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Formación Coquimbo

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La Formación Coquimbo (anteriormente conocida como Piso de Coquimbo o Coquimbo Stufe ) es una formación geológica litoral , sedimentaria y fosilífera que aflora principalmente a lo largo de la costa de la Región de Coquimbo , Chile . Se remonta al Mioceno al Pleistoceno Medio . La litología de la formación comprende arenas , areniscas , limolitas , calizas , coquinas y conglomerados . Los estratos y facies de la Formación Coquimbo reflejan una compleja historia deposicional marina, que varía desde paleoambientes de aguas profundas hasta someras controlados por eventos tectónicos y cambios sucesivos y turbulentos en el nivel del mar que desarrollaron grandes terrazas marinas dentro de los estratos que se registran en forma de transgresiones y regresiones marinas .

La Formación Coquimbo conserva una rica asociación fósil marina, que incluye moluscos , percebes , braquiópodos , peces , aves marinas y mamíferos marinos como cetáceos y perezosos terrestres acuáticos . En conjunto, los paleoambientes y la paleofauna de la formación han experimentado fuertes cambios y sucesiones a lo largo del tiempo, principalmente debido a grandes eventos climáticos y tectónicos. Tanto en litología como en contenido fósil, la Formación Coquimbo es muy similar a otras unidades de Sudamérica , como la Formación Pisco de Perú o la Formación Bahía Inglesa de la Región de Atacama , que también se encuentra en Chile.

Historia

La Formación Coquimbo fue observada por primera vez por el naturalista e investigador Charles Darwin durante su visita a Chile a bordo del HMS Beagle  en la década de 1830. Darwin observó estructuras sedimentarias prominentes (como la estratificación cruzada en terrazas marinas ) y fósiles marinos (huesos de cetáceos, conchas, dientes de tiburón, entre otros) de edad " terciaria " en la costa de la Región de Coquimbo , aproximadamente a más de 322 km (200 mi) al norte de la costa de Navidad . [ 1 ] En 1985, Steinmann G. analizó los depósitos marinos alrededor de la Isla Quiriquina de la Bahía de Concepción con observaciones a otros depósitos de Chile. Él estableció el término "Estufe Coquimbo" para los sedimentos marinos a lo largo de la costa de Coquimbo. [ 2 ] El autor Rubén Martínez-Pardo señaló que desde las observaciones realizadas por Darwin, la mayoría de los depósitos marinos del Neógeno del centro-norte de Chile han sido erróneamente atribuidos a esta unidad. [ 3 ] Ramón Moscoso y su equipo publicaron en 1982 un gran mapa geológico enfocado en las regiones de Atacama y Coquimbo de Chile, donde, en vista de la confusión respecto a la designación de la Formación Coquimbo, propusieron reservar el término Formación Coquimbo para el conjunto de sedimentos marinos ubicados a lo largo de la línea costera entre 28° y 30° S de la Región Coquimbo. [ 4 ]  

Parque Culebrón

Vista de los afloramientos de la Formación Coquimbo en el Parque Culebrón.

Los estratos de la Formación Coquimbo se encuentran ampliamente expuestos en arroyos y laderas del Parque Culebrón de la región. Coquinas, areniscas y otros sedimentos, así como abundantes moluscos fosilizados, se pueden observar en todo el parque. A pesar de la naturaleza paleontológica del sitio, el Parque Culebrón ha sido objeto de múltiples limpiezas debido a la contaminación causada por la basura , y varias áreas del parque se han convertido en vertederos ilegales. [ 5 ] [ 6 ]

Durante el verano de 1984, los trabajos de reforestación en el área del Parque Culebrón, liderados por la Corporación Nacional Forestal (CONAF), revelaron dos esqueletos de cetáceos relativamente completos y articulados en arroyos cercanos con afloramientos de la Formación Coquimbo. Los individuos fueron desenterrados dentro del mismo contexto estratigráfico, entre areniscas amarillentas y algunas coquinas, a una profundidad no mayor de 40 cm (16 pulgadas) y separados entre sí por aproximadamente 400 m (1300 pies) . Tras el descubrimiento de estos restos, se contactó al Museo Arqueológico de La Serena para gestionar los fósiles. Posteriormente, el museo contactó al Museo Nacional de Historia Natural de Chile para un estudio más profundo. [ 7 ]    

Fotografías de los dos ejemplares fósiles de cetáceos del Parque Culebrón.
Diagrama lineal de los cetáceos

Más tarde, en 1988, la geóloga Patricia Z. Salinas publicó una breve descripción de los cetáceos y del descubrimiento en general, así como una descripción de los estratos de la Formación Coquimbo en los que fueron encontrados. Como indicó Salinas, los cetáceos no pudieron ser recuperados ni estudiados debido a su frágil estado de conservación y fueron dejados en el campo, donde se les aplicaron tratamientos de consolidación para su protección, a la espera del establecimiento de un museo local . [ 7 ] En 1991, los investigadores José Yáñez y Jhoann Canto hicieron observaciones sobre la identificación de los fósiles de cetáceos, corrigiendo su familia taxonómica. En su breve nota, el equipo también criticó la falta de un procedimiento más meticuloso con respecto al informe y la conservación de estos valiosos fósiles, como el almacenamiento de fotografías detalladas. [ 8 ] Aunque inicialmente Salinas los reportó como " semifósiles " a pesar de su antigüedad, [ 7 ] Yáñez y Canto afirmaron que los individuos finalmente se disociaron en el campo, impidiendo intentos de estudios futuros. [ 8 ]

En 2021, la Sociedad Geológica de Chile reconoció formalmente al Parque Culebrón como geositio (literalmente, geositio ), es decir, una localidad importante de valor geológico o paleontológico. La documentación y las peticiones fueron realizadas por el entonces tesorero de Geología Benjamín A. Araya, quien abogó por el reconocimiento y la protección del Parque Culebrón. Si bien el valor fosilífero del parque y sus implicaciones para la Formación Coquimbo se conocían desde hacía tiempo, nunca antes se había otorgado ningún reconocimiento. [ 9 ] [ 10 ]

Lomas del Sauce

Diagrama que muestra los esqueletos de cetáceos encontrados en Lomas del Sauce (amarillo, rojo y morado).

Durante el año 2013, se realizó un estudio geológico en un terreno cercano a la avenida El Sauce de la ciudad de Coquimbo, a unos 2,5 km (8200 pies) al sureste de Bahía Herradura, en el contexto del proyecto inmobiliario Lomas del Sauce. A medida que avanzaban los lineamientos, se descubrió abundante material fósil en coquinas fosilíferas y limo arenoso asignado a la Formación Coquimbo al realizar sondeos en el terreno. De los 10 sondeos, uno arrojó dos o tres esqueletos de cetáceos semiarticulados, incluyendo un cráneo parcial. Los fósiles de esta localidad, representados principalmente por conchas de moluscos y restos parciales de aves marinas y peces, fueron recuperados y excavados por cuadrículas, cubriendo un área de aproximadamente 32 m² . El material reportado se dispuso para ser almacenado en la Sala de Colecciones Biológicas de la Universidad Católica del Norte de Coquimbo. [ 11 ]  

La caracterización del suelo y los sedimentos de la localidad de Lomas del Sauce se logró mediante el modelado de subsuperficies y columnas estratigráficas . Se extrajeron fósiles de mayor tamaño, como huesos de cetáceos, y se aseguraron en fundas de campo. A lo largo del estudio de la localidad, se descubrieron otros taxones fósiles, como el perezoso terrestre semiacuático Thalassocnus , que anteriormente solo se conocía de las formaciones similares de Pisco y Bahía Inglesa . [ 12 ] [ 13 ] En 2017, el material de Thalassocnus fue descrito formalmente, contribuyendo al registro de mamíferos marinos de la Formación Coquimbo. El espécimen se encuentra actualmente en las colecciones del Museo Nacional de Historia Natural de Chile. [ 14 ]

Descripción

La Formación Coquimbo pertenece a una serie discontinua de cuencas sedimentarias del Cretácico-Neógeno y afloramientos de la formación se encuentran a lo largo de las costas de la Región de Coquimbo , Chile, donde se exponen múltiples terrazas marinas . Con aproximadamente 100 m (330 pies) de espesor, la Formación Coquimbo se deposita de forma irregular sobre un basamento cristalino mesozoico compuesto por rocas intrusivas . Consiste predominantemente en arenas amarillentas , a veces fosfatizadas , areniscas , limolitas , calizas altamente bioclásticas , coquinas y conglomerados . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] En la localidad de Carrizalillo y arroyos cercanos, se presentan estructuras sedimentarias inusuales , derivadas de fuertes procesos de mareas y elutriación . [ 15 ]  

Ambiente de deposición

Terraza marina en Caleta Los Hornos, que sigue la secuencia desde Quebrada Honda

Basándose en el registro de foraminíferos en Tongoy, se ha sugerido que los depósitos en esta área se depositaron en la zona inferior de una plataforma continental con aguas relativamente cálidas. [ 3 ] El registro sedimentológico de Quebrada Honda conserva datos que pueden reflejar dos ambientes deposicionales principales durante su historia de deposición. Hacia la base de la secuencia, los sedimentos y el contenido fósil (como cetáceos, braquiópodos, bivalvos y gasterópodos) sugieren un paleoambiente marino de aguas profundas y baja energía con alta actividad/dinámica ecológica. La abundancia de fosforita y vertebrados marinos, la contribución de clastos polimícticos (de diferente composición) y las discordancias angulares de las capas sucesivas de estratos de esta sección, indican períodos de turbulento ascenso del nivel del mar con la marca posterior de una transgresión marina que también puede reflejarse en la disminución de la abundancia del contenido fósil hacia el techo de la secuencia, especialmente braquiópodos. La presencia de depósitos de fosforita sugiere que durante la sedimentación el ambiente estuvo sujeto a surgencia marina , donde microorganismos y restos de vertebrados precipitaron depósitos de fosfato. Hacia la parte superior de la secuencia se puede inferir una sedimentación turbulenta a partir de la abundante aparición de discordancias, así como de conglomerados y coquinas probablemente derivados de la paleofauna de los depósitos más antiguos y de baja energía. Estos eventos se interpretan como productos de un tsunami de alta energía o mareas de tormenta . Quebrada El Culebrón conserva un registro sedimentológico similar. [ 18 ]

El registro fósil de taxones de aguas someras como Crassostrea , Heterodontus , Incatella o Thalassocnus también sugiere un ambiente marino somero al momento de la deposición. [ 19 ] El conjunto fósil de foraminíferos de Bahía de Guanaqueros indica varios cambios en los niveles del mar y ambientes deposicionales, desde condiciones marinas neríticas hasta batiales. [ 20 ] Constanza A. García en 2019 identificó múltiples ambientes deposicionales durante la historia de deposición de Quebrada Las Rosas, El Culebrón y Los Clarines, que se caracterizaron por alternancias de regresiones y transgresiones marinas. Muchos de estos ambientes deposicionales se reflejan en la litología y tafonomía de fósiles, como coquinas con disolución de material calcáreo o la presencia de icnofósiles someros. [ 21 ] Diego M. Partarrieu, en su tesis doctoral de 2022, propuso al menos cuatro episodios sedimentarios en las localidades de Coquimbo, con los dos episodios más antiguos situados en un ambiente de deposición de playa, y los dos episodios más recientes ocurriendo en aguas intermareales poco profundas. Los cambios en los ambientes de deposición también fueron seguidos por una rápida renovación faunística y un cambio climático a gran escala. [ 22 ]

Tafonomía

Los cambios en el nivel del mar a lo largo de la historia de la deposición de la Formación Coquimbo también han sido importantes para las alteraciones tafonómicas de los fósiles. En la localidad de Quebrada Chañaral, los fósiles de vertebrados muestran características inusuales como su nodulización dentro de los sedimentos, mineralización de hierro y fosfato , y alta redondez . Además, muchos fósiles de vertebrados muestran fragmentación y erosión en sus superficies óseas probablemente originadas por una larga exposición a los ambientes. Estas características tafonómicas se interpretan como reelaboración de fósiles más antiguos que finalmente fueron depositados en sedimentos más jóvenes debido a regresiones marinas. [ 23 ] Se han reportado condiciones similares en otros descubrimientos, como Thalassocnus de Lomas del Sauce. El espécimen fue encontrado con la mayoría de los elementos en articulación excepto los restos de la extremidad anterior y la pelvis, lo que indica que el esqueleto sufrió desplazamiento antes del entierro. El desenterrado in situ junto con la fractura de algunos de los huesos sugiere que estos se fracturaron justo antes o durante el entierro. Se han descrito otras características tafonómicas, como el desarrollo de una costra fosfática en la base del lecho fosilífero que mineralizó la mayoría de los elementos, o la adhesión de moldes internos y conchas de bivalvos a los huesos. [ 14 ]

Extensión geográfica

Mapa que indica la ubicación de los cetáceos del Parque El Culebrón, en la ciudad de Coquimbo.

La Formación Coquimbo se deposita principalmente a lo largo de las costas y arroyos de la Región Coquimbo. Se puede encontrar aflorando desde la ciudad de Tongoy hasta Caleta Chañaral (y Chañaral de Aceituno). Este último no forma parte de la Región Coquimbo, sino que se ubica en la extensión más austral de la Región Atacama , lo que convierte a esta área en la extensión más septentrional de la Formación Coquimbo. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] En Tongoy, la formación se extiende a través de arroyos que presentan grandes terrazas marinas. [ 17 ] En Coquimbo, la formación se puede rastrear hasta el Parque Culebrón, con una extensión más consistente en Quebrada Las Rosas. [ 24 ]

Evolución tectónica

En el área de Tongoy, la Formación Coquimbo se depositó en una antigua bahía que se formó en un graben o semigraben , con una falla normal buzándose hacia el este derivada del movimiento tectónico local y regional como se registra en las sucesiones sedimentarias y estructuras geológicas de esta área. El movimiento tectónico está asociado con la subducción de la Dorsal de Juan Fernández y una segunda meseta oceánica que causó el levantamiento de la corteza continental y cambios en el nivel del mar, junto con fallas. [ 17 ] Las terrazas marinas de la Formación Coquimbo son cuerpos sedimentarios relativamente grandes, y fueron esculpidas en estos sedimentos como resultado de las transgresiones y regresiones marinas del Plioceno-Cuaternario que ocurrieron en esta área. [ 3 ] [ 17 ] Los niveles de las terrazas marinas en las bahías de Coquimbo y La Herradura conservan discordancias que indican que fueron resedimentadas periódicamente durante sucesivas mareas altas, lo cual también está respaldado por la aminoestratigrafía de moluscos. [ 25 ]

Estratigrafía y edad

La Formación Coquimbo se sedimentó durante el Neógeno cubriendo discordantemente los escarpes de basamento de la región, sobre todo el sector norte de La Serena, Carrizalillo. [ 15 ] Se subdivide en 16 unidades litoestratigráficas de origen marino costero. En orden ascendente, estas van de la Unidad 1 a la Unidad 16. La unidad más profunda pertenece al Mioceno inferior, y la tercera unidad más profunda se data en 11,9 ± 1,0 Ma. La unidad superior de la formación se estima en 1,2 Ma. [ 17 ]

Se propone que la Formación Coquimbo es equivalente a la Formación Bahía Inglesa. Ambas formaciones muestran similitudes en la sedimentación (como la correlación de unidades litoestratigráficas) y el contenido fósil, y podrían representar unidades distintas de la misma formación geológica, a la espera de análisis adicionales. [ 26 ] En 2024, Benjamín A. Araya y equipo propusieron una división de la Formación Coquimbo en tres miembros, caracterizados como un Miembro Inferior de edad Tortoniense - Messiniense compuesto de lodos y limos gris amarillentos con nódulos de hierro y magnesio, diatomitas y arenas de grano fino con intercalaciones de depósitos de coquina y fosfato; un Miembro Medio de edad Messiniense - Zancleano que comprende arenas limosas, limos, floatstone y conglomerados; y por último un Miembro Superior de edad Zancleano - Piacenziense que incluye coquinas estratificadas de grano arenoso que están cubiertas por rudstones , arenas de grano grueso y coquinas con soporte de matriz. [ 27 ]

Paleobiota de la Formación Coquimbo

Reconstrucción de Otodus megalodon junto con otra fauna marina. Este tiburón es un componente importante de la paleofauna de la Formación Coquimbo y unidades similares.

La paleobiota de la Formación Coquimbo es extensamente similar a las de las formaciones Bahía Inglesa y Pisco, compartiendo también ambientes deposicionales similares. [ 14 ] [ 26 ] Los invertebrados como los moluscos son particularmente abundantes en las facies de la formación, representados por bivalvos y gasterópodos, y en menor medida percebes. Los vertebrados son componentes faunísticos recurrentes pero suelen ser fragmentarios en el registro de la Formación Coquimbo, mejor representados por restos de aves y cetáceos. Al igual que Bahía y Pisco, los peces están bien documentados, incluyendo taxones históricamente notorios como el megadiente Otodus , el Carcharodon actual y el Cosmopolitodus extinto . [ 28 ] [ 19 ] El perezoso terrestre semiacuático Thalassocnus era conocido únicamente de la Formación Pisco, pero su registro fósil ahora se reporta en numerosas unidades geológicas a través de depósitos del Mioceno-Plioceno de América del Sur, incluyendo Argentina y Chile, específicamente la Formación Coquimbo. [ 14 ] [ 29 ] Durante el Plioceno, las costas de la Región Coquimbo sirvieron como áreas de cría para Carcharodon carcharias , como lo evidencia la alta abundancia de dientes juveniles en múltiples localidades fósiles pertenecientes a la Formación Coquimbo. [ 19 ]

Algas

diatomeas

Dictiocales

Dinoflagelados

Ebridos

Foraminíferos

Invertebrados

Acial

bivalvos

Braquiópodos

Decápodos

Gasterópodos

Rastros de invertebrados

Ostrácodos

Vertebrados

Pájaros

Cetáceos

Pez

Peces óseos

anguilas

Rayos
Tiburones

Focas

Perezosos

Véase también

Referencias

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