silicificación) aportan lam- bien coloides mixtos (foto 4). Estos últimos en algunos casos, dan como resultado autigé nesis de micas (esencialmente beidellita y berthierina, precursoras de la chamosita).

El reemplazamiento de la materia orghnica por sÃ-lic se produce en dos fases:

Relleno de las cavidades celulares: Esta primera fase se produce en un medio ligeramente sobresaturado en sÃ-lice lo que da lugar a una silicificació lenta que favorece la formació de cuarzo monocristalino en los huecos de las cavidades celulares (foto 5).

Reemplazamiento de las paredes o tabiques celulares, originalmente com- puestos de lignina, celulosa, ... (foto 5): La sobresaturaci6n en sÃ-lic del medio aumenta, dando lugar a estructuras zonadas y al reemplazamiento parcial por variedades fibrosas de la sÃ-lic tales como la calcedonita (foto 6).

3.c. Procesos de recristalizacihn

Son procesos posteriores a la carboniza- ci6n y la silicificación En las muestras estu- diadas comienzan durante la diagénesi media, observhndose dos procesos de recris- talizació que se suceden en el tiempo:

a) Formaci6n de cuarzo n~onocristalino a partir de las morfologÃ-a fibrosas pree- xistente~.

b) Desarrollo d e cristales hiperblástico (Jefferson, 1983) a partir de los cuarzos de relleno d e cavidades celulares y de los d e recristalizació d e las paredes celulares.

En funció d e la permeabilidad del siste- ma estos procesos de recristalizaci6n generan estructuras diferenciales:

- En las zonas asociadas a fracturas (foto 5) se manifiesta como estructuras zona- das con un núcle central en las que se aprecian área con cuarzos hiperblhsti- cos y una envuelta externa con cuarzos petaloides como consecuencia de la recristalizaci6n diferencial.

- En las zonas masivas (no afectadas por fracturas), este proceso da lugar a recristalizaciones en *mosaico grueso)), caracterizadas por cristales de cuarzo hiperbihsticos que presentan morfologÃ- a s idioblfisticas hacia las superficies libres (foto 3).

Foto 1. Vista del tronco silicificado de mayor tamaño Foto 2. Aspecto particular de la zona inferior del nivel fosilÃ-fero

Foto 3. Corte tangencial de un tronco silicificado ( ? . 2 X) con Foto 4. Corte t;ingencial de un tronco silicificado (10 X ) . procesos de recristalizaci6n en zonas masivas. Se observan los Detalle de la lirnina anterior en el que se aprecia la distribu- macerales del grupo de la vitrinita ( a ) e inertinita (c). asà como cihn y apariencia de los coloides mixtos (la lÃ-ne blanca en el el crecimiento idioblAstico de los cristnlcs de cuarzo hiperhlis- borde inferior de la fokigriifÃ- equivale a 50 pni). ticos adyacentes a superficies libres (b) (la lÃ-ne blanca en el

borde infcrior de la fotognifh equivale a 1Ã-X pm).

Foto 5. Corte tangencial de un tronco silicificado (3.2 X) con Foto 6. Corte tangencial de un tronco silicificado (10 X) pre- procesos de recristalizaci6n en zonas asociadas a fracturas. sentando en detalle una estructura de cuarzo petaloide (la lÃ-ne Puede observarse el relleno de las cavidades celulares. cuyos blanca en el borde inferior de la fotografÃ- equivale a 50 pm). tabiques han sido posteriormente'reemplazados durante la sili- cificaci6n (la lÃ-ne blanca en el borde inferior de la fotografÃ-

equivale a 100 pm).

J O S ~ B/E.\'VE\'IDO DIEZ ET A L.

CONCLUSIONES

Los troncos albienses de çE Barranqui- llom presentan una magnÃ-fic oportunidad para estudiar los procesos tafon6micos. La historia d e los acontecimientos es la siguien- te: en un momento de avenida s e produjo un ar ras t re d e los troncos d e diferentes taxones q u e estarÃ-a en diferentes grados de conservaci6n. Este arranque se produci- rÃ- fuera de l hrea estudida en zonas mhs proximales donde podrÃ-amo tener un rkgi- men fluvial u b r a i d e d ~ , producikndose e l dep6si to cuando el rÃ- evoluciona a un dominio d e un régime meandriforme, en hreas de menor profundidad y menor inten- sidad d e la corriente. Por los motivos ante- riormente expuestos podemos deducir que este transporte probablemente fue multiepi- s6dico.

La carbonizaci6n de los troncos implica un enterramiento rápid en medio an6xico. El propio proceso de carbonizaci6n, presen- te desde la diagknesis temprana, genera microambientes ácido que favorecen los procesos de silicificacih (contemporhneos e interdependientes de la carbonizaci6n). Pos- teriormente, e n la diagknesis media, tiene lugar la recristalizaci6n de la sÃ-lic en dos fases (formaci6n de cuarzo monocristalino y desarrollo d e cristales hiperblhsticos) que dan lugar a las estructuras diferenciales des- critas.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido subvencionado con el proyecto CONA1 PCB 06/93, el programa Europa-CAI, la colaboració del Museo de Mas de las Matas y una ayuda del GEMA.

Este trabajo es una contribuci6n al proyec- to de la D.G.I.C.Y.T. PB 92-0862-C02-02.

Agradecemos tambibn a los doctores Juan Mandado y Gonzalo Pardo, de las área res- pectivas de PetrologÃ- y EstratigrafÃ- de este Departamento, la revisi6n desinteresada de los diferentes datos presentados en este trabajo.

Agradecemos al GEMA las facilidades y el entusiasmo puesto en la excavaci-n, espe- cialmente a Javier por el uso de la retroexca- vadora.

AGUILAR. M. J.: RAM~REZ DEL POZO. J. Y RIBA. O. (1971): Algunas precisiones sobre la sedimenta- ci6n y paleoecologÃ- del Cret6cico Inferior en la zona Utrillas-Villarroya de los Pinares. Estn- dios Geoldgicos, 27: 497-512.

CANEROT, J. (1974): Reclierches g.6ologiques aux confins del Chatnes ibérique et catalana (Espagne). Th&se Doct. &S Sc. Nat. Toulouse. ENADIMSA, trabajos de tesis. 517 pp., 121 fig., 38 pl., 1 pl. h-t., 1 carte 1: 200.000.

GASTALDO, R. A. (1988): A conspectus of Phyto- taphonomy. In DIMICHELE W. A. & WING, S. L. (eds.): Methods and Applications of Plant Paleoecology, The Paleontological Association Special Publication, 3: 14-28.

GUIMERA, J. (1 983): Evolution de la deformation alpine dans le NE de la Chafne Õbériq et dans la Chafne Córier Catalane. C . R. Acad. Sc. Paris, 297: 425-430.

GUIAIERA, J. (1988): Esludi estructural de I'enllac entre la Serralada Ibkrica i la Serralada Costane- ra Catalana. Tesis Doctoral. Univ. Barcelona. 600 PP.

JEFFERSON, T. H. (1983): The preservation of coni- fer wood: Examples from the Lower Cretaceous of Antarctica. Palaeontology, 30 (2): 233-249.

LEMOIGNE, Y. ET MARIN. P. (1972): BO~S siiicifiks du Cretack Infkrieur Continental de la province de Teruel (Espagne). Extrait du Bullerin Men- suel de la Sociét. Linnéenn de Lyon, n.O 10: 201-214.

PARDO, G. (1979): Estratigrafia y sedimentologia de las formaciones detr'ticas del Cretácic Infe- rior terminal en el Bajo Aragdn ~urolerke. Tesis Doctoral. Universidad de Zaragoza. 2 tomos. Inkdita

PARDO, G., ARDEROL, L. Y VILLENA, J. (1991): SedimentologÃ- de las Fms. Escucha y Utrillas. In: Mapa Geoldgico de Espaca. Escala 1:200.000. Daroca (n040). Instituto Tecnol6gico y Geominero de España Madrid.

STACH, E., MACKOWSKY, M. TH., TEICHM~LLER, M., TAYLOR, G. H., CHANDRA, D. AND TEICH- MOLLER, R. (1982): Textbook of Coa1 Pe- trology, Gebriider Borntraeger, Stuttgart, 428 pp.