OMS et al. (2003) - Datación magnetoestratigráfica de FN3 y BL

8/7/2019 OMS et al. (2003) - Datacin magnetoestratigrfica de FN3 y BL

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DATACIN MAGNETOESTRATIGRFICADE LOS YACIMIENTOS DE FUENTE NUEVA 3Y BARRANCO LEN 5 (ORCE, GRANADA)ORIOL OMS*, JOSEP MARIA PARS** Y JORDI AGUST***

INTRODUCINLa datacin de la primera ocupacin de Eurasia ha sido objeto de un intenso debate cientfico durantelos ltimos diez aos. Han coexistido dos teoras distintas: la "cronologa reciente", que postulabaque tal ocupacin tuvo lugar hace menos de 600.000 aos, y la "cronologa antigua", que estimaba talocupacin con anterioridad al milln de aos (Balter, Roebroeks, 2001).Tal dualidad de interpretaciones se ha visto superada gracias al descubrimiento y datacin de los yaci-mientos de Dm anisi en Georgia (Gabunia et al., 2000, Vekua et al., 2002), Ceprano en Italia (Manzi etal., 2001) y Gran Dolina de Atapuerca (Carbonell et al, 1995, Pars y Prez Gonzlez, 1995) y Barran-co Len y Fuente Nueva' (Martnez-Navarro et al. 1995, Oms et al, 2000b) en E spaa. De todos estos,la datacin mas antigua corresponde a los hallazgos de Dmanisi, que demuestran como tal ocupacintuvo lugar, por lo menos hace 1,7 M a. Gran Dolina de Atapuerca y Ceprano tienen una edad mucho m asreciente (unos 800.000 aos). La datacin de los yacimientos de Barranco Len y Fuente Nueva es unpunto clave pues representan un mom ento intermedio entre Gran Dolina-Ceprano por un lado y Dmani-si por el otro. Esta posicin cronolgica y espacial (extremo europeo occidental) ha de contribuir a lacomprensin de la relacin entre los momentos registrados en el Cucaso y el Mediterrneo. A finde caracterizar la edad de los yacimientos de Barranco Len y Fuente Nueva 3 se presentan resultadosinditos combinados con otros ya existentes en la literatura.Los estudios paleomagnticos en la cuenca de Guadix-Baza y en el sector de Orce en particular (verfig. 1) se deben en su mayor parte a los trabajos de personal vinculado al Laboratorio de Paleomagnetis-mo del Instituto de Ciencias de la Tierra (UB-CSIC). Algunos de los trabajos ms relevantes (realizn-dose desde hace ms de diez aos) pueden ser: Agust et al. (1997, 1999), Garcs et al. (1997), Oms(1998), Oms et al. (1994, 1996, 1999, 2000b). Ver tambin Agust et al. (2001) y Pars y D inares (1997).

* Departament de Geologia, Universitat Autnoma de Barcelona 08193-Bellaterra. e-mail: [email protected] of Geological Sciences, 2534 CC, Ann Arbor, MI, 48109-1063 (EUA). e-mail: [email protected]

*** Institut de Paleontologia M. Crusafont (Diputaci de Barcelona). Escola industrial, 23,08201.e-mail: [email protected]

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1111111ALLUVIAL SYSTEMSExternaltransverseInterna!transverseAxial - GayacprCortesde Bazaca Zjare . c

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1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Caliche cnist

El Pleistoceno inferior de Barranco Len y Fuente Nueva 3, Orce (Granada)

Figura 1. Parte superior: situacin de la C uenca de G uadix-Baza y esquema geolgico simplificado mostrando algunas de las loca-lidades del texto. Parte inferior: localizacin de las secciones estudiadas en el NE de la cuenca de Guadix-Baza. Los nmeros1 a 6 se refieren a las secciones de Galera, Barranco de los Conejos, Orce, Barranco Len, Fuente Nueva 1 y Fuente Nueva 3. (adap-tado de Om s et al. 2000a).

MARCO GEOLGICODurante el Plio-Pleistoceno la cuenca intramontaosa de Guadix-Baza (Cordillera Bticas) fue par-cialmente rellenada con sedimentos lacustres (ver Sanz de Galdeano y Vera, 1992) que contienen lassecciones y yacimientos estudiados de Barranco Len y Fuente Nueva 3. Ambos yacimientos seincluyen dentro de esta secuencia deposicional de la evolucin de la cuenca (Fernndez et al., 1996)y estn localizados en el sector noreste de la cuenca, donde existen grandes afloramientos de la for-macin Baza (Vera, 1970). Barranco Len est registrado dentro de las siguientes unidades definidaspara este sector (Vera et al., 1985, Oms et al, 2000a): el miembro medio, de carcter terrgenoy el miembro superior, dominantemente limoso calizo (ver Anadn et al., 1994). Detalles de lasedimentologa de ambos yacimientos pueden obtenerse en el captulo de Anadn et al. (2003, estevolumen).

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Barranco Lenis t

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DATACIN MAGNETOESTRATIGRFICA DE LOS YACIMIENTOS DE FUENTE NUEVA 3 Y BARRANCO LEN 5 (ORCE. GRANADA)

TRABAJO DE CAMPOLas secciones de Barranco Len y Fuente Nueva 3 (ver fig. 2) fueron objeto de un estudio paleomagn-tico cuyo primer paso consiste en un m uestreo de cam po (fig. 3-A). Dicho muestreo se realiz directa-mente en e l afloramiento, recogindose para cada nivel de mue streo entre 3 y 6 testigos que fueron cui-dadosamente orientados (fig. 3-D). En la obtencin de muestras se prest especial atencin en sacar laroca alterada y obtener testigos lo ms frescos posible. A fin de muestrear el mximo de litologas, seusaron varios sistemas de obtencin de testigos. El principal muestreo tuvo lugar por sistemas de perfo-racin a rotacin (fig. 3-A), con evacuacin de sedimento por agua (mtodo convencional) aunque tam-bin por aire (mediante brocas modificadas a tal efecto). Tambin, aunque en menor proporcin y paralitologas blandas y cohesivas, se utiliz un sistema de perforacin manual a percusin mediante coro-nas partidas. En una ocasin don de los m todos mencionados n o produjeron resultados satisfactorios,se procedi a la impregnacin de la roca con sod io silicato a fin de obtener una muestra cohesionada yposterior reduccin en el laboratorio. La orientacin de las muestras se llev a cabo con una brjulamagntica tipo Brunton (fig. 3-D).

Figura 2. Situacin de las secciones estudiadas. Los esquemas superiores muestran la situacin geogrfica de Barranco Len(izquierda) y Fuente Nueva 3 (derecha). Ver el marco geolgico de las mismas reas en Anadn et al. Este volumen.


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El Pleistoceno inferior de Barranco Len y Fuente Nueva 1 Orce (Granada)

Figura 3. Mtodos en estudios paleom agnticos. En 2-A (fondo) se m uestran los trabajos de perforacin de la roca en BarrancoLen. En 2-D se puede observar los instrumentos de orientacin equipados con brjula magntica y clinmetro. En 2-B,C se pue-den observar respectivamente los magnetmetros criognicos triaxiales GM 400 y 2G , de los servicios cientfico-tcnicos de la Uni-versidad de Barcelona (ubicados en el laboratorio de paleomagnetismo del Instituto de Ciencias de la Tierra 'J. Almera', CSIC).

TRABAJO DE LABORATORIOLos anlisis paleomagnticos (fig. 3-B,C) tuvieron lugar en el Laboratorio de Paleomagnetismo (Servi-cios Cientfico-Tcnicos de la Universidad de Barcelona), ubicado en el Instituto de Ciencias de laTierra (Consejo Superior de Investigaciones Cientficas) y tambin en la Universidad de Michigan(Laboratorio de Ann Arbor).Se utilizaron dos magnetmetros criognicos triaxiales modelos GM400 de Cryogenic ConsultantsLtd. Y 2G (ver fig. 3C, D, respectivamente). Ambos estn aislados del campo geomagntico actualmediante un blindaje a fin de optimizar la medicin de magnetizacin remanente natural (MRN) yremanencia durante un protocolo de desmagnetizacin trmica progresiva. Se opt por este ltimosistema de desmagnetizacin puesto que se revel como el ms eficaz para obtener un registro paleo-magntico (Oms et al., 1999, 2000b), especialmente si se compara con el mtodo de camposalternantes.RESULTADOSEl tratamiento trmico permite eliminar la sobreimpresin del campo geomagntico actual alrededor de300 C (ver diagrama de desmagnetizacin en fig. 4, parte inferior derecha). La direccin de la rema-nencia de las componentes se determin p or el anlisis de comp onente principal ajustado en una lnea delos diagramas de desmagnetizacin. As pues, a temperaturas superiores a los 300 C se asla la magne-

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l itologalutitas decolor oscurolutitasrojizo-verdosasareniscasblancaslimos calizosblancoscalizas blancasbrecha

smbolosartefactoesttacinpaleomagnticarnntnoirfleos

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DATAciN Vl Ac NEToks i i i it.YrIGR.AFIE A DE 1 .0S YACIMIENTOS l 'E NI 'EVA Y BARRANCO I.F.ON 5 (ORCE. GRANADA)

tizacin remanen te caracterstica (MRC ) y se u sa para calcular los polos geomagnticos virtuales (PGV,ver fig. 4). La estratigrafa magntica que se presenta se basa en muestras que presentan un comporta-miento estable de la m agnetizacin.

Figura 4. Arriba: grficos de desm agnetizacin de las secciones de Fuente Nueva y Barranco Len (Om s et al., 2000b). Abajo: gr-ficos de desmagnetizacin obtenidos en la seccin de Barranco Len (con datos parciales de Toro et al, subm.).

En el caso de Barranco Le n alrededor de un 20% d e las muestras fueron desestimadas por no presen-tar una fiabilidad (estabilidad) suficiente como la requerida por un estudio de tales caractersticas ytrascendencia. Los valores del PGV se han utilizado para determinar el patrn de polaridad a travs dela seccin estudiada (25 niveles de muestreo). La estabilidad de la MRC durante la desmagnetizacinpermite establecer con fiabilidad la polaridad establecida. La mayora del registro estratigrfico(por lo menos aquel del cual se han podido obtener muestras que hayan funcionado) presenta unamagnetizacin inversa.Los datos paleomegnticos de la seccin de Fuente Nueva presentan caractersticas en general muysimilares (ver detalles en Om s et al., 2000b). En esta secc in se recolectaron 22 estaciones de las cuales

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6 fueron desestimadas por presentar comportamientos poco definidos. En el grfico de la fig. 4 deO ms et al. (2000b), se pueden observar grficos de desmagnetizacin considerados para obtener losclculos de remanencia magntica, tanto para Fuente Nueva 3 como para Barranco Len. En cuanto alos valores del PGV, puede observarse en la fig. 4 como en la seccin de Fuente Nueva 3 tambin seregistran solamente valores inversos.

DISCUSINEl listado faunstico correspondiente a BL-5 contiene (ver varios trabajos en este volumen y tambinToro et al., subm.): Hippopotamus antiquus, Megaceroides cf . obscurus, Bovini gen. et sp. indet., Hemi-tragus sp., Equus cf altidens, Stephanorhinus etruscus, Homotherium sp., Pachycrocuta brevirostris,pes sp., Oryctolagus cf. lacosti, Mimomys savini, Allophaiomys cf. lavocati, Castillomys crusafonti yApodemus aff. mystacinus. Tal lista indica una edad Pleistoceno (Bihariense) inferior, antes de la disper-sin de las faunas con Arvicola, pertenecientes al Pleistoceno medio. Por consiguiente, el intervalo depolaridad inversa registrado en Barranco Len y F uente Nueva 3 se puede identificar como el cron M atu-yama. La asociacin de roedores y en particular la presencia de Allophaiomys cf. lavocati indica que BL5 es ms antiguo que el yacimiento de Le Vallonet (Francia) y Untermassfeld (Alemania), que pertenecenal cron de polaridad normal Jaramillo (Gladiline et al., 1991 y Wiegank, 1997). El yacimiento de Orce Dcon faunas anteriores a Allophaiomys y prximas al limite Plio-Pleistoceno se encuentra justo en el con-tacto entre los miembros m edios y superior (Oms et al., 2000b). Este con tacto puede ser correlacionadofsicamente hasta la seccin vecina de B arranco. Para el yacimiento de Barranco Len 5, se puede inferiruna edad m s joven que O lduvai a partir del grado evolutivo ms alto de Allophaiomys cf. lavocati conrespecto a A. cf. deucalion de la localidad de Kryzhanovka (Tesakov, 1998), asociada con el m encionadocron (Tesakov, A. y Vagengeim, 1998). Se puede aproximar con cierta incertidumbre la edad d e BarrancoLen y Fuente Nueva 3 (a partir de las comparaciones morfomtricas de ciertos taxones) de tal modo quese pueden situar en un contexto cronolgico tal y como muestra la fig. 5.El listado faunstico de Fuente N ueva 3 incluye (Om s et al. 2000a): Mammauthus meridionalis, Hippo-potamus antiquus, Stephanorhinus etruscus, Equus altidens, Megaloceros solihacus, Cervus, sp., Bovini,Hemitragus sp., Megantereon whitei, Ursus sp., Hystrix major, Allophaiomys cf . Lavoreti, Allophaiomys,Savini Mimomys. Ello da una lista del tipo Pleistoceno inferior, completamente distinta de las faunas delPleistoceno medio.

CONCLUSIONVarias conclusiones pueden obtenerse del registro paleomagntico y bioestratigrfico combinados tantode Barranco Len com o de Fuente N ueva. Primera, ambos yacimientos se encuentran dentro de seccio-nes de polaridad dominantemente inversa. Esto les confiere una edad anterior al cron de polaridad nor-mal Brunhes, considerndose incluidos dentro del cron Matuyama (toda asignacin a crones de polari-dad inversa anteriores queda descartada por los datos bioestratigrficos). En segundo lugar, porcorrelacin magnetobioestratigrfica de las listas faunsticas, se puede establecer que dichos yacimien-tos sern ms antiguos que el subcron de polaridad normal Jaramillo y a su vez ms modernos que elsubcron de polaridad normal Olduvai (ver fig. 5).

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Millones Polaridadde anos Otros Cronesyacimientos o pocassup.E

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Atapuerca TD-51 Le VallonetFuente Nueva 3Barranco LenDmanisi

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D.ATACIN .MAGNETOESTRATIGRFICA DE LOS YACIMIENTOS DE FUENTE NUEVA 3 Y BARRANCO LEN 5 (ORCE, GRANADA)

Figura 5. Localizacin de los yacimientos de Barranco L en 5 y F uente Nueva 3 con la escala temporal de la polaridad geomagn-tico' o ETPG) de Cande y K ent, 1995 y correlacin con otros yacimientos importantes (modificado de Agust et al., 1999).

La mejora de las dataciones desde un punto de vista geocronolgico debe comprender la continuacinde las labores paleomagnticas a fin de poder evaluar la presencia de los crones de polaridad normalexistentes dentro del cron Matuyam a (crones O lduvai y Jaramillo). Tales precisiones pueden reque rir elestudio de secciones paralelas de control donde se hallen faunas que abarquen lapsos temporales que sesolapen con los yacimientos de Barranco Len y Fuente N ueva.Tambin se debe continuar explorando la aplicacin de otras tcnicas geocronolgicas complementariassusceptibles de ser aplicadas (tales como la ESR, OSR o eventualmente la tefrocronologa) ya sea ensecciones comparables o en los m ismos yacimientos.

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