51

GEOGACETA, 48, 2010

Copyright © 2010 Sociedad Geológica de España / www.geogaceta.com

Paleosuelos con calcretas, rizolitos y Microcodium en ambientesfluviales y aluviales (Oligoceno, Prebético, provincia de Murcia)

Palaeosols with calcretes, rhizoliths and Microcodium in fluvial and alluvial environments (Oligocene, Prebetic,Murcia province)

José Miguel Molina y Luis M. Nieto

Departamento de Geología. Universidad de Jaén. Campus Universitario, Edf. B-3. 23071 Jaén. jmmolina@ujaen.es; lmnieto@ujaen.es

ABSTRACT

The Oligocene of the Prebetic in the Jumilla-Yecla area is mainly represented by fluvial and alluvialsediments. The elementary sequence observed in these materials is made up by conglomerates, sandstonesand marlstones. Intercalated in this sequence continental carbonates appear. These carbonates arecharacterized by the presence of rhizoliths, laminar calcretes, glaebular or nodular textures andMicrocodium. These carbonates are interpreted as calcretes and their features show the great importanceof the vegetation in the pedogenic origin. Then, they could be the consequence of a warm to hot climatesand low, seasonal rainfall conditions.

Key words: Palaeosol, calcrete, Microcodium, Oligocene, Prebetic.

Geogaceta, 48 (2010), 51-54 Fecha de recepción: 15 de febrero de 2010ISSN: 0213-683X Fecha de revisión: 21 de abril de 2010

Fecha de aceptación: 28 de mayo de 2010

Introducción

Los afloramientos analizados en estetrabajo se sitúan al NE de la provincia deMurcia (Figs. 1A y B), en el paraje deno-minado Solana del Manco (NE de la hojatopográfica y geológica 891, Cieza). Seaccede a ellos desde la carretera que unelas localidades de Molina de Segura yJumilla (Fig. 1C). Jerez-Mir et al. (1972)los atribuyeron al Prebético, concreta-mente a lo que denominaron Terciario yCuaternario Autóctonos. Azéma et al.

Fig. 1.- A. Situación geográfica del áreaestudiada en la Península Ibérica. B. Situa-

ción en la provincia de Murcia. C. Mapageológico del área considerada con la situa-

ción de la sección estratigráfica analizada.D. Columna estratigráfica sintética regional.E. Secuencias elementales observadas en los

materiales del Oligoceno con indicación dela posición estratigráfica de los niveles de

paleosuelos con calcretas y rizolitos.

Fig. 1.- A. Geographic position of thestudied area in the Iberian Peninsula. B.

Situation in the province of Murcia. C.Geological map of the study area with the

location of the analysed stratigraphicsection. D. Regional stratigraphic section.

E. Elementary sequences observed in theOligocene sediments with indication of thestratigraphic position of the paleosols with

calcretes and rhizoliths.

(1979) incluyeron estos afloramientosdentro del Prebético Interno. Más recien-temente, Vilas et al. (2004) consideranque estos materiales pertenecen alPrebético Oriental, área de Jumilla�Yecla.

Las rocas más antiguas que afloran enel área estudiada (Figs. 1C y D) son cali-zas y calizas dolomíticas de edadConiaciense�Maastrichtiense (Baena,1979). Sobre ellas se disponen calizas ycalcarenitas, del Paleoceno (Jerez-Mir etal., 1972) y calcarenitas y areniscas del

Eoceno. Encima aflora la unidadlitoestratigráfica estudiada en este traba-jo, compuesta por conglomerados, arenis-cas, niveles de carbonatos y lutitas de to-nos rosados. A esta unidad, Jerez-Mir etal. (1972) le atribuyeron una edadOligoceno-Aquitaniense inferior. Galle-go et al. (1981) asignaron a esta mismaunidad, en función de su posiciónestratigráfica, una edad Oligoceno, que esla considerada en este trabajo. Por último,aparecen calizas algales atribuidas alMioceno medio, discordantes sobre los

52

GEOGACETA, 48, 2010 J.M. Molina y L.M. Nieto

Estratigrafía y Sedimentología

anteriores materiales, y margas arenosasdel Mioceno superior tambiéndiscordantes sobre las calizas algales.

El objetivo de este trabajo es el estu-dio preliminar de los materiales delOligoceno, que tienen un claro origencontinental. Concretamente, se analizanpaleosuelos carbonáticos conMicrocodium, que afloran intercalados enel seno de los materiales detríticos fluvia-les y aluviales que constituyen la mayorparte de esta unidad estratigráfica.

Unidad de conglomerados, arenas ymargas

Esta unidad fue descrita de modo in-formal por Gallego et al. (1981) en laSierra del Carche. Su potencia en el sec-

tor estudiado es de 100 m (Fig. 1D). Estácompuesta por secuencias elementales(Fig. 1E) de 1,5 m de espesor mínimo,constituidas en su base por un nivel deconglomerados con muro erosivo y mor-fología de canal (Figs. 2A y B), sobre elque se disponen lechos de areniscas, es-trato- y grano- decrecientes. El términosuperior lo constituyen arenas muy fi-nas, limos y lutitas.

Los conglomerados están constitui-dos por cantos con ejes mayores de di-mensiones comprendidas entre 1 y 10 cmy presentan granoselección normal (Fig.2B). La naturaleza de los cantos es funda-mentalmente carbonática, con facies ymicrofacies propias de materiales delCretácico Superior, Paleoceno y Eoceno.Algunos cantos son de cuarcitas. En algu-

nas secuencias, sobre el nivel de conglo-merados puede observarse un nivelcarbonático de 10 cm de espesor máximo,con laminación ligeramente ondulada(Fig. 2C).

Los niveles de areniscas muestranmorfologías tabulares, con predominio dela laminación paralela. Los materiales fi-nos (arenas finas, limos o lutitas) que sedisponen sobre las areniscas, presentanuna laminación paralela muy tenue y, deforma puntual, intercalaciones de nivelescarbonáticos de 5 a 10 cm de potenciamáxima y poca extensión lateral.

En el seno de estos materialesdetríticos, hay un tramo de 3 m de poten-cia máxima (Figs. 1E y 2D), de morfolo-gía lenticular, compuesto por carbonatosde tonos rosados y estructura brechoidecon cantos constituidos por carbonatosmicríticos. Hay abundantes rizolitos,aproximadamente perpendiculares, en lamayoría de los casos, a la estratificación,a la que enmascaran. A continuación sedescriben algunos aspectos fundamenta-les de su microfacies, especialmenteaquellos más interesantes para la interpre-tación sedimentaria.

Microfacies de los nivelescarbonáticos

Los materiales carbonáticos estudia-dos presentan una microfacies dominantede mudstone. En ellos se observan algu-nos granos de cuarzo (en cantidades infe-riores al 2 %) que tienen un diámetrocomprendido entre 0,15 y 0,45 mm. Tam-bién pueden encontrarse abundantes grie-tas irregulares, que delimitan clastos decarbonato micrítico, y que están rellenaspor calcita esparítica xenomorfa.

Aparecen costras laminares muy biendesarrolladas en algunas muestras, aproxi-madamente verticales, horizontales o adap-tándose a la disposición de clastos onódulos micríticos. La laminación ligera-mente ondulada, con un espesor compren-dido entre 0,2 y 0,6 mm, viene marcada poruna alternancia de niveles de color amari-llento, por la presencia de óxidos de hierroy niveles de color grisáceo (Fig. 3A).

También hay estructuras nodulosas oglobulares en las que se pueden diferen-ciar tres tipos de textura: a) micrita de co-lor gris oscuro formando pequeñosnódulos de diámetro milimétrico, b)microesparita de color gris claro y c)esparita rellenando pequeñas fracturas ygrietas irregulares o circungranulares alre-dedor de los nódulos micríticos (Fig. 3B).

Otra textura muy característica yabundante es el Microcodium que apare-ce rellenando formas aproximadamente

Fig. 2.- A) Vista panorámica de los materiales del Oligoceno. Se han marcado algunos nivelesde conglomerados (C). B) Detalle de un lecho de conglomerados. C) Detalle de las calcretas

que se sitúan sobre algunos niveles de conglomerados. D) Aspecto de los paleosuelos concalcretas y rizolitos.

Fig. 2.- A) Panoramic view of the Oligocene materials. Some conglomeratic levels (C) have beenmarked. B) Detail of a conglomerate level. C) Detail of the calcretes that are situated at the upper

part of some conglomeratic levels. D) Field view of the palaeosols with calcretes and rhizolits.

53

GEOGACETA, 48, 2010

Sociedad Geológica de España

Paleosueolos con calcretas, rizolitos y Microcodium en ambientes fluviales y aluviales del Oligoceno

cilíndricas y tiene aspecto típico derosetas (Fig. 3C). Los prismas deMicrocodium presentan una longitudaproximada de 0,4 a 0,5 mm de longitud yun diámetro de 0,05 a 0,1 mm. Son muyparecidos a los descritos por Molina yNieto (2008) en el Eoceno de la Sierra dela Pila, también en el Prebético.

Por último, destacar en este apartadode microfacies, que son muy abundanteslas grietas o cavidades de forma alargadao ramificada, rodeadas por una pátina fina(generalmente de menos de 0,01 mm deespesor) de óxidos de hierro y rellenas deesparita (Fig. 3D). Estas texturas parecencorresponder claramente a moldes de raí-ces o rizolitos.

Interpretación

La secuencia elemental descrita conanterioridad puede interpretarse como elresultado de la dinámica fluvial oaluvial. Los niveles de conglomeradoscorresponderían al relleno de canalespor los que circularía un flujo de aguaaltamente energético. La existencia deuna granoselección positiva podría sig-nificar una reducción de dicha energíaconforme el canal se fuera colmatando,de forma que se pasaría de manera gra-dual a una llanura aluvial próxima al ca-nal, donde se depositarían los niveles deareniscas con laminación paralela. Enpartes más alejadas del mismo, y en lallanura de inundación, se depositaríanlos materiales arcillosos más finos. Demanera local, quedarían encharcados yse formarían, por decantación o precipi-tación, los niveles de carbonatos con unorigen pedogénico. Estos materialesquedarían expuestos a condicionessubaéreas, de forma que se produciría sucolonización por plantas, dando lugar alos rizolitos observados en ellos. Deacuerdo con Alonso-Zarza (2003) y Pla-Pueyo et al. (2009), conforme aumentael grado de edafización, la textura origi-nal se desfigura más. Así, las calcretasestudiadas debieron sufrir un importantegrado de edafización de acuerdo con lastexturas y estructuras presentes, descri-tas anteriormente.

El Microcodium es un rasgo comúnen paleosuelos, y aparte de la polémicaacerca de su origen primario, a partir debacterias, hongos de raíces o micorrizas,casi todos los autores coinciden en asig-narle un origen edáfico siendo muy abun-dante en calcretas (por ej., Kosir, 2004;Wright, 2007). La abundancia deMicrocodium y de huellas de raíces indi-ca que la vegetación jugó un papel impor-tante en la concentración del carbonato,

de modo que estas calcretas tuvieron unimportante componente rizogénico.

Las texturas nodulares descritas conanterioridad, caracterizadas por presentarabundantes grietas rellenas de calcita, aveces rodeando los nódulos micríticos,podrían haberse originado debido a pro-cesos de contracción y expansión en sue-los, inducidos por ciclos estacionales dehumedad y sequía. La brechificación es-tuvo condicionada por la desecación, lacristalización con desplazamiento de cal-cita, la actividad de las raíces y/o por pe-riodos extensos de disolución.

La diversidad de texturas y compo-nentes observados, permite suponer queel origen de las calcretas estudiadas espoligenética y representa la suma de pe-riodos de acumulación de carbonatos, condistintas tasas de producción, y periodosde removilización y erosión, de acuerdo

con los cambios en el clima, vegetación yla posición de la superficie del suelo.

La presencia de abundante vegetaciónpermite considerar que el clima debió deser cálido y húmedo, aunque tuvo queexistir un déficit neto de humedad, demodo que el carbonato producido en laestación más seca no pudiera ser lixiviadodurante la estación húmeda. La mayoríade las calcretas actuales se forman enáreas semiáridas a áridas con clima tem-plado a cálido (temperaturas mediasanuales de 16-20 ºC) y precipitación baja(100-500 mm) y estacional, de modo quejunto con otros criterios pueden ser bue-nos indicadores de paleoclimas (Alonso-Zarza, 2003; Wright, 2007).

Esto está en consonancia con lo pro-puesto por De Man y Van Simaeys(2004) o Alegret et al. (2008), quienesestimaron que tras el enfriamiento que se

Fig. 3.- Detalles de la microfacies de los niveles carbonáticos estudiados. A. Costras laminarescon laminación aproximadamente vertical marcada principalmente por diferencias de color yde composición. B. Estructura nodulosa o globular en la que se pueden diferenciar tres tiposde textura: a) micrita de color gris oscuro formando pequeños nódulos, b) microesparita de

color gris claro y c) esparita de color blanco, rellenando pequeñas fracturas y grietas irregula-res o circungranulares alrededor de los nódulos micríticos. C. Agregados de Microcodium enuna sección longitudinal de formas cilíndricas correspondientes a huecos de raíces. El Micro-codium tiene su aspecto típico de agregados prismáticos de forma de roseta. La flecha indica

una de estas rosetas. D. Grietas de forma alargada, rodeadas por una pátina fina de óxidos dehierro y rellenas de esparita. Estas texturas, señaladas por flechas, parecen corresponder

claramente a moldes de raíces o rizolitos.

Fig. 3.- Microfacies of the studied calcretes. A. Laminar crusts of approximately verticalslightly undulated carbonate laminae alternating in color and composition. B) Nodular or

«glaebular» microfabric with three kinds of textures: a) dark gray micrite in small nodules; b)light gray microsparite and c) white sparite filling small irregular or circumgranular cracks

around the micritic nodules. C. Microcodium aggregates in longitudinal section showingcylindrical shape corresponding to a root cast. Microcodium has the

characteristic»rosette»morphology. The arrow marks some of these «rosettes». D. Cracks andvoids in an elongated or branched way infilled with sparite and iron oxides. This texture

marked by arrows is interpreted as root casts or rhizoliths.

54

GEOGACETA, 48, 2010 J.M. Molina y L.M. Nieto

Estratigrafía y Sedimentología

produjo en el tránsito Eoceno�Oligoceno, lo que llevó al desarrollo delcasquete glaciar de Antártida, a partiraproximadamente del límite Oligocenoinferior�superior, hubo un aumento detemperatura y la instalación de unas con-diciones climáticas cálidas, especial-mente en el hemisferio Norte.

Conclusiones

Los materiales carbonáticos estudia-dos afloran intercalados entre materialesdetríticos (conglomerados, arenas ylimos) fluviales y aluviales de edadOligoceno. Se presentan en nivelesdiscontinuos de unos 3 m de potenciamáxima y se caracterizan a simple vistapor su color rosado, su estructurabrechoide y por la presencia de abundan-tes rizolitos.

En cuanto a su microfacies, las prin-cipales texturas y rasgos presentes son: a)costras laminadas, b) texturas nodulosaso globulares micríticas rodeadas pormicroesparita, y esparita rellenando frac-turas y grietas, c) agregados deMicrocodium en rosetas, rellenando cavi-dades de forma cilíndrica, y d) moldes deraíces (rizolitos) rellenos por esparita.

Las rocas estudiadas se interpretancomo paleosuelos desarrollados en am-bientes fluviales y aluviales donde se ge-nerarían las calcretas mediante procesosedáficos en los que tuvieron gran impor-

tancia las raíces de plantas. Se consideraque estas calcretas, dadas sus característi-cas, tuvieron un origen poligenético, condistintas fases de acumulación yremovilización del carbonato de acuerdocon los cambios en el clima, vegetación yen el propio nivel del suelo. Estospaleosuelos son buenos indicadorespaleoclimáticos y tal vez estarían ligados ala instalación de unas condicionesclimáticas más cálidas a partir, aproxima-damente, del límite entre el Oligoceno in-ferior y superior.

Agradecimientos

Trabajo financiado por el GrupoRNM-200 (Junta de Andalucía) y los Pro-yectos de Investigación CGL2005-06636-CO2-01/BTE y CGL2008-03007, ambosde la DGI, así como del Proyecto P08-RNM-03715 de la Junta de Andalucía. Seagradece la importante labor realizada porlos revisores Ana M. Alonso Zarza y JesúsM. Soria.

Referencias

Alegret, L., Cruz, L.E., Fenero, R., Moli-na, E., Ortiz, S. y Thomas, E. (2008).Sedimentary Geology, 269, 94-102.

Alonso-Zarza, A.M. (2003). Earth-Scien-ce Reviews, 60, 261-298.

Azéma, J., Foucault, A., Foucarde, E., Gar-cía Hernández, M., González Donoso,

J.M., Linares, A., Linares, D., LópezGarrido, A.C., y Vera, J.A. (1979). Lasmicrofacies del Jurásico y Cretácico delas Zonas Externas de las CordillerasBéticas. Univ. de Granada, 83 p.

Baena, J. (1979). Mapa geológico de Es-paña 1:50.000, hoja nº 869 (Jumilla).I.G.M.E.

De Man, E. y Van Simaeys, S. (2004). Ne-therlands Journal of Geosciences, 83,227-239.

Gallego Coiduras, C., García de Domin-go, A. y López Olmedo, F. (1981).Mapa geológico de España 1:50.000,hoja nº 845 (Yecla). I.G.M.E.

Jerez Mir, L., Jerez Mir, F., y GarcíaMonzón, G. (1972). Mapa geológico deEspaña 1:50.000, hoja nº 891 (Cieza).I.G.M.E.

Kosir, A. (2004). Journal of SedimentaryResearch, 74, 845-847

Molina, J.M., y Nieto, L.M. (2008).Geogaceta, 44, 111-114

Pla-Pueyo, S., Gierlowski-Kordesch, E.,Viseras, C. y Soria, J.M. (2009). Sedi-mentary Geology, 219, 97-114.

Vilas, L., Castro, J.M., Martín-Chivelet,J., Company, M., Ruiz-Ortiz, P.A.,Arias, C., Chacón, B., Gea, G.A. de, yEstévez, A. (2004). En: Geología deEspaña (J.A. Vera, Ed.). SGE-IGME,361-363.

Wright, V.P. (2007). En: Geochemical Se-diments and Landscapes (D.J. Nash yS.J. McLaren, Eds.). Blackwell, 10-45.