Régimen térmico en la península Ibérica. Estructura litosférica a través del Macizo Ibérico y el margen surportugués

      En la revisión de datos de flujo de calor de sondeos de petróleo se vió necesario desarrollar una nueva metodología que, en base a trabajos previos sobre mineralogía y porosidad de rocas sedimentarias, asocia una conductividad térmica fiable a cada sondeo frente a estimaciones previas que partían de tablas o asignaban un valor estándar constante.

      Mediante la campaña FLUCALB Il, en la cuenca Sur-Balear, se aportan nuevos datos de flujo de calor que continuan el muestreo que, mediante la campaña FLUCALB I, se realizó en la cuenca de Alborán. Los resultados de ambas campañas muestran la misma tendencia del flujo de calor a aumentar hacia el Este y hacia el centro de las cuencas, Ilegándose a alcanzar, en la cuenca Sur-Balear, valores consistentes con procesos de generación de corteza oceánica. Extrapolando las conclusiones extraídas en Alborán por estudios previos, se describe un adelgazamiento de la litosfera hacia el Este y de la periferia hacia el interior de este sistema de cuencas. A nivel cuantitativo se ha encontrado un sorprendente desfase entre los valores de ambas campañas debido, exclusivamente, a la determinación de la conductividad térmica y que atribuimos a un error de calibración en la sonda utilizada en la campaña FLUCALB I. Los resultados de distribución de temperaturas y conductividades térmicas en profundidad obtenidos, son un reflejo de la heterogeneidad de la capa sedimentaria más superficial compuesta de una mezcla de sedimentos pelágicos y sales mesinienses.

      Con respecto a la producción radiogénica de calor y la relación Th/U en granitos del Macizo Ibérico se observa, en general, valores considerablemente más bajos de los promedios estándar. La causa es que estos granitos son muy evolucionados y en ellos se ha producido un empobrecimiento en radioelementos, especialmente en Th, que cristalizaron en fases previas. De un detallado análisis de la relación de radioelementos con el SiO₂, se encuentra que, en afloramientos graníticos con contenidos de SiO₂ superior al 70%, podría darse un anómalo aumento de la producción radiogénica de calor con la profundidad a medida que se alcanzan los estadios de diferenciación en que cristalizaron los radioelementos, para después continuar con el decaimiento esperado. Este hecho habrá de ser tenido en cuenta cuando se quieran establecer leyes de decaimiento de la producción radiogénica de calor superficial, o relaciones con el flujo de calor superficial en el Macizo Ibérico.

      Por otro lado, el estudio de la estructura litosférica de la Península, ha sido abordado desde dos puntos de vista.

      En primer lugar, mediante una modelización 1 D, se han analizado diversas áreas de la parte emergida de la Península para explicar a que son debidas sus importantes diferencias de elevación si, en principio, estas áreas tienen un grosor cortical y litosférico similar. Los resultados obtenidos indican que el sur y el norte del macizo Ibérico tienen un grosor cortical similar pero la densidad cortical media es mucho mayor en el sur. Por otro lado, el grosor de la corteza bajo la cuenca del Duero no está bien determinado y según los valores sugeridos, un grosor de 32 km indicaría un valor medio de densidad cortical similar al del norte del Macizo Ibérico, mientras que un grosor de 35 km implicaría un valor parecido al de la corteza bajo la cuenca del Ebro. Por último, la peculiar relación entre elevación y grosor cortical de la cuenca Vasco-Cantábrica parece ser debida a la existencia de un corteza relativamente densa (media~2820 kgm^-3) y una litosféra relativamente gruesa (~135 km).

      En segundo lugar, se ha realizado un perfil litosférico de 1000 km de longitud, que cruza la mitad sur del macizo Ibérico, el margen Surportugués y el límite de placas entre Iberia y Africa. En este estudio se han integrado datos de flujo de calor, elevación, gravimetría, geoide, sísmica y geología. Uno de los principales resultados obtenidos ha sido la evidencia de una diferencia cortical entre la ZSP y las ZOM-ZCI, de acuerdo con el hecho de ser terrenos diferentes unidos durante la colisión hercínica. La corteza media en este dominio presenta un importante engrosamiento que ha sido modelizado en 3D y que parece explicar perfectamente la anomalía gravimétrica que domina el SO peninsular. La base de la corteza no presenta relieves significativos a lo largo del perfil a excepción de su elevación asociada al margen continental y su transición hacia el dominio oceánico. Por otro lado, en continente, la base de la litosfera muestra un adelgazamiento difícil de explicar ya que no se conocen eventos tectónicos recientes que hayan podido generarlo. Podría ser que el adelgazamiento fuera un artificio originado al suponer un manto litosférico homogéneo y que en realidad nos encontremos ante un manto litosférico empobrecido, remanente de la colisión hercínica. Al final del perfil, se observa un engrosamiento litosférico explicable por la compresión que sufre la zona o por encontrarnos ya en la litosfera oceánica africana, más antigua. En la transición hacia litosfera oceánica se ha descrito una corteza de transición con valores petrofísicos intermedios que une el dominio continental del golfo de Cádiz con el dominio oceánico de la cuenca del Sena.

      A new methodology has been applied to heat flow data acquired in oil wells. This methodology is based on previous studies of mineralogy and porosity of sedimentary rocks, and it assigns a reliable thermal conductivity to each well instead of using a standard value as in former methodologies.

      Heat flow data from the FLUCALB II survey expand to the South-Balear basin the data coverage obtained from FLUCALB I survey, carried out in the Alboran basin. A common fact in both surveys is the rising trend of the observed heat flow eastward and towards the center of the basins. In the South-Balear basin, heat flow values are consistent with those obtained in areas with processes of oceanic crust generation. According to previous studies carried out in the Alboran basin, we suggest a similar lithospheric structure for the South-Balear basin, with a lithospheric thinning eastward and towards the center of the basin. Quantitatively, a gap between the heat flow data obtained in both surveys is observed. This gap is due to differences in the thermal conductivity used in each survey, which we associate with a tuning error in the probe employed in the FLUCALB I survey. The results obtained concerning temperature and thermal conductivity distributions reflect that, in the center of the basin, the shallowest sedimentary layer has a heterogeneous composition of pelagic sediments and messinian salts.

      The radiogenic heat production and Th/U ratio obtained in the Iberian Massif granites are lower than the standard mean values. The reason is that this granites are high developed with the consequent depletion in radioelements, mainly in Th, due to the earlier crystallisation of them. Further studies of radioelements versus SiO₂ ratio show that, in granitic outcrops containing more than 70% of SiO₂, an anomalous increase of radiogenic heat production with depth could happen as the enriched phases are reached and then continue with the expected decay. Therefore, in the Iberian Massif, this behaviour should be account to establish superficial radiogenic heat production decay laws and in the relation with the superficial heat flow.

      In addition, the study of the Iberian Peninsula lithospheric structure has been realised from two different point of view.

      Firstly, some onshore areas of the Iberian Peninsula were analysed through 1 D modelling in order to explain the important elevation differences one can observe while, in principle, the crustal and lithospheric thickness are similar. The obtained results show that the northern and southern parts of the Iberian Massif have similar crustal thickness but higher mean crustal density for the southern part. Furthermore, the crustal thickness of the Duero basin is not accurate defined. Assuming a crustal thickness of 32 km, the mean crustal density is similar to the one in the northern part of the Iberian Massif. On the other hand, taking a crustal thickness of 35 km, the related density value is similar to that obtained for the Ebro basin crust. Finally, the peculiar relation between elevation and crustal thickness in the Vasco-Cantabrica basin is likely related to a relatively high density crust (~2820 kgm^-3) and to a relatively thick lithosphere (~135 km).

      On the other hand, a 1000 km long lithospheric transect has been performed integrating all the geophysical data available. This regional profile samples the southern part of the Iberian Massif, the Southportugues margin and the plate boundary between Africa and Iberia. One of the main obtained results is the crustal differences between the ZSP and the ZOM-ZCI, according to the fact that they are different terrains that collided in Hercinian times. The middle crust in that domain shows an important thickening that has been 3D forward modelled and would explain the gravimetric anomaly observed in the SW part of the Iberian Peninsula. The base of the crust has a relatively smooth topography along the studied transect apart of the elevations associated to the continental margin and to the continent-ocean transition. Furthermore, the continental lithosphere thinning obtained is difficult to argue due to the lack of recent tectonic events. Thus, the lithospheric thinning could be an artifact of assuming a homogeneous lithospheric mantle suggesting that a depleted mantle, remanent of the Hercinian collision should be considered. The lithospheric thickening obtained for the southernmost part of the transect could be explained by the compressional regime in the area, or it could be a consequence of the older African lithosphere. For the transition area between the Gulf of Cadiz continental domain and the Sena basin oceanic domain, we suggest a transition crust, with intermediate petrophysical values.

Abstract 3

I INTRODUCCIÓN 5
I1 PRESENTACIÓN 5
I2 FLUJO DE CALOR. CONSIDERACIONES GENERALES 8
I3 LITOSFERA TÉRMICA 9

II FLUJO DE CALOR Y LITOSFERA 13
II 1 TRANSPORTE CONDUCTIVO DE CALOR. ECUACIONES GENERALES 13
II 2 GRADIENTE GEOTÉRMICO NATURAL. ANOMALÍAS ASOCIADAS 19
II 2.1 Anomalías en termometrías de sondeos en tierra 20
II 2.2 Anomalías en termometrías de fondo marino 25
II 3 PROPIEDADES DEL MEDIO 30
II 3.1 Conductividad térmica 30
II 3.2 Producción radiogénica de calor 32
II 4 LITOSFERA OCEÁNICA, LITOSFERA CONTINENTAL 33 II 5 SIMILITUD ENTRE EL FLUJO DE CALOR EN OCÉANO Y CONTINENTE EN LITOSFERA ANTIGUA 36
II 6 LITOSFERA Y ASTENOSFERA 39
II 7 ISOSTASIA 40

III RECOPILACIÓN, ADQUISICIÓN Y PROCESADO DE DATOS DE FLUJO DE CALOR EN LA PENÍNSULA IBÉRICA 43
III 1 INTRODUCCIÓN 43
III 2 MARCO GEOLÓGICO 44
III 3 FLUJO DE CALOR EN SONDEOS DE AGUA Y MINEROS 47
III 3.1 Gradiente geotérmico 47
III 3.2 Conductividad térmica 50
III 3.3 Flujo de calor 52
III 4 FLUJO DE CALOR EN SONDEOS DE PETRÓLEO 56
III 4.1 Gradiente geotérmico 56
III 4.2 Conductividad térmica 57
III 4.3 Flujo de calor 65
III 5 FLUJO DE CALOR EN CAMPAÑAS MARINAS. CAMPAÑA EN LA CUENCA SUR-BALEAR (FLUCALB II, 1998) 71
III 5.1 Generalidades 71
III 5.2Campaña de flujo de calor en la cuenca Sur-Balear (FLUCALB II, 1998) 73

0 IV PRODUCCIÓN RADIOGÉNICA DE CALOR EN LA PENINSULA IBÉRICA. LA ANOMALÍA DEL GRANITO GALIÑEIRO 93
IV 1 INTRODUCCIÓN 93
IV 2 GEOQUÍMICA DEL URANIO, TORIO Y POTASIO 94
IV 3 PRODUCCIÓN RADIOGÉNICA DE CALOR EN LA PENÍNSULA IBÉRICA 96
IV 3.1 Relación A_o .-SiO₂ 102
IV 4 ANOMALÍA DE GALIÑEIRO (PONTEVEDRA) 107
IV 4.1 Características geológicas de la zona 107
IV 4.2 Modelización de una anomalía de producción radiogénica 109

V FLUJO DE CALOR Y RÉGIMEN TÉRMICO EN LA PENÍNSULA IBÉRICA 114
V 1 MAPA DE FLUJO DE CALOR DE LA PENÍNSULA IBÉRICA 114
V 2 FLUJO DE CALOR EN LAS PRINCIPALES UNIDADES TECTONOTÉRMICAS 117
V 3 LITOSFERA TÉRMICA EN LA PENÍNSULA IBÉRICA, ANÁLISIS 1 D 122

VI ESTRUCTURA LITOSFÉRICA EN EL SW DE LA PENÍNSULA IBÉRICA. PERFIL CUENCA DEL TAJO-CABO DE SAN VICENTE-LLANURA ABISAL DE SENA 131
VI 1 INTRODUCCIÓN 131
VI 2 MARCO GEOLÓGICO 133
VI 2.1 Macizo Ibérico 133
VI 2.2 Márgenes continentales y límite de placas Africa-Iberia 136
VI 3 METODOLOGÍA 139
VI 3.1 Ecuación térmica 139
VI 3.2 Elevación 140
VI 3.3 Anomalía gravimétrica de Bouguer 141
VI 3.4 Altura geoidal 142
VI 4 OBSERVABLES 144
VI 4.1 Flujo de calor 145
VI 4.2 Elevación 145
VI 4.3 Gravimetría 147
VI 4.4 Altura geoidal 148
VI 4.5 Sísmica 148
VI 5 PARÁMETROS PETROFÍSICOS DEL MODELO 152
VI 6 RESULTADOS 154
VI 7 DISCUSIÓN 158

VII CONCLUSIÓN 165

Indice de figuras y tablas 175

Referencias bibliográficas 181

      Mediante este trabajo, por un lado, se ha mejorado sensiblemente la información sobre el régimen térmico superficial de la península Ibérica y sus márgenes con el aporte de nuevos datos y la compilación y revisión de los ya existentes. Por otro lado, interpretando estos datos y agregando información adicional se han realizado estudios de la estructura de la litosfera térmica en diversos puntos de la península Ibérica, con especial énfasis en un perfil litosférico que cruza todo el sur del Macizo Ibérico y el margen Surportugués hasta acabar en corteza oceánica de la placa Africana.

      Tratamiento de datos

      En trabajos previos, la escasez de datos obligaba a aceptar termometrías altamente perturbadas o estimaciones de conductividad térmica poco rigurosas. Uno de los principales objetivos de este trabajo ha sido recopilar, revisar y aportar nuevos datos geotérmicos (gradiente geotérmico, conductividad térmica y producción radiogénica de calor) de la península Ibérica y sus márgenes. De esta forma se ha podido crear una base de datos de flujo de calor y producción radiogénica de calor de mayor fiabilidad y, a partir de aquí, elaborar las consiguientes cartografías (mapa de producción radiogénica de calor Fig. IV-1, pg.99; y de flujo de calor Fig. V-1, pg.115).

      Durante la revisión y recopilación de datos de flujo de calor se realizó un especial esfuerzo en la recuperación de la mayoría de los sondeos de petróleo con determinaciones de flujo de calor de muy baja o casi nula fiabilidad. Se descartaron las termometrías anómalas y se desarrolló una metodología empírica que, en base a trabajos previos de mineralogía y porosidad en sondeos, asigna una conductividad térmica promedio a partir de la litología y la edad de las formaciones (apartado III 4.2, pg.57). El error estimado en la determinación de la conductividad térmica promedio de un sondeo está en torno a un 10 %, suficiente para considerar fiable el flujo de calor obtenido de estos sondeos. De esta forma, se han recuperado 172 determinaciones de flujo de calor (Tabla III-5, pg.67)

      Campaña FLUCALB II

      A través de los datos adquiridos en la campaña FLUCALB II se han determinado 57 nuevos valores de flujo de calor (Tabla III-6, pg.81). Esta campaña fue realizada en 1997 en la cuenca Sur-Balear, como continuación de la campaña FLUCALB I en la cuenca de Alborán (Polyak et al., 1996). Uno de los intereses de la campaña FLUCALB II ha sido el desarrollo de la metodología de funcionamiento de una nueva sonda marina de flujo de calor, la primera adquirida en España.

      Un hecho sorprendente en los valores de flujo de calor obtenidos en esta campaña es que, en el área de intersección, presentan una discrepancia del 20 % frente a los valores procedentes de la campaña FLUCALB I. Mientras que los valores de gradiente en ambas campañas coinciden, las conductividades térmicas de la campaña FLUCALB I son un 20% mayores. Se cree que, por un problema de calibración, las conductividades térmicas de la campaña FLUCALB I fueron sobrestimadas. En todo caso, las diferencias relativas entre valores y las conclusiones cualitativas de ambas campañas serán correctas.

      Desde este punto de vista cualitativo, sí existe correlación entre ambas campañas. La estructura térmica del sistema formado por la cuenca de Alborán y la cuenca Sur-Balear muestra un flujo de calor que aumenta hacia el Este y de la periferia hacia el interior del sistema. En base a estos resultados, y como continuación de las conclusiones extraídas en Alborán por Torné et al. (2000), se puede describir para este sistema de cuencas una estructura Iitosférica que se adelgaza hacia el Este y de la periferia hacia el interior, llegándose a observar valores de flujo de calor en la cuenca Sur-Balear consistentes con procesos recientes de generación de corteza oceánica.

      Otro resultado notable obtenido en la cuenca Sur-Balear es que la distribución de conductividad térmica en profundidad para los primeros metros de la capa sedimentaria (~4m) es muy uniforme en la periferia de la cuenca y muy irregular en el interior (Fig. III-17, pg.88). Esto tiene un reflejo directo en las termometrías con un comportamiento similar, y sugiere que la capa sedimentaria más somera es bastante uniforme en la periferia de la cuenca donde el aporte sedimentario es mayor, y es muy heterogénea en el interior, posiblemente compuesta de una mezcla de sedimentos pelágicos y evaporitas mesinienses conducidas a niveles superiores por el intenso diapirismo que afecta a la zona.

      Producción radiogénica de calor

      A partir de 695 nuevos análisis en muestras rocosas del Macizo Ibérico facilitados por el Departamento de Mineralogía y Petrología de la Universidad de Granada, se han realizado 48 nuevas determinaciones de producción radiogénica de calor. Con estas nuevas determinaciones y la recopilación de las existentes se ha construido el mapa de producción radiogénica de calor de 86 formaciones rocosas del Macizo Ibérico y las Béticas (Fig. IV-1, pg.99; Tabla IV-1, pg.96)

      Los resultados obtenidos presentan una peculiaridad: la mayoría los granitos tienen una producción radiogénica de calor y una relación de radioelementos Th/U considerablemente más bajas de lo esperado para este tipo de rocas según los promedios establecidos (Fig. IV-2, pg.101). Ambos fenómenos están relacionados a un importante déficit de Th según los promedios establecidos. La razón de este déficit es que, en general, los afloramientos graníticos del Macizo Ibérico presentan tan alto grado de evolución que se han empobrecido en radioelementos, especialmente en Th. En principio, durante la cristalización fraccionada, en el magma se produce un enriquecimiento tanto en radioelementos como en sílice, hasta que se alcanza un grado de diferenciación en el que los radioelementos comienzan a cristalizar de forma relativamente brusca en sus minerales accesorios, primero el Th y después el U, a la vez que se enriquece en SiO₂.

      Relacionando las concentraciones de radioelementos con la concentración de SiO₂ se ha podido establecer un comportamiento general para la producción radiogénica de calor en los granitos del Macizo Ibérico. El máximo en producción radiogénica de calor de un afloramiento granítico coincidirá con un contenido de SiO₂ cercano al 70% y decaerá rápidamente para facies más evolucionadas. Este resultado advierte sobre el hecho de que muchas de las medidas de producción radiogénica de calor en superficie pueden dar una idea equivocada de la distribución de la producción radiogénica de calor en profundidad; pudiéndose dar el caso de que, en afloramientos graníticos con contenidos de SiO₂ superior al 70%, se observe un aumento de producción radiogénica de calor con la profundidad a medida que se alcanzan los estadios de diferenciación en que cristalizaron los radioelementos, para después continuar con el decaimiento esperado. Este hecho habrá de ser tenido en cuenta cuando se quiera establecer leyes de decaimiento de la producción radiogénica de calor superficial, o relaciones con el flujo de calor superficial en el Macizo Ibérico.

      En la determinación de valores de producción radiogénica de calor se ha obtenido una anomalía local extrema, un orden de magnitud superior a la media, asociada al ortogneis de Galiñeiro (Pontevedra). Se ha realizado una modelización bidimensional del efecto de esta anomalía sobre el régimen térmico regional obteniendo una perturbación de intensidad moderada cuya influencia queda reducida a las dimensiones del cuerpo anómalo (Fig. IV-6, pg.111). Por tanto, podrá considerarse válida la asunción de valores regionales de producción radiogénica de calor en la modelización de la estructura de la litosfera térmica de una zona heterogénea, como puede ser el Macizo Ibérico. De todas formas, no hay que descartar la posible influencia de producción radiogénica de calor anómala en anomalías locales de flujo de calor superficial, o de desviaciones de la temperatura en profundidad respecto de una evolución lineal. De aquí la necesidad de tener control sobre la producción radiogénica de calor del mayor número posible de formaciones rocosas.

      Régimen térmico y estructura de la litosfera en la península Ibérica.

      Englobando todos los datos geotérmicos se ha realizado un estudio sobre el régimen térmico en la peninsula Ibérica y sus márgenes (capítulo V, pg.114). Para ello se ha realizado una división según la principales unidades tectonotérmicas (áreas geológicas cuyo régimen térmico se ha visto globalmente alterado por un evento tectónico determinado). Estas unidades tectonotérmicas son: las cuencas terciarias, el margen Atlántico, el dominio Alpino, el Macizo Ibérico y el margen Mediterráneo. El Macizo Ibérico y, especialmente, las cuencas terciarias presentan valores anómalamente elevados debidos a perturbaciones por circulación de agua. Además, en el SO del Macizo Ibérico, se ha detectado una anomalía regional positiva de flujo de calor que parece ser debida a una producción radiogénica de calor especialmente elevada en la zona. El margen Mediterráneo es la unidad tectonotérmica mejor muestreada y donde el valor regional de flujo de calor es más elevado (86±33^-2 mWm 2), como consecuencia de verse sometida al evento tectonotermal más reciente, la extensión durante el Neógeno. Dentro de esta unidad se encuentra la cuenca Sur-Balear, que es el área con flujo de calor regional máximo, 101±21 mWm^-2. Este valor sugiere que la cuenca Sur-Balear debe presentar los valores máximos de adelgazamiento cortical y litosférico en el dominio peninsular.

      Continuando con un punto de vista a escala peninsular, se ha realizado un estudio unidimensional para tratar de correlacionar las variaciones topográficas y la estructura de la litosfera térmica en la parte emergida de la península Ibérica (apartado V 3, pg.122). En principio, parece ser que no existen grandes variaciones de grosor litosférico o cortical en la Península a excepción de los Pirineos, las Béticas y la cordillera Cantábrica; por contra, excluyendo estas áreas, se observan variaciones topográficas de hasta 600 m. Bajo las hipótesis de isostasia local y transporte conductivo de calor en régimen estacionario, se asume que las variaciones en elevación observadas son debidas a desviaciones respecto del grosor cortical de referencia (32 km) o bien de la densidad cortical media de referencia (2775 kgm^-3).

      Este análisis realizado en cuatro áreas geológicas ha dado los siguientes resultados principales:

      El norte y sur del Macizo Ibérico parecen tener un grosor cortical similar (~30 km) pero la densidad cortical media es considerablemente mayor en el sur, hecho que concuerda con un importante aumento de la anomalía de Bouguer en el SO peninsular.

      Para la cuenca del Duero se han sugerido dos posibles grosores corticales, 32 y 35 km. Un grosor cortical de 32 km conduce a valores medios de densidad cortical similares a los del norte del Macizo ibérico, mientras que un grosor de 35 km implica valores parecidos a los de la corteza bajo la cuenca del Ebro. Una mejor determinación del grosor cortical en la zona permitirá precisar más sobre la naturaleza de la corteza bajo la cuenca del Duero.

      Por otro lado, se ha estudiado la cuenca Vasco-Cantábrica donde, como en toda la cordillera Cantábrica, se observa una corteza fuertemente engrosada junto con una elevación media moderada (Fig. V-5, pg.123). Para que haya compensación isostasia local, se requiere una densidad elevada en la columna litosférica que mantenga esta relación de grosor cortical y elevación. Existen tres soluciones factibles: o la litosfera es extremadamente gruesa, o la densidad cortical extremadamente elevada, o se trata de una litosfera relativamente gruesa con una corteza relativamente densa. En principio las evidencias, sin ser ni mucho menos determinantes, apuntan a esta última como la más probable. En todo caso, este punto queda abierto a un futuro estudio más detallado que integre nuevos datos y más observables desde una perspectiva bidimensional, como el estudio realizado a lo largo de un perfil al SO de la península Ibérica.

      Perfil litosférico en el SO peninsular

      Este perfil litosférico propone una estructura litosférica a través del Macizo Ibérico y el margen Atlántico. Tiene aproximadamente 1000 km y comienza en el centro de la península Ibérica, atraviesa la mitad sur del Macizo Ibérico, el margen Surportugués, la zona de transición océano-continente y acaba en corteza oceánica perteneciente a la placa Africana tras haber atravesado la zona de límite de placas Ibero-Africana. La modelización se basa en un algoritmo que combina el ajuste simultáneo de datos de flujo de calor, elevación, gravimetría y geoide (apartado VI 3, pg.139). De esta forma se ha obtenido una estructura litosférica compuesta por 11 materiales diferentes, de los cuales 9 son corticales y los otros son el manto litosférico y el astenosférico (Fig. VI-9, pg.155; Fig. VI-10, pg.157).

      En la definición de estos materiales se han encontrado las siguientes características principales. La corteza superior de la zona Surportuguesa (ZSP) es considerablemente más densa que la corteza superior de la zona de Ossa Morena y de la zona Centro Ibérica (ZOM y ZCI). Esta diferencia de densidad se explica por la diferente naturaleza de ambas cortezas. La ZSP es un terreno acretado durante la colisión hercínica en el que en ningún momento aflora el basamento preorogénico, y cuyo contacto con la ZOM lo forman, de norte a sur, el complejo de Beja-Acebuches, la unidad de Pulo do Lobo y la Faja Pirítica (Fig. VI-2, pg.135). Beja-Acebuches es un complejo ofiolítico al que se le han asignado característica petrofísicas de corteza media. La unidad de Pulo do Lobo y la Faja Pirítica se han englobado en un solo cuerpo de alta producción radiogénica de calor y alta conductividad térmica que explican la anomalía de flujo de calor descrita en la zona y que vendrían asociadas a la gran cantidad de sulfuros y rocas volcánicas presentes en la zona. Entre el dominio continental del golfo de Cádiz y el dominio oceánico de la cuenca abisal del Sena se ha descrito un cuerpo con material de densidad intermedia que se propone como corteza de transición océano-continente.

      Con relación a la estructura litosférica del dominio continental se han obtenido tres resultados principales: una corteza media engrosada en las ZSP y ZOM-ZCI, un relieve de la base de la corteza sin variaciones laterales significativas, y un adelgazamiento litosférico que afecta a la ZOM y ZSP (Fig. VI-9, pg.155; Fig. VI-10, pg.157).

      Se han propuesto unos límites al engrosamiento de la corteza media encontrado por González et al. (1998) en parte de la ZSP. Este engrosamiento, producto de la colisión de la ZSP con las ZOM-ZCI durante el Hercínico, parece también afectar a toda la ZOM y a parte de la ZCI y ser el responsable de la notable anomalía gravimétrica de Bouguer que afecta al SO peninsular. Esta estructura cortical implica una densidad media mayor en el sur que en el norte del Macizo Ibérico, como ya se había adelantado en el estudio unidimensional de la estructura litosférica realizado en diversos puntos de la península Ibérica.

      Para profundizar más en la relación existente entre este engrosamiento y la anomalía gravimétrica que afecta al SO peninsular, se ha modelizado su contribución al campo gravimétrico mediante un algoritmo 3D. Esta contribución, junto con la de los cuerpos anómalos asociados al contacto ZSP-ZOM, se ha restado a la señal gravimétrica observada (Fig. VI-12, pg.159). Como resultado, se ha reducido significativamente la anomalía gravimétrica quedando restringida al dominio de la ZSP, en buen acuerdo con el hecho de tratarse de una corteza alóctona más densa que la autóctona ZOM-ZCI.

      La base de la corteza tiene un perfil suave con un esperado ascenso, asociado al margen continental y su transición hacia el dominio oceánico, como única variación lateral significativa (Fig. VI-10, pg.157). Ha sido imposible ajustar de una forma geológicamente coherente los observables si se considera la importante raíz cortical propuesta por otros autores bajo la ZSP (González et al., 1998).

      Respecto al ligero adelgazamiento litosférico que afecta, fundamentalmente, a las ZSP-ZOM, hay que decir que equivale a una variación lateral en la distribución de densidades de esta zona frente a la distribución de densidades en la ZCI y el dominio oceánico. Esta variación lateral de densidades provoca un defecto de masa a nivel de la base del manto litosférico que se refleja en los observables. A la hora de modelizar, se ha asumido que el manto es homogéneo y que las variaciones de densidad son debidas, exclusivamente, al efecto de contracción térmica. De ser cierta esta suposición, el adelgazamiento es real, aunque no se conoce ningún mecanismo tectónico suficientemente reciente que haya podido generar y mantener la perturbación térmica necesaria. Otra posibilidad es que la suposición anterior no sea cierta, en este caso el defecto de masa podría ser debido a una heterogeneidad en la base del manto litosférico. El origen de esta heterogeneidad podría ser herencia del proceso de subducción oceánica y colisión continental que afectó a la zona durante el Hercínico. Este proceso pudo haber provocado fusión parcial del manto litosférico con lo que su densidad se habría visto reducida de forma permanente debido a cambios composicionales, como se observa en otros mantos empobrecidos ‘depleted mantle’ (White y McKenzie, 1989; Doin et al., 1996). En este caso, la base de la litosfera continental podría ser una superficie sin relieves, y el abombamiento astenosférico presentado estaría ocupado por manto litosférico empobrecido, con una densidad similar a la de la astenosfera (Fig. VI-14, pg.163).

      En mar, los principales resultados han sido la descripción de la transición océano-continente y de la transición a través del límite de placas entre Iberia y Africa.

      Se ha propuesto una corteza de transición como paso de la corteza continental del golfo de Cádiz a la corteza oceánica de la cuenca abisal del Sena. Esta corteza de transición queda inmersa en la amplia zona del complejo límite de placas Ibero-Africano. La complejidad y anchura de este límite podrían ser debidas a que las dos litosferas que entran en contacto tienen una naturaleza similar y a que el régimen tectónico, esencialmente transpresivo, afecta a ambas zonas de transición océano-continente. Asociado a este límite de placas hay un engrosamiento litosférico que podría ser debido a producirse una transición a una litosfera más antigua y por tanto más gruesa (la Africana) o, alternativamente, como sugiere Seber (1996), a la convergencia de las placas Euroasiática y Africana. Lo que este estudio no puede determinar es si esta convergencia se traduce en un proceso de subducción, como sugieren Purdy (1975) y Le Pichon (1970), o si todos los esfuerzos compresivos son acomodados por movimientos verticales de bloques litosféricos a través de fallas profundas (Bergeron y Bonin 1991, Sartori et al., 1994).