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
Resumen Abstract Índice Conclusiones
Durán Oreja, Manuela
2025-A
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Resumen
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 sólo 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.
During the late Variscan orogeny, lithospheric shortening and thickening resulted in gravitational instabilities that led to collapse. As a result, interconnected extensional detachment systems and normal faults were created. The zones affected by extension evolved to low pressure, at still high temperature conditions. Simultaneously, there was an intense migration of hydrothermal fluids and melt that led to the formation of thermal domes. These are now clearly observed in the northwestern and central regions of the Iberian Massif, namely in the West Asturian Leonese Zone and in the Central Iberian Zone.
In the course of the Variscan Orogeny, three episodes of compression (C1, C2 and C3), and two stages of extension (E1 and E2), took place in these regions. The compressional deformation resulted in the development of two oroclines: the Ibero-Armorican Arc (IAA) to the North and the Central Iberian Arc (CIA) to the South. These two lithospheric-scale structures bended the initially approximately linear Iberian Variscan orogen, contributing to its present day S-shape geometry.
A significant number of outcrops in the Iberian Massif allow the geological characterization of the IAA. However, the CIA is largely covered by the sediments of the Duero and Tajo river basins, resulting in a lack of outcrops to study it. The characterization of its geometry is based on these outcrops, which are often isolated from each other by the most recent cover. Accordingly, indirect techniques must be used to better define its geometry and study its tectonic evolution, with magnetic anomaly mapping and paleomagnetism being of particular importance.
The Aeromagnetic map of Iberia shows a series of long wave-length, high amplitude anomalies that overlap gneissic domes located in the core of the CIA and on its northern limb. On the other side, the geometry of the CIA s outer part is partly defined by the arcuate shape of short wave-length, low amplitude anomalies that do not overlap thermal domes. The characterization of these two very different types of anomalies can give us clues to shed light on the late Variscan evolution of the orogen in the northwest and center of the Iberian Massif.
Previous studies focused on the first group of anomalies (high amplitude and wavelength) have determined that one of the largest and highest amplitude anomalies, the EGMA (Eastern Galicia Magnetic Anomaly), is related to the late-Variscan extensional tectonics. This anomaly coincides with the Lugo-Sanabria Dome, to the West of the West Asturian Leonese Zone, on the northern limb of the CIA. In this area, metasediments show high magnetic susceptibilities when located within the extensional shear zones and their associated normal faults, like those outcroping in the Xistral Tectonic Window (Northwest of the Lugo Dome). Detailed magnetic mapping evidenced that high resolution magnetic anomalies coincide exactly with the extensional structures outcropping in the Xistral Tectonic Window. Therefore, there appears to be a genetic link between extensional tectonics and the crystallization of magnetic minerals (magnetite and hematite). However, the processes leading to this association are not known. In order to understand this fact, a petrological study of pairs of samples (magnetic and non-magnetic) located in the same structural position was carried out in order to see if the pressure-temperature (P-T) diagrams obtained from each pair supported the hypothesis of this genetic relationship between extension and crystallization of magnetic minerals. In fact, the non-magnetic samples, located farther away from the extensional structures, recorded compression and Barrovian, or intermediate pressure (560-640 C; 5-8,7 kbar) metamorphism. On the other hand, the magnetic samples, collected on outcropping extensional structures, hardly show evidence of compression with some relict minerals. In contrast, their mineral associations are typical of low-pressure Buchan-type metamorphism, with similar or lower temperatures (500-620 C; 1,5-6 kbar) than those of Barrovian metamorphism recorded by their non-magnetic counterparts. It is thus inferred that the crystallization of magnetic minerals occurred during extensional events.
Another long wave-length and high amplitude anomaly located in the center of the CIA is the CSMA (Central System Magnetic Anomaly). This anomaly also coincides with a thermal dome, and accordingly its origin was thought to be related to the late-Variscan extensional events. Detailed magnetic mapping and magnetic susceptibility measurements of the outcropping rocks have been carried out in this area. Results show that, in contrast to the EGMA, the only outcropping magnetic rocks are the tholeiitic gabbros of the Alentejo-Plasencia Dike (DAP), generated by the opening of the Atlantic Ocean. In addition, other scarce, magnetic basic rocks intrude faults parallel to the DAP and other families of conjugate faults. Furthermore, no extensional detachments have been identified, nor have metamorphic rocks with high magnetic susceptibility been found in the area covered by this anomaly. It is possible that detachments exist, or have existed at depth, beneath outcropping granites, although they might have been assimilated by the igneous rocks. Thus, the CSMA, as observed on the Aeromagnetic map of Iberia and in the detailed mapping we have obtained, is not explained by the magnetism of the basic rocks of the DAP and the associated dykes. Probably its source is located at depth and has none or little surface expression.
The southeastern part of the Central Iberian Zone features a series of C1 and C3 folds interferences. A study of the paleomagnetism of the affected rocks can provide crucial insights into the age of formation of the CIA and its relationship to the IAA. Folding interference can be studied in the Cambrian limestone outcrops (Urda-Los Navalucillos Limestone) in the Montes de Toledo. A paleomagnetic study has been carried out there to identify components that allow us to determine the temporal relationship with the Variscan tectonic evolution. We have identified a stable paleomagnetic component, carried by pyrrhotite, in four different outcrops located near the CIA hinge. The mean magnetic vector directions per outcrop show a low, negative, and stable inclination, consistent with the age expected for the development of the CIA (~320 Ma).
However, the declination varies from North to Northwest among the different stations sampled. The polarity of the magnetization confirms that the magnetization was acquired during an episode of mostly normal polarity, when the Iberian Peninsula was in the Southern Hemisphere, close to the Equator. This implies that it predates the Kiaman reverse superchron. On the other hand, the variation in declination suggests that a 42 clockwise, vertical axis rotation occurred on the southern limb of the CIA (in present coordinates). This took place synkinematically with the C3 compressional event and before 318 Ma (beginning of the Kiaman superchron). Subsequently, a large counterclockwise rotation, related to the formation of the IAA, affected these outcrops, giving rise to the characteristic S geometry of the Variscan Orogen in the Iberian Massif.
The integration of these three lines of investigation in relation to the magnetic anomalies of the inner region of the Iberian Massif allowed us to determine the age of formation of the CIA and to elucidate the relationship between extensional tectonics and magnetic anomalies.
Capítulo 1 Antecedentes y objetivos ………………………………………………………………………………. 1
1.1 Antecedentes …………………………………………………………………………………………………………. 1
1.2 Objetivos ……………………………………………………………………………………………………………….. 6
Capítulo 2 Contexto geológico y geofísico ……………………………………………………………………….. 7
2.1 Contexto geológico…………………………………………………………………………………………………. 7
2.1.1 El Macizo Ibérico ………………………………………………………………………………………………….. 7
2.1.2 La Zona Asturoccidental-Leonesa (WALZ) ……………………………………………………………… 11
2.1.3 La Zona Centro Ibérica (CIZ) …………………………………………………………………………………. 12
2.1.4 El Arco Centro Ibérico: aproximación histórica ………………………………………………………. 17
2.2 Contexto geofísico: el Mapa aeromagnético de la Península Ibérica …………………………….. 19
Capítulo 3 Fundamentos geofísicos y metodología del paleomagnetismo …………………………. 23
3.1 El Campo Magnético Terrestre. La señal paleomagnética …………………………………………… 23
3.2 Magnetismo natural de las rocas …………………………………………………………………………….. 28
3.3 Mineralogía magnética ………………………………………………………………………………………….. 31
3.3.1 Magnetita (Fe3O4) ………………………………………………………………………………………………. 31
3.3.2 Hematites (?-Fe2O3) …………………………………………………………………………………………… 32
3.3.3 Pirrotina (Fe7S8 – Fe11S12) ……………………………………………………………………………………… 32
3.4 Estructura en dominios de los minerales magnéticos …………………………………………………. 32
3.5 Magnetización inducida, remanente y viscosa ………………………………………………………….. 34
3.6 Mecanismos de adquisición de la magnetización remanente natural ……………………………. 35
3.7 Fábrica magnética …………………………………………………………………………………………………. 37
3.7.1 Anisotropía de la susceptibilidad magnética ………………………………………………………….. 38
3.8 Técnicas en Paleomagnetismo ……………………………………………………………………………….. 42
3.8.1 Extracción de muestras orientadas en el campo …………………………………………………….. 42
3.8.2 Técnicas paleomagnéticas de laboratorio ……………………………………………………………… 43
3.8.3 Análisis de las componentes de la magnetización …………………………………………………… 46
3.8.4 Pruebas de fiabilidad ………………………………………………………………………………………….. 47
3.8.5 Anisotropía de la susceptibilidad magnética a temperatura ambiente (RT-AMS)…………. 49
3.9 Identificación de minerales magnéticos: magnetismo de rocas …………………………………… 49
3.9.1. Curvas de susceptibilidad y magnetización inducida vs. temperatura ………………………. 50
3.9.2 Magnetización remanente isoterma …………………………………………………………………….. 51
3.9.2.1 Ciclos de histéresis …………………………………………………………………………………………… 52
3.9.2.2 Curvas de adquisición de la magnetización remanente isoterma (IRM) ………………….. 53
3.9.2.3 Determinación del backfield ……………………………………………………………………………… 54
3.9.3 Desmagnetización térmica de la IRM en tres componentes …………………………………….. 55
3.10 Metodología en la obtención de la Cartografía magnética de alta resolución ………………. 56
3.10.1 Las anomalías magnéticas …………………………………………………………………………………. 56
3.10.2 Metodología ……………………………………………………………………………………………………. 58
3.10.2.1 Adquisición de datos magnéticos …………………………………………………………………….. 58
3.10.2.2 Procesado de los datos …………………………………………………………………………………… 61
3.10.2.3 Cartografía magnética resultante …………………………………………………………………….. 61
3.10.2.3.1 Mapa de la anomalía magnética absoluta ………………………………………………………. 61
3.10.2.3.2 Mapa aeromagnético de las áreas de interés ………………………………………………….. 62
3.10.2.4 Operaciones matemáticas con los mapas magnéticos ………………………………………… 62
3.10.2.4.1 Mapa de la anomalía magnética absoluta reducido al polo ………………………………. 62
3.10.2.4.2 Continuación hacia arriba (Upward continuation) …………………………………………… 63
3.10.2.4.3 Deconvolución de Euler ……………………………………………………………………………….. 64
3.10.2.4.4 Espectro radial de potencia (Radially averaged power spectrum) ……………………….. 64
3.10.2.5 Modelización directa 2.75D de la anomalía magnética absoluta ………………………….. 65
Capítulo 4 La anomalía magnética del Domo de Lugo ……………………………………………………… 67
4.1 Introducción ………………………………………………………………………………………………………… 68
4.2 Contexto geológico y geofísico de la Ventana Tectónica de Xistral ………………………………. 69
4.3 Cartografía magnética de la ventana de Xistral …………………………………………………………. 77
4.3.1 Mapa de la anomalía magnética absoluta ……………………………………………………………… 78
4.3.2 Mapa aeromagnético …………………………………………………………………………………………. 80
4.3.3 Mapa de susceptibilidades magnéticas …………………………………………………………………. 82
4.3.4 Mapa de la anomalía magnética absoluta reducida al polo ……………………………………… 83
4.3.5 Continuación hacia arriba a 3000 m ……………………………………………………………………… 84
4.3.6 Deconvolución de Euler ………………………………………………………………………………………. 85
4.3.7 Espectro radial de potencia …………………………………………………………………………………. 86
4.3.8 Modelización directa 2.75D de la anomalía magnética absoluta ………………………………. 87
SECCIÓN 1 …………………………………………………………………………………………………………………. 89
SECCIÓN 2 …………………………………………………………………………………………………………………. 91
4.4 Aportación de la Petrología Metamórfica a la interpretación de la EGMA . ………………….. 93
4.4.1 Metodología ……………………………………………………………………………………………………… 93
4.4.2 Resultados ………………………………………………………………………………………………………… 98
4.4.2.1. Petrografía y química mineral ………………………………………………………………………….. 98
4.4.2.1.1 Par MF-MFm ………………………………………………………………………………………………… 99
4.4.4.1.2 Par LD-LDm ………………………………………………………………………………………………… 102
4.4.2.1.3 Par MH-MHm ……………………………………………………………………………………………… 105
4.4.2.2 Cálculo del equilibrio de fases …………………………………………………………………………. 109
4.4.2.1.1 Par MF-MFm ………………………………………………………………………………………………. 109
4.4.2.1.2 Par LD-LDm ………………………………………………………………………………………………… 112
4.4.2.1.3 Par MH-MHm ……………………………………………………………………………………………… 115
4.5 Relaciones entre magnetismo, estructuras y litología en la Ventana Tectónica de Xistral.118
4.5.1 Implicaciones estructurales de los modelos 2.75D ……………………………………………….. 120
4.5.2 Origen de la EGMA según el análisis petrológico en la VentanaTectónica de Xistral…… 121
Capítulo 5 Aportaciones del paleomagnetismo al origen del Arco Centro Ibérico ………………. 127
5.1 Introducción ………………………………………………………………………………………………………. 127
5.2. Contexto Geológico y Geofísico de los Montes de Toledo ……………………………………….. 128
5.3 Estudios paleomagnéticos previos ………………………………………………………………………… 131
5.4. Paleomagnetismo en la Caliza de Urda-Los Navalucillos ………………………………………….. 132
5.4.1 Muestreo ………………………………………………………………………………………………………… 132
5.4.2 Resultados ………………………………………………………………………………………………………. 133
5.4.2.1 Magnetismo de rocas …………………………………………………………………………………….. 133
5.4.2.2 Magnetización natural remanente …………………………………………………………………… 136
5.4.2.3 Direcciones paleomagnéticas ………………………………………………………………………….. 141
5.4.2.4 Test de pliegue ……………………………………………………………………………………………… 142
5.5 Fábricas magnéticas de la Caliza de Urda-Los Navalucillos ……………………………………….. 146
5.6 Interpretación y discusión ……………………………………………………………………………………. 149
5.6.1 Adquisición de la magnetización remanente característica (ChRM) ………………………… 149
5.6.2 Contribución del paleomagnetismo en los Montes de Toledo a la comprensión de la
tectónica tardi-Varisca ………………………………………………………………………………………………. 155
5.6.3 Importancia de los resultados paleomagnéticos …………………………………………………… 158
5.6.4 Contribución de la AMS a la interpretación de la deformación ………………………………. 159
Capítulo 6 La Anomalía Magnética del Sistema Central …………………………………………………. 161
6.1 Introducción ………………………………………………………………………………………………………. 161
6.2 Contexto geológico y geofísico del Sistema Central …………………………………………………. 162
6.2.1 El Sistema Central y su encajante ……………………………………………………………………….. 162
6.2.2 El Dique Alentejo-Plasencia ……………………………………………………………………………….. 166
6.2.3 Signatura aeromagnética del Sistema Central Occidental ………………………………………. 167
6.3 Cartografía magnética de alta resolución en del Sistema Central ………………………………. 169
6.3.1 Adquisición de los datos magnéticos en tierra ……………………………………………………… 169
6.3.2 Mapa de la anomalía magnética absoluta ……………………………………………………………. 170
6.3.3 Mapa de la anomalía magnética absoluta reducida al polo ……………………………………. 171
6.3.4 Continuación hacia arriba a 1500 m ……………………………………………………………………. 173
6.3.5 Espectro radial de potencia ……………………………………………………………………………….. 175
6.4. Discusión sobre el origen de la Anomalía Magnética del Sistema
Central………………………………………………………………………………………………………………………176
Capítulo 7 Conclusiones …………………………………………………………………………………………….. 179
7.1 Cartografía magnética de la Ventana Tectónica de Xistral ………………………………………… 179
7.2 Aportación de la Petrología Metamórfica a la interpretación de la EGMA ………………….. 180
7.3 Paleomagnetismo en la Caliza de Urda-Los Navalucillos …………………………………………… 181
7.4 La Anomalía Magnética del Sistema Central …………………………………………………………… 182
7.1 Magnetic mapping of the Xistral Tectonic Window …………………………………………………. 184
7.2 Contribution of the metamorphic petrology to the interpretation of the EGMA …………… 184
7.3 Paleomagnetism in the Urda-Los Navalucillos Limestone …………………………………………. 185
7.4 The Central System Magnetic Anomaly ………………………………………………………………….. 186
Capítulo 8 Referencias ………………………………………………………………………………………………. 189
7.1 CARTOGRAFÍA MAGNÉTICA DE LA VENTANA TECTÓNICA DE XISTRAL
Los datos magnéticos adquiridos durante dos campañas terrestres (2015 y 2016) en la
Ventana Tectónica de Xistral han servido como base para la realización de una
cartografía magnética que aporta nuevos datos en cuanto al origen de la EGMA (Eastern
Galicia Magnetic Anomaly) y a su relación con las principales estructuras Variscas.
Se ha adquirido un mapa magnético terrestre en un domo estructural y metamórfico
extensional tardío de la Orogenia Varisca que coincide con la EGMA. Nuestro estudio
cubre la Ventana Tectónica de Xistral, donde aflora el autóctono relativo del Manto de
Mondoñedo y parte de las rocas que la rodean. El nuevo mapa muestra anomalías de
longitud de onda relativamente corta y gran amplitud que deben modelarse con cuerpos
magnéticos someros. Los máximos coinciden con afloramientos de zonas de cizalla
extensional previamente identificadas y asociadas a despegues tardi-Variscos. Las más
importantes son la Zona de Cizalla de Viveiro, la Zona de Cizalla Basal del Manto de
Mondoñedo, reactivada durante la extensión, y el Despegue Extensional Inferior, cuyas
bandas de deformación dúctil tienen unos pocos kilómetros de espesor. La primera y la
última son responsables de las anomalías de mayor amplitud.
Hay una relación directa entre las anomalías y las rocas metamórficas de alta T/baja P
del Domo de Lugo. Esto no implica una relación biunívoca entre magnetización y
litología. Únicamente cuando dichas rocas se encuentran en las zonas de cizalla de los
despegues de las fases E1 y sobre todo E2, pudieron desarrollar magnetita abundante y
contribuyen mayoritariamente a la anomalía. Las rocas magnéticas incluyen granitos
inhomogéneos, migmatitas, paragneises, cuarcitas, y esquistos. Estas litologías pueden
tener alta susceptibilidad magnética y también portar una magnetización remanente
que con frecuencia es de polaridad inversa.
La modelización de la anomalía a lo largo de dos secciones geológicas en el Sur de la
Ventana Tectónica de Xistral muestra que el buzamiento de la Falla de Viveiro y su zona
de cizalla asociada es menor de lo estimado hasta la fecha, situándose en torno a los 20°
al Oeste.
Los resultados de este trabajo corroboran los últimos modelos acerca del origen de la
EGMA y aportan información acerca de la edad y evolución de los dos oroclinales
presentes en el Macizo Ibérico, puesto que parecen indicar que la magnetización es
anterior a la formación del Arco Ibero-Armoricano.
7.2 APORTACIÓN DE LA PETROLOGÍA METAMÓRFICA A LA
INTERPRETACIÓN DE LA EGMA
Se ha estudiado, desde un punto de vista metamórfico, el origen de la Anomalía
Magnética de Galicia Oriental (EGMA) en la parte Norte del Domo de Lugo, ya que
trabajos estructurales y geofísicos previos han mostrado su relación con los despegues
extensionales dúctiles de finales de la Orogenia Varisca. La componente inducida de la
magnetización es fundamentalmente portada por magnetita mientras que la hematites
es la principal portadora de la remanencia.
La investigación confirma que la cristalización de la magnetita está relacionada con la
evolución metamórfica del domo gneísico. Se han realizado cálculos de equilibrio de
fases en tres pares de muestras, cada par perteneciente a la misma unidad estratigráfica,
y en dos de los casos con una posición estructural comparable en el Manto de
Mondoñedo o su autóctono relativo. Cada par contiene un miembro no magnético y un
equivalente magnético. Mientras que las muestras no magnéticas registran las
condiciones metamórficas del evento metamórfico de tipo Barroviense relacionadas con
el engrosamiento de la corteza orogénica (560-640 °C; 6,5-8,7 kbar), las asociaciones
minerales dominantes en las muestras magnéticas se desarrollaron tras la
descompresión en condiciones típicas de un gradiente de tipo Buchan, de baja presión
y alta temperatura (500-620 °C; 1,5-6 kbar).
Se interpreta que la magnetización se produjo durante la exhumación, como resultado
de la interacción roca-fluido en tres despegues extensionales. Dos de ellos son la
reactivada Zona de Cizalla Basal del Manto de Mondoñedo y el Despegue Extensional
Inferior, y el tercero es la Zona de Cizalla de Viveiro.
En el par muestreado en el bloque superior del Cabalgamiento Basal del Manto de
Mondoñedo, la muestra no magnética refleja las condiciones Barrovienses en la base
del manto, mientras que la muestra magnética, cuya posición estaba originalmente
varios kilómetros más arriba, refleja la evolución del tercer despegue significativo, la
Falla de Viveiro y su zona de cizalla. En este último caso, la evolución fue progradante
debido a la ausencia de exhumación significativa y al calor proporcionado por el ascenso
del Domo de Lugo, caliente y con rocas parcial o totalmente fundidas.
7.3 PALEOMAGNETISMO EN LA CALIZA DE URDA-LOS NAVALUCILLOS
Se ha llevado a cabo un estudio magnético y paleomagnético en calizas Cámbricas de la
región de Urda, en la Zona Centro Ibérica, donde existe una interferencia entre las fases
de plegamiento Variscas C1 y C3. La zona de estudio y los afloramientos muestreados
fueron elegidos de forma que no mostraran influencia térmica de la deformación
extensional tardi-Varisca ni del metamorfismo asociado de alta T/baja P común en las
partes internas del Macizo Ibérico. Los resultados obtenidos son significativos para la
interpretación de los dos oroclinales Variscos de la Península Ibérica.
Los datos paleomagnéticos muestran una remagnetización estable portada por pirrotina
con declinaciones de Norte a Noroeste y bajas inclinaciones negativas compatibles con
la adquisición durante un cron Carbonífero medio, anterior al evento Kiaman, de
polaridad inversa. Las variaciones en la declinación se explican por la adquisición
durante y sobre todo, después del desarrollo de los pliegues C3 y son congruentes con
una rotación de eje vertical en el sentido de las agujas del reloj de lo que constituye el
actual flanco Sur del Arco Centro Ibérico. Estos datos refuerzan la idea de la existencia
de una rotación del eje vertical, parcialmente contemporánea con el plegamiento C3,
relacionada con el desarrollo del Arco Centro Ibérico. Así mismo sugieren una edad
relativamente antigua en el desarrollo de ese plegamiento y arco en relación con el Arco
Ibero-Armoricano. Tanto el plegamiento C3 como la formación del Arco Centro Ibérico
están genéticamente relacionados y probablemente ocurrieron durante el
Serpukhoviense-Bashkiriense.
7.4 LA ANOMALÍA MAGNÉTICA DEL SISTEMA CENTRAL
La adquisición de un mapa magnético al Norte de la Sierra de Gredos y en el Complejo
de la Peña Negra ha proporcionado datos de mayor resolución que la del Mapa
aeromagnético de España Peninsular que han permitido avanzar en los modelos acerca
del origen de la anomalía. Dichos resultados son extrapolables a toda la anomalía
magnética del Sistema Central Español.
El nuevo mapa de anomalía magnética absoluta obtenido indica que la fuente más
superficial de la anomalía es el Dique Alentejo-Plasencia. Ello viene corroborado por las
susceptibilidades magnéticas medidas en campo ( <30 x 10-3 SI), la geometría de la
anomalía asociada (linear, con máximos y mínimos vinculados) y el resultado de los
espectros radiales.
Por otro lado, el Mapa aeromagnético de la Península Ibérica muestra un máximo de
mayor intensidad al Sureste del dique que no ha sido totalmente caracterizado en
nuestros datos. Esto se debe probablemente a que la fuente de dicho máximo no aflora
y su longitud de onda es mayor que la zona abarcada en este estudio. Esto viene
apoyado por el hecho de que las rocas aflorantes tienen valores de la susceptibilidad
magnética bajos ( <0.3 x 10-3 SI). Sin embargo, la dificultad de acceso a partes del área
estudiada puede haber influido en la cartografía de la anomalía obtenida, debido a un
muestreo incompleto de las susceptibilidades magnéticas.
En el Domo Extensional de Lugo-Sanabria, los despegues extensionales se desarrollaron
bajo unas condiciones metamórficas que favorecieron la magnetización de las rocas
durante la deformación. Sin embargo, la relación entre la magnetización y los despegues
extensionales se ha establecido únicamente en el Domo de Lugo, que representa la
parte Norte de la EGMA, donde la erosión alcanzó partes profundas del Manto de
Mondoñedo y su autóctono relativo, que aflora en la Ventana Tectónica de Xistral. En el
Domo de Sanabria, que representa niveles estructurales más altos y coincide con la
parte Sur de la EGMA, no se han identificado despegues extensionales.
Puesto que el Sistema Central es también un domo térmico, se puede proponer un
origen similar al de la EGMA para la anomalía magnética estudiada.
Desafortunadamente, no se han identificado despegues extensionales en esta parte del
Sistema Central. Además, la gran cantidad de granitos tardíos hace que estas
estructuras, de haber existido, hayan sido asimiladas por los granitos, dificultando su
identificación, por lo que esta hipótesis no puede ser probada. De cualquier manera, la
componente de gran longitud de onda de la anomalía del Sistema Central parece sugerir
una fuente no aflorante.