Sedimentology of Pleistocene palustrine tufas and associated deposits of the Ebron Valley (Iberian Ranges, Spain)

Extensive palustrine tufa deposits are not common in the geological record, in part due to their liability to erosion. This work discusses the formation and preservation factors that allow the wide development of such facies, taking the example of a Middle-Late Pleistocene dominantly palustrine area that formed downstream of a high-slope stepped tufa fluvial stretch, in the Ebron river Valley (south Iberian Range). The study case (Los Santos area) consists of coarse detrital sediments at the base, associated with pronounced incisions on the underlying deposits, followed by a variety of tufa and associated carbonate facies, with a minimum thickness of 19 m. The most abundant facies are the phytoclastic rudstones, carbonate sands and silts with gastropods and ostracods and up-growing stem boundstones. Less common are moss boundstones, down-growing stem boundstones and bioclastic limestones. Up to five simple vertical sequences of facies (facies associations) are characterized. The sedimentary facies model corresponds to a low-slope and wide stretch at the end of a stepped, cascade-barrage fluvial system, with extensive palustrine areas, shallow ponded areas, at places with stagnant conditions, and small cascades. Variations of bedrock lithology, from Mesozoic carbonate rocks upstream to Neogene alluvial rocks downstream, allowed the gentle sloping and wide low-layering surface at the distal termination of the fluvial system, with overall low-energy facies, which supports the absence of stromatolites. Indeed, the lack of vigorous erosional processes enabled a dense cover of hydrophilous plants to thrive on diverse environments and the accumulation and preservation of organic matter. The small thickness of the studied deposits, compared to that of upstream deposits, is consistent with a reduction of dissolved calcium and bicarbonate contents downstream (linked to the distal position from the carbonate aquifer sourced springs), and with the diminishing mechanical CO2-degassing in low-gradient environments. En el registro geológico, los depósitos de tobas palustres extensos no son comunes. Este trabajo discute los factores para la formación y conservación de extensos depósitos palustres, tomando como ejemplo los depósitos del Pleistoceno medio-superior que se formaron en el tramo distal del sistema de tobas fluviales del río Ebrón (Cordillera Ibérica, en Teruel y Valencia). Los depósitos estudiados (área de Los Santos) constan de sedimentos detríticos en la base, asociados a incisiones fluviales profundas sobre el sustrato, seguidos por una sucesión de carbonatos con amplia variedad de facies tobáceas, con un mínimo de 19 m de espesor. Las facies más abundantes son los rudstonesfitoclásticos, arenas y limos de carbonato con gasterópodos y ostrácodos, y los boundstones de tallos de plantas creciendo hacia arriba. Menos comunes son los boundstones de musgos y de tallos colgantes, y las calizas bioclásticas. Hasta cinco secuencias verticales de facies se han caracterizado. El modelo de facies corresponde al tramo al final de un sistema tobáceo fluvial escalonado con cascadas-barreras, en el que se formarían extensas áreas palustres, áreas encharcadas someras, algunas con estancamiento, y pequeñas cascadas. Las variaciones litológicas del sustrato pre-Cuaternario, desde rocas carbonáticas aguas arriba a rocas aluviales aguas abajo, permitió la formación de esa superficie amplia y de poca pendiente al final del sistema fluvial escalonado, en conjunto con facies de poca energía, lo cual apoya la ausencia de estromatolitos. Además, la escasez de procesos erosivos intensos permitiría que una densa cubierta de plantas hidrófilas prosperara en diversos ambientes, así como la acumulación y conservación de materia orgánica. El escaso espesor de la secuencia estudiada se relaciona con la disminución del contenido en calcio y bicarbonato disueltos en el agua (por la situación distal respecto a las fuentes alimentadas por el acuífero carbonatado) y la disminución de la intensidad de desgasificación de CO2 en ambientes de poca pendiente