OMS et al. (2010) - Litoestratigrafía, magnetoestratigrafía y bioestratigrafía de BL y FN3

8/7/2019 OMS et al. (2010) - Litoestratigrafa, magnetoestratigrafa y bioestratigrafa de BL y FN3

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8. LITOESTRATIGRAFA, MAGNETOESTRATIGRAFA YBIOESTRATIGRAFIA DE LOS YACIMIENTOS DE

BARRANCO LEN 5 Y FUENTE NUEVA 3(CUENCA DE GUADIX-BAZA, ESPAA)

Oriol Oms', Jordi Agust 2 y Josep Maria Pars3R E SU M E N: En este trabajo se describe el contexto litoestratigrfico y cronoestratigrfico de las secciones

que contienen los yacimientos de Barranco len 5 y Fuente Nueva 3. En la seccin de Barranco Len sonapreciables los tres miembros de la Formacin Baza (inferior, medio y superior) aunque slo el MiembroLimoso-Calcreo Superior (donde se encuentra ubicado el yacimiento arqueolgico) y el Miembro Detr-tico intermedio afloran con la suficiente calidad. En la seccin, el Miembro Superior est dominado porlitologas carbonticas y clsticas (lutitas y arenitas). En la seccin de Fuente Nueva 3 tan slo el MiembroLimoso-Calcreo superior es reconocible, aunque los miembros inferior y medio afloran en la arte sur de lapoblacin. En la seccin de Fuente Nueva 3 se reconocen tres tramos calizos, separados por lutitas y areni-tas, que representan dos momentos de mxima retraccin del lago, seguidos por dos momentos de mximaextensin. Por su parte los datos magnetoestratigrficos y bioestratigrficos indican que ambos yacimientosse encuadran en la poca geomagntica Matuyama superior, entre las pocas de polaridad normal Olduvaiy Jaramillo.

Palabras clave: Cuenca de Guadix-Baza, litoestratigrafa, magnetoestratigrafa, bioestratigrafa, Pleisto-ceno.ABSTRACT: In this paper, the lithostratigraphic and chronostragraphic framework of the sections

that contain the sites of Barranco Len and Fuente Nueva 3 is described. The three members of the BazaFormation (lower, middle and upper) can be recognized in the section of Barranco Len, although onlythe upper and middle one's outcrop properly. In this section, the upper mmeber is characterized by thepresence of mudstones, clays and sands. In the section of Fuente Nueva 3 only the upper member canbe recognized, although the other members outcrop nearby. Three calcareous episodes are distinguishedin this section, each one with intercalated clays and sands, which correspond to two cycles of retractionand expansion of the lake. According to the magnetostratigraphic and biostratigraphic data, both sitescan be placed within the upper Matuyama reverse chron, between the Olduvai and Jaramillo normalchrons

Key words: Guadix-Baza basin, lithostratigraphy, magnetostratigrapjy, biostratigraphy, Pleisto-cene.

RSUM: Dans ce travail, on dcrit le contexte litoestratigraphique et bioestratigraphique de lessections que contienent les gisements de Barranco Len et Fuente Nueva 3. Dans la section de Barranco1. Departament de Geologia, Universitat Autnoma de Barcelona, 08193-Bellaterra, [email protected]. ICREA . Institut de Paleoecologia Humana. Universitat Rovira iPl. Imperial Tarraco, 1. 43005 Tarragona. [email protected]. Department of Geological Sciences, 2534 CC, Ann Arbor, MI, 48109-1063 (EUA). [email protected]. 107


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MAt-c MEDITERRANEO

UNIDADESGEOLOGICASCuencaZonas ExternasZonas Internas

Calar

2 030' ) 25 :

Excavacin

37 0 15 ' 2 0 30'2 2 5 ' 370 4 5 'Costra de caliche Miembro superior omiembro limoso calcreo ___ Miembro mediomedie Basamento

SISTEMAS ALUVIALESTransversal,externoTransversalinterno -Axial == >

'5'ean a ---- carreteraearl . Otras carreteraso caminos

Leyenda de lasseccionesLitologiasLutitaso aslutitasoverdosasareniscaspardas

i limosblancoscalizasblancas

smbolos 5,,artefactos

s. estacin

o' restos demamferos

Ro ocanal

----CarreteraprincipalOtrascarreterasCoorda UTM

-Seccinestudiada

Excavacin

,51

-90 o 90

OCUPACIONES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

Fig. 1. A: situacin de la cuenca de Guadix-Baza dentro de la Pennsula Ibrica, B: Cuenca de Guadix Baza, basamento de la misma y indica-cin de los aportes fluviales (comparar con Fig. 1 en Oms et al., este volumen), C: geologa del sector Galera-Orce-Fuente Nueva (ver anexo1 Oms et al., este volumen), D y E: geologa del entorno de Barranco Len y Fuente Nueva, respectivamente (modificado de Anadn et al,2003).

Seccin de Latitud Secin de .LatitudFuente Nueva-3 PGV Barranco Leon PGV Situacin geogrficade las secciones

Fig. 2. Secciones de Barranco Len y Fuente Nueva, con indicacin de los niveles arqueolgicos, valores paleomagnticos (polaridad geomagnticavirtual) y situacin.109


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ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUST

LITOESTRATIGRAFA DEL YACIMIENTO DE BARRANCO LEN 5El sector de Barranco Len (o Barranco Hondo) permite reconocer los miembros inferior, medio

y superior, aunque solo ste ltimo y la parte ms alta del medio presentan buenos afloramientos. Laparte superior del miembro medio est representado, principalmente, por lutitas y margas de coloresrojizos que al techo pasan a ser blanco-verdoso. El miembro superior presenta litologas carbonticas(bsicamente calizas) y elsticas (lutitas y areniscas). El yacimiento arqueolgico y paleontolgico deBarranco Len 5 (ver Turq et al., 1996 entre otros) est en la parte media de los afloramientos delmiembro superior (ver Fig. 2).

Los trabajos de excavacin del yacimiento han permitido observar una clara estratigrafa que sepuede seguir fsicamente por el resto del barranco. Anadn et al (2003) describen una sucesin y rea-lizan una reconstruccin paleoambiental de parte del miembro superior que contiene el yacimiento.Este trabajo establece los tramos A a G (ver Figs. 3 y 4), cuya sinonimia respecto a Anadn et al., 1987y Turq et al., 1996, viene reflejada en la Tabla 1. Horizontalmente el yacimiento de Barranco Len 5(capa D en Fig. 3) est situado a unos 500 metros del basamento mesozoico de la cuenca (Fig. 1B). Lacapa D (Fig. 4.1 y 4.2) est representada por un intervalo basal de gravas angulosas o algo redondeadasque provienen tanto de la erosin de capas subyacentes como del basamento mesozoico (ver Anadny Juli, este volumen). Estas gravas basales contienen una matriz calcarentica, que es dominante en laparte superior de la capa, en cuya parte ms alta desarrolla una caliza blancuzca cretosa. La parte basalde la capa D se va acuando hacia el sur, norte y este (ver Fig 3, Fig. 4.3 y 4.4 en este trabajo y Fig. 8en Anadn et al., 2003). Las observaciones de Anadn et al (2003) junto con otras realizadas en aflo-ramientos prximos al yacimiento (fig.4.3 y 4.4) permiten inferir una direccin de aporte de la capa(paleocorriente) procedente del suroeste.

UNIDADESAnadn et al,(2003). Fig. 3 LITOLOGIASINONIMIA

Anadn et al.(1987) Turq et al (1996)A Calcarenitas-calcsiltitas de color beige D eseccinLB(parte)

BL-Bparte( pie)C.8(parte)

B Areniscas cuarzo-feldespticas de coloresverde y negro oscuro C 7C Cale siltitas a calcarenitas de color beige BL-4 C.6D1 Gravas con grisceas de m atriz arenosa

E enseccinLB(parte)

BL-5 C.5D2 Arenas cuarzo-bioclsticas grisceas queterminan con una caliza cretosa blancuzcaEl Arenas cuarzo-feldespticas de grano finoa med io, de color rojizo, ocre y verdoso

BL-1C.4?

E2 Margocalizas grisceas C.3?F 1 Lutitas arenosas negruzcas C.2?F2 Arenas cuarzo-bioclsticas grisceas. A techedel nivel, pequ eos nodulos cretosos C.1G Arena de color beige BL-6

Tabla 1 Relacin d e los niveles litoestratigrficos presentes en Barranco Len 5 y su sinonim ia con otros trabajos.La propia naturaleza de las litologas de de Barranco Len 5 junto con los datos paleontolgicos de verte-

brados (Turq et al., 1996) e invertebrados (Anadn et al., 2003) sugieren un retrabajamiento de la capa. Esteretrabajamiento se hara extensible a todo el contenido de la misma si, tal y como indican Arribas y Palmqvist(2002) toda ella est relacionada con un mismo evento.I I 0


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O CUP ACI O NE S H UM ANAS E N E L P L E I S T O CE NO I NF E RIO R Y M E D I O D E LA CUENCA DE GUADIX BAZA

Fig. 3. Esquema estratigrfico de la extensin lateral del nivel D (que contiene el yacimiento de Barranco Len 5) y los niveles que tiene por debajoy por encima. Modificado de Anadn et al (2003), con oinformacin recopilada en las excavaciones de 2005.

Fig. 4. Imgenes del yacimiento y zonas prximas a Barranco Len 5 (con indicacin del ao en que fueron tomadas). 1 : sucesin estratigrfica delyacimiento (el diedro equiva le al metro 36 de la Figura 3). 2: contacto entre las capas D (yacim iento, ver canto y hueso) y B. 3: sucesin lateralmenteequivalente a las excavaciones (oeste de Barranco Len). 4: sucesin hacia el sur del yacimiento (metro 5 Fig. 3). 5, 6 y 7: contacto ondulado deltecho de la capa B. 8: contacto entre los tramo s superior e inferior justo por debajo de la excavacin

III


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ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTNEZ NAVARRO Y JORDI AGUST

L ITO E S TR A TIG R A F A . D E L Y A C IM I E N TO D E F U E N TE N U E V A 3En el sector de las casas de Fuente Nueva se pueden reconocer los tramos inferior, medio y superior de la Forma-cin Baza (ver Fig. le), aunque los dos prim eros solamente llegan a aflorar en la parte sur. En los alrededores del ya-cimiento paleontolgico y arq ueolgico de Fuente Nueva 3 nicamente aparece el tram o superior. Este yacimiento

(Fig. 2) se encuentra en una vertiente de una ladera poco inclinada parcialmente cultivada. En Fuente Nueva 3, adiferencia de Barra nco Len, los yacimientos con industrias lticas carecen de afloramientos laterales que per mitan,por ahora, su observacin ms all de las excavaciones. Esto, junto al hecho que la excavacin se ha ido realizandoen varios perfiles y empezando en intervalos estratigrficos y topogrficos distintos conllev ciertas dificultades alintentar realizar una estratigrafia general qu e integrara todo el yacimiento. El trabajo de Turq et al. (1996) present laprimera estratinoma de la zona p ero no es hasta los trabajos recientes realizados en perfiles aislados que ha p ermitidoprofundizar en aspectos sedimentolgicos (Anadn et al., 2003) y microestratigrfios (Duval, 2004).

Las sucesivas excavaciones han ido dejando al descubierto nuev os cortes o han aportado mayor informacin alos existentes. Durante las campaas de 2003 y 2 005 se realiz un estudio de la geom etra de los estratos de FuenteNueva 3 que se puede ver resumido en la figura 5. Estos datos estratigrficos mejoran notablemente algunos as-pectos de traba jos anteriores, tales como la conexin fsica entre cortes y un claro establecimiento de la posicin noretrabajad a por procesos actu ales de los niveles arqu eolgicos. La figura 5 y la tabla 2 contienen los 12 niveles con-siderados, cuyas cara ctersticas sedimentolgicas detalladas se han descrito en Anadn et al (2003) y Duval (2004) .

El grfico de la figura 5 es una composicin en un solo plano vertical de varios perfiles, debido a que la exca-vacin avanza de un modo heterogneo en varios frentes situados a distintas alturas. El trazado de los contactosentre los niveles 1-2 y 3-4 se han realizado en la parte W/SW de la excavacin mientras que el contacto 4-5 atecho del nivel 12 se ha realizado en la parte E/NE de la excavacin. A pesar de ser una composicin de varioscortes, la altura de cada capa en cada punto est basado en una medicin real referenciada con la cuadrculahorizontal y la altura vertical en base al nivel de referencia cero de la excavacin. Ello da a la capa 4 un grosoralgo exagerado debido al leve basculamiento del conjunto de la seccin. Adems, tal y como se observa en elextremo N/NW de la figura 5 y en una cata que se realiz fuera del yacimiento en 2003, esta capa presenta unageometra irregular, debido a su propia naturaleza y a fenmenos de deformacin y erosin.

UNIDADES(este trabajo.ver Fig.5) LITOLOGIA Y COLORNIVELES

CONI NDI ISTR IP

LIT ICA

SINONIMIATurq et al(1996) Anadn et al(2003) Duval(2004)1 Calizas blancas Inferior 15 Calizasbasales 0.13, R, S2 Arcillas verdes a verde blancuzcas Medio 13 a, b M. N3 Arcillas pardo blancuzcas con nodulosde caliza 12 Niveles L4 Calizas blancuzcas 1 1 de loscortes K5 Areniscas muy finas verdosas ms omenos lunticas y con intervalos cretosos

Superior 9. 10 de lasexcavaciones H I J6 Arcillas pardo oscuras 8 G7 Lutitas margosas ocre Verdoso oscuras 7 E8 Lutitas margosas ocre verdoso claras 6 Nivelesde lospefiles E9 Lutitas margosas ocre verdoso oscuras 5 de lapared D10 Lutitas margosas ocre verdoso claras 4 superior C1 1 Calizas blancuzcas 3 Calizassusuperiores A12 Calizas blancuzcas 1 .

depsitosrecientes Derrubios superficiales parcialmente14 BTabla 2. relacin de los niveles litoestratigrficos presentes en Fuente N ueva 3 y su sinonim ia con otros trabajos.

1 1 2,


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3- N/NW-S/SE depsitos recientes-(retrabajados)SI areniscas y lutitasmargosas verdosas (5:

lutitas margosas ocreverdoso claras (8, 10)al arcillas pardooscuras (6)2 1m

-1 nivel dereferencia de laexcavacin.-2 -- 7 1 r industrias lticashuesos de vertebrados

-3 .96 95 94 93 92i91 1 90 1 89 88 8786 85 84 83 82 8 1

arcillas pardo blancuz-cas con ndulos (3) -arcillas verdes (2) ylutitas margosas ocreverdoso oscuras (7, 9 )calizas blancuzcas(capas 1, 4, 11, 1 2 )

88-0

2

89-P


1m

interseccin -i entre lascuadrculas(corte oblicuo)3Fig. 5. Esquema estratigrfico las capas presentes en la excavacin de Fuente Nueva 3 (a partir de datos tomados en verano de 2003, vertexto).En general se observan tres tramos calizos (niveles 1, 4, 11 y 12) separados por arcillas (niveles

2, 3 y 6), lutitas margosas (7, 8, 9 y 10) y areniscas finas y lutitas margosas (5). Adems, existensedimentos superficiales retrabajados (gravas) recientes. Todos los estudios sedimentolgicos indicanformacin en un ambiente lacustre somero a palustre. La evidencias de emersin (edafizacin) sonfrecuentes en todos los niveles, incluyendo los niveles con industria (niveles litoestratigrficos 1, 2Y 5).

Los tramos calizos representan medios lacustres someros aunque tambin palustres. Destacan en elnivel l(Fig 6.2) las estructuras de licuefaccin que dan lugar a morfologas concntricas, muy habitualesen toda la formacin Baza (ver Alfaro et al., 1997). La capa 4 tambin presenta deformaciones impor-tantes y un techo muy irregular que condiciona la morfologa de la capa 5.

Los tramos de arcillas, lutitas margosas y areniscas finas tendran un origen predominantemen-te lacustre somero, con muy escasos intervalos de emersin en las primeras y ms importantes enlas restantes. Destaca en la capa 5 la presencia de litologas y espesores variables que enrasan lasirregularidades del techo de la capa 4, quedando todas las capas suprayacente libres de procesosdeformativos.

La sucesin de los 12 niveles indicara una oscilacin de la extensin del paleolago, caracterizada por dosmomentos de mxima retraccin (techos de las capas 1, 4 y probablemente 12) seguidos por dos eventos demxima expansin (capa 2 y capa 5). La totalidad de los yacimientos arqueolgicos y paleontolgicos de laseccin no se veran afectados por procesos de retrabajamiento.

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Fig. 6. Imgenes del yacim iento de Fuente N ueva 3. 1: vista general del yacimiento antes de la coloc acin de un toldo rgido. 2: detalle de las estruc-turas en dom o 3 a 7: contactos entre varias unid ades litolgicas (ver Fig. 5).

MAGNETOESTRATIGRAFAExisten varios estudios paleomagnticos en la cuenca de Guadix-Baza y en el sector de Orce en particular:

Agust et al. (1997, 1999), Garcs et al. (1997), Oms (1998), Oms et al. (1994, 1996, 1999, 2000b). Otrosresultados se encuantran as mismo en Agust et al. (2001) y Pars y Dinars (1997).

En las secciones que contienen Barranco Len 5 y Fuente Nueva 3 se realiz un muestreo de entre 3 y 6testigos por cada nivel. En la obtencin y cuidadosa orientacin de las muestras se prest especial atencinen sacar la roca alterada y obtener testigos lo ms frescos posible. A fin de muestrear el mximo de litologas,se usaron varios sistemas de obtencin de testigos mediante sistemas de perforacin a rotacin (ver Fig. 3-Aen Oms et al., 2003), con evacuacin de sedimento por agua (mtodo convencional) aunque tambin poraire (mediante brocas modificadas a tal efecto). En menor proporcin y para litologas blandas y cohesivas, seutiliz un sistema de perforacin manual a percusin mediante coronas desmontables. Puntualmente para elmuestreo de rocas poco cohesionadas, se procedi a impregnar las mismas con sodio silicato. La orientacinde las muestras se llev a cabo con una brjula magntica tipo Brunton.

Los ensayos analticos tuvieron lugar en el Laboratorio de Paleomagnetismo (Servicios Cientfico-Tc-nicos de la Universidad de Barcelona), ubicado en el Instituto de Ciencias de la Tierra (CSIC) y tambinen la Universidad de Michigan (Laboratorio de Ann Arbor). Se utilizarondos magnetmetros criognicostriaxiales modelos GM400 y 2G (ver Fig. 3C,D, Oms et al., 2003). Ambos equipos estn aislados del campogeomagntico actual mediante un blindaje a fin de optimizar la medicin de magnetizacin remanente na-tural (MRN) y remanencia durante la desmagnetizacin trmica progresiva. Se opt por este ltimo n2inwrrtzde desmagnetizacin (y no el mtodo de campos alternantes) puesto que se revel como el mas elii= Fr.=obtener un registro paleomagntico (Oms et al., 1999, 2000b). El tratamiento trmico permite Airrirtz-sobreimpresin del campo geomagntico actual alrededor de 300 C (ejemplos en Oms29Xlb-_II.


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OCUPAOON-E.S HITMAN_AS EN" EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX -BAZA

La direccin de la remanente de las componentes se determin por el anlisis de componente principalajustado en una linea de los diagramas de desmagnetizacin. As pues, a temperaturas superiores a los 300C se asla la magnetizacin remanente caracterstica (MRC) y se usa para calcular los polos geomagnticosvirtuales (PO.; ver Fig. 2). La estratigrafia magntica que se presenta se basa en muestras que presentan uncomportamiento estable de la magnetizacin.

En la seccin de Barranco Len una parte significativa de las muestras fueron desestimadas por nopresentar 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 de laseccin estudiada. La estabilidad de la MRC durante la desmagnetizacin permite establecer con fiabilidad lapolaridad obtenida. La mayora del registro estratigrfico (por lo menos aquel del cual se han podido obtenermuestras que hayan funcionado) presenta una magnetizacin inversa. Los datos de los ltimos muestreos yestudios de refinamiento de los datos de Oms et al 2000b y Oms et al 2003, confirman la polaridad inversapara el total del miembro superior.

En la seccin de Fuente Nueva los datos paleomegnticos presentan caractersticas en general muy simi-lares (ver detalles en Oms et al., 2000b). En el grfico de la Fig. 4 de Oms et al. (2000b), se pueden observargrficos de desmagnetizacin considerados para obtener los clculos de remanencia magntica, tanto paraFuente Nueva 3 como para Barranco Len. En cuanto a los valores del PGV, puede observarse en la Fig. 2como en la seccin de Fuente nueva 3 tambin se registran solamente valores inversos.

BIOESTRATIGRAFA Y CORRELACIN DE BARRAN CO LEN Y FUEN TENU EV A 3 C ON OT R OS YA C I MI ENT OSLa asociacin de roedores de Barranco Len incluye las siguientes especies: Mimomys savini, Allophaiomyscf . lavocati, A llophaiomy s sp., Castillomys rivas y A podemus flavicollis (Agust et al., en este volumen). A su vez,

la composicin de la fauna de roedores de Fuente Nueva 3 es la siguiente: Mimomys savini, A llophaiomys cf.lavocati, A llophaiom ys sp., Castillomy s rivas y A podemus my stacinus (Agust et al., en este volumen). As pues,ambas localidades presentan una asociacin de roedores muy similar, y slo difieren por la presencia de A p o -dem us flavicollis en Barranco Len y de A podemus my stacinus en Fuente Nueva 3. Se trata, sin embargo, dedos especies de mridos que forman parte de la actual fauna europea, por lo que la presencia de una u otrano es relevante a efectos bioestratigrficos. Por el contrario, la estrecha afinidad entre las dos asociaciones,por lo que se refiere a taxones tan significativos como Mim om ys savini , A l lophaiom ys cf. lavocati o Castillomysrivas, indican que ambas localidades corresponden a la misma biozona y son estrictamente sincrnicas desdeun punto de vista bioestratigrfico.

El elemento ms frecuente, Mimomys savini, presenta unas caractersticas semejantes en ambos yaci-mientos, coincidiendo tanto en talla como en morfologa. La presencia de esta especie sita a Barranco Len(capa D) y a Fuente Nueva 3 por encima de los niveles del Pleistoceno basal de la cuenca Guadix-Baza, comoBarranco Conejos o los niveles inferiores de la seccin de Cortes de Baza (Agust et al., 1999). Por su tallay grado de hipsodoncia, Mimomys savini debe situarse por debajo de los niveles de Huscar y Puerto Lobo,caracterizados por poblaciones ms grandes e hipsodontas. Estas mismas caractersticas permiten situar asmismo Barranco Len 5 y Fuente Nueva 3 por debajo de los niveles de la Gran Dolina de Atapuerca.

La otra especie de arviclido dominante, Allophaiomys cf lavocati, permite precisar todava mejor laposicin bioestratigrfica de los dos yacimientos. A llophaiom ys lavocati, definida en los niveles inferiores dela Sima del Elefante en Atapuerca (Laplana y Cuenca, 2000), corresponde a una especie del grupo de A .burgondiae, denominacin especfica con la que ha aparecido en diversas publicaciones anteriores a la defi-nicin de la especie de la Sima del Elefante (Agust et al., 1999, Martnez-Navarro et al., 1997; Oms et al.,2000b). An as, la poblacin de Fuente Nueva 3 muestra unas caractersticas todava ms arcaicas que las

1'5


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polaridad normal Brunhes, considerndose incluidos dentro del cron Matuyama (toda asignacin a cronesde polaridad inversa anteriores queda descartada por los datos bioestratigrficos). En segundo lugar, porcorrelacin magnetobioestratigrfica de las listas faunsticas, se puede establecer que dichos yacimientos se-rn ms antiguos que el subcron de polaridad normal Jaramillo y a su vez ms modernos que el subcron depolaridad normal Olduvai. El conjunto de datos paleomagnticos y bioestratigrficos (ver Agust et al., estevolumen) permiten situar Barranco Len 5 y Fuente Nueva 3 en la sucesin bien datada de yacimientos conocupacin humana del sur de Europa (ver Fig. 7).

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ISIDRO TORO, BIENVENIDO MA RTNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUST

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Documents

OMS et al. (2010) - Litoestratigrafía, magnetoestratigrafía y bioestratigrafía de BL y FN3