Fossil Diatom Study Reveals Significant Freshwater Input in Miocene Coastal Marine Environments of the Southwestern Atlantic (Patagonia, Argentina)

Abstract

Abstract. A 209 m-thick sedimentary succession exposed at Estancia Redonda Chica locality (northeastern Patagonia, Argentina) includes both the Gaiman Formation (Early Miocene) and the Puerto Madryn Formation (Late Miocene). Based on the sedimentologic analysis, the Gaiman Formation is interpreted as accumulated in a marine inner shelf to shoreline environment, whereas an estuarine to terrestrial environment is interpreted for the Puerto Madryn Formation. Fifteen samples were processed and analyzed for diatoms, providing for the first time a micropaleontological record for these units, allowing us to go deeper into the paleoenvironmental interpretations. Fourteen diatom species, two diatom genera, and chrysophyte stomatocysts were identified. The dominant diatom elements among the samples are Paralia sulcata, Lemnicola hungarica, Cocconeis placentula, and Pseudopodosira sp., together with chrysophyte stomatocysts. Paleoecological information drawn from diatom assemblages is consistent with paleoenvironmental interpretations based on sedimentological analysis for both units. However, diatom analysis for the Gaiman Formation suggests a strong freshwater influence in an inner shelf environment, which went unnoticed by utilizing other proxies. We suggest a high-productivity marine zone may have developed as a consequence of nutrient supply from rivers favoring diatom growth. This could explain the unique great abundance of macroinvertebrates and marine vertebrates preserved in the sedimentary succession. Resumen. Se estudió una sucesión sedimentaria de 209 metros de espesor, la cual aflora en la localidad de Estancia Redonda Chica (noreste de Patagonia, Argentina). Dicha sucesión expone los depósitos de la Formación Gaiman (Mioceno Temprano) y de la Formación Puerto Madryn (Mioceno Tardío). La Formación Gaiman corresponde a depósitos de plataforma marina interna hasta un ambiente más cercano a la costa. Por otro lado, la Formación Puerto Madryn es interpretada como depósitos de ambientes estuarinos a terrestres. Quince muestras fueron procesadas y analizadas con el objetivo de constatar la presencia de diatomeas y proporcionar, por primera vez, un registro micropaleontológico para la localidad, y a su vez, profundizar la interpretación paleoambiental de los depósitos neógenos de Patagonia. Se pudieron reconocer 14 especies y dos géneros de diatomeas, y estomatoquistes de crisofitas. Las especies Paralia sulcata, Lemnicola hungarica y Cocconeis placentula, y Pseudopodosira sp., junto con los estomatoquistes de crisofitas son dominantes. La información paleoecológica extraída de los ensambles de diatomeas es consistente con la interpretación paleoambiental previamente realizada a partir del análisis sedimentológico para ambas unidades. Sin embargo, la fuerte influencia de agua dulce observada para la Formación Gaiman a partir del análisis diatomológico, aparece como una nueva evidencia para dicha unidad. Se sugiere el posible desarrollo de una zona marina de alta productividad como consecuencia del aporte de nutrientes desde los ríos, favoreciendo el crecimiento de diatomeas lo cual, a su vez, podría explicar la gran abundancia de macroinvertebrados y vertebrados marinos presentes en los depósitos analizados.