Estudio de las anomalías magnéticas de las Zonas Centro Ibérica y Asturoccidental-Leonesa. Origen de la magnetización e implicaciones en la evolución tectónica tardi-Varisca

Abstract

[ES]En las últimas etapas de la formación del orógeno Varisco, el acortamiento y el engrosamiento litosférico dieron lugar a inestabilidades gravitacionales que generaron un colapso. Como consecuencia de este proceso, se produjeron sistemas de despegues extensionales interconectados y fallas normales. Las zonas afectadas por la extensión evolucionaron a condiciones de baja presión, pero todavía a alta temperatura. A su vez, se produjo una intensa migración de fluidos hidrotermales y de material fundido. Estos procesos hicieron que se formasen domos térmicos. Esto se observa claramente en las regiones noroccidental y central del Macizo Ibérico, concretamente en la Zona Asturoccidental-Leonesa y en la Zona Centro Ibérica. Durante la Orogenia Varisca, en esas zonas se identifican tres episodios de compresión (C1, C2 y C3), y dos etapas de extensión (E1 y E2). La deformación compresiva produjo, entre otras estructuras, el desarrollo de dos oroclinales: el Arco Ibero-Armoricano (IAA) al Norte y el Arco Centro Ibérico (CIA) al Sur. Estas dos estructuras de escala litosférica hicieron que el orógeno Varisco en Iberia, que en principio era aproximadamente lineal, adquiriera una geometría en forma de "S". Muchos afloramientos del Macizo Ibérico permiten caracterizar geológicamente el IAA. Sin embargo, el CIA está en buena parte cubierto por los sedimentos de las cuencas de los ríos Duero y Tajo, y hay menos afloramientos que faciliten su estudio. La caracterización de su geometría se basa en esos afloramientos, que en ocasiones están aislados entre sí por la cobertera más reciente. Por ello, es necesario recurrir a técnicas indirectas para definir mejor su geometría y estudiar su evolución tectónica. Entre ellas, las más importantes son la cartografía de las anomalías magnéticas y el paleomagnetismo. El Mapa aeromagnético de la Península Ibérica muestra una serie de anomalías de gran longitud de onda y alta amplitud que se sitúan sobre los domos gneísicos que se localizan en el centro o núcleo del CIA y en su flanco Norte. Por otro lado, la geometría de su parte externa está parcialmente definida por la forma arqueada de algunas anomalías magnéticas, en este caso, de menor amplitud y longitud de onda. Estas últimas no coinciden con domos térmicos. Caracterizar estos dos tipos de anomalías tan diferentes puede darnos claves para determinar la evolución tardi-Varisca del orógeno en el Noroeste y en el centro del Macizo Ibérico. Estudios previos centrados en el primer grupo de anomalías (alta amplitud y longitud de onda) han determinado que una de las más extensas y de mayor amplitud, la EGMA (Eastern Galicia Magnetic Anomaly), está relacionada con los procesos extensionales tardi-Variscos. Esta anomalía coincide con el Domo de Lugo-Sanabria, al Oeste de la Zona Asturoccidental-Leonesa, en el flanco Norte del CIA. En esta zona afloran metasedimentos y rocas ígneas que, cuando se encuentran dentro de las zonas de cizalla extensionales y las fallas normales asociadas que afloran en la Ventana Tectónica de Xistral (Noroeste del Domo de Lugo), muestran alta susceptibilidad magnética. Tras elaborar una cartografía magnética de detalle se ha determinado que los máximos de la anomalía magnética de alta resolución coinciden exactamente con estructuras extensionales que afloran en la Ventana Tectónica de Xistral. Por tanto, parece que existe relación genética entre los procesos de extensión y la cristalización de minerales magnéticos (magnetita y hematites). Sin embargo, no se conocen los mecanismos que dan lugar a esta relación. Con el fin de entender este hecho, se ha llevado a cabo un estudio petrológico de pares de muestras (magnética y no magnética) localizadas en la misma posición estructural, para ver si los diagramas de presión y temperatura (P-T) de cada par corroboraban la relación genética entre extensión y cristalización de minerales magnéticos. Efectivamente, las muestras no magnéticas, que están más alejadas de las estructuras extensionales, registran la compresión y un metamorfismo Barroviense, o de presión intermedia (560-640 ºC; 5-8,7 kbar). Por su parte, las muestras magnéticas, recogidas sobre estructuras extensionales aflorantes, ya no registran la compresión, o solo la registran ocasionalmente con algunos minerales relictos. Por el contrario, las asociaciones minerales que presentan son típicas de un metamorfismo de tipo Buchan de baja presión, con temperaturas similares o menores (500-620 ºC; 1,5-6 kbar) que las del metamorfismo Barroviense que registran sus pares no magnéticos. Se deduce que la cristalización de minerales magnéticos se produjo durante los eventos extensionales. Otra de las anomalías de gran extensión y alta amplitud que se sitúa en el centro del CIA es la CSMA (Central System Magnetic Anomaly). Esta anomalía coincide con otro domo extensional y, por ello, cabría esperar que su origen también pudiera estar relacionado con los eventos extensionales tardi-Variscos. En esta área se ha realizado una cartografía magnética de detalle, a la vez que se ha realizado un muestreo de la susceptibilidad magnética de las rocas aflorantes. A diferencia de la EGMA, en esta zona, las únicas rocas magnéticas que afloran y que son volumétricamente significativas son los gabros toleíticos del Dique Alentejo-Plasencia (DAP), que se generó durante el proceso de apertura del Océano Atlántico. Además, existen otras rocas básicas también magnéticas, pero poco abundantes, que intruyen a fallas con la misma dirección que el dique y a otras familias de fallas conjugadas. Ninguna de estas litologías parece guardar relación geométrica con la anomalía. Sin embargo, tampoco afloran despegues extensionales similares a los identificados en la EGMA ni se han encontrado rocas metamórficas con alta susceptibilidad magnética. Es posible que los despegues existan en profundidad, bajo los granitos aflorantes, o que hayan existido y más tarde hayan sido asimilados por las rocas ígneas. De esta manera, la CSMA tal y como se observa en el Mapa aeromagnético de la Península Ibérica y en la cartografía de detalle que hemos obtenido no se explica por el magnetismo de las rocas básicas del DAP y de los diques asociados a él y debe tener una fuente profunda con poca o ninguna representación en superficie. En la parte Sureste de la Zona Centro Ibérica, existen una serie de interferencias de pliegues de las fases compresivas C1 y C3, en las que un estudio de paleomagnetismo de las rocas puede dar información sobre la edad de formación del CIA y su relación con el IAA. Uno de los sitios en donde se puede estudiar la interferencia de plegamiento es en los afloramientos de calizas Cámbricas (Calizas de Urda-Los Navalucillos) en los Montes de Toledo. Allí se ha realizado un estudio de paleomagnetismo con el fin de identificar componentes que permitan extraer información acerca de la evolución tectónica durante la orogenia Varisca. El resultado es la identificación de una componente paleomagnética estable, portada por pirrotina, en cuatro afloramientos distintos localizados cerca de la charnela del CIA. Las direcciones medias del vector magnético por afloramiento muestran una inclinación baja, negativa, y estable, que coincide con la esperada para la época de desarrollo del CIA (~320 Ma). Sin embargo, la declinación varía de Norte a Noroeste entre las diferentes estaciones muestreadas. La polaridad de la magnetización indica que esta se adquirió durante un episodio de polaridad mayoritariamente normal, cuando lo que hoy día es la Península Ibérica estaba en el Hemisferio Sur, cerca del Ecuador. Esto implica una magnetización anterior al supercrón inverso Kiaman. Por otra parte, la variación en la declinación sugiere que en el flanco Sur del CIA (en coordenadas actuales) se produjo una rotación de eje vertical de 42 º en sentido horario, sincinemática con el evento compresivo C3 y anterior a 318 Ma (comienzo del supercrón Kiaman). Posteriormente, una fuerte rotación en sentido antihorario, relacionada con la formación del IAA, afectó a estos afloramientos y dio lugar a la geometría en "S" característica del Orógeno Varisco en el Macizo Ibérico. La combinación de estas tres líneas de estudio de las anomalías magnéticas de la parte interna del Macizo Ibérico nos ha permitido constreñir la edad de formación del CIA y la relación entre la tectónica extensional y las anomalías magnéticas.