Paleontología Mexicana

Bioestratigrafía del Cámbrico en México

Cambrian Biostratigraphy in Mexico

Cuen-Romero, Francisco Javiera,* ; Noriega-Ruiz, Héctor Arturoa; Monreal, Rogelioa;
Palafox-Reyes, Juan Joséa; Ochoa-Granillo, José Alfredoa, Montijo-González, Alejandraa

a Departamento de Geología, Universidad de Sonora, Blvd. Luis Encinas y Rosales, CP. 83000, Hermosillo, Sonora, México. https://orcid.org/0000-0001-8061-5600; https://orcid.org/0000-0002-6411-2832; https://orcid.org/0000-0001-5718-7660

* francisco.cuen@ciencias.uson.mx.

Resumen

El Cámbrico en México aflora únicamente en los estados de Sonora y Oaxaca, como secuencias aisladas y esporádicas, aunque con una biota fósil relativamente bien conservada. Estudios recientes en bioestratigrafía de trilobites del Cámbrico de México, demuestran que la columna bioestratigráfica para este sistema en el estado de Sonora está bien representada, principalmente desde el Terreneuviano hasta el Furongiano temprano, comprendiendo el intervalo pre-trilobite, y Zona de Fritzaspis hasta la Zona de Elvinia. En el estado de Oaxaca se conoce únicamente la Zona de Saukia (Furongiano). Por lo anterior el Cámbrico tardío (Furongiano), corresponde a la parte menos conocida del Cámbrico en México.

Palabras clave: Cámbrico, México, Oaxaca, Sonora, Trilobites.

Abstract

The Cambrian in Mexico crops out only in the states of Sonora and Oaxaca, as isolated and sporadic sequences, but with a relatively well-preserved fossil biota. Recent studies in trilobite biostratigraphy of the Cambrian of Mexico show that the biostratigraphic column for this system in the state of Sonora is well represented, mainly from the Terreneuvian to the early Furongian, and comprising the pre-trilobite interval, and Fritzaspis Zone to the Elvinia Zone. In the state of Oaxaca only the Saukia Zone (Furongian) is known. This indicates that the late Cambrian (Furongian) corresponds to the least known part of the Cambrian in Mexico.

Keywords: Cambrian, Mexico, Oaxaca, Sonora, Trilobites.

1. Introducción

El Cámbrico en México aflora únicamente en los estados de Sonora y Oaxaca (Cooper et al., 1952; 1956; Robison y Pantoja-Alor, 1968; Landing et al., 2007; Cuen-Romero et al., 2018; 2020) aunque, con diferencia, mucho mejor representado en el estado de Sonora. Estos afloramientos se encuentran aislados y suelen ser de dimensiones relativamente reducidas, no obstante, poseen una biota fósil relativamente bien conservada que ha sido estudiada desde mediados de siglo pasado (Cooper et al., 1952; 1956).

Avances en el estudio de la división del Cámbrico reconocen para este sistema cuatro series y diez pisos, de los cuales algunos aún presentan controversia respecto a sus límites y transiciones como es el caso de la Serie 2 y Piso 2 al Piso 4 (Cohen et al., 2013; Peng et al. in Gradstein et al., 2020) y que se fundamentan principalmente con base en trilobites (Cuen-Romero et al., 2018). Dentro del phylum Arthropoda von Siebold, 1848, los trilobites constituyen las faunas marinas dominantes durante el Paleozoico temprano, ocupando importantes nichos ecológicos desde su primera aparición cerca de la base del Cámbrico hasta su extinción durante el Pérmico tardío (Fortey, 2014). Por otra parte, se ha sugerido que la bioestratigrafía de alta resolución basada en trilobites constituye una herramienta de suma importancia durante el Cámbrico, permitiendo también realizar reconstrucciones paleobiogeográficas (Webster, 2011).

La columna bioestratigráfica para el Cámbrico se encuentra fundamentada en rangos de trilobites, debido a su abundancia y amplia distribución geográfica (Lochman y Wilson, 1958). La presencia de otros grupos importantes en paleontología (arqueociatos, braquiópodos, moluscos y equinodermos) ha recibido importancia limitada, siendo útiles para correlación solo de manera local (Cuen-Romero et al., 2018). En el presente trabajo se muestra una visión integrada y actualizada sobre los avances bioestratigráficos del Cámbrico en México.

2. Material y métodos

Este trabajo corresponde a una síntesis y actualización sobre el conocimiento de la bioestratigrafía basada en trilobites del Cámbrico de México. Por tal motivo, y con el fin de evaluar su estado actual, se realizó una búsqueda exhaustiva y recopilación bibliográfica sobre los estudios bioestratigráficos realizados en México; particularmente, el registro de faunas del Cámbrico documentadas en Sonora y Oaxaca. La integración de la información que ha sido publicada permite establecer comparaciones con el registro de otras áreas entre los estados anteriormente mencionados.

3. Sonora

Los afloramientos del Cámbrico del estado de Sonora fueron divididos por Cuen-Romero et al. (2018), en cuatro regiones de acuerdo con su posición geográfica: a) región noroeste, la cual comprende los depósitos del área de Caborca: Cerro Los Arrojos, Cerro San Clemente y Cerro Rajón; b) región noreste, comprende los depósitos del área de Cananea: Cerro El Tule y Cerro Mesteñas; c) región central, donde se localizan los depósitos del área de San José de Gracia y Mazatán; d) región este, la cual contiene los depósitos del área de Arivechi, incluido el Cerro La Sata y El Mogallón (Figura 1).

Figura 1 . Localización de los principales afloramientos del Cámbrico del estado de Sonora.

3.1. Región noroeste:

La región noroeste comprende principalmente los depósitos localizados en el área de Caborca, incluyendo los cerros San Clemente, Rajón, Cerro Prieto, Los Difuntos, Buelna, La Proveedora y Los Arrojos. En esta región afloran cuatro unidades litoestratigráficas del Cámbrico correspondiente a las formaciones: Cerro Rajón (Barrón-Díaz et al. 2019), Puerto Blanco, Proveedora, Buelna, Cerro Prieto, Arrojos y El Tren (Cooper et al., 1952; Stewart et al., 1984; Cuen-Romero et al., 2018).

Los primeros registros del Cámbrico han sido en el área de Caborca, y con base en la identificación de trilobites (Lochman, 1948) se reconocieron las biozonas Obolella, Olenellus y Antagmus-Onchocephalus para el Cámbrico inferior; así como las biozonas de Albertella y Glossopleura-Kootenia correspondientes al Cámbrico medio. Stewart et al. (1984) identificaron faunas pre-trilobíticas en la Formación La Ciénega, además de la ocurrencia de fósiles traza de trilobites como Rusophycus, asignando la Zona de pre-Fallotaspis. Mientras que para la Formación Puerto Blanco se asignó tentativamente la Zona de Fallotaspis.

De acuerdo con los esquemas biozonales para esta región propuestos por Cuen-Romero et al. (2018) y Noriega-Ruiz et al. (2020), la Formación Cerro Rajón representa el intervalo pre-trilobite, lo cual corresponde al Terreneuviano, Piso 2. La Formación Puerto Blanco se extiende desde la Zona de Fritzaspis hasta la Zona no definida del Piso 4 (Serie 2, Piso 4). La Formación Proveedora comprende desde la zona no definida del Piso 4 hasta la Zona de Bristolia mohavensis, lo cual corresponde a la Serie 2, Piso 4. La Formación Buelna se extiende desde la Zona de Bristolia mohavensis hasta la Zona de Bolbolenellus euryparia lo cual corresponde a la Serie 2, Piso 4. La Formación Cerro Prieto comprende desde la Zona de Bolbolenellus euryparia hasta la Zona de Eokochaspis nodosa, correspondiendo a la Serie 2, Piso 4. La Formación Arrojos se extiende desde la Zona de Amecephalus arrojosensis hasta la parte superior de la Zona de Mexicella mexicana, Subzona de Albertella highlandensis, lo cual corresponde a un intervalo desde la Serie 2, Piso 4 al Miaolingiano, Wuliuano. Finalmente, la Formación El Tren comprende la Zona de Glossopleura walcotti, lo cual corresponde al Miaolingiano, Wuliuano. Las biozonas del Cámbrico actualizadas para la región noroeste están representadas en la Figura 2.

3.2. Región noreste:

La región noreste comprende principalmente los depósitos del área de Cananea, incluyendo los cerros El Tule y Mesteñas, donde afloran las formaciones Bolsa y Abrigo (González-León, 1986; Sundberg y Cuen-Romero, 2021). González-León (1986) describió una secuencia paleozoica en la Formación Abrigo de la Sierra El Tule, donde identificó una fauna representativa del Cámbrico superior que incluye los géneros Arapahoia, Cedaria, Tricrepicephalus, Llanoaspis, Coosella y Coosia. Las características litológicas y paleontológicas determinadas permitieron establecer correlaciones con la Cuarcita Bolsa y la Formación Abrigo de Arizona. De acuerdo con los esquemas biozonales propuestos por Cuen-Romero et al. (2018) y posteriormente por Sundberg y Cuen-Romero (2021), la Formación Abrigo en los cerros El Tule y Mesteñas representa para esta región posiblemente desde la Zona de Bolaspidella a la Zona de Crepicephalus, lo cual corresponde al Miaolingiano, Guzhangiano. Las biozonas del Cámbrico para la región noreste están representadas en la Figura 2.

3.3. Región central:

La región central comprende los depósitos del área de Mazatán, incluyendo la Sierra Agua Verde, Rancho Sobechi, Cerro El Chihuarruita y El Sahuaral. En esta región se han identificado las formaciones: Proveedora, Buelna, Cerro Prieto, El Gavilán y El Tren (Stewart et al., 1984; Cuen-Romero et al., 2016; 2018; 2022; Noriega-Ruiz et al., 2020). Vega-Granillo (1996) describe la geología y el análisis estructural de la Sierra Agua Verde, en Sonora central, reportando la presencia de Tonkinella valida, Peronopsis fallax depressa, Tomagnostus sp. y Syspacephalus sp., asignando la Zona de Ehmaniella; sin embargo, posteriormente serían asignadas a la parte superior de dicha zona (Sundberg, 1994), específicamente a la Subzona de Altiocculus indicando una edad Serie 3, Piso 5, para Laurentia Lincolniano, Topazano.

De acuerdo con los esquemas biozonales propuestos por Cuen-Romero et al. (2018) y Noriega-Ruiz et al. (2020), en el área de Sierra Agua Verde la Formación Proveedora representa la Zona de Bristolia mohavensis, lo cual corresponde a la Serie 2, Piso 4. Mientras que en área del Cerro El Chihuarruita y El Sahuaral, la misma unidad se extiende desde el período no definido del Piso 4 hasta la Zona de Arcuolenellus arcuatus, lo cual también corresponde a la Serie 2, Piso 4. La Formación Buelna se extiende desde la Zona de Bristolia mohavensis hasta la Zona de Peachella iddingsi, indicando la Serie 2, Piso 4. La Formación Cerro Prieto comprende la Zona de Amecephalus arrojosensis lo cual indica la Serie 2, Piso 4. La Formación El Gavilán en el Cerro El Chihuarruita representa la parte superior de la Zona de Mexicella mexicana, Subzona de Albertella highlandensis, la cual corresponde al Miaolingiano, Wuliuano. La Formación El Gavilán en el área de El Sahuaral y Rancho Sobechi, representa la parte superior de la Zona de Ehmaniella, Subzona de Altiocculus, lo cual indica también el Miaolingiano, Wuliuano. Finalmente, en esta región la Formación El Tren no contiene fósiles indicadores de edad. Las biozonas del Cámbrico correspondientes a las áreas de Mazatán y San José de Gracia (El Chihuarruita y El Sahuaral) están representadas en la Figura 2.

3.4. Región este:

La región este comprende principalmente los depósitos del área de Arivechi, incluyendo los cerros La Sata y El Mogallón. En esta región afloran las formaciones: La Sata, El Mogallón, La Huerta y Milpillas (Almazán-Vázquez, 1989; Cuen-Romero et al., 2019). La secuencia sedimentaria del Cámbrico en el área de Arivechi fue descrita originalmente por Almazán-Vázquez (1989), identificando la base de Cámbrico medio, la cual está representada por la Zona Pre-Glossopleura. Además, reporta una asociación de trilobites de la Zona Dunderbergia o Elvinia, situando esta parte de la secuencia en la parte media del Cámbrico superior.

De acuerdo con los esquemas biozonales propuestos por Cuen-Romero et al. (2018; 2019), la Formación La Sata comprende la Zona de Poliella denticulata, lo cual indica el Miaolingiano, Wuliuano. La Formación El Mogallón se extiende desde la Zona de Ptychagnostus atavus hasta la Zona de Goniagnostus nathorsti, Lejopyge armata y/o Lejopyge laevigata, lo cual indica el Miaolingiano, Drumiano al Guzhangiano. La Formación La Huerta no proporcionó fósiles indicadores de edad, y la Formación Milpillas comprende la Zona de Elvinia, lo cual indica el Furongiano, Paibiano. Con base en esta actualización, las biozonas del Cámbrico de la región este se encuentran representadas en la Figura 2.

4. Oaxaca

El primer reporte de rocas del Paleozoico inferior en la parte sur de México lo realizaron Pantoja-Alor y Robison (1967), quienes documentaron estratos del Cámbrico superior – Ordovícico Inferior en la Formación Tiñú de la región Nochixtlán, Oaxaca. Posteriormente, estos mismos autores describen la parte inferior de la Formación Tiñu, donde sugieren que la fauna identificada posiblemente sea correlacionable con la Zona Saukia del Cámbrico superior, biozona utilizada frecuentemente en Norteamérica y con el Tremadociano inferior de Europa y Sudamérica (Robison y Pantoja, 1968).

Los estudios y determinaciones paleontológicas en las rocas del Miembro Yudachica realizados por Landing et al. (2007) permitieron asignar una edad del Furongiano, Piso 10 (Cámbrico superior), en la parte inferior de la Formación Tiñú. Lo anterior se sustenta con base en la presencia de varios géneros de conodontos que permiten identificar las zonas Cordylodus andresi y C. proavus (Landing et al., 2007; Streng et al., 2011), las cuales están representadas en la Figura 2.

Figura 2. Zonaciones con base en trilobites de los principales afloramientos del Cámbrico de México.

5. Discusión

En décadas anteriores, se consideró que el Cámbrico en México únicamente afloraba en los estados de Sonora, Oaxaca, y Chihuahua (Bridges y DeFord, 1961; Pantoja-Alor, 1970; Landing et al., 2007). Bridges y DeFord (1961) reportan una secuencia paleozoica en las inmediaciones de Mina Plomosas, Chihuahua, donde en la parte basal identificaron la presencia de abundantes gasterópodos mal conservados. Esta asociación de gasterópodos fue tentativamente asignada al Cámbrico tardío, aunque posteriormente fue asignada al Ordovícico Temprano (Bridges y DeFord, 1961). Por otro lado, estudios recientes sobre la estratigrafía y estructura de la Sierra Plomosa en Chihuahua sugieren que la unidad más antigua, la Formación Sóstenes, pertenece al Ordovícico, posiblemente Inferior hasta Superior, con base en la fauna predominante de gasterópodos, braquiópodos y conodontos (Barboza-Gudiño et al., 2016).

Asimismo, se ha sugerido que la Formación Tinú en Oaxaca corresponde a una secuencia sedimentaria la cual sobreyace a un basamento metamórfico del Precámbrico (Espinosa, 1984). Robison y Pantoja-Alor (1968) establecieron una correlación entre la Formación Tiñú y las faunas del Tremadociano de Avalonia en Inglaterra y Gales, además de las sucesiones del Cámbrico superior de Laurentia debido a la presencia de la Zona Saukia. La Formación Tiñú es considerada como el único registro de rocas fosilíferas del Paleozoico inferior al sur de las sucesiones de Laurentia de Sonora, Chihuahua y Texas; y al norte de las secuencias de Gondwana de Inglaterra y Gales, como también la región Andina y Venezuela (Landing et al., 2007).

Aunque los depósitos del Cámbrico del estado de Sonora son potencialmente explotables para futuras investigaciones, también es importante que se exploren otras localidades del Paleozoico inferior de otros estados para reconocer la existencia del Cámbrico sedimentario.

6. Conclusiones

El Cámbrico sedimentario en México se encuentra expuesto principalmente en el estado de Sonora y Oaxaca. El Cámbrico de Sonora se caracteriza por una abundante biota fósil relativamente bien conservada con un rango de edad que abarca casi todo el Cámbrico. La biota fósil del Cámbrico de Sonora mantiene una estrecha similitud con otros depósitos pertenecientes al cratón norteamericano.

Los afloramientos del Cámbrico de Oaxaca están restringidos al Cámbrico superior, Furongiano, Piso 10 siendo de gran interés pues se trata del registro de rocas cámbricas más jóvenes conocidas en México.

Finalmente, es necesario que se prosiga con la investigación para conocer la existencia de afloramientos del Cámbrico en todas las localidades donde se ha documentado Paleozoico inferior en México.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Departamento de Geología de la Universidad de Sonora por las facilidades proporcionadas para realizar esta investigación. Los autores agradecen a dos revisores anónimos por las correcciones hechas al presente manuscrito.

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