SEDIMENTOLOGÍA Y PALEOAMBIENTES CUATERNARIOS EN EL SECTOR INTERNO DEL ESTUARIO DE BAHÍA BLANCA, ARGENTINA

Recibido el 6 de noviembre de 1990 y aceptado para su publicación el 8 de abril de 1991.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

La Bahía Blanca es un estuario mesomareal que se encuentra ubicado al sur de la Provincia de Buenos Aires, Argentina (Fig. 1). Una densa red de canales de diversas dimensiones, separados por islas y extensas llanuras de marea, componen la geomorfología general de la zona. Su canal Principal posee una longitud de 60 km. y una profundidad promedio de 10 m. La circulación es dominada por una onda de marea semidiurna, la cual tiene una amplitud media de 3 m. Las corrientes de marea son reversibles, alcanzando velocidades máximas promedio de 1.20 y 1.05 m/seg, para condiciones de reflujo y flujo respectivamente. La dominancia de la corriente de reflujo se refleja, tanto en el sedimento transportado en suspensión (Lizasoain y Montesarchio, 1979), como en el transporte neto de fondo que se produce hacia el exterior del estuario (Aliotta y Perillo, 1987), lo que forma un gran delta de reflujo sobre la Plataforma Continental (Aliotta, 1987).

Las transgresiones marinas cuaternarias han dejado importantes testimonios sedimentológicos y paleontológicos a lo largo de toda la costa del Estuario de Bahía Blanca. Sobre el continente han sido estudiados depósitos marinos correspondientes al Pleistoceno tardío (Gonzales, 1984; Chaar y Farinati, 1988). La ingresión marina holocena ha originado numerosas evidencias de diversas características geológicas. Así, horizontes con abundantes fósiles marinos, en muchos casos en posición de vida, se encuentran en el subsuelo, en sitios más o menos alejados del litoral actual (Gonzales et al., 1983; Aliotta et al., 1987; Farinti y Aliotta, 1987; Farinati et al; en prensa). Por otro lado, entre 8 y 10 m por encima del nivel medio del mar se encuentran una serie de cordones arenosos con abundantes conchillas, originados durante el transgresivo-regresivo Holoceno (Gonzales, 1984; Farinati, 1985; Aliotta y Farinati, 1990).

Se debe destacar que todos los trabajos de investigación realizados sobre los sedimentos marinos pleistocenos-holocenos del Estuario de Bahía Blanca, se llevaron a cabo en la zona costera continental, existiendo solamente un estudio en el sector subacuoso, aunque con un enfoque técnico-ingenieril (Nedeca Arconsult, 1983).

En la actualidad, conjuntamente con la profundización que se está realizando del canal de acceso a los puertos de Bahía Blanca, se están llevando a cabo perforaciones para conocer las características geotécnicas de los materiales. Para la presente investigación se utilizaron estos testigos con el objetivo de determinar y analizar los sedimentos que componen el subsuelo del Canal Principal del estuario, definir el paleoambiente sedimentario y su relación estratigráfica, y establecer su correlación con los depósitos presentes en el continente por sobre el nivel del mar.

En este trabajo se analizan sedimentos de 4 perforaciones realizadas en el Canal Principal del Estuario de Bahía Blanca (Fig. 1). Los testigos se obtuvieron utilizando un aparejo universal rotativo de perforación. Los mismos se encuentran referidos el nivel medio del mar (NMM). La longitud del testigo dependió de la dureza del material. La penetración máxima alcanzó una profundidad de 18.20 m con respecto al NMM

El muestreo se realizó en base a las características sedimentológicas macroscópicas del material. Su coloración se estableció "in situ'' (en húmedo). A las muestras extraídas de niveles compactados se procedió a disgregarlas con una solución de HCI al 10% y agitadora sónica. El análisis textural se efectuó según la metodología estándar reseñada por Folk (1974). Para la separación granulométrica se utilizó una columna de tamices con intervalo de 1/2 Ø. La fracción menor a 62.5 micras (limo+arcilla), se analizó, en los casos en que la misma superó el 10% en peso del total de la muestra, por pipeteado hasta 8 Ø. Los datos fueron procesados estadísticamente (Folk y Word, 1957) por medio de un programa de computación, caracterizando a las muestras según la clasificación de Shepard (1954).

El estudio mineralógico de la fracción de arena se realizó a través de microscopio petrográfico sobre el tamaño de grano 3.5 Ø. Los mismos fueron observados utilizando líquido de inmersión. Se empleó esencia de mirbana cuyo índice de refracción es de 1.546. En cada muestra se efectuó un conteo de 200 granos, obteniéndose los porcentajes de las diferentes especies mineralógicas en base al número total de granos. La fracción limo-arcilla, en las muestras en donde la misma resultó significativa (mayor del 50% en peso), se analizó mediante difractometría de Rayos X. La observación del material fosilífero, fue realizada con lupa binocular.

Las perforaciones analizadas en el presente trabajo fueron realizadas en el Canal Principal del Estuario de Bahía Blanca, en el sector contiguo al complejo portuario del Ingeniero White (Fig. 1). En la figura 2 se ubican altimétricamente todos los testigos analizados y se esquematizan sus diferencias sedimentológicas.

Figura 1. Estuario de Bahía Blanca Ubicación de tu perforaciones analizadas.

La parte superior de todas las perforaciones se halla conformada por un limo arcillo arenoso, nivel "a" de la figura 2, de coloración gris oscuro-castaño grisáceo. La potencia de este estrato es variable, encontrándose su mayor espesor (9.60 m) en el testigo TIII (Fig.2). Este tipo de material, en general, posee una estructura sedimentaria laminar, la cual es más notable en algunos niveles que en otros. Dicha estructura se compone de una alternancia de limo-arcilla y arena fina.

Para analizar textural y mineralógicamente el sedimento limo arcillo arenoso fueron procesadas 2 muestras correspondientes a la perforación TII y TIII. La gran similitud macroscópica que presenta este tipo de material en los diferentes testigos, queda reflejada en los resultados del análisis granulométrico (Fig. 2) y aún en el mineralógico (Fig 3). Así, el valor de la media corresponde a sedimentos finos (6.36 - 6.20), es muy pobre (2.22 - 2.51). Además, sus distribuciones granulométricas son casi simétricas y platicúrticas.

Del análisis mineralógico del material que compone el horizonte superior en los testigos, se desprende que:

1) Dentro de la fracción arena, los porcentajes relativos de los distintos minerales son similares. Las esquirlas vítreas son predominantes, con un porcentaje mayor el 50% (Fig. 3). La cantidad de granos de cuarzo y alteritas es similar (25%), en tanto los feldespatos y minerales pesados se encuentran en proporciones subordinadas.

2) La fracción de arcilla se halla compuesta principalmente por montmorillonita e illita, y en menor proporción por caolinita. Esta característica mineralógica le infiere al material la gran plasticidad que presenta.

Hacia abajo del sedimento limo arcillo arenoso encontramos una arena, predominantemente fina y de color gris oscuro. La posición estratigráfica de este material en los testigos analizados se esquemátiza como nivel "b" de la figura 2. En la misma se observa que, si bien dicho horizonte se presenta a profundidades y con espesores diferentes, las características granulométricas son sumamente similares en todos los testigos. El valor de la media varia, entre 2.30 Ø y 2.47 Ø, mientras que la selección es moderadamente buena en TIII y TIV (0.62 Ø y 0.70 Ø respectivamente), y pobre en TII (1.00Ø) y TI (1.43Ø). Se debe destacar que solamente en estas 2 muestras se encuentran pequeños rodados (<0.5 cm) compuestos de un limo arenoso calcáreo ("caliche"). También, debe mencionarse que en todos los testigos este material posee organismos acompañantes como: cnidarios, briozoarios, anélidos, cirripedios y ofiroideos.

Si bien, las características mineralógicas generales del horizonte "b" a lo largo de los perfiles analizados son similares (Fig. 3), existen algunas diferencias que merecen resaltarse. En TIII se observa una concentración importante de minerales pesados (32.5%). Los mismos se distribuyen entre 11.5% de minerales trasparentes (hipersteno, augita, horblendas) y 21.1% de opacos (magnetita e ilmenita principalmente). Por otro lado, debe notarse (Fig 3) que la cantidad de esquirlas de vidrio volcánico aumenta sensiblemente en TI (18%) en relación a las muestras de TII TIII y TIV, las cuales no superan el 9%.

El material arenoso de origen marino se apoya en discordancia, hacia el este sobre una sedimentita dura y muy bien compactada (TI, Fig. 2), en tanto que hacia el exterior del estuario se halla sobre una arena fina a muy fina en TII y TIV (nivel "d", Fig. 2) y por encima de una arena gruesa a fina en TIII (nivel "c", Fig. 2). Todos estos sedimentos se presentan de sueltos a débilmente compactados y con hasta un 12% de pequeños rodados ( 1 cm) de limolita, arenisca y pumicita. A través de análisis químico con espectrofotometría de absorción atómica se determinó que el elemento cementante en los mismos corresponde a sulfato de calcio y/o carbonato de calcio.

En TIII entre 16.70 m y 17.70 m por debajo del NMM, se encuentra una arena con características texturales particulares dado que no se presenta en los otros testigos analizados. Es así como su curva de frecuencia acumulativa evidencia claramente al presencia de dos poblaciones granulométricas diferentes, resultando una típica curva bimodal. El material de mayor frecuencia corresponde a una arena gruesa (60%), mientras que la moda secundaria representa un 17% de arena fina. La coloración del material es castaño grisáceo amarillento. Estadísticamente este sedimento se caracteriza por poseer una media de 1.44 θ y una selección pobre (1.07 Ø), en tanto que su curva de distribución de frecuencia se presenta muy positiva y platicórtica. Mineralógicamente este sedimento se diferencia del material subyacente por un elevado porcentaje de minerales alterados (25%) y una disminución notable en la presencia de minerales pesados.

Figura 2. Caracterización sedimentológica de los testigos.

Figura 3. Composición mineralógica de los sedimentos.

En el testigo TIII, a una profundidad aproximada de 18 m por debajo del NMM, el sedimento descrito (horizonte "c"), (Fig.2) cambia hacia abajo transicionalmente, sin variación en su coloración, a una arena fina a muy fina con pequeños rodados. Este mismo tipo de material se encuentra en TII y TIV (nivel "d", Fig. 2) a profundidades de 14.50 m y 16.40 m por debajo del nivel marino, respectivamente. La cohesión del sedimento es algo variable, aunque en general se le halla débilmente compactado.

Los sedimentos del horizonte definido como nivel "d" de la figura 2 presentan una selección pobre (entre 1.3 Ø y 1.67 Ø), asimetría negativa o muy negativa y una distribución leptocúrtica. Por otro lado, desde el punto de vista mineralógico son mayoritarios los minerales alterados, en especial en TIII que alcanza a casi un 50% (Fig.3). En todas las muestras de este nivel las proporciones relativas de los otros componentes mineralógicos son similares.

Además, junto con el material arenoso se presentan escasos restos de valvas de conchas. En la mayoría de los casos son inidentificables por su tamaño y grado de desgaste, aunque en general, por la característica de la valva, se le asigna un origen fluvial. Se destaca la presencia de ostrácodos de agua dulce como Limnocythere sp. Un material débilmente cementado y con una elevada compactación se ha encontrado en la base de las perforaciones TI y TII, a una profundidad de 11.00 m y 18.50 m, respectivamente.

Estos sedimentos litificados se hallan separados de los sedimentos suprayacentes por un contacto neto e irregular (discordancia erosiva).

En el testigo TII, nivel "e" de la figura 2, la roca se presenta con una coloración castaño rojizo claro. Granulométricamente se compone de un 71% de limo, 16% de arcilla y 13% de arena. No presenta restos fósiles. El valor de la media es de 6.13, en tanto que su curva acumulativa caracteriza a un sedimento con una selección pobre, una asimetría positiva y con una distribución mesocúrtica. Las proporciones relativas de los diferentes componentes minerales analizados se observan esquemáticamente en la figura 3. Se debe destacar, como diferencia con las demás muestras suprayacentes estudiadas, que en este material resulta el valor más elevado de feldepatos totales (13%). En cambio, es muy baja la presencia de esquirlas vítreas volcánicas (3%), las que poseen una significativa desvitrificación.

La sedimentita hallada en la sección inferior del testigo TI (nivel "f", Fig. 2) posee una coloración castaño grisáceo algo amarillento y carece de estratificación. La reacción con HCl denota la presencia de abundante carbonato de calcio finamente particulado. El sedimento se halla compuesto por un 65% de limo, en tanto que la arena y la arcilla se encuentran en un 30 y 5%, respectivamente. Del análisis estadístico de la distribución de frecuencias granulométricas presentes en esta muestra se obtuvo una media de 5.17 Ø y una selección pobre (1.33 Ø), con una simetría muy positiva (0.31) y un valor de curtosis correspondiente a una curva mesocúrtica (1.08).

El sedimento analizado en la base del testigo TI posee una particularidad mineralógica con respecto a la otra sedimentita hallada en TII (nivel "e", Fig.2). La diferencia más notable es que el vidrio volcánico se presenta en un porcentaje muy elevado (38%), superando inclusive la cantidad de granos de alteritas y cuarzo, determinados en la muestra (Fig.3). También, como en la base de TIII, en las esquirlas vítreas se ha observado cierta alteración.

El Estuario de Bahía Blanca se halla ubicado sobre el límite noroeste de la gran cuenca sedimentaria del Colorado. La misma se desarrolla principalmente sobre la Plataforma Continental Argentina (Fig. 4) y su basamento, de edad paleozoica, se encuentra intensamente fracturado. Este rasgo estructural origina una cubeta elongada este-oeste tipo "graben" la cual no se cierra en su extremo oeste, prolongándose hasta el talud continental.

Figura 4. Cuenca sedimentaria del Colorado.

En el área de Bahía Blanca, en la parte superior del paquete sedimentario que compone la Cuenca del Colorado, se encuentra la Formación Chasicó. La misma corresponde a un ambiente continental, principalmente fluvial (Zambrano, 1972). En base a la exhumación de restos vertebrados se le ha asignado una edad Mioceno inferiorPlioceno (Fidalgo et al., 1978; Fidalgo et al. 1985). Un relevamiento sísmico (Nedeco-Arconsult, 1983) a lo largo del canal navegable del Estuario de Bahía Blanca, como perforaciones hidrogeológicas realizadas por la Dirección Nacional de Geología y Minería revelan la presencia de sedimentitas terciarias entre los 10 y 20 m por debajo del NMM

En la base del testigo TII del presente trabajo, a 12.50 m por debajo del NMM, tanto el aspecto macroscópico que posee el material (granulometría, compactación, color) como sus características mineralógicas, indican la presencia de la Formación Chasicó. De tal forma, la misma representa a los sedimentos más antiguos aquí considerados.

Con los resultados obtenidos en esta investigación, junto con la información aportada por antiguas perforaciones, fue elaborado un esquema geológico de la zona. Se debe destacar que de estos últimos pozos se contó, además de la descripción sedimentológica de los materiales, con datos granulométricos y geotécnicos como ensayo normal de penetración, límite líquido, límite plástico, etc. De tal forma, se estableció la correlación y continuidad entre los diferentes sedimentos presentes en el subsuelo y se definió el modelo estratigráfico del Canal Principal en el área del Puerto de Ingeniero White (Fig. 5).

La sedimentita de la Formación Chasicó junto con aquella de la Formación Pampeana (Pleistoceno), conforman el basamento sobre el cual se apoyan en discordancia los materiales sueltos a débilmente compactados del Cuaternario (Fig. 5). Los sedimentos terciarios-pleistocenos en el ámbito de la Provincia de Buenos Aires son, en general, litológicamente de difícil diferenciación (Fidalgo et al., 1975). Sus edades se establecen especialmente sobre la base de la fauna de mamíferos. Fidalgo et al., (1978) menciona como particularidad de los sedimentos de la Formación Chasicó el bajo porcentaje de vidrio volcánico que ellos presentan ( 15%), en contraste con los pleistocénicos. Esta característica mineralógica se ha observado claramente en las muestras analizadas en la base del testigo TI y TII (Fig. 3). La ubicación del límite entre las unidades mencionadas permanece hasta el momento incierto.

Por encima de la Formación Chasicó, apoyado en discordancia, se presenta un estrato arenoso. El mismo sufre un acuñamiento hacia el oeste sobre el sustrato Plio-Pleistoceno (Fig. 5). Los escasísimos restos fósiles hallados en este horizonte indican un ambiente mixto fluvio-marino, con un marcado predominio del primero sobre el segundo. La dinámica fluvial habría aportado la energía necesaria para erosionar las sedimentitas infrayacentes, incorporando a sus sedimentos rodados y fragmentos rocosos del sustrato compactado. La influencia de la dinámica marina en este ambiente habría sido muy reducida. La competencia de las corrientes depositantes de este tipo de sedimento se evidencia al considerar el porcentil 1. Del análisis granulométrico de las muestras procesadas surgen valores correspondientes a una elevada competencia en el medio de transporte. Hacia arriba, aproximadamente a los 15 m de profundidad (Fig. 5) se encuentra un lente de arena sensiblemente más gruesa que la infrayacente. Debido a sus características mineralógicas y paleontológicas se le asigna el mismo ambiente de sedimentación definido anteriormente.

Figura 5. Modelo estratigráfico, del sector interno del Estuario de Bahía Blanca.

A los sedimentos de origen predominantemente fluvial se los asocia con una antigua desembocadura, probablemente perteneciente al curso de lo que es actualmente al Arroyo Napostá Grande (Fig. 1). El mencionado paleoambiente sedimentario se habría desarrollado antes de la última gran transgresión post-glacial, cuando el nivel del mar se encontraba muy por debajo del actual. Producto de este descenso son las terrazas y escalones existentes en la boca del estuario entre los 13 m y 18 m de profundidad. Las mismas se hallan labradas en la Formación Chasicó y constituyen una antigua plataforma de abrasión marina (Aliotta y Paraíso, en prensa).

A lo largo de la costa atlántica sudamericana, la ingresión holocena comienza aproximadamente entre los 7000 y 7500 años AP, (Clark y Bloon, 1979; Suguio y Martin, 1980). En particular en el Estuario de Bahía Blanca; dataciones isotópicas de la malacofauna en depósitos marinos costeros (Gonzales et al., 1983; Farinati, 1985; Aliotta y Farinati, 1990) confirman que la ingresión postglaciaria se produce en el Holoceno medio-tardío (después de los 7500 años AP.).

En el perfil estratigráfico analizado, las facies marinas holocenas comienzan con una arena fina a mediana, castaña grisácea y con abundantes fragmentos de valvas de moluscos, restos de colonias de briozoos, cirripedios, etc. Este material se apoya en discordancia, hacia el oeste sobre los sedimentos fluviales, en tanto que hacia el este suprayace sobre la plataforma de abrasión pleistocena. Los procesos erosivos actuantes durante el período transgresivo Holoceno debieron ser de moderados a débiles. Así, las características texturales de los sedimentos (Fig. 2) sugieren el predominio de baja energía de ola, siendo las corrientes de marea las responsables principales de los procesos de transporte y depositación.

El sedimento arenoso que representa el inicio de la ingresión marina posee una distribución regional que abarca gran parte de la zona costera del estuario. Al noreste del Puerto de Ingeniero White (Fig. 5) este tipo de material se apoya en discordancia erosiva sobre un sustrato muy compacto, limo arenoso, rico en carbonato de calcio (Aliotta y Farinati, 1990). Esta sedimentita, correspondiente a la Formación Pampeana, posee similares características litológicas a las encontradas en la base del testigo TI. En cotas de entre 5 y 6 m por sobre el NMM. Junto con el sedimento arenoso se encuentran rodados de hasta 1.5 cm de diámetro de "caliche" y cuarcita (Aliotta y Farinati, 1990). La presencia de los mismos evidencia una mayor competencia y poder erosivo del medio, generado probablemente por una mayor acción de ola que aquella que afectó a los sedimentos ubicados a mayor profundidad y que son analizados en este trabajo.

Debido a la suave pendiente de la zona costera inundada por la ingresión holocena se desarrolló en forma paulatina sobre la antigua línea litoral una extensa llanura de marca. La misma fue posgradada por sedimentos limo arcillo arenosos, característicos de este ambiente. El transporte de sedimento fue fundamentalmente en suspensión, siendo de menor proporción aquel inmovilizado como carga de fondo. La alternancia en la depositación de estos tipos de materiales origina una estratificación laminar (Reineck y Wunderlich, 1968), la cual se observa en el horizonte superior de los testigos. Las corrientes de marea fueron las principales responsables de regular la dinámica sedimentaria ambiental.

Mineralógicamente los sedimentos del holoceno son muy similares a aquellos que son depositados en la actualidad. De tal manera, las proporciones relativas de cuarzo, alteritas y vidrio halladas son comparables a las determinadas por Gelós et al. (1982) en materiales del fondo del Canal Principal. Por otro lado, el elevado porcentaje de vidrio volcánico hallado en los sedimentos asignados como de llanura de marea puede relacionarse con las corrientes actuales en este ambiente, que tienden a movilizar y concentrar los granos de más baja densidad específica.

La historia geológica del estuario se completa con la progradación de la llanura de marca y el progresivo descenso del nivel del mar. Esto dio lugar a la formación de la extensa llanura costera que caracteriza a toda la zona interna del estuario. El ambiente marino de sedimentación actual no difiere mayormente de aquel del Holoceno. Es así, como los sedimentos finos de las llanuras de marea actuales se encuentran en continuidad con aquellos más antiguos, depositados durante el período transgresivo-regresivo post-glaciario. Solamente, en algunos casos, el grado de compactación y densidad del depósito diferencia la edad de ambos sedimentos.

A Boskalis Internacional S.A. por haber permitido la obtención de las muestras para el presente trabajo. Se agradece la colaboración brindada por la Dra. E. Farinati y Lic. D. Martínez en las determinaciones paleontológicas, y a la Lic. N. Belloni por la realización del análisis químico. También, al Sr. W. Melo y a la Srta. Leticia Luro por su desinteresada colaboración en la confección de las ilustraciones y al personal del laboratorio de Geología Marina del Instituto Argentino de Oceanografía por su asistencia en el procesamiento de las muestras.

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