Estudio paleomagnético de las béticas occidentales y sus implicaciones tectónicas. Descripción de una reimanación regional neógena

      El paleomagnetismo utiliza un sistema de referencia externo y global: el Campo Magnético de la Tierra. El registro de este campo, a través de la imanación remanente natural de las rocas (NRM), se utiliza para analizar distintos tipos de movimientos, como son los desplazamientos sectoriales y las rotaciones alrededor de ejes próximos al dominio de corteza investigado. El paleomagnetismo es, por tanto, una potente herramienta para describir, no sólo el desplazamiento de las placas, sino el movimiento de dominios corticales marginales respecto al interior de los continentes, así como para obtener una valiosa información sobre los procesos de formación de los cinturones orogénicos.

      Una de las aportaciones más importantes del paleomagnetismo al estudio de la deformación continental ha sido el reconocimiento de que importantes franjas continentales sufren rotaciones alrededor de ejes verticales durante su deformación. La comparación de las paleodeclinaciones del área deformada con las mostradas por rocas de la misma edad en regiones estables de la placa supuso la prueba de este fenómeno.

      Los primeros estudios paleomagnéticos realizados en las Cordilleras Béticas demostraron que el sector central del Subbético ha sufrido rotaciones de bloques paleomagnéticas, al menos desde el Jurásico (Osete et al., 1988 y 1989). La presencia de estos movimientos en algunas zonas de las Cordilleras Béticas ha abierto cuestiones muy importantes sobre la evolución estructural de la cadena. Estas cuestiones se refieren por ejemplo: 1) al mecanismo que las produce, 2) a la edad de las mismas, pues hasta ahora no se ha podido determinar, 3) el área en el que se presenta el fenómeno, 4) Si hay rotaciones diferenciales en al zona del Arco de Gibraltar que puedan relacionarse con la curvatura de esta región, 5) si las imanaciones que muestran estos movimientos son originales, etc.

      Se ha realizado un estudio paleomagnético con propósitos estructurales con el fin de caracterizar con detalle la deformación rotacional de la rama bética del Arco de Gibraltar. Este trabajo pretende resolver, entre otras, las cuestiones planteadas antes sobre las rotaciones de bloques observadas en las Béticas. Además, la distribución de las rotaciones y su edad condicionan de forma muy importante los modelos de evolución geodinámica de la región del Arco de Gibraltar y mar de Alborán, ya que estos tienen que explicar los movimientos rotacionales que se observen.

      La zona de estudio es el Subbético Interno occidental, comprendiendo todo el denominado Penibético más la Sierra Gorda. Se han investigado más de 500 muestras de calizas nodulosas y oolíticas del Jurásico superior. Este área y litología son especialmente favorables desde el punto de vista estructural y paleomagnético para afrontar los objetivos propuestos. Las muestras proceden de 26 secciones distribuidas en 11 localidades con el fm de realizar un test del pliegue en cada una de ellas.

      – La componente B es una imanación primaria adquirida durante la formación de estas rocas, próxima al limite Jurásico-Cretácico.

      -La componente A es una reimanación de edad neógena adquirida probablemente a partir del Burdigaliense.

      Este resultado es muy importante, puesto que finalmente disponemos de dos componentes paleomagnéticas con direcciones diferentes y datadas. Esto nos ha permitido determinar los movimientos que han efectuado los distintos dominios en distintas épocas. La doble impresión de magnetización remanente durante el Jurásico y el Neógeno permite llevar a cabo una reconstrucción de los eventos rotacionales más importantes que ha experimentado la región desde el Jurásico (edad de la componente B) hasta el Neógeno (edad de la reimanación, componente A) y desde el Neógeno hasta la actualidad. Es decir, la reimanación aporta una referencia temporal que permite separar los movimientos que sufrió esta zona desde el Jurásico.

      Las paleodeclinaciones de ambas componentes se encuentran fuertemente desviadas hacia el Este (fig. pag. 167 y 169), lo que indica que la región ha estado sometida a rotaciones dextrales. También cabe destacar que la desviación que se observa en la dirección neógena es mayor que la de la jurásica, lo que indica una rotación sinestral desde el Jurásico superior hasta el Neógeno. Este resultado es coherente con la rotación de la Placa Ibérica durante el Cretácico (Van der Voo, 1969; Galdeano en al., 1989; Srivastava, 1990). La componente jurásica muestra, por tanto la suma de la rotación sinestral que ha sufrido el Subbético de forma solidaria con la Placa Ibérica más las rotaciones dextrales neógenas, cuyo valor neto (entre 30° y 80°) viene dado por el vector neógeno (la figura de la página 177 muestra la secuencia de movimientos y adquisición de componentes). Podemos concluir por tanto:

      – El movimiento rotacional que ha experimentado el Subbético occidental desde el
Jurásico hasta el Neógeno es la rotación antihoraria que sufrió de forma solidaria con la Placa Ibérica durante el Cretácico. Esto indica que hasta entrado el Neógeno esta región puede considerarse solidaria con Iberia Estable.

      – Después del Burdigaliense, el Subbético ha sufrido rotaciones de bloques de sentido sistemáticamente horario. Los valores de éstas oscilan entre 300 y 80°. Estas importantes rotaciones están relacionadas con la deformación reciente de las Cordilleras Béticas.

      La dirección de la reimanación neógena ha registrado completamente las rotaciones relacionadas con la deformación bética, por lo que esta imanación secundaria constituye una potente herramienta que puede utilizarse para calcular con precisión la magnitud de las rotaciones de bloques. Sin embargo, la reimanación sólo puede utilizarse con fines tectónicos si cada dato está avalado por una prueba del pliegue.

      Hay evidencias de que muchos pliegues han sufrido rotaciones alrededor de ejes verticales, pues la reimanación, que es posterior al plegamiento en esos casos, ha registrado las rotaciones neógenas completamente. Esto significa que la orientación actual de estos accidentes no refleja el régimen de esfuerzos que los originó. Por tanto, para realizar paleorreconstrucciones de la zona, así como para interpretar con un criterio dinámico estos accidentes es necesario corregir su orientación considerando los valores de las rotaciones calculadas en este trabajo.

      La distribución de paleodeclinaciones que se ha determinado no es compatible, en ningún caso, con los modelos que consideran el Arco de Gibraltar como un «oroclinal-bending» (Didon, 1969; Tubía y Cuevas, 1987), ya que no se observa ninguna relación entre la cuantía de las rotaciones y la curvatura del arco. La distribución de las rotaciones permite también excluir los modelos con simetría radial como los que proponen Platt y Vissers (1989), Weijennaars (1985) o Doblas y Oyarzun (1989), ya que sólo pueden explicar rotaciones relacionadas con heterogeneidades en el avance de los mantos de corrimiento, y éstos, en ningún caso, pueden producir rotaciones sistemáticamente dextrales, como las que se observan a lo largo del Arco. Estas rotaciones sólo pueden ser explicadas por aquellos modelos que consideren una componente dextral en la deformación del margen sudibérico.

      Es necesario hacer una revisión de los trabajos previos en esta región, puesto que muchas direcciones que hemos identificado como neógenas han sido consideradas por otros autores como originales. Se han evaluado las consecuencias de esta incorrecta interpretación de la reimanación: origina una dispersión artificial en las direcciones paleomagnéticas y valores erróneos de las rotaciones. En este sentido, el test del pliegue resulta ser un instrumento imprescindible en los trabajos paleomagnéticos realizados en zonas deformadas.

      Un resultado importante de este trabajo ha sido el descubrimiento y descripción de una reimanación extendida a gran escala, desconocida hasta este estudio en el área Bética. La aplicación del paleomagnetismo en áreas deformadas ha permitido descubrir recientemente diversas reimanaciónes de escala regional en otras partes del mundo; podemos citar como ejemplos la reimanación carbonífero pérmica de los Apalaches (Scotese et al., 1982; Lu et al., 1992) -la más intensamente estudiada- o la de edad mesozoica del sureste de China (Kent et al., 1987; Dobson y Heller, 1992). Por ello se ha comenzado aceptar una relación entre actividad orogénies y fenómenos de reimanación.

      De la reimanación bética hemos podido determinar su edad (neógena) y el mineral portador (magnetita). Por otra parte, el hecho de que presente siempre la misma polaridad, y considerando que el Neógeno es un periodo de alta frecuencia de inversiones de polaridad del Campo Magnético Terrestre, nos permite asegurar que el fenómeno que produjo esta imanación secundaria actuó durante un relativamente corto periodo de tiempo.

      Puesto que este fenómeno tiene una escala regional la cuestión de su origen debe tener sin duda importantes implicaciones tectónicas. Por esta razón, hemos también afrontar el problema del origen de la reimanación bética. En el caso de las otras reimanaciones citadas y más intensamente estudiadas, este problema es por el momento una cuestión polémica.

      Dos procesos pueden proponerse para explicar esta reimanación:

      1) Activación térmica de granos de magnetita preexistentes, que adquieren así una reimanación termoviscosa. Este mecanismo implicaría un calentamiento general de la cobertera del margen Sudibérico durante el Neógeno.

      2) Precipitación química de nuevos granos de magnetita autigénica. Para aceptar este mecanismo hemos de resolver dos cuestiones importantes: a) cuál es la fuente de hierro para generar magnetita autigénica y b) cuál es el mecanismo que produce una precipitación a tan gran escala, del mismo mineral y con las mismas propiedades. El mecanismo de propagación más aceptado es la migración de fluidos tectónicos (Oliver, 1986) o la conducción de agua meteórica (Bethke, 1986), sin embargo, la segunda cuestión está muy discutida.

      Por el momento no es posible asegurar de forma determinante si el origen de la reimanación Neógena del Subbético es de origen químico o térmico, para ello es necesario afrontar, además otro tipo de análisis no paleomagnéticos, de tipo geoquímico, consistentes principalmente en la observación directa de los portadores de la reimanación mediante microscopio electrónico de tipo SEM y TEM. Sin embargo, la información de que disponemos hasta el momento, basada exclusivamente en el estudio del magnetismo de las rocas que se ha realizado en este trabajo, indica que la hipótesis más probable es la de una reimanación termoviscosa.

      Para determinar qué modelo teórico podemos utilizar para calcular las posibles temperaturas y tiempos de calentamiento que han producido la reimanación se han diseñado experimentos de adquisición de imanación viscosa y termoviscosa. Los resultados indican que la reimanación neógena pudo producirse por un calentamiento generalizado del fragmento de cobertera del margen sudibérico más próxima a las unidades internas a temperaturas de 250°C. Estos resultados sugieren que el paleomagnetismo puede servir, en determinadas circunstancias, como indicador de paleotemperaturas.