The Cretaceous alkaline magmatism in northeast IberiaIgneous processes and geodynamic implications

Resumen

Durante la apertura del océano Atlántico, responsable de la ruptura del supercontinente Pangea, la apertura del Golfo de Vizcaya provocó la rotación y separación de Iberia respecto de Europa. Este evento condicionó el desarrollo de un magmatismo alcalino, previo al inicio de la colisión alpina que desencadenó la elevación de la cadena pirenaica entre Iberia y Europa. Dicho magmatismo alcalino es de edad cretácica y hoy se reconoce en los Pirineos y en el margen septentrional de las Cadenas Costero Catalanas. Sin embargo, no existen, hasta la fecha, estudios completos ni comparativos de estas rocas. Esto contrasta con su enorme interés científico, pues suponen una preciada fuente de información acerca del controvertido contexto geodinámico, así como de los procesos ígneos relacionados con la generación de fundidos en el manto y su ascenso a través de la corteza. Así, la presente Tesis Doctoral comprende la petrología, mineralogía, geoquímica y geocronología del magmatismo cretácico en todo el noreste de Iberia, incluyendo afloramientos en los Pirineos y con especial énfasis, en el margen septentrional de las Cadenas Costero Catalanas, ya que este dominio ha sido menos estudiado. Se han obtenido nuevas edades 40Ar/39Ar que actualizan los datos previos y delimitan temporal y geográficamente la provincia ígnea. Además, la edad del magmatismo, asociado a un rifting continental, aporta nuevos argumentos a considerar para evaluar las teorías sobre la evolución geodinámica del límite Iberia-Europa, tanto respecto a la apertura del Golfo de Vizcaya como al inicio de la compresión alpina. El estudio de la composición de las rocas en elementos mayores, elementos traza y relaciones isotópicas de Sr-Nd-Pb revela una signatura heterogénea y enriquecida del manto en este dominio, que podría haber perdurado desde el final de la orogenia varisca hasta el cuaternario. La composición de los minerales en elementos mayores y traza, junto con las estimaciones barométricas realizadas, informan de manera muy detallada acerca del origen de las poblaciones de cristales, complejas, que se observan en las rocas, revelando procesos de recarga y mezcla de magmas en profundidad y la incorporación de cristales heredados en magmas ascendentes hacia la superficie terrestre. Estos datos permiten reconstruir la historia de los procesos que tuvieron lugar en el sistema de alimentación durante el ascenso de los magmas y su evolución en cámaras magmáticas. En este trabajo se realiza la primera cuantificación de la influencia de cristales heredados (tipo antecristal) en la composición global de las rocas en las que se encuentran. El modelo geoquímico desarrollado muestra que la acumulación de antecristales máficos provoca modificaciones significativas en las composiciones de roca total, y esto cuestiona la interpretación tradicional de las composiciones magmáticas "primitivas", así como las ideas sobre procesos de acumulación gravitatoria de cristales y zonación composicional en cuerpos ígneos. La aplicación, en esta tesis, de métodos matemáticos como la elaboración de modelos cuantitativos y el análisis estadístico de componentes principales al tratamiento de datos geoquímicos, es novedosa en este campo científico y abre el camino a una mejor evaluación de hipótesis petrológicas en base a datos geoquímicos completos, proporcionando una metodología de trabajo potencialmente aplicable al estudio de sistemas ígneos. Finalmente, es importante destacar que los datos geoquímicos cobran todo su significado únicamente cuando se comprende, en detalle, la petrología de las rocas y las condiciones de equilibrio entre los minerales y el fundido que los engloba. Esto, además, lleva al cálculo, por primera vez, de un conjunto internamente consistente de coeficientes de reparto de elementos traza para clinopiroxeno y anfíbol en fundidos de tipo lamprófido alcalino (camptonita).