II COLOQUIO INTERNACIONAL

 VENDIANO-CAMBRICO DEL GONDWANA

 OCCIDENTAL

II INTERNATIONAL COLLOQUIUM

 VENDIAN-CAMBRIAN OF W-GONDWANA

 

 RESUMENES AMPLIADOS

EXPANDED ABSTRACTS

 

 EDITOR: Dr. Claudio Gaucher

INGEPA, Facultad de Ciencias

Montevideo (Uruguay)

7-8 Marzo 2002/7th–8th  March 2002

Facultad de Ciencias-UNESCO

Comité Organizador/Organizing Comittee (Coloquio): Claudio Gaucher, Daniel Poiré, Peter Sprechmann, Leticia Chiglino, Gonzalo Blanco & Ernesto Peçoits

ISBN: 9974-0-0178-1

Diseño de tapa: paleogeografía durante el Vendiano, adaptado de Meert, J.G. & Van der Voo, R. (2001)

Cover design: Vendian palaeogeogaphy, adapted from Meert, J.G. & Van der Voo, R. (2001)


 

INDICE / CONTENTS

Aceñolaza, F.G. & Aceñolaza, F.G. The Puncoviscana Formation (Northwest Argentina), an approach to the evolution of a basin in the Gondwanan border during the Neoproterozoic/Early Cambrian

Boggiani, P.C. Dolomitização em unidades neoproterozóicas – o exemplo do Grupo Corumbá e da Formação Araras – Faixa Paraguai 

Braun, A. Paleontological investigations on the Vendian/Cambrian boundary – Importance and techniques of microscopic studies

Campal, N.; Gancio, F.; Schipilov, A. & Bossi, J. La Formación Cerros de Aguirre (Vendiano superior): geocronología, características estructurales y litológicas

Eerola, T. “A tropical paradise”? Neoproterozoic glaciations from the southern Brazilian perspective

Gaucher, C.; Sial, A.N.; Blanco, G. & Sprechmann, P. Chemostratigraphy of the lower Arroyo del Soldado Group (Vendian, Uruguay): a potential reference section for W-Gondwana and its  implications. 

Germs, G.J.B. Global tectonics and the emergence and near extinction of the Ediacara biota: evidence from the Nama Group and other Neoproterozoic–early Paleozoic succession. 

Poiré, D. The Precambrian sedimentary sequences from Olavarría, Tandilia System, Argentina: their biological evidences. 

Porada, H. Mat-related structures in Neoproterozoic peritidal siliciclastic deposits

Preciozzi, F.; Basei, M.A.S & Sánchez Bettucci, L. El Terreno Punta del Este: una aproximación al conocimiento

Rapalini, A.E. & Sánchez Betucci, L. Una hipótesis  especulativa para la formación del Gondwana


 

PROLOGO

No hace aún un año que se realizaba el “I. Coloquio Internacional del Vendiano-Cámbrico del Gondwana Occidental” en Montevideo, con la participación de unos 15 investigadores nacionales y extranjeros, los cuales provenían de dos países ubicados en dos continentes. Hoy inauguramos el “II Coloquio Internacional del Vendiano-Cámbrico del Gondwana Occidental”, con la participación de más de 30 investigadores provenientes de 6 países en 3 continentes. Estos números por sí mismos hablan de lo existosa que ha sido esta serie de encuentros, donde el principal objetivo ha sido la reconstrucción de la paleogeografía, paleoclimatología y paleobiología del Gondwana Occidental durante el Vendiano-Cámbrico (ca. 600-500 Ma). Esta región ha jugado un papel fundamental en el desarrollo del actual paradigma de la Geología, la Tectónica de Placas. Alfred Wegener menciona ya en su trabajo pionero de 1915 “Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (“El origen de los continentes y océanos”) la aparente correspondencia entre la cobertura sedimentaria de la zona de Tandil, Argentina y la de los alrededores de Cape Town en Sudáfrica. Los coloquios, actuando como catalizador entre los especialistas que trabajan en estos temas, son de gran ayuda a las correlaciones intra- e intercontinentales de unidades litoestratigráficas de ese período. Es por eso que, con el invaluable apoyo de UNESCO, se discutirá en este evento la proposición de un proyecto al Programa Internacional de Correlación Geológica (PICG), para dar un marco adecuado a las investigaciones en curso. 

Finalmente, resta agradecer a la Facultad de Ciencias por el apoyo prestado a este evento, y a UNESCO, los proyectos de investigación de la Comisión Sectorial de Investigación Científica (CSIC) C-32 y C-39, así como al proyecto 6007 del Consejo Nacional de Investigación Científica y Técnica (CONICYT) por la financiación de gran parte de las actividades desarrolladas en el coloquio.

FOREWORD

It was hardly a year ago when the “I. International Colloquium Vendian-Cambrian of W-Gondwana” took place in Montevideo. Fifteen researchers from Uruguay and two other countries located in two different continents participated in that event. Today we inaugurate the “II International Colloquium Vendian-Cambrian of W-Gondwana”, with the participation of 30 researchers from 6 countries located in 3 continents. These figures alone tell us about how successful this series of meetings was, which were devoted to the reconstruction of the palaeogeography, palaeoclimatology and palaeobiology of W-Gondwana during the Vendian-Cambrian (ca. 600-500 Ma). The region has played a fundamental role in the development of the present paradigm of Geology, Plate Tectonics. Alfred Wegener already mentions in his pioneer work of 1915, “Die Entstehung der Kontinente und Ozeane” (“The origin of continents and oceans”), the apparent correspondence between the sedimentary cover of  Tandil, Argentina, and that of the region of Cape Town, South Africa. The colloquia, acting as a catalyzer between the researchers dealing with these issues, are of great help for intra- and intercontinental correlations of lithostratigraphic units of that period. Hence, with the invaluable help of UNESCO, the proposal of a project to the International Geological Correlation Programme (IGCP) will be discussed in this event.

Finally, we thank the Facultad de Ciencias for support, and UNESCO, research projects CSIC C-32, C-39 and research project CONICYT 6007 for funding of most activities of the colloquium.

Claudio Gaucher

Editor


The Puncoviscana Formation (Northwest Argentina), an approach to the evolution of a basin in the Gondwanan border during the Neoproterozoic/Early Cambrian

 Florencio G. Aceñolaza* & Guillermo F. Aceñolaza*

 *INSUGEO. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas-Universidad Nacional de Tucumán.  Miguel Lillo 205. 4000 San Miguel de Tucumán. ARGENTINA. E-mail: facenola@satlink.cm.ar ,  insugeo@unt.edu.ar

The Puncoviscana Formation is represented by a thick and heterogeneous succession of sedimentary rocks highly deformed and slightly metamorphosed, cropping out mainly along the Eastern Cordillera between 23º south (Tarija Department, southern Bolivia), and 27º south (Province of Tucumán, northern Argentina). They were originally described as part of the “basal Precambrian shield” of northwestern Argentina, and later reconsidered by means of the finding of several trace fossils localities including the Neoproterozoic-Lower Cambrian  transition.

Widespread siliciclastic rocks characterize the succession (sandstones, shales and few conglomerates), but limestones, volcaniclastics and lava flows are also mentioned. The first mentioned lithology display poor sorted clasts with medium to fine grains, mono to polycrystalline cuartz, albite plagioclase, scarce ortose and some sedimentary and low grade metamorphics, as well as few chert. A compositional analysis corroborates that the Puncoviscana Formation was originated on the continental block (marginal plain / back-arc), while sedimentary and low grade metamorphic series were also developed, as shallow tectonic stages of a reworked multi-phase orogen (Jezek, 1990). Paleocurrents display a general SSE-NNW flow direction, while the conglomerates are described as intra-formational type, being placed on the western border. Several localities with vulcanites are also mentioned, whose sedimentary pattern probably allows us to refer them to submarine fan related type of sedimentation. Abundant red shales, by sectors of the basin, represent hemipelagic conditions with some oxygen content within the sediments, while the greenish shales are mentioned as deposition of deep ocean contour flow. The blackish and brownish limestones are interpreted to be deposited over dorsals or some structural highs within the sea floor. 

The ichnological distribution display a remarkable alignment as belts, probably resulting on the morphology of the Puncoviscana basin, as well as a chronological record of the ichnofaunas. Three ichnoassociations are recognized: eastwards the Beltanelliformis, the Nereites is placed in the middle, while Oldhamia is located westwards (Aceñolaza & Alonso, 2000 with references). Several aspects have been discussed on this distribution: they may represent different facies on a same event, or different temporal levels on the evolution of the Puncoviscana basin. Due to the morphological characters of the basin, we believe as a more viable possibility the second one, and consider Oldhamia as a totally different ichnoassociation that will represents the “agronomic revolution” of Seilacher & Pflüger (1994). Oldhamia displays a Tommotian-Atdabannian age, while the other ichnassociations represent older elements, reaching down to the Ediacaran. 

In this moment, discussions are focused on the way the Puncoviscana basin was formed and developed. The general idea is that the basin had an origin on a marginal aulacogenic “triple point” type of structure, placed in the western border of Gondwana. The southwestern branch of this aulacogenic structure is proposed as the responsible for the development of the Puncoviscana Basin. 

We cannot recognize the units that represent the base and the source of materials for the basin, so we suppose that they belong to an older tectono-orogenic cycle as Sunsas (1100-900 Ma, sensu Litherland & Bloomfield (1981). Once this cycle stabilizes, a new process begins with the formation of the earlier mentioned “Bolivian Triple Point” (Suárez Soruco, 2000), separating westwards the Arequipa-Antofalla terrane, to the north-northeastern the Guaporé craton and to the south-southeast the Rio de la Plata craton. The identity of the Arequipa terrane as a Gondwanan bock is strongly supported by the data given by Luccassen et al. (2000). This opening of the Puncoviscana basin follows a north/south-southwest direction, isolating the Gondwanan border while receiving the sediments from the surrounding structural highs as Arequipa, Guaporé and the Rio de La Plata terranes and cratons, that will lastly end up filling the basin.

References

Aceñolaza, F.G. & Alonso, R. 2000. Icnoasociaciones de la transición Precàmbrico-Càmbrico en el noroeste de Argentina.Cuadernos de Geologìa Ibèrica (in press).Madrid.

Jezek, P. 1990. Análisis sedimentológico de la Formación Puncoviscana entre Tucumán y Salta. In Aceñolaza, F., Miller, H. and Toselli, A. (eds). El Ciclo Pampeano en el noroeste argentino. Correlación Geológica 4, 9-36. Tucumán.

Litherland, M. and Bloomfield, K. 1981. The Proterozoic history of eastern Bolivia. Precambrian Research. 15: 157-179.

Lucassen, F., Becchio, R., Wilke, H.G., Franz, G., Thirwall, M.F., Viramonte, J. & Wemmer, K. 2000. Proterozoic- Paleozoic development of the basement of the Central Andes (18º-26º S); a mobile belt of the South American Craton. Journal of South America Earth Sciences 13: 697-715.

 Seilacher, A. & Pflüger, F. 1994. From biomats to benthic agriculture: a biohistoric revolution. In: Krumbein, W.E., Paterson, D.M. and Stal, L.J. (Eds.), Biostabilization of sediments. B.I.S. Oldemburg: 97-105.

Suarez Soruco, R. 2000. Compendio de geología de Bolivia. Revista Técnica de Yacimientos Petrolíferos Fiscales  18(1-2) 1-144. La Paz. 


Dolomitização em unidades neoproterozóicas – o exemplo do Grupo Corumbá e da Formação Araras – Faixa Paraguai.

Paulo César Boggiani* & Armando Márcio Coimbra#*

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande-Brasil.  boggiani@nin.ufms.br

#Instituto de Geociências – USP – in memoriam

Marcante característica do registro sedimentar neoproterozóico é a abundância relativa de dolomitos (Tucker 1982). Tal relação demonstra que no Neoproterozóico as condições para dolomitização foram mais favoráveis, inclusive com possibilidade de precipitação direta (Grotzinger & Knoll 1995), o que também seria sugerido pela ocorrência de dolomitos com textura primária totalmente preservada (Tucker & Wright 1990). 

            Kazmierczak et al. (1985) explicaram que a abundância de dolomitos no Neoproterozóico, em comparação à ocorrência de calcários calcíticos, seria devido à existência de oceano pobre em Ca2+, tendo interpretado que o teor de Ca2+ nos oceanos foi crescente, atingindo seu valor máximo no limite neoproterozóico/cambriano, quando a quantidade de Ca2+ foi tal que a biocalcificação teria sido uma forma encontrada pelos organismos de se desintoxicarem da elevada concentração de cálcio. Outra hipótese é a de que teria havido condições excepcionais de bombeamento da água do mar através dos sedimentos. 

            A constatação de precipitação de dolomita através de atividade microbiana (bactérias redutoras de sulfatos) em lagunas costeiras de Lagoa Vermelha - Rio de Janeiro (Vasconcelos et al. 1995) demonstra a importância destes microorganismos como centros de nucleação da dolomita, constituindo, também, uma das possíveis causas da relativa abundância de dolomitos no Proterozóico (Wright 1997), quando a atividade microbiana teria atingido seu apogeu, atestado pela abundância de estromatólitos.

            No domínio da Faixa de Dobramentos Paraguai, duas unidades dolomíticas são encontradas: a Formação Bocaina e o Membro Superior da Formação Araras. A primeira unidade insere-se na base do Grupo Corumbá, aflorante na Serra da Bodoquena e a outra no Grupo Alto Paraguai com exposições na Serra das Araras (figura 1).

           A Formação Bocaina, com espessuras entre de 30 e 80 m, é caracterizada por dolomitos puros, em determinadas localidades, apenas o mineral dolomita foi identificado sob difratometria de raios X, com gradativa predominância de silexitos no topo. Nela também ocorrem rochas fosfáticas e abundantes estruturas estromatolíticas.

            O contato inferior dos dolomitos da Formação Bocaina é erosivo e estes ocorrem sobrepostos diretamente sobre o embasamento gnáissico-granítico. Apresentam-se também posicionados diretamente sobre os diamictitos, provavelmente glácio-marinhos, da Formação Puga, através de contato erosivo. O contato erosivo com o embasamento constitui extensa superfície de aplainamento denominada Superfície de Aplainamento Pedra Branca (Boggiani & Coimbra 1998). 

            Para a Formação Bocaina, a origem dos dolomitos é interpretada como relacionada à ocorrência de condições excepcionais de bombeamento da água do mar através dos sedimentos. Estas condições poderiam estar relacionadas à rápida transgressão marinha pós-glaciação associada à fragmentação de supercontinente.

Fig. 1: Exposições do Grupo Corumbá e da Formação Araras no domínio da Faixa Paraguai e sobre o Cráton Amazônico.

 

 Outra característica da transgressão marinha da Formação Bocaina é a sua relativa pouca amplitude em termos de elevação do nível do mar, porém com avanço do mar por uma extensa área sobre o continente, previamente aplainado. Tal conformação geomorfológica teria possibilitado o desenvolvimento de extensas plataformas epineríticas sob condições de águas rasas e bem iluminadas, propícias à proliferação de atividade microbiana bentônica e formação dos estromatólitos, os quais teriam favorecido ainda mais a dolomitização.

            A continuidade lateral por centenas de quilômetros e relativa homogeneidade das fácies sedimentares da Formação Araras são indícios de que estas se depositaram em área extensa e plana. Estas condições poderiam estar presentes em mar epicontinental ou mesmo em extensa rampa carbonática, onde a sedimentação teria se dado ao longo de planície de maré. Neste contexto, a Associação Faciológica Calcítica e Terrígena inferior teria se depositado em ambientes de inframaré e a Associação Faciológica Dolomítica, estromatolítica, em ambientes de inter e supramaré.

            A sedimentação da base da Formação Araras teria ocorrido em ambiente de inframaré, sob condições euxínicas, com sedimentação carbonática calcítica sujeita a aporte periódico de terrígenos, resultantes de fatores provavelmente climáticos. Com a sedimentação, e conseqüente diminuição da profundidade da bacia, ocorreram condições de dolomitização dos sedimentos em ambiente de infra e supramaré, sob climas áridos, onde o aporte terrígeno passou a ser praticamente nulo.

            A metade inferior da Formação Araras não sofreu dolomitização devido às intercalações de camadas pelíticas que teriam impedido a circulação dos fluidos dolomitizantes. 

            Os dados obtidos de isótopos de C e O (Tabela 1) são coerentes com estas interpretações. Na Formação Bocaina, apresentam d13C próximos de zero a ligeiramente negativos e os valores de d18O ao redor de -3 0/00PDB, sem grande dispersão dos valores, já na Formação Araras, os valores demonstram enriquecimento em 13C e 18O e são mais dispersos, o que corrobora a hipótese de ambiente relativamente mais restrito e condições evaporíticas.

 

 Tabela 1 – valores de isótopos de C e O da Formação Bocaina (Grupo Corumbá) e de dolomitos da Formação Araras.

Formação Bocaina

Formação Araras

amostra

d13C 0/00PDB

d18O 0/00PDB

Amostra

d13C 0/00PDB

d18O 0/00PDB

cj-127-A

- 0,61

- 3,58

MT-03-D

-0,81

- 7,68

cj-127- B

- 1,03

- 3,93

MT-03-C

1,51

-1,08

cj-127- C

- 0,99

- 4,24

MT-03-B

0,50

-1,49

cj-127- D

- 0,41

- 4,13

MT-03-A

4,16

-0,09

cj-127- E

0,57

- 3,69

 

 

 

cj-127- F

0,14

- 4,74

 

 

 

As interpretações dos processos de dolomitização destas duas unidades é coerente com o que foi interpretado para o contexto geotectônico, onde para a Formação Bocaina a dolomitização estaria associada à intensa circulação de fluídos numa margem continental passiva recém-estabelecida, sujeita a estabilidade tectônica que teria proporcionado intensa proliferação de vida microbiana e formação de estromatólitos enquanto que para a Formação Araras, a sucessão de calcários calcíticos alternados com camadas orgânicas para dolomitos sugere diminuição da profundidade da bacia onde a dolomitização teria ocorrido em águas rasas e evaporíticas, em possível bacia do tipo Foreland.

Referências Bibliográficas

BOGGIANI, P.C.& COIMBRA, A.M. 1998. Significado paleogeográfico da Superfície Pedra Branca na evolução da Bacia Corumbá (Neoproterozóico IIII). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 40, Belo Horizonte, 1998. Anais...pg. 45.

GROTZINGER, J. P. & KNOLL, A.H. 1995. Anomalous Carbonate Precipitates: Is the Precambrian the Key to the Permian? Palaios, 10:578-596.

KAZMIERCZAK, J; ITTEKKOT, V.; DEGENS, E.T. 1985. Biocalcification through time environmental challenge and cellular response. Paläont. Z., 59:15-33.

TUCKER, M. & WRIGHT V.P. 1990. Carbonate Sedimentology. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 479 p.

TUCKER, M.E. 1992. The Precambrian-Cambrian boudary: seawater chemistry, ocean circulation and nutrient supply in metazoan evolution, extinction and biomineralization. Journal of the Geological Society, London, 149: 655-668.

 VASCONCELOS, C.; McKENZIE, J.; BENASKONI, S.; GRUJIC, D.; TIEN, A.J. 1995. Microbial mediation as a possible mechanism for a natural dolomite formation at low temperatures. Nature, 377:220-222.

WRIGHT, D.T. 1997. An organogenic origin for widespread dolomite in the Cambrian Eilean Dubh Formation, Northwestern Scotland. Journal of Sedimentary Research, 67(1):54-64.

 


Paleontological investigations on the Vendian/Cambrian boundary – Importance and techniques of microscopic studies

Andreas Braun*

*Institute of Paleontology, University of Bonn, Nussallee 8, D-53115 Bonn, Germany. E-mail:Braun@uni-bonn.de 

Following the discovery of new rich fossil-„Lagerstätten“ in the last decade the problem of „cause and course“ of the seemingly explosive appearance of many metazoan groups during the Lower Cambrian has moved into the centre of international research subjects.  Worldwide, new finds and occurrences of Ediacaran-type fossil communities have been found and are still being controversly discussed with respect to their constructional and systematic nature. In the field of trace fossil research new occurrences along with better age determinations give a complementary insight into the development of organismic complexity from 1000 Million years onward. Well known fossil-Lagerstätten like Chengjiang (Yangtze platform, China) and Sirius Passet (Greenland), yielding soft-bodied faunas, provide much information on the stages of the evolution of macroscopic metazoans from sponges to chordates at Lower Cambrian times. The systematic variety as well as the complexity of body construction plans already at the time of the first Trilobite-biozones in the Lower Cambrian strongly indicate a longer evolutive history in the Precambrian, results, which are supported by results coming from molecular biology. 

Microscopically sized remains, gathered by special search- and processing techniques from Late Precambrian through Cambrian rocks are increasingly important in adding to theories and knowledge on the basis of macroscopic finds. Besides diverse „small shelly“ faunas, these small and important fossils now include mainly embryonic stages and developmental series as well as components of the ecologically very important meiofauna. Above all the „Orsten type“ phosphatic preservation may preserve details down to the cellular and even histological level and may be treated and analysed like recent biological material. In addition „cuticular preservation“ may add well preserved material in certain, clay- and silt-rich rocks, which is, however, somewhat more difficult to assign systematically.  Other preservation stages, i.e. early mineralisation in iron-carbonate (Siderite), clay minerals or silicification are likely to yield more well preserved material upon further directed search.

Multiple techniques, applied to different lithologies and preservation stages must be used and transferred from other paleontological fields to be able to isolate and investigate these valuable remains adequately. The lecture gives an overview of examples, techniques and possible future perspectives of microscopic scale paleontological investigations to be used in further research in series around the Precambrian-Cambrian boundary:

 Whole rock samples

 Sectioning techniques. Phosphorites, being common and widespread worldwide as rock series, redeposited rock fragments or thin crusts (often hardgrounds) in rocks of this age interval, are often extremely fossiliferous, but only in some cases attracted major paleontological attention up to now. No chemical technique being available to extract phosphatic fossils from a phosphatic matrix without the danger of significant loss, sectioning techniques are still widely used to investigate the fossil content of these rocks. Many phosphorites however become barely transparent and do not allow for fine structure investigations under high magnificatins, as long as standard section thicknesses are applied. The peel technique, being most commonly in use in limestones, is a promising, fast, and very material-saving technique to be applied also in phosphorite-investigations. Peels gathered from phosphorites section planes are no pure surface replicas, but, due to organic and microcrystalline apatitic substance still adhering to the film, a kind of transfer preparations, which may be investigated with view on fine-structural as well as mineralogical investigations using highly magnifying oil-immersion objectives. Besides, individual sections of the peel may be sputter coated and investigated using the SEM.

Sectioning techniques in limestones, cherts etc. are applied mainly to organic micro- and meiofossils, not extractable from a limestone matrix by the use of acids. They may be investigated and documented in polished or varnish-covered sections using oblique incident light, since contrast and colour is better visible than in normal thin sections in transmitted light. Such sections of cherts, phosphorites, but also many other rocks including highly metamorphosed ones, also allow for investigations in incident light under high magnifications with the aid of oil immersion objectives. By this technique, extremely small sized tests and skeletons of mineralic as well as organic composition may be detected.

Etching techniques: Limestones, in which the fossils have not been subjected to early diagenetic phosphatization, may still be etched using careful etching techniques and concentrations (diluted acetic acid) to recover their organic fossil content. Investigation and sorting of the residue must take place without drying of the residue in a petri dish under shallow water cover in order to avoid incrustation and deformation of the thin and flexible walls.

Palynological processing techniques remain unsuccessful, if the palynomorphs are, by heat or small scale tectonic deformation, desintegrated into small pieces, held together only by the surrounding rock matrix. Palynomorphs of this type can still be prepared as whole pieces from the residue, if  the Si-flouride flakes, often forming during HF action, are not dissolved but retained in the washing screen and embedded in glycerine-jelly on microscopic slide preparations. In this case the flouride flakes are taking over the protective and supporting function of the rock matrix and the organic bodies can be investigated in their original context through the almost transparent whitish matrix of the flouride flake.

Macroscopic fossils

Cuticular transfer techniques: Such transfer techniques, being applied in cuticular analysis in Paleobotany, may also be used during investigations of macroscopic paleozoological findings, if at least some of the original cuticular substance is preserved. Transferred organic cuticular substance may be inverstigated in great detail microscopically, including sensory organs, setation etc. Pyrite-impregnation, common in macrofossils from fresh, unweathered rocks, may be x-rayed and reconstructed three-dimensionally by the recently invented micro-computer-tomography technique, provided that the fossils are not completely flattened. If the pyritization is fine and clear enough, serial sectioning or serial grinding can be applied here as well.

 Isolated micro- and meiofossils

The SEM-standard technique stays indispensable and most important for external documentation of phosphatized fossils. Other techniques must be applied, if information about internal structures is desired (soft integument preservation in closed carapaces or shells, eggs with embryonic structures). Thin sectioning of individual preselected small phosphatic bodies allows for their internal investigation within a reasonably short time. Such sections are more easily sectioned down to a thickness below 25 µm (“ultrathin sections”), allowing for a more detailed microscopic investigation compared to whole rock thin sections of average thickness. 

The only (but major) disadvantage is the total loss of material outside the section plane. Possibilities to avoid this is a laborious “small scale” serial sectioning technique, accompanied by sequential documentation of the section planes or, again, micro-computertomography allowing for destruction-free single or sequential investigations.

Complex techniques following the similarly complex initial treatment of fossils and whole rock samples have been published recently in Paleolontologica electronica, vol. 4 (2001) by Sutton, Briggs, Siveter & Siveter, and will be the future for this kind of research: This is the combination of manual microscopic techniques including serial grinding with digital photography and graphic processing, resulting in 3-D-images, that can be focused through and rotated by video in electronic publications. This techniques eliminate the necessity of mechanical and/or chemical isolation of organic or mineralized remains from the rock, as long as the optical contrast is large enough for the fossil outlines to be traced on the digital images. If serial sectioning is used along with the peel technique, this allows for an even better “storage” and documentation  of material during this destructive method. 

 The importance of microscopic studies

Microscopic remains, gathered by the above mentioned techniques, currently quickly gain importance in paleontological prospection and research, as they are allowing for a very close cooperation between neontologists working on the respective fields (embryology, construction morphology, phylogenetic systematics) and paleontologists on the basis of exceptionally well preserved material. The important processes of early diagenetic  (“Tapho”)-mineralisation especially by phosphate, yielding excellent soft-integument or even soft-part and cellular preservation, are known to occur predominantly in smaller sized bodies.

Once again paleontology might be able to yield evidences for theoretically predicted “ground-plan” and transition stages of major groups. It is the idea of the author, brought foreward to the research group on construction morphology at Senckenberg-Museum/Frankfurt and currently jointly discussed and prepared by several authors, that the multitude of spherical small fossils occurring in phosphoritic Precambrian/Early Cambrian series represent not “only” embryos of various kinds, but also fossil evidence (in the Early Cambrian like a kind of  “living fossils” by that time) of the published spherical to elliptical early metazoan ground-plan reconstructions (“gallertoids”), expected (and now found to be) only about one millimeter in size. Fossils of such organisms cannot be expected to be easily visible on rock surfaces, but must be isolated and investigated following complex chemical and/or petrographical treatment of the rock samples. 

 This review involves experiences and results from many sides. Detailed references will be given in a forthcoming more detailed publication. 


La Formación Cerros de Aguirre (Vendiano superior): geocronología, características estructurales y litológicas

 Néstor Campal*, Fernando Gancio*, Alejandro Schipilov* & Jorge Bossi*

 *Cátedra de Geología, Facultad de Agronomía. Garzón  780, Montevideo-Uruguay 

La evolución del basamento cristalino del Uruguay plantea hoy un sinnúmero de interrogantes y sea cual fuere el período geológico considerado, la información disponible es sólo fragmentaria. El Vendiano no escapa a la regla general, sin embargo, los trascendentales avances en la investigación del Grupo Arroyo del Soldado desde Gaucher & Schipilov (1994) hasta Gaucher (2000) les han permitido a los autores citados señalar la existencia de un lapso bien definido de unos 20 a 30 Ma en que la porción del Basamento Cristalino definida como Terrane Nico Pérez por Bossi & Campal (1992) evolucionó en condiciones de estabilidad tectónica.

En el estudio de la Formación Cerros de Aguirre definida por Campal & Gancio (1993) se han logrado recientemente significativos avances que nos sugieren para el mismo lapso condiciones geotectónicas diferentes, con un activo volcanismo emplazado en una cuenca de tipo pull-apart.

 Se exponen las características estructurales y litológicas así como los datos geocronológicos U/Pb recientemente obtenidos, que apoyan la hipótesis de los autores.

Escasos 70 Km. separan hoy ambas unidades, lo que plantea por lo menos una aparente contradicción, que puede ser resuelta apelando a una distribución geométrica de las unidades del zócalo muy diferente de la actual durante el período Vendiano. Ello sugiere que la arquitectura actual del Basamento Cristalino Uruguayo es principalmente fruto de eventos colisionales posteriores a la depositación del Grupo Arroyo del Soldado y que asimismo las rocas más antiguas que esta colisión evolucionaron independientemente, separadas en el espacio aunque no en el tiempo.

En los diez años transcurridos desde el planteo original de Bossi & Campal (1992) sugiriendo la existencia de tres terrenos en el zócalo cristalino del Uruguay, en franca oposición con el modelo manejado hasta entonces con un cratón transamazónico y un cinturón brasiliano, se han realizado importantes avances. Muchos de ellos se transformaron en pruebas sólidas de la aloctonicidad originalmente propuesta. 

 El estudio sistemático de cada unidad, con cartografía detallada y geocronología de alta precisión es el único camino posible para resolver las grandes controversias e incógnitas que aún se plantean y es asimismo el paso previo ineludible a la elaboración de una hipótesis razonable sobre la evolución geotectónica de esta compleja porción del Basamento del territorio sudamericano, cuya columna estratigráfica se extiende del Arqueano al Ordovícico en 80.000 Km2 plenamente accesibles.

Referencias Bibliográficas

Bossi, J. y Campal, N. 1992 Magmatismo y tectónica transcurrente durante el Paleozoico Inferior en Uruguay. In: Gutiérrez Marco, J. C.; J. Saavedra & I. Rábano (Eds). Paleozoico Inferior de Iberoamérica. Universidad de Extremadura. España.

 Campal, N. & Gancio, F. 1993 Asociación volcanitas - piroclastitas de los Cerros Aguirre (Departamento de Rocha): una nueva formación y su implicancia en la evolución del Ciclo Brasiliano en el Uruguay. 1er. Simposio Internacional del Neoproterozoico- Cámbrico de la Cuenca del Plata. Tomo II: trabajo Nº 44. La Paloma - Minas. Uruguay

 Gaucher, C. & Schipilov, A. 1994 Formaciones de Hierro Bandeadas del Vendiano del Uruguay.- Paleociencias del Uruguay (serie didáctica). Facultad de Ciencias. 2 :3- 5. Montevideo. Uruguay.

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“A tropical paradise”?

Neoproterozoic glaciations from the southern Brazilian perspective

Toni  T. Eerola*

*Department of Geology, Federal University of Santa Catarina, Brazil. E-mail: toni_eerola@hotmail.com


Introduction      

The Rio de la Plata Craton (southern Brazil and Uruguay) collided with the Kalahari Craton during the Neoproterozoic-Cambrian times (Fernandes et al. 1992, Chemale Junior et al. 1995, Frimmel et al. 1996). This period records Sturtian (750-700 Ma) and Varangerian (620-580 Ma) glacial deposits in Namibia, Argentina, Brazil, Laurentia and other continents (Eerola 2001 and references therein), when the whole Earth seems to has been covered by glaciers (Hoffman et al. 1998). A discrete Cambrian glacial period occurred again in Namibia, western Africa and China (Germs 1995, Hoffman et al. 1998). 

            There are also some suggestions on Neoproterozoic glacial influence in southern Brazil (e.g. Carvalho & Pinto 1938, Bocchi 1970, Eerola 1995), but those were not confirmed or rejected by subsequent published studies. As the problem is mainly ignored in the literature on the region, the Neoproterozoic glacial record has been considered as absent. This is intriguing because glacial deposits occur in Namibia (Germs 1995, Hoffman et al. 1998) and other regions close to southern Brazil (Eerola 2001), where sedimentary basins were coeval with glaciations (Eerola 1994, Hartmann et al. 2000). This paradoxal situation was well illustrated by the map on ancient glaciations on the Gondwana continents by Crowell’s (1983) figure 2. It was also questioned by Eerola (1994).

            The aim of this paper is to rediscuss this paradox and Neoproterozoic-Cambrian glaciations from the southern Brazilian perspective. 

 Importance of the presence or absence of glacial record in southern Brazil

            The finding of Neoproterozoic glacial diamictites and dropstones in southern Brazil has important implications. It would give information on prevailed climate in the region during that time and would permit consistent chronostratigraphic correlations with Namibian basins, as well as with other coeval deposits in the world (Eerola 1994, 1995). 

            Their prooved absence is also significant. As southern Brazil was surrounded by  regions affected by glacial influence (see Eerola 2001), the supposed lack of coeval glacial record in the middle of those is intriguing. There should be important reasons for that. Those could reflect tectonics, climate, paleolatitude, sedimentary processes and problems in preservation, recognition and interpretation of their record.

 Reasons for the apparent absence of Neoproterozoic glacial record in southern Brazil

            If glaciers cover large areas during glaciations, why such record has not been confirmed in southern Brazil, while this is found in Namibia and elswhere? There should be good reasons for this paradoxal situation. Some of those are suggested and discussed here: 

(1)   misinterpretation of sedimentary deposits as glacial in Namibia and elsewhere; 

(2)   no glaciers in southern Brazil, controlled by climate and/or topography; 

(3)   nonpreservation of glacial record in southern Brazil or 

(4)   glacially infuenced deposits have not been found or recognised in southern Brazil.

Discussion

            As the Neoproterozoic glacial record is widespread and largely accepted in Namibia (e.g. Germs 1995, Frimmel et al. 1996, Hoffman et al. 1998), its misinterpretation there could be discarded.

            Glacial influence might has been avoided in southern Brazil if the climate was warm, as has been proposed (e.g. Fragoso Cesar et al. 1984). Then the Neoproterozoic glaciations were not global, but some areas were preserved from those (Hyde et al. 2000). However, this seems to be highly unlike, as southern Brazil was surrounded by regions with glacial influence (Eerola 2001) and the Neoproterozoic glacial record is worldwide (Hoffman et al. 1998). Moreover, southern Brazil has been located near the South Pole during the Neoproterozoic (e.g. Grunow et al. 1996), when glaciers should have been naturally expected there. However,  the coeval glacial record seems to be absent from Uruguay (Gaucher 2000).

            Eerola (1994) suggested that the relief was higher in Namibia and alpine glaciers were generated in SW Africa, but not in southern Brazil. However, as the widespread Dom Feliciano Belt developed in southern Brazil (Fernandes et al. 1992, Chemale Junior et al. 1995, Frimmel et al. 1996), mountain building and uplift should have been more vigorous in southern Brazil than in Namibia. It is then more probable that alpine glaciers might have been generated in southern Brazil rather than in Namibia.

            However, if the glacial record is lacking from southern Brazil, its possible nonpreservation in continental or alpine conditions should be considered. Possible glacial record may have been also deformed, reworked or it may be unexposed, so that its finding and recognition is difficult. However, suggestions on glacial influence should be re-examined.

            If the glacial record exists in the region, it should be looked in the metamorphosed and deformed Vacacaí Supergroup (750-700 Ma, Hartmann et al. 2000), where it was suggested by Bocchi (1970). This glacial record may be correlative with the Açungui Group in Paraná State, southern Brazil, where glacials were described by Perdoncini & Soares (1992). Varangerian glacial record may be found at the bases of the Camaquã and Itajaí groups (~600 Ma, Hartmann et al. 2000), where glacial influence was suggested by Eerola (1995) and Carvalho & Pinto (1938).           

 Conclusions

            The existence of the Neoproterozoic glacial record in southern Brazil remains open. This is an intriguing mystery, considering that coeval glacial deposits are so widespread in closely located Namibia and elsewhere. Although there are some suggestions on glacial influence in  the region, those are still unconfirmed by subsequent published studies. 

            Four reasons were suggested here for this apparent absence of glacial deposits in southern Brazil: (1) misinterpretation of deposits in Namibia; (2) no glaciers in southern Brazil, controlled by a) climate or b) topography; (3) nonpreservation of the glacial record or (4) such record has not been found or recognised. It seems that the last two are the most reasonable explanations for such absence. 

            To obtain answere for this and other related questions, the Neoproterozoic-Cambrian diamictite and lonestone ocurrences should be assessed, mapped and studied in detail in southern Brazil, associated with geochronological, paleontological, paleomagnetic and isotopic investigations. The published and informal suggestions (see Eerola 1995) on glacial influence should be checked at the first place. Further, intensive research on such occurrences in southern Brazil will probably reveal were there Neoproterozoic glaciers or not, and which of the presented reasons are valid, or are there other hypothesis not considered here.

References

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Chemostratigraphy of the lower Arroyo del Soldado Group (Vendian, Uruguay): a potential reference section for W-Gondwana and its  implications

Claudio Gaucher*; Alcides Nóbrega Sial**; Gonzalo Blanco* & Peter Sprechmann*

 *Departamento de Paleontología, Facultad de Ciencias, Iguá 4225, 11400 Montevideo, Uruguay. e-mail: gaucher@chasque.apc.org

**Departamento de Geología, Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco

(UFPE), Caixa Postal 7852, Recife PE-50732-970, Brasil.

Introduction

The Arroyo del Soldado Group (ASG) is a  5 km-thick platform sequence that overlies with angular and erosional unconformity an Archean to Mesoproterozoic basement of the Nico Pérez Terrane of Uruguay (Gaucher et al. 1996, 1998, Gaucher 2000). It is notable for its extensive and very thick carbonate deposits, namely (a) the Polanco Formation, with maximum thickness of more than 900 m, (b) the Cerro Victoria Formation, composed of up to 150 m of stromatolitic and oolitic limestones, and (c) various isolated dolomite and limestone strata in the lower Cerro Espuelitas Formation and upper Yerbal Formation (Fig. 1). These are excellent prerequisites for chemostratigraphic studies in a time of extreme biogeochemical oscillations, environmental instability and biological innovations. Carbon and oxygen isotopic data from the ASG have been reported by Boggiani (1998), Kawashita et al. (1999), Gaucher (2000) and Gaucher et al. (2001). Kawashita el al. (1999) present four Sr-isotopic determinations from the lowermost Polanco Formation.  We report here the preliminary results of a series of  50 C- and O-isotopic determinations from the Yerbal, Polanco, lower Barriga Negra and lower Cerro Espuelitas formations, and combine them with available data, as well as with reported Sr-isotopic data.

Character of isotopic signatures

The carbonates in the studied sections meet the criteria proposed by Jacobsen & Kaufman (1999) to distinguish between primary and diagenetic signatures, namely: (1) the sampled micro-domains in the carbonates were chosen after careful petrographic examination, only from primary mineral phases; (2) d18O values >-10 $ PDB in ca. 90% of the analyzed samples; and (3) Mn/Sr relations range between 0.03 and 0.62 (50 analyses), and are thus clearly below the boundary of 2 accepted for non-altered carbonates. Therefore, the primary nature of the C- and Sr-isotopic data is corroborated by the above mentioned facts.

Chemostratigraphy

The sections studied are: Arroyo Campanero (Gaucher 2000: 25) for the Yerbal Formation; Arroyo Yerbalito Syncline (Gaucher 2000: 23), Calera de Recalde Syncline (Fig. 1) and Cerro Espuelitas Syncline for the Polanco Formation; the stratotype and parastratotype (Gaucher 2000) of the Barriga Negra Formation and the Tapes Grande Syncline (Gaucher 2000) for both the Polanco and Cerro Espuelitas Formation.

Dolostones of the upper Yerbal Formation underlying Cloudina, Waltheria, Titanotheca,  Bavlinella and Soldadophycus-bearing siltstones yielded positive d13C values of up to +2.15 $ PDB, and increasing up-section. This trend continues into limestone/dolostone rhytmites of the lowermost Polanco Formation, reaching peak values (P1) of +5.3 $ PDB 180 m above the contact with the Yerbal Formation (Fig. 1). Basal rhytmites of the Polanco Formation yielded 87Sr/86Sr values of 0.7078 according to Kawashita et al. (1999). An impressive negative d13C-excursion to –3.3 $ PDB follows (N2), and corresponds to an interval dominated by calcareous tempestites (Fig. 1). Up section, a positive d13C-peak of +2.1 $ PDB occurs (P2), comprising black, carbonaceous and laminated calcisiltites (Fig. 1).The return to slightly negative values (-0.70 $ PDB) is recorded  in calcareous tempestites 650 m above the base of the Polanco Formation in the Calera de Recalde Syncline (N3). At that section, uppermost tempestitic calcarenites and interbedded rhytmites show positive d13C-values of up to +2.8 $ PDB (P3, Fig. 1). The contact between the Polanco and Barriga Negra formations is characterized by a  negative d13C-excursion to –1.9 $ PDB, which continues into the lowermost Barriga Negra Formation (N4). Carbonates interbedded in the lower-middle Cerro Espuelitas Formation at its stratotype yielded values of +2.4 $ PDB, probably indicating a new positive excursion.

The isotopic signal at the stratotype of the Polanco Formation in the Tapes Grande Syncline shows approximately the same peaks described above, but shifted to negative values. This can be interpreted as a deep-water signal (Calver 2000), as also suggested by sedimentary structures and facies (Gaucher 2000). Therefore, it is here proposed to locate the chemostratotype of the Polanco Formation in the Calera de Recalde Syncline (Fig. 1), because of the unequivocal preservation and interpretation of primary isotopic signatures.

Interpretation

The value of 0.70780 is considered by Kawashita et al. (1999) as the most confident estimate of the primary 87Sr/86Sr-ratio. This value corresponds according to Jacobsen & Kaufman (1999) and Walter et al. (2000: 391) to an age of 580 Ma, which is taken here as the age of the base of the Polanco Formation. This corroborates the biostratigraphic data (Cloudina and Bavlinella-Soldadophycus assemblage), which indicate a post-Varangerian/Marinoan (600-590 Ma) age for the whole lower ASG. The upper Yerbal-lower Polanco positive excursion (+5.3 $ PDB) corresponds to a time interval between 585 and 574 Ma in the global d 13C-curves of Jacobsen & Kaufman (1999: 48) and Walter et al. (2000: 414), corroborating the Sr-isotopic data mentioned above. The N2 peak of the middle Polanco Formation (-3.3 $ PDB) matches well a negative excursion at 573 Ma in the global curve (Jacobsen & Kaufman 1999,  Walter et al. 2000). Peaks P2 to N4 of the upper Polanco Formation and lowermost Barriga Negra-Cerro Espuelitas formations, probably correspond to the 570-550 Ma interval in the curve of Walter et al. (2000), although the upper date is still uncertain. It is noteworthy that the curve here reported for the Polanco Formation shows more details than most of the curves reported for the period, and could be due to the great thickness and almost pure carbonates typical of the unit.

From the sedimentlogical point of view, the relationship between C-isotopic composition and facies of the Polanco Formation is evident. The finer, more dolomitic and organic-carbon rich lithologies show predominantly positive values, while the intervals dominated by tempestites are characterized by 13C-depleted carbonates. This is interpreted here as a result of climatic-driven, eustatic sea-level oscillations. It is well known (Frimmel et al., in press) that carbonates associated with Neoproterozoic glacigenic rocks are strongly 13C-depleted. The predominance of tempestites in the negative d 13C intervals of the Polanco Formation points to a moderate lowering of palaeobathymetry (above storm wave-

 

Fig. 1: Stratigraphic column and chemostratigraphy of the Polanco Formation in the Calera de Recalde Syncline.

base), which  might respond to glacioeustasy. The same relationship occurs at the transition to the Barriga Negra Formation, which marks an important regression (Gaucher 2000) On the other hand, the carbonaceous limestones and rhytmites yielding positive d 13C values point to enhanced bioproductivity as the cause of these excursions.

Conclusions

The continuous exposures of thick, pure and little altered carbonate deposits of the lower ASG are the desideratum of chemostratigraphic studies. These sections could be a useful reference section for W-Gondwana, not only recording worldwide fluctuations, but perhaps also local variations in C- and Sr-isotopic compositon. The data presented here support a post-Varangerian/Marinoan age for the whole ASG, in accordance with other lines of evidence. Furthermore, the onset of carbonate deposition in the Polanco Formation  is dated at 580 Ma by comparison with existing global curves. The C-isotopic composition of carbonates of the lower ASG provide evidence supporting the relationship between climate deterioration, sea-level fall and negative d 13C-excursions. On the other hand, positive d 13C-peaks are associated with high sea-level stand and high organic-carbon burial probably due to enhanced bioproductivity. These facts strongly support models that suggest that enhanced bioproductivity due to higher availability of nutrients was the key factor controlling Neoproterozoic glaciations (Gaucher 2000, Kaufman, 2000). Finally, the occurrence of a diverse shelly assemblage containing Cloudina in the positive d 13C-excursion immediately after the Varanger/Marinoan Glacial Epoch might imply that palaeoclimatological factors played a determinant role in the advent and diversification of the   Metazoa.

Literature cited

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Gaucher, C.; Sprechmann, P. & Montaña, J. 1998. New advances on the geology  and paleontology of the Vendian to Cambrian Arroyo del Soldado Group of the Nico Pérez Terrane of Uruguay.- Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Monatshefte 1998: 106- 118; Stuttgart.

Gaucher, C.; Boggiani, P.C.;  Sprechmann, P.; Sial, A.N. & Fairchild, T.R.  2001. La plataforma Corumbá-Arroyo del Soldado: eslabón paleogeográfico entre unidades del Vendiano-Cámbrico de Sudamérica y Africa.-I Coloquio Internacional: Vendiano-Cámbrico del Gondwana Occidental, Resúmenes: 11-13; Montevideo (Facultad de Ciencias).

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Global tectonics and the emergence and near extinction of the Ediacara biota: evidence from the Nama Group and other Neoproterozoic–early Paleozoic successions

 Gerard J. B. Germs*

 *Department of Geology, Rand Afrikaans University, Johannesburg, South Africa  E-mail: gagerms@global.co.za

The Nama and equivalent Vanrhynsdorp Groups (550 – ±535 Ma) accumulated during an eventful time in the geological history of the earth when rapidly moving plates formed the supercontinent Gondwana, when some of the largest known changes in the oceans and atmosphere occurred and when conditions worldwide became favourable for the emergence of the Ediacara Biota, comprising multicellular animals and strange soft-bodied organisms (Vendobionta).  

The Nama and Vanrhynsdorp Groups cover an extensive area in central and southern Namibia and in the northern Cape Province of the Republic of South Africa (RSA). The sediments of the lower Nama and lower Vanrhynsdorp Groups were mainly derived from the Kalahari (Kaapvaal Craton) to the east and of the upper Nama and upper Vanrhynsdorp Groups mainly from an arc-shaped region of uplifts to the north and west which form part of the Khomas and Gariep orogenic belts.  This change in paleogeography took place gradually and is related to the assembly of West Gondwana during which the Khomas and Gariep belts formed. This assembly occurred in response to the subductions and collisions of the Congo, Kalahari and Rio de la Plata Cratons (plates), after rifting and break-up (approximately 770 Ma) of the Rodinia Supercontinent (formed at approximately 1000 Ma).  

The lower Nama and lower Vanrhynsdorp Groups are latest Proterozoic (late Neoproterozoic) in age (550 – 544 Ma).  The lower Nama Group contains representatives of the famous Ediacara fauna (with its peculiar leaf-shaped fossils) of which some of its bizarre forms may represent a failed experiment in Precambrian evolution.  The lower Nama Group also comprises a low diversity assemblage of organic walled microfossils and a relatively well diversified ichnofauna.  The occurrence of the shelly fossils Cloudina and Namacalathus and probable calcified metaphytes in the lower Nama Group suggest that skeletonisation in animals and  metaphytes occurred almost simultaneously during the late Neoproterozoic.  The occurrence of the trace fossil Treptichnus pedum indicates that the upper Nama and upper Vanrhynsdorp Groups are early Cambrian in age.

The radiation of the Nama biota and other types of Ediacara biotas is probably  related to global Neoproterozoic to early Paleozoic tectonics.  These tectonics  influenced the O2 content of the atmosphere and sea water, influenced the climate and determined the geographic distribution of continents.  The break-up of Rodinia (approx. 770 Ma) increased the continental marginal areas  and the preferential organic carbon (12C) burial globally that is reflected in the high d13C values of sea water.  The consequent drawdown of CO2 could have caused the consumption of less O2 thereby enriching the O2 content of the sea water and the atmosphere. The enrichment of O2 probably resulted in the emergence of the Ediacara Biota.   The drawdown of CO2 led to at least four  Neoproterozoic glaciations between 750 and 570 Ma during each of which the oceans may have been completely frozen over (snowball event).  The final Neoproterozoic glaciation and subsequent hothouse event (which occurred in various regions including southern Africa) probably acted as environmental filters and may also have triggered the radiation of late Neoproterozoic Ediacaran biotas such as the Nama  biota.  Worldwide three Ediacaran biotas have been distinguished.  The global  geographic distribution of these biotas is related to global tectonics.  The Nama or Namibian-type of biotas occur in southern Africa, South America, China, Arabia, Antartica and Spain.  

The soft-bodied representatives of the Ediacaran biotas nearly completely became extinct near the Precambrian/Cambrian boundary.  One of the last of these typical life-forms is Swartpuntia germsi, which occurs in the latest Neoproterozoic sediments of the uppermost Schwarzrand Subgroup of the Nama Group.  The near extinction was probably caused by the emergence of predators and increased bioturbation.  The increased bioturbation may have destroyed the “biomat” habitat of these soft-bodied organisms.  Widespread oceanic oxygen deficiency in a shallow marine environment may also have been responsible for the near extinction of typical Ediacaran biotas.   This deficiency and the increased bioturbation are possibly also related to global tectonics.


The Precambrian sedimentary sequences from Olavarría, Tandilia System, Argentina: their biological evidences. 

Daniel G. Poiré*

* Centro de Investigaciones Geológicas. UNLP-CONICET, calle 1 n° 644, 1900 LA PLATA, Argentina

The Tandilia System is an orographic belt located in the Buenos Aires Province, between latitudes 36º 30´ - 38º 10´ South and longitudes 57º 30´ - 61º West. Its maximum length is 350 km in the NW-SE direction. The hills are composed of an igneous metamorphic basement and a Precambrian and Lower Palaeozoic sedimentary cover, which shows a horizontal to subhorizontal arrangement (<12º).

            The Precambrian sedimentary succession lies in the north-western part, around Olavarría and Barker-San Manuel region, whereas the Lower Palaeozoic crops out in two areas: a western belt of the range and mainly towards the south-east (Balcarce-Mar del Plata area). These deposits lie on a crystalline basement (Buenos Aires Complex), which is over 2,000 Ma old and is composed of granitoids, migmatites, ectinites, milonites, anphibolites and basic dykes.

The stratigraphic scheme  shows a sequential arrangement composed of three Riphean sequences, a Riphean-Vendian sequence and a final Ordovician sequence. From the lithostratigraphic standpoint the Precambrian sedimentary successions comprise: a) the Villa Mónica Formation, b) the Cerro Largo Formation, and c) the Loma Negra Formation, all of these being constituents of the Sierras Bayas Group, and d) the Cerro Negro Formation and its equivalent Las Aguilas Formation. The Lower Palaeozoic succession is known as the Balcarce Formation.

            These lithostratigraphic units were grouped into five depositional sequences: the Tofoletti (I), Malegni (II) and Villa Fortabat (III) sequences are Riphean, the La Providencia sequence (IV) is Riphean-Vendian and the Batán sequence (V) is Cambrian-Ordovician.

Between the crystalline basement and the sedimentary cover, arkosic and quartz-kaolinitic saprolites indicate palaeoweathering surfaces. The presence of diamictites between the crystalline basement and the Balcarce Formation is a peculiar feature reported in the El Volcán Hill.

All these units being unfossiliferous, they carry biogenic sedimentary structures (trace fossils and stromatolites) and acritarchs as the only evidence of biocoenosis in the Precambrian and Lower Palaeozoic seas of this region. 

The focus of this contribution is to give an overview of the main sedimentary features of the Precambrian units in the Olavarría region and talk about their biological evidences (stromatolites, trace fossils and microfossils.     

UPPER PRECAMBRIAN SEDIMENTARY ROCKS

            The Upper Precambrian sedimentary cover of Tandilia in Sierras Bayas (close to Olavarría) is a 167 m thick succession (Sierras Bayas Group) composed of three depositional sequences separated by regional unconformities.

            The oldest depositional sequence (Tofoletti, 52 m thick) shows two sedimentary facies associations: a) quartz-arkosic arenites to the base and b) dolostones and shales to the top. The former is composed of shallow marine siliciclastic rocks (conglomerates, quartz and arkosic sandstones, diamictites and shales), and the latter is characterised by shallow marine stromatolitic dolostones and shales.  This sequence has been dated by stromatolites and Rb/Sr ages in 800-900 Ma.

            The second depositional sequence (Malegni, 75 m thick) consists of a basal succession composed of chert breccia, fine-stratified glauconitic shales and fine-grained sandstones, followed by cross-bedded quartz arenites which are in turn covered by siltstones and claystones. This sequence represents a shallowing upward succession from subtidal nearshore to intertidal flat deposits. An age between 700-800 Ma has been defined from Rb/Sr dating.

            The youngest Riphean depositional sequence (Villa Fortabat) is a 40 m thick unit composed almost exclusively of red and black micritic limestones, originated by suspension fall-out in open marine ramp and lagoonal environments.

            On top of the Sierras Bayas Group a regional unconformity is recognised. This surface has been related with sea-level drop. Meteoric dissolution of the carbonatic sediments is interpreted as a karstic surface on which residual clays and brecciated chert accumulated. 

            The Vendian Cerro Negro Formation (La Providencia Depositional  Sequence) appears on top of the above described unconformity. It is a more than 100 m thick unit characterised by claystones and heterolithic, fine-grained sandstone–claystone interbeds, mainly formed in upper to lower intertidal flats. Through radiometric dating (680Ma) and the presence of acritarchs the underlying Cerro Negro Formation has been dated in the Vendian.

 STROMATOLITES

The dolostones of the Villa Mónica Formation support a very good assemblage of stromatolites, which is composed of Colonella fm., Conophyton ?ressootti, Conophyton fm., Cryptozoon fm., Gongylina fm., Gymnosolem fm., Inzeria fm., Jacutophyton fm., Jurusonia nisvensis, Katavia fm., Kotuikania fm., Kussiella fm., Minjaria fm., Parmites fm., Parmites cf. cocrescens and Stratifera fm. (Poiré, 1987, 1989, 1993). 

These stromatolites have been studied on four different scales (Poiré, 1987, 1989): megascale, mesoscale, small scale and microscale. The megascale shows that the lower and the upper part of the dolostones are mainly composed of 0.5-1m thick domal biostromes and 0.05-0.30m thick interbiostromal green shales. A few bioherms are present in the top of the unit. In the middle part of the dolostones they are absent, with only one level of Cryptozoon fm. In the mesoscale, two kind of patterns have been distinguished dependent of the vertical and lateral arrangement of the stromatolites inside the biostromes. In one case, when the stromatolites do not present any variation along the bed, these bioconstructions have been named “monostromatolite layers”. In the other case, “stromatolites cycles” are defined when there are changes in stromatolite morphology. Thus, three “monostromatolite layers”  and six “stromatolite cycles” have been identified in the Villa Mónica Formation. The small scale has been used to look at the gross morphology and to classify stromotolites (Groups) and the microscale for the microstructure (forms).

            Sedimentologically, Poiré (1987, 1990) considered that each stromatolite cycle records changes in the hydrodynamic conditions during its growth, due to sea level fluctuations. Almost all of them are interpreted as shallowing-upward sequences, while others are considered as originating by deepening processes whenever the group Conophyton is deeper than convex-columnar stromatolites.   

 TRACE FOSSILS

References about the Precambrian trace fossils of Tandilia are scarce. Palaeophycus isp. and Didymaulichnus isp. have been described in the Cerro Largo Formation by Poiré et al. (1984), while Helminthopsis isp. and probable medusa resting traces have been mentioned for the Loma Negra Formation. Skolithos isp. have recently been registered in the lower part of the Cerro Negro Formation.

In the Precambrian units, trace fossils are scarce and show a poor ichnodiversity. Palaeophycus isp. and Didymaulichnus isp. have been described in the Cerro Largo Formation (Poiré et al., 1984), while Helminthopsis isp. and probable medusa resting traces have been found in the Loma Negra Formation. Skolithos isp. has recently been registered in the lower part of the Cerro Negro Formation. 

On the other hand, trace fossils from the Lower Paleozoic Balcarce Formation are very abundant and show a high ichnodiversity: The following updated list of trace fossils was recognised: Ancorichnus ancorichnus, Arthrophycus alleghaniensis, Arthrophycus isp., Bergaueria isp., Cochlichnus isp., Conostichus isp., Cruziana furcifera, Cruziana isp., Daedalus labeckei, Didymaulichnus lyelli, Didymaulichnus isp., Diplichnites isp., Diplocraterion isp., Herradurichnus scagliai, ?Monocreterion isp., Monomorphichnus isp., Palaeophycus alternatus, Palaeophycus tubularis, Palaeophycus isp., Phycodes aff. pedum, Phycodes isp., Plagiogmus isp., Planolites isp., Rusophycus isp., Scolicia isp. and Teichichnus isp. 

 MICROFOSSILS

            A microfossil assemblage was described by Pothe de Baldis et al. (1983) from the upper shales of the Cerro Largo Formation. This are composed Paleorivularia ontarica, Chuaria olavarriensis and Leiosphaeridia sp.

            Acritarchs were also recorded by Cingolani et al. (1991) from the lower part of Cerro Negro Formation, which consists of simple forms of Sphaeromorphitae: Synphaeridium sp., Trachysphaeridium sp. and Leiosphaeridia sp. By K/Ar analysis, these authors have obtained an age younger than 680 Ma. for the microfossil- bearing sedimentary rocks.

 AGE OF THE SEDIMENTARY COVER 

      There are few elements to assign a precise age to the Precambrian units. The dolostones of Villa Mónica Formation have been dated by stromatolites and Rb/Sr ages in 800-900 Ma. An age between 700-800 Ma has been defined from Rb/Sr dating for Cerro Largo Formation, while through radiometric dating (680Ma) and the presence of acritarchs the Cerro Negro Formation has been dated in the Vendian (Cingolani et al., 1991).

The precise age of the Balcarce Formation is difficult to determine as well. The underlying init (Cerro Negro) is Vendian and the upper limit of the Balcarce Formation is sustained by an intrusive diabase body dated around 450 Ma and 498 Ma (Rapela et al., 1974). Consequently the unfossiliferous Balcarce Formation would be assigned to the Cambrian-Ordovician lapse. During the seventies and eighties, Cruziana has been considered a useful biostratigraphic indicator. Based on this concept, the presence of Cruziana furcifera has been one of the most substantial elements to accept a Lower Ordovician age for the Balcarce Formation. In the nineties C. furcifera was found in the Lower Cambrian of Alberta, Canada. Therefore, the range of this ichnospecies could be extended at least from the Lower Cambrian up to the Lower-Middle Ordovician. On the othar hand, the presence of Plagiogmus isp. would strongly indicate a Cambrian age.

 REFERENCES

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 RAPELA, C.W., DALLA SALDA, L. and CINGOLANI, C., 1974. Un intrusivo básico ordovícico en la “Formación La Tinta” (Sa. De los Barrientos, Buenos Aires). Revista de la Asociación Geológica Argentina 29(3):319-331, Buenos Aires.


Mat-related structures in Neoproterozoic peritidal siliciclastic deposits

 Hubertus Porada*

*Geoscience Centre, University Göttingen, Goldschmidtstr. 3, D-37077 Göttingen, Germany 

There is a fairly high preservation potential for microbial mat signatures in Neoproterozoic peritidal siliciclastic sediments. The good potential for preservation of such structures is physico-biologically controlled, since microbial mats colonizing siliciclastic sediment surfaces lead to ‘biostabilization’ of the surface layer and thus lesser erodability of the sediment. The probability of preservation is increased if the mats are buried underneath land-directed storm deposits (tempestites), as documented from the Recent by Reineck & Gerdes (1997). In analogy to modern siliciclastic peritidal domains where microbial mats preferably grow in the (upper) intertidal to supratidal zones including coastal lagoons (e.g. Gunatilaka, 1975; Horodyski & Bloeser, 1977; Park, 1977; Gerdes & Krumbein, 1987; Gerdes et al., 2000), it is envisaged that Neoproterozoic mats also colonized these zones of dominantly low-energy hydrodynamic conditions. It may furthermore be expected that, in the absence of destructing organisms, Neoproterozoic microbial mats will extensively have grown in these zones thus providing, quite numerically, favourable prerequisites for the preservation of related structures. Viceversa, if mat-related structures are preserved and identified, they may serve as sensitive facies indicators in peritidal siliciclastic settings.

The fundamental process for the formation and preservation of ‘microbially induced sedimentary structures’ (‘MISS’; Noffke et al., 1996; 2001a, b) is ‘biostabilization’ of the siliciclastic sediment surface, which means a fixation of the sediment grains by cyanobacterial filaments and extracellular mucilages of the microbes (e.g. Paterson & Black, 2000). The process is related to the development of microbial films (‘biofilms’) which adhere to the grains and transform the upper few millimetres of the sediment into a cohesive clastic layer. At suitable conditions, biofilms may evolve into microbial mats forming gelatinous to leathery organic layers on the sediment surface (e.g. Krumbein, 1983; Stolz, 2000). 

Biostabilization is thus partly an early diagenetic process of ‘bio-agglutination’ acting on siliciclastic sediment surfaces. It changes the physical properties of the sediment surface which becomes resistant against ‘normal’ intertidal wave action and is not disintegrated into individual sedimentary grains. Resistance increases with mat growth but may, at any stage, be overcome by sufficiently high current velocities, e.g. during spring tides or storms. In such cases, the biofilm or mat may be deformed and partly destroyed. Resulting structures are certain types of ‘wrinkle marks’ (Fig. 1a, b) as well as ‘erosion marks’ (Fig. 1c), ‘microbial sand chips’ (Fig. 1e), and ‘microbial mat chips’ (e.g. Hagadorn & Bottjer, 1997, 1999; Gerdes & Krumbein, 1987; Pflüger  & Gresse, 1996).

The cohesive layer or mat atop the sediment is also able to trap ascending gasses, mainly methane, released from buried decaying organic material. Resulting structures are ‘gas domes’ and specific types of wrinkle structures (e.g. Reineck et al., 1990; Gerdes et al., 1993; Pflüger, 1999). Likewise, the mat forms a barrier for ascending water released from the underlying sediments and particularly from buried mats during compaction. The resulting increase of the water/sediment ratio may lead to destabilization and increased tendency for liquefaction of the sediment immediately underlying the mat. This may play an important role in the preservation of wrinkle structures (Fig. 1c).

A critical situation affecting microbial mats is their subaerial exposure which is most likely to occur in the upper intertidal and supratidal zones. Desiccation of subaerially exposed mats induces shrinkage of the water-rich organic layer and may produce cracks. Strongly desiccated mats develop large polygonal patterns of wide desiccation cracks (e.g. Gerdes et al., 2000). However, as capillary water is ascending and moistening the mat from below during the initial stages of subaerial exposure, desiccation and shrinkage will proceed slowly in the beginning. However, at a critical stage cracking of the mat surface will occur, frequently starting with triple junctions or isolated sigmoidal fractures (e.g. Porada & Löffler, 2000). With proceeding desiccation and shrinkage, new cracks are continuously forming, whereas propagation of existing cracks, typically following curvilinear paths, may lead to more or less evolved networks (Fig. 1f, g). If the next flooding event occurs at this stage of still incomplete desiccation, the cracks will be filled with sediment whereas the mat will recover and overgrow the crack fillings. In this way, the trapped crack fillings will be preserved as Manchuriophycus type ‘microbial shrinkage cracks’, which are characterized by their independence and easy separability from the beds below and above.

Wrinkle structures and Manchuriophycus type cracks have been described from shallow marine siliciclastic sediments since the Paleoproterozoic and up to the Jurassic (e.g. Frarey & McLaren, 1963; Bloos, 1976). However, there appears to be a maximum of occurrence in the Neoproterozoic, between ca 900 and 545 Ma, and a rapid decrease during the Cambrian related to the ‘Cambrian substrate revolution (Bottjer et, al., 2000). The Neoproterozoic era includes two major, possibly worldwide glaciations, the Sturtian-Rapitan glacial interval (ca. 750-720 Ma) and the Marinoan-Varanger glacial interval (ca. 610-600 Ma). These will probably have widely restricted the distribution of microbial mats in peritidal settings and may have had an impact on the biological evolution in general. Under such aspects it might be of interest to check if mat-related signatures of pre-Sturtian age (900-750 Ma) differ from those of Vendian age (600-545 Ma).

References:

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Fig. 1 (opposite page): Mat-related structures reflecting mat morphology, deformation and destruction. All structures are from Neoproterozoic intertidal to supratidal siliciclastic deposits in the Anti-Atlas range of Morocco. Deposition is bracketed between 780 and 680 Ma (ages of magmatic rokcs) and most likely occurred before the Sturtian glaciation (750-700 Ma).

(a.) Wrinkle structure characterized by short irregular interconnected crests and intervening troughs on upper bedding surface. The crests are smoothly flat-topped, asymmetrically flat vs. steeply sided and tend to override adjoining troughs. These relationships suggest thrusting of a detached cohesive surface layer. Direction of thrusting is indicated by arrow. Scale is 1 cm.  (b.) Wrinkle structure characterized by long sinuously curved crests and less continuous troughs on upper bedding surface. Broad flat-topped crests (lower part) grade into narrower, shorter, more irregular and rounded crests (centre) and eventually disappear. These relationships suggest crumpling of a ruptured and marginally detached mat. Direction of movement is indicated by arrow. Coin is 24 mm in diameter. (c.) Interpretational section across wrinkle structure described under (a.). It is envisaged that dewatering of buried sediment and mats and liquefaction of the sediment immediately underlying a cohesive surface layer or mat may have played a role in the formation and preservation of crests. Subvertical dotted lines delimit dewatering structures. Subhorizontal solid lines indicate bedding. (d.) Sub-circular to elliptic erosion marks on upper bedding surface of fine-grained quartzite. The flat bottoms and sharp margins of the structures suggest that pieces of a cohesive surface layer have been removed by tractional currents. Coins is 2 cm in diameter.           (e.) Well-rounded, flat-ellipsoidal ‘microbial sand chips’ in fine-grained quartzite. Aligned long axes and partial imbrication of the sand chips indicate transport from top left to bottom right. Coin is 24 mm in diameter. (f.) Subcircular, crescent-shaped and sinuously curved cracks of the Manchuriophycus type on upper bedding surface of fine-grained, interference-rippled quartzite. Curved cracks compositely define circles, 6-7 cm in diamater, preferentailly in interference troughs. Coin is 22 mm across. (g.) Graphic illustration of Fig. 1 f. Relationships of crack junctions suggest that long curved cracks along the outer margin of a trough form first, followed by increasingly younger and shorter cracks towards the trough centre. Sequence of crack formation is labelled 1-6.


El Terreno Punta del Este: una aproximación al conocimiento

 Fernando Preciozzi*, Miguel A.S. Basei** & Leda Sánchez Bettucci*

* Departamento de Geología, Facultad de Ciencias, Iguá 4225, 11400 Montevideo, Uruguay.

**Instituto de Geociencias, Universidade de Sao Paulo, SP Brasil 

Introducción

El Terreno Punta del Este (TPE) esta constituido por una serie de gneises y migmatitas formadas en el intervalo de 1000 y 900 Ma, y que han sido intensamente retrabajadas durante la orogénesis Rio Doce (ca. 600-500 Ma). Este segmento cortical representa un terreno metamórfico de alto grado, correlacionable con complejos gnéisicos del Suroeste de África, en particular con el Cinturón Kibariáno - Namaqualano, reconocido en la porción sudoccidental del continente africano (Namibia). Edades U-Pb en circón de granitoides tonalíticos indican valores entre 1000 y 900 Ma y fueron interpretados como indicativas del momento de generación de estás rocas. Esta debió ser también la edad del metamorfismo de alto grado que afecto una gran parte de las rocas gnéisicas de la región. Por otra parte, los movilizados anatécticos relacionados con leucosomas de migmatitas dieron edades ca. 520-540 Ma, indicando que las condiciones metamórficas (superpuestas) durante la orogénesis Rio Doce alcanzaron por lo menos la facies anfibolita. La cobertura metasedimentaria del TPE ocurre en la proximidad de las ciudades de La Paloma y Rocha. Estas se encuentran representadas por una sucesión metasedimentaria siliciclástica representada por la Formación Rocha. A pesar de la deformación polifásica y del bajo grado de metamorfismo que afecta a esta formación, estructuras primarías son frecuentes tales como estratificación plano-paralela, estratificación cruzada, hummocky y niveles masivos con estratificación gradacional. Así como el basamento del TPE se correlaciona con el Complejo Gnéissico de Namaqua, la Formación Rocha podría correlacionarse con las supracorticales del Grupo Gariep. La Formación Cerro Aguirre representa una secuencia volcánica de composición intermedia a ácida (Campal & Gancio, 1993), que sufrió una compresión generando pliegues abiertos con orientación axial N30-40E, y desarrollo local de un clivaje de plano axial. Muchos granitoides isótropos circunscritos, representan la manifestáción magmática más importante que afecta al TPE. Esos granitoides de filiación alcalina están representados por los plutones de José Ignacio y Santa Teresa. Las edades Rb-Sr dadas por isócronas combinando minerales y datos de roca total, así como obtenidas exclusivamente en minerales presentan valores entre 611-590 Ma y 550-537 Ma, para Jose Ignacio y Santa Teresa respectivamente. La cuenca Gariep–Rocha no debió tener una apertura oceánica considerable. Por eso, la rama principal del océano Adamastor se desarrollo al Oeste del cinturón Gariep – Rocha y su consumo generó el cinturón granítico El cerramiento de la cuenca Gariep – Rocha y la deformación subsiguiente de la pila supracortical ocurrio ca. 545 - 570 Ma, como consecuencia del transporte hacia el este del cinturón Gariep sobre los terrenos africanos. Es asígnada a este periódo la obducción de las rocas volcánicas (corteza oceánica) del terreno Marmora sobre las unidades metasedimentarias de la zona de Port Nolloth. Es posible que la separación del TPE y su equivalente africano ocurriera únicamente durante el desmembramiento de la Pangea y la apertura del Océano Atlántico. 

Geología del Terreno Punta del Este (TPE)

El Terreno Punta del Este (TPE) está separado de los granitoides neoproterozoicoos del Batolito de Aiguá, o granitoides centrales, por la Zona de Cizalla Alferez – Cordillera representada por una delgada faja de milonitas y de gneises miloníticos en condiciones de anatexis. Granitoides con tendencia subalcalina se encuentran a lo largo de ese lineamiento. La foliación milonítica presenta una dirección general entre N15E y N40E, con inclinación subvertical en dónde se observa el desarrollo de cuarzo en bandas dúctiles y moscovita. Las lineaciones de estiramiento observadas presentan inclinaciones de 20º a 30º para el SW. Los indicadores cinemáticos sugieren un movimiento oblicuo predominantemente dextrógiro.

Dominio de basamento

El basamento del TPE está constituido, esencialmente, por granitoides deformados con biotita y moscovita, granitoides oftalmíticos y ortogneisses en la porción central, mostrando una atenuación de esa deformación llegando a términos isótropos. Desde el punto de vista de la composición consisten en granitos a biotita porfiríticos con variaciones diversas, ocurriendo subordinadamente, términos dioríticos. Mineralógicamente, están constituidos por cuarzo con extinción ondulante, plagioclasa (oligoclasa a andesina), biotita distribuida por toda la matriz formando niveles asociados con hornblenda y más raramente, asociada con moscovita en crecimientos subparalelos. Los principales accesorios son granate, cordierita, titanita, apatito, circón, magnetita y epidota. Estos granitoides deformados ocurren en medio de gneises regionales con estructuración NE-SW. Esas rocas pueden ser agrupadas en tres unidades mayores: Unidad Cerro Olivo, caracterizado por presentar un predominio de leuco-gneises oftalmíticos, generalmente con biotita, moscovita y granate. Presentan abundante cantidad de cuarzo, microclina pertítica en cristales subautomorfos, generalmente sericitizados, oligoclasa subautomorfa con diferentes grados de alteración, biotita y moscovita en crecimiento epitáxico. La biotita suele presentar fenómenos de desferrificación y cloritización. Como principales accesorios se encuentran granate, titanita, magnetita, circón y epidota. La Unidad Cerro Centinela representada por gneises graníticos con estructuras bandeadas y segregación de máficos; y finalmente la Unidad Chafalote, incluye un conjunto de rocas máficas ricas en biotita con porcentaje variables de cuarzo, plagioclasa, granate, moscovita y ocasionalmente anfíbol. En general son rocas gruesas, granulares, foliadas que frecuentemente presentan enclaves de milonitas graníticas. De la misma manera que en los conjuntos anteriores las estructuras principales tienen dirección NE-SW. Paralela a esas direcciones son observados paragneises de alto grado metamórfico frecuentemente con almandino, cuarzo, cordierita y silimanita. Ocasionalmente pueden ser observados gneises calco-silicatados con bandas ricas en cuarzo y plagioclasa y niveles dónde predominan los anfíboles. Ortoanfibolitas hornblendíticas con andesina y subordinamente magnetita, zoisita y microclina, se desarrollan como cuerpos alargados en medio de los gneises regionales. En esas rocas son observados piroxenos parcialmente reabsorbidos por el anfíbol. En medio de las rocas gnéisicas descriptas ocurren áreas dónde predominan migmatitas de diversas estructuras. Predominan migmatitas biotíticas a veces con anfíbol y con estructuras dominantemente estromáticas a flebíticas y variaciones para los términos nebulíticos. El leucosoma está constituido por niveles félsicos dónde el cuarzo y la microclina-oligoclasa son los minerales predominantes con biotita pudiendo llegar hasta 25%. Las bandas máficas pueden contener moscovita, almandino, silimanita, circón, apatito y magnetita. 

Dominio de Cobertura

La principal cobertura metasedimentaría observada en el TPE está representada por la Formación Rocha (Sánchez Bettucci & Mezzano, 1993) que ocurre, en la región homónima, en una faja NE con 20 a 30 km de ancho y cerca de 120 km de extensión. Esta unidad está constituida por un conjunto de metamorfitas de bajo grado. Litológicamente se caracteriza por metasedimentitas siliciclásticas de granulometrías variada (metapelitas a metapsamitas) que sufrieron una evolución tectónica polifásica. Presenta un metamórfismo de bajo grado, que localmente alcanza el grado medio. En los términos menos metamórficos es frecuente la presencia de estructuras primarias tales como estratificación cruzada y plano-paralelas, cruzadas, hummocky y niveles de metareniscas con estratificación gradacional. Las estructuras primarias sugieren que el conjunto fue formado en ambiente de aguas rasas cuya y afectada por ondas de tempestad. Sirviéndose de informaciones sedimentarias Restos de la cobertura metasedimentaria son observados aisladamente. El caso más conspicuo esta en las proximidades de la ciudad de San Carlos y se encuentran intensamente afectadas por la zona de cizalla de Sierra Ballena. Estos niveles están constituidos por conglomerados polimícticos en la base que pasan a metarcosas con intercalaciones de esquistos sericíticos. La Formación Cerros Aguirre representa una cuenca volcano-sedimentaria. Consiste en un conjunto de rocas piroclásticas intermediarías a ácidas en dónde predominan ignimbritas de composición riolítica - dacítica y tobas de diferentes granulometrías y texturas. Ese conjunto, a pesar de ser posterior al desarrollo de la Formación Rocha exhibe un plegamiento con orientación axial N30-40E, asociado al cual ocurre el desarrollo de una esquistosidad de plano axial. El espesor máximo de este conjunto es de orden de 1200 m. Una fotointerpretación cuidadosa permite observar estructuras de interferencia de pliegues de Tipo III de Ramsay, indicando una evolución compleja de la deformación de éstas volcanitas, vinculadas con el movimiento de la zona de cizalla Laguna de Rocha. Numerosos granitos intrusivos son observados a lo largo de toda la extensión del TPE, ocurriendo como cuerpos circunscriptos de dimensiones batolíticas a pequeños stocks. Son cuerpos isótropos, en general leucocráticos, que representan la última actividad magmática importante observada en el TPE. Se encuentran intruyendo a las metasedimentitas de la Formación Rocha. Presentan edades entre 540-580 Ma y 530 a 680 Ma en intrusivos dentro del complejo gnéisico-migmatítico. Los principales cuerpos son Santa Teresa, José Ignacio, Rocha y Alferez.. 

Geocronologia

Resultados U-Pb, Rb-Sr y K-Ar

Los datos geocronológicos disponibles para el TPE se distribuyen entre 680 y 600 Ma para las rocas deformadas del basamento mientras que los valores para los granitoides tardios se ubican ca. 550 Ma El análisis de minerales aislados, indican para ambos grupos, valores algo más jóvenes. Es interesante notar que las edades alrededor de 1000 Ma, semejantes a las obtenidas por el método U-Pb, no fueron obtenidas utilizando la sistemática Rb-Sr. Las edades isocrónicas Rb-Sr de las rocas gnéisicas y migmatíticas del basamento del TPE deben de estar asociadas a la época de su deformación, indicando entonces, la importancia del evento Brasiliano / Panafricano en la deformación de las rocas ígneas pretéritas. Un conjunto muestras, todas del basamento del TPE, fueron analizadas por el método U-Pb en circones. Esas muestras están representadas por gneises oftalmíticos, en dónde los megacristales de feldespato potásico, bastante deformados, se destacan en medio de una matriz rica en biotita, plagioclasa y cuarzo. Paralelamente a ese bandeado ocurre la asociación de una intensa deformación cizallante. La selección de los circones a ser disueltos fue efectuada con lupa binocular después de una concentración de los mismos conseguida en un proceso combinando la utilización de la mesa separadora de Wilfley, líquidos densos y separador isomagnético. La concentración y purificación del U y del Pb, fueron efectuadas a través del pasaje de la solución, en columnas de intercambio iónico, según el método clásico presentado por Krough (1973). Los análisis espectrométricos fueron obtenidos en un aparato VG 354 con multi-colectores. Las edades fueron calculadas utilizándose el software Isoplot (Ludwig 1993) después de la corrección de las relaciones espectrométricas para el fraccionamiento isotópico, blanco de laboratorio y Pb inicial. En todas las muestras fueron reconocidos por lo menos dos tipos de circones. El tipo predominante, escogido para el análisis, está representado por circones prismáticos, generalmente 2 a 3x1, biterminados, sin inclusiones, poco fracturados, de coloración levemente rosada a transparente. En general presentan las aristas algo redondeadas. Mientras tanto, las edades obtenidas para cada roca individualmente son próximas al valor de 1040 +- 38 Ma obtenido pro el conjunto de muestras. El segundo tipo está caracterizado por circones redondeados, menos transparentes y algo fracturados, siendo analizada una única fracción constituida por este tipo de circones. La edad obtenida de 510 +- 135 Ma debe ser entendida como la de la época de formación del leucosoma. Mientras tanto, ese valor debe ser encarado como una edad mínima para ese proceso ya que pequeñas pérdidas de Pb, ocurridas después de la formación de la roca, mismo por difusión continua, pueden provocar modificaciones significativas en la edad obtenida en el intercepto inferior. El protolito a partir del cual el leucosoma fue generado tiene una posible edad mesoproterozoica conforme lo que indica el intercepto superior Por otra parte, los valores de las edades 207Pb/206Pb calculadas para cada fracción se sitúan entre 908 y 1172 Ma. La superposición tectono-metamórfica responsable por el rejuvenecimiento parcial del sistema U-Pb en circones es también confirmada, desde el punto de vista geocrónologico, por los datos Rb-Sr e K-Ar disponibles. Biotitas presentaron valores entre 656 y 515 Ma, demostrando que los gneises de Rocha alcanzaron, en el Neoproterozoico III, temperaturas del orden de 250ºC.

Siguiendo las características de las deformaciones observadas y las edades K-Ar y Rb-Sr disponibles, se sugiere que los eventos de edad neoproterozoica deben corresponder no solamente a un calentamiento regional sino también al desarrollo de la principal característica estructural observada en los gneises del TPE y el desarrollo de las grandes zonas de cizalla, tanto internas al TPE como a las que se producen en el contacto con el dominio de los granitoides centrales.

Isótopos de Nd y Sr

Fueron analizados gneises del basamento del TPE en roca total. Las edades modelo obtenidas para las rocas gnéisico–migmatíticas indicaron una amplia variación entre 2,4 e 1.8 Ga indicando una larga residencia cortical para estos materiales antes de que el mismo fuera colocado en forma de granitoides, en niveles corticales superiores, durante la orogénesis Namaqua y fueron afectados por procesos de deformación y anatexis en el neoproterozoico. Esa larga residencia crustal es corroborada por valores bastante negativos de e Nd entre –13 e –14.3. Dos análisis fueron efectuados en metasedimentitas de la Formación Rocha. Los valores obtenidos a pesar de que las muestras era similares entre si, fueron bastante diferentes, con la edad más antigua indicando 1.97 Ga y la más nueva un valor de 1.54 Ga. Es posible que los dos valores representen edades de mezcla entre materiales de origen diverso, sin que implique un significado geológico más preciso. En este caso la edad de la muestra URPR 35, más joven, representaría la época máxima para la depositación de la Formación Rocha. Nuevamente, los resultados bastante negativos para los valores de e Nd reforzaron la sugerencia de una larga residencia cortical para el protolito de esas rocas.

Yuxtaposición de las unidades diferentes del cinturón Dom Feliciano

Como se presento previamente los diferentes segmentos del Cinturón Dom Feliciano y los terrenos adyacentes tienen características geológicas, estructurales y geocronológicas diferentes La cintura metamórfica presenta una evolución deformacional polifásica asociada a repliegues de la foliación. La fase principal de deformación está caracterizada por pliegues con ejes NE y bajo buzamiento de los planos axiales al SE y desarrollo de una foliación de transposición S2. Este armazón se generó entre 750 y 640 Ma durante la orogénesis Brasiliana asociada con corrimientos con transporte al NW. La mayor parte de la evolución magmática del Cinturón Granítico tuvo lugar ca. 620 y 590 Ma. La generación de las suites calco-alcalinas más viejas está asociada con la fase de subducción de parte del océano de Adamastor y su deformación se generó con la colisión entre los Cinturones Granítico y Metamórfico que ocurrió ca. 600 Ma. Poco después de esta fase colisional se desarrolló la intrusión tardía de granitoides, isótropos, alcalinos. Reactivaciones de los principales cinturones miloníticos previos con características transcurrentes sinestrales y alta temperatura en la porción sur del Cinturón y dextrales y de baja temperatura en la porción norte tuvo lugar como resultado de un importante movimiento transpresional del Cinturón. La mejor estimación para está fase está representada a través de edades Ar-Ar en el entorno de 534 +-3 Ma para las zonas de cizallamiento de alto ángulo de las regiones de Canguçu y Pinheiro. Como resultado de la convergencia del Cinturón Metamórfico y el Granítico se generaron en la porción occidental cuencas tipo folerand cuyos rellenos diacrónicos tuvieron lugar en el Vendiano en Uruguay a ca. 560 Ma. La fase de deformación colisional que empezó alrededor de los 600 Ma en las regiones interiores del Cinturón Granítico causó en el cinturón metamórfico reactivaciones, cabalgamientos y replegamiento con planos axiales buzando al SE, sólo alcanzando a las cuencas foreland alrededor de los 535 Ma. En éstas cuencas, las deformaciones están caracterizadas por cabalgamientos y plegamiento suave con vergencia NW que localmente desarrolla un clivaje plano-axial en las condiciones de esquistos verdes. En resumen, la historia metamórfica y deformacional de los tres segmentos del CDF se sitúan en un intervalo entre 750 y 530 Ma. Inicialmente, no se estableció bien el contexto tectónico, la principal fase de deformación y metamorfismo del Cinturón Metamórfico tuvo lugar entre 750 Ma, y 640 Ma siendo transportada contra los dominios cratónicos occidentales (micro placa Luis Alves y Cratón del Rio de la Plata). Hacia los 620 Ma se produce subducción hacia el E de la corteza oceánica existente (Adamastor) y la generación del Cinturón Granítico tiene lugar en un contexto de arco magmático. Alrededor de 600 Ma tiene lugar la colisión entre el Cinturón Granítico y el Cinturón Metamórfico y las cuencas foreland empiezan a formarse. Alrededor de 570 Ma un importante transporte de masa ocurre paralelo a la dirección del cinturón y los últimos granitoides post-colisionales son generados. Cerca de 535 Ma la deformación del cinturón alcanzo las cuencas foreland y reactiva numerosas zonas de cizallamiento de alto ángulo..

Correlaciones

El interés de correlacionar terrenos a ambos lados del Océano Atlántico Sur refleja una curiosidad natural entre los investigadores que trabajan en la Sur-América oriental y de aquellos que estudian África del sudoeste El problema mayor de las reconstrucciones pasadas están en el hecho que algunos investigadores enfocaron la correlación directa entre los Cinturones metasedimentarios observados en ambos lados del Atlántico. Por consiguiente, varios propuestas, correlacionan directamente los Cinturones Kaoko/ Gariep de Africa del Sur con sus posibles equivalentes de Brusque/Poróngos/ Lavalleja, en Sudamerica. A pesar de presentar similares edades (Pan-Africano/Brasiliano), un examen más preciso y principalmente el reciente incremento de un gran número de datos radiométricos, éstos cinturones plegados tienen un significado completamente diferentes, dejando fuera los modelos tectónicos que comienzan con la formación de una extensa y única cuenca sedimentaría desde el comienzo de sus historias geológicas. Considerando que el Cinturón Granítico más jóven no pudo ser el arco magmático asociado con el desarrollo del Cinturón Dom Feliciano, los sedimentos de una probable cuenca asociada con este arco faltaría del lado Sudamericano. De una manera análoga, en el lado africano, las rocas representativas del arco magmático que debió existir durante la estructuración de las paleocuencas de Kaoko/Gariep está ausente El modelo tectónico presentado, basada en edades radimétricas y signaturas isotópicas, sugiere que el arco magmático, activo durante la deposición de las unidades del Kaoko (Damara Costero)/Gariep en una posible cuenca de retroarco, podría estar representada en el E del continente Sud-americano. Se propone aquí que este arco magmático desarrollado en el periodo 620-590 Ma, se generó por la subducción al E de corteza oceánica bajo los terrenos antiguos del lado africano, con el Cinturón Granítico del CDF representando sus raíces. El principal argumento para sugerir que la inmersión de la corteza oceánica debe de ser al E y no al W como fue señalado por trabajos anteriores, es la signatura Sm-Nd del Cinturón granítico completamente diferente del modelo observado en los otros dominios tectónicos Sud-americanos. Edades modelo (TDM) para el Cinturón Granítico son sistemáticamente más jóvenes (entre 1.2-1.7 Ga, concentrándose en el 1.4-1.6 intervalo de Ga) que aquellos para las unidades del Cinturón Metamórfico(rocas graníticas y metasedimentarias con valores alrededor de 2.0 Ga) y mucho más jóvenes que aquéllas encontradas en las unidades de basamento del Tipo Luis Alves-o Cratón de la Plata (> 2.1 y principalmente concentrándose alrededor de 2.7-3.2 Ga). La afinidad geoquímica del magmatismo del arco debió ser más alta en la margen activa dónde el arco fue instalado que el material de la placa opuesta (margen pasivo). Se sugiere aquí que ésta debe ser la explicación para la diferencia isotópicas entre el arco y los terrenos localizaron al oeste, y las similitudes entre el Cinturón Granítico y el magmatismo africano del SW. Por consiguiente, esto sugiere que la litosfera sobre la placa subductante, funde para la generación del Cinturón Granítico y difiere de aquella situada al oeste, una vez que los granitoides de edad similar tienen una signatura isotópica diferente. Por consiguiente, si sobre el lado Sudamericano las edades modelo Nd entre 1.2 y 1.6 Ga son características del Cinturón Granítico, valores en el mismo intervalo son comunes en varias regiones de la porción Sur-Africana. Edades Mesoproterozoicas predominan para las rocas del oeste del Damara (región entre el Walvis Bay/Karibib/Rio Huab) con granitoides calco-alcalinos Tipo Palmental y sienitas de intra-placa y granitos que presentan edades modelos entre 1.1-1.5 Ga. Un modelo muy similar también se encontró para granitoides metaaluminosos de Tipo A de la región central del Damara Los valores en el mismo intérvalo son igualmente comunes en el Cinturón Neoproterozoico Mozambique en Tanzania, dónde varias metapelitas y charonockitas localizadas en la porción oriental del cinturón Nd presenta edades modelo entre 1.1 y 1.5 Ga

Por otro lado, edades Arqueanas (Cinturón Limpopo , xenolitos en Kaapvaal y algunos núcleos de basamento dentro de los metasedimentitas de Damara) o Paleoproterozoico (Namaqua y xenolitos dentro de los granitoides deformados del Cinturón Namaqua son características de las rocas asociadas con el basamento de las coberturas neoproterozoicas Parte de las metasedimentitas del Damara (notablemente Rossing y Kuiseb) y Nama (principalmente Kuibis y Schwarzrand) muestran edades modelo Nd similares a aquéllas obtenidas para el Cinturón Granítico, sugiriendo que ésta debió haber sido una fuente importante para estos metasedimentitas , reforzando el modelo de una evolución en una cuenca de retroarco para las unidades de Kaoko y Gariep y por consiguiente la región interior para el Nama. La tectónica colisional hacia el oeste que involucra al Cinturón Granítico debió de desarrollarse en el lado Sur-americano alrededor de 600 Ma. Sólo después de 545 Ma los cabalgamientos hacia el este posicionan estos granitoides en las unidades supracorticales del lado africano de una manera sincrónica con su pico metamórfico y reactivando las estructuras del lado Sur-americano que deforman las cuencas Foreland. En el lado africano, las cuencas de edades similares (e.g. Nama) sólo presentan deformación después de 506 Ma.

 Discusión

Como ha sido presentado,el modelo tectónico involucrando una subducción de corteza oceánica al NW produciendo el Cinturón Granítico y en condiciones de retro-arco el Cinturón Metamórfico no es aceptada. Tal modelo, a pesar de representar una lectura logica del zoneamiento Petrotectónico del CDF, cuando es examinado en detalle, presenta varios problemás que lo invalidan. Dentro del cuadro general, toda la parte occidental del sudeste de Brasil y Uruguay está caracterizada por dominios antiguos agupados en el Cratón del Rio de la Plata (RS y UY) y Microplaca Luis Alves (SC) sobre los cuales ocurrio el principal transporte de masa generando el CDF. En la región occidental, la Microplaca Luis Alves y el Terreno Piedra Altas ( parte uruguaya del Cratón del Rio de la Plata) fue preservada de la tectónica Neoproterozoica que afecto de una manera significante los otros dominios antiguos (Bloque Taquarembó , RS, y el Terreno Nico Pérez-Valentines, Uruguay), causando calentamiento general (rejuvenación de las edades K-Ar en biotitas y anfíboles) y generando varios cuerpos de granitoides. En el dominio del Cinturón Dom Feliciano , el Cinturón Metamórfico presenta valores metamórfico alrededor de 120 Ma, más viejo que aquellos obtenidos para la formación y emplazamiento de los granitoides más viejos reconocidos en el Cinturón Granítico adyacente. Por consiguiente, es necésario disociar la fase principal de metamórfismo del Cinturón Metamórfico del Cinturón Granítico. En el momento del comienzo de su generación (~620 Ma) las rocas supracrustales ya habian alcanzado su climax metamórfico e incluso sufrido la tectónica que los arrojo sobre las areas cratonicas occidentales por medio de nappes NW que caracteriza la deformación tardi-metamórfica del Cinturón Metamórfico (~640 Ma). Granitoides biotíticos intrusivos en las rocas supracrustales, a pesar de presentar edades comparables con el magmatismo del Cinturón Granítico,tienen características petrologicas, geoquimicas e isotópicas que los diferencian del último. El desarrollo de una intensa aureóla de metamórfica de contacto entre estos granitoides y la foliación principal de las rocas metamórficas del Cinturón Metamórfico es comun. Las incertidumbres geológicas son todavia grandes como para precisar el posicionamiento tectónico de este segmento del crustal. El desarrollo del magmatismo del Cinturón Granítico (entre 620 y 590 Ma) se asocia con la generación de un arco magmático maduro con participación crustal importante, generada por la subducción hacia el este, evolucionando en una posición geográfica distinta y de una manera disociada de los terrenos localizados al oeste La probable cuenca de retroarco de este Cinturón se sitúaría en el lado africano (parte de Los cinturones costeros Damara/Kaoko/Gariep). En este contexto la cuenca de Nama sería una cuenca interna. La distribución geometrica y gran parte de los rasgos estructurales sistematicamente observadas en las unidades que componen el Cinturón Dom Feliciano pudieron ser generadas en la transición Proterozoica-cámbrica, después de la fase colisional que yuxtapuso el Cinturón Granítico al Cinturón Metamórfico. Las cuencas Foreland (Itajaí, Camaquã, el del de Arroyo Soldado-Piriápolis) se producen en los dominios occidentales en respuestá a la apróximación del Cinturón Granítico (600-560 Ma) y no, generadas durante el tectónica deformacional más vieja (750-640 Ma) del Cinturón Metamórfico. Por consiguiente, estás cuencas deben entenderse como cuencas Foreland syn - tardi-colisionales de la Orogénesis de Rio Doce.


Una hipótesis  especulativa para la formación del Gondwana

 Augusto E. Rapalini* & Leda Sánchez Bettucci**

 *Instituto de Geofísica Daniel Valencio (INGEODAV), Departamento de Ciencias Geológicas, Fac. Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, CONICET, Pabellón 2, Ciudad Universitaria, C1428EHA, Buenos Aires, rapalini@gl.fcen.uba.ar

**Area Geofísica y Geotectónica, Instituto de Geología y Paleontología, Facultad de Ciencias, Univ. Nac. de la República, Montevideo, 11400, Uruguay, leda@fcien.edu.uy

INTRODUCCIÓN

            Según una hipótesis reciente (Hoffman, 1991), el Neoproterozoico habría estado caracterizado por la ruptura del supercontinente Rodinia, la dispersión de sus bloques constituyentes y la formación del Gondwana al finalizar la era. Rodinia habría existido entre los 1000 y 750 Ma. y habría estado integrado por Laurentia en el centro, con los bloques que posteriormente integrarían Gondwana, Báltica y Siberia distribuidos en su periferia. Este supercontinente habría comenzado a desintegrarse ca. 750 Ma, produciéndose una reorganización global de las placas tectónicas hacia finales del Proterozoico, dando origen a la formación del supercontinente Gondwana (Rogers et al., 1995). Han sido múltiples los modelos propuestos para la formación del Gondwana (e.g. Brito Neves & Cordani, 1991, Brito Neves et al., 1999, Trompette, 2000, Meert, 2001, entre otros) sin que se haya alcanzado consenso. La inexistencia de fondos oceánicos preservados y de trazas de puntos calientes así como la escasez del registro fósil dificultan los estudios paleogeográficos en el Proterozoico. Estas limitaciones provocan que el paleomagnetismo sea esencial para las reconstrucciones paleogeográficas proterozoicas. La base de datos paleomagnéticos precámbricos es pequeña, inhomogénea y de confiabilidad discutible (Meert, 2001), si bien en la última década la misma se ha visto sensiblemente mejorada en calidad. Una reciente recopilación de la información paleomagnética disponible ha sido provista por Meert (2001). Uno de los bloques cratónicos particularmente conflictivo respecto a la posición que ocupaba en Rodinia y su posterior evolución es el cratón del Río de la Plata (RP, Dalla Salda et al., 1988, Basei et al., 2000). La ubicación de RP en Rodinia ha sido supuesta casi siempre considerando la inexistencia de movimientos relativos entre este bloque y Amazonia (AM) en el Neoproterozoico. Numerosos trabajos recientes sugieren lo contrario (véase Cordani et al., 2000). Asimismo, muchas reconstrucciones para el Vendiano no dan cuenta del terreno Pampia (Ramos et al., 1993), yuxtaponiendo el margen occidental de RP con el oriental de Laurentia (ej. Dalziel et al., 1994). Varios autores han postulado la existencia de un océano entre Pampia y RP para finales del Proterozoico (Kraemer et al., 1995). Rapela et al. (1998) sugirieron que el mismo se cerró en el Cámbrico (ca. 530 Ma). La obtención de la curva de desplazamiento polar aparente (CDPA) neoproterozoica de RP ayudaría a solucionar algunas incógnitas mayores: i) cuál fue la posición de RP en Rodinia, ii) la edad de su separación y de su anexión al Gondwana, iii) su comportamiento cinemático entre ambos eventos y iv) la relación con los bloques corticales que lo rodean.

 POLOS PALEOMAGNÉTICOS NEOPROTEROZOICOS DE RP Y OTROS BLOQUES GONDWANICOS

            En la Figura 1 se observan los polos paleomagnéticos neoproterozoicos para RP. Ellos son: SA1 (Sierra de las Animas 1, ca.520 Ma, Sánchez Bettucci y Rapalini, 1997, 2001), SA2 (Sierra de las Animas 2, ca. 551 Ma, Sánchez Bettucci & Rapalini, 1997, 2001), LB (Los Barrientos, £ 600 Ma, Rapalini & Rapela, 1999), CA (Campo Alegre, ca. 595 Ma, D’Agrella y Pacca, 1988) y PH (Playa Hermosa, ca. 600 Ma?, Sánchez Bettucci & Rapalini, 2001). Dos polos paleomagnéticos publicados previamente son probables remagnetizaciones: Formación Cerro Victoria del Grupo Arroyo del Soldado (Sánchez Bettucci & Rapalini, 1998) y Formación La Tinta (Valencio et al., 1980). Los 5 polos describen una curva que ha sido interpretada como la CDPA de RP entre los 600 y 520 Ma aproximadamente. Los polos CA y PH indican la posición polar para aproximadamente los 600 Ma, mientras que SA2 y LB representan posiciones polares de alrededor de 550 Ma. Obsérvese la coincidencia de estos dos polos con otros de igual edad de otros bloques gondwánicos (Meert & Van der Voo, 1996). Esto corrobora la propuesta de estos autores de que la mayor parte del Gondwana estaba ya formado para esa edad, si bien aún faltan polos coetáneos de algunos bloques del Gondwana Occidental (Amazonia, África Occidental, Kalahari).

Fig.1: Polos paleomagnéticos neoproterozoicos de RP y del Gondwana. Véase el texto

Los polos de 600 Ma para RP coinciden con dos de similar edad (BS y NB, Saradeth et al, 1989, Fig.2a) del cratón del Nilo Occidental (WN) y con uno de Arabia (AJ, Kellog & Beckmann, 1983). Esto sugiere que RP, WN y Arabia (AR) tenían para los 600 Ma una posición relativa similar a la del Gondwana, es decir, es probable que formaran una sola placa. Otro polo de similar edad corresponde a la diorita de Adma (AD, Morel 1981) que es discordante con los anteriores (Fig.2a), coincidiendo en cambio con los del Cámbrico tardío – Ordovícico temprano. Esto podría indicar una remagnetización de dicha edad. Sin embargo, es posible que se trate de una magnetización primaria dado que volcanitas de similar edad en la misma región han dado una posición polar similar con polaridad opuesta (Morel, 1981). En ese caso, el polo AD está indicando que el cratón del África Occidental (WA) se hallaba separado de los bloques mencionados anteriormente. En este caso la única vinculación posible entre AR, WN y RP es a través del cratón de Congo- Sao Francisco (C-SF), lo que sugiere que todos ellos estaban unidos a los 600 Ma. Esto concuerda con Brito Neves et al (1999) y Campos Neto (2000) quienes han propuesto la colisión entre RP y C-SF alrededor de 620 Ma. La mayoría de los modelos tectónicos aceptan que AM y WA se comportaron como un bloque único en el Neoproterozoico (Trompette, 2000; Villeneuve & Corneé, 1994). Esto no ha sido aún examinado mediante paleomagnetismo, pero si se acepta, implicaría que después de los 600 Ma ocurrió una colisión mayor en el proceso de formación del Gondwana. Esta habría involucrado a una placa compuesta por WA y AM (proto Gondwana Occidental) y otra, a la que llamaremos Gondwana Central (Arabia - WN – C-SF – RP). Esta hipótesis es una variante de las propuestas por Trompette (2000) y Meert (2001). Es también posible que el terreno Pampia (Ramos et al. 1993) fuese parte de proto-Gondwana Occidental (Brito Neves et al., 1999). Alkmim et al. (2001) ha propuesto recientemente que la colisión entre AM y RP-C-SF fue un evento tardío en la formación del Gondwana. Desde un punto de vista paleomagnético la edad de la colisión entre proto Gondwana Occidental y Gondwana Central sólo puede ser restringida como más joven que los 600 Ma, aunque en la mayoría de los modelos la colisión entre los bloques mayores ya debiera haber concluido para los 550 Ma. De todos modos, el final de la formación de Gondwana posiblemente no ocurrió hasta comienzos del Cámbrico (ca. 530 Ma) cuando Pampia habría colisionado con RP (Rapela et al., 1998).

La posición del polo AD señala una paleolatitud muy alta para WA en el Vendiano. Lo mismo ha sido propuesto para Laurentia (Meert et al., 1994), sugiriendo que proto Gondwana Occidental y Laurentia estaban próximos. En particular es posible que aun se mantuviesen unidos como en Rodinia. En la Figura 2b se presenta una paleoreconstrucción entre ambos bloques que permite un ajuste perfecto entre el polo AD y el polo de referencia de Laurentia para los 615 Ma (Meert et al., 1994) y una muy buena yuxtaposición entre el actual margen occidental de WA y el nororiental de Laurentia. Este ajuste implica una rotación antihoraria de WA y AM respecto de las reconstrucciones clásicas de Rodinia (por ejemplo, Hoffman, 1991), y ha sido recientemente propuesta en forma independiente para los 1000 Ma por Tohver et al. (2001) a partir de un polo paleomagnético de AM. Como se observa en la Fig. 2b, la reconstrucción propuesta produce una buena coincidencia entre el polo de 1000 Ma de AM y aquellos de similar edad para Laurentia.

 LA FORMACION DEL GONDWANA: UNA HIPOTESIS ESPECULATIVA

            En la figura 3 se presentan dos posibles reconstrucciones paleogeográficas para los 600 Ma, basadas en la información paleomagnética disponible. La diferencia entre las figuras 3a y b está en la posición de proto-Gondwana Occidental. La Fig. 3a presenta la reconstrucción basada en la superposición del polo AD de WA y el polo de 615 Ma para Laurentia. La posición en el globo ha sido reconstruida para una posición intermedia entre los polos laurénticos de 615 y 580 Ma (Meert et el., 1994). La posición de Báltica está tomada de Dalziel et al. (1994). Gondwana Central ha sido posicionado en función del polo CA (D’Agrella y Pacca, 1988) y Gondwana Oriental en base a los polos paleomagnéticos de ca. 600 Ma de las formaciones Elatina y Yaltipena de Australia (Sohl et al., 2000). Pampia ha sido posicionado como un apéndice de Amazonia (Brito Neves et al., 1999), pero desplazado de la posición relativa actual hacia el oeste (coordenadas actuales). Esto implicaría un significativo desplazamiento relativo levógiro de Pampia previo a su acreción al margen gondwánico y podría explicar su anexión más tardía. Esta reconstrucción sugiere la existencia de un gran océano entre los restos de Rodinia y el Gondwana Central para los 600 Ma. La posición de Kalahari integrando Gondwana Central no está restringida paleomagnéticamente. Una paleoreconstrucción alternativa para los 600Ma es presentada en la figura 3b. Aquí la posición relativa entre WA-AM y Laurentia es similar a la propuesta por Dalziel et al. (1994) e implica descartar como válido el polo AD para WA. En este caso el occidente de AM y Pampia constituyen el margen conjugado de Laurentia durante la apertura del Iapetus y no se requiere ningún desplazamiento relativo entre ambos bloques de América del Sur. Esta alternativa sugiere un océano más pequeño entre Gondwana Central y proto Gondwana Occidental.

Fig.2:a) Comparación entre polos paleomagnéticos neoproterozoicos de diferentes bloques de Gondwana Occidental; b) Comparación del polo AD de África Occidental y un polo de 1000 Ma de Amazonia con polos de similar edad de Laurentia con la paleoreconstrucción propuesta. Más referencias en el texto.

En la reconstrucción de la fig. 3c, correspondiente a 550 Ma, los bloques gondwánicos han sido posicionados de acuerdo al polo SD de 547 Ma (Meert & Van der Voo, 1996), mientras que la ubicación de Laurentia está basada en el polo de referencia para los 550 Ma (Meert et al., 1994) y Báltica en la posición de 550 Ma propuesta por Smethurst et al. (1998). La formación del Gondwana hacia los 550 Ma implica la separación y deriva veloz de Laurentia, Báltica y proto Gondwana Occidental entre los 600 y 550 Ma. El desplazamiento de Laurentia hacia latitudes ecuatoriales produce la apertura del Iapetus. Proto Gondwana Occidental también se desplaza hacia latitudes más bajas pero en dirección opuesta, mientras que Gondwana Central sufre una importante rotación antihoraria cerrando parte del océano Brasiliano. Por su parte Gondwana Oriental se desplaza hacia el norte y rota en sentido horario para cerrar el océano Mozambique. El terreno Pampia se encuentra para los 550 Ma aproximándose al margen del recientemente integrado Gondwana. No existen restricciones paleomagnéticas para que la colisión entre Gondwana Central y proto Gondwana Occidental ocurra hacia los 550 Ma, ya que el polo más antiguo de este bloque coincidente con otros de Gondwana Central es de 522 Ma (NR, Briden et al., 1993; Fig. 2a). De todos modos las evidencias geológicas sugieren que cualquier océano existente entre WA-AM y Gondwana Central ya había sido cerrado para fines del Proterozoico (ca. 550 Ma, Villeneuve & Corneé, 1994, Brito Neves et al., 1999). La hipótesis propuesta puede proveer una solución al dilema alrededor del hipotético supercontinente de Pannotia (Powell, 1995), que implica una breve conexión entre Laurentia y Gondwana durante el Vendiano. Esta hipótesis se basa en evidencia geológica de una posible conexión entre el margen oriental de Laurentia y el occidental de América del Sur, (véase por ejemplo Dalziel et al., 1994). Este modelo podría permanecer en pie considerando que Pannotia es tan solo el continente austral de las figuras 3a o 3b. Como ya se mencionara, la edad para la separación de proto Gondwana Occidental y Laurentia y su colisión con Gondwana Central están restringidas muy vagamente aún por los datos paleomagnéticos.

REFERENCIAS

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