Estructura Gravimétrica y Magnética de la Corteza del Suroeste Peninsular

| 4 noviembre, 2010 | 0 Comentarios
SOBRE LA TESIS DOCTORAL

Título: Estructura Gravimétrica y Magnética de la Corteza del Suroeste Peninsular (zona surportuguesa y zona de Ossa-Morena)
Autor: Nieves Sánchez Jiménez
Memoria presentada en el Departamento de Geodinámica de la Facultad de Ciencias Geológicas de la Universidad Complutense de Madrid para optar al grado de Doctora en Ciencias Geológicas
Idioma: Castellano
Fecha de Defensa: 2004
Formato: .pdf

RESUMEN

La parte occidental de la Península Ibérica está constituida por un vasto afloramiento de rocas paleozoicas y precámbricas que forman el Macizo Hespérico o Ibérico. El afloramiento expone una parte importante del orógeno Varisco en el que están representadas las zonas internas y externas de la cadena.

En la parte suroccidental del Macizo Ibérico se han distinguido las zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa, caracterizadas por marcadas diferencias en su evolución tectono-metamórfica y por la diversa edad de las formaciones aflorantes: rocas de edad Devónico y Carbonífero en la zona Surportuguesa (ZSP) y de edad Precámbrico y Paleozoico en la Zona de Ossa-Morena (ZOM). En el contacto entre ambas se encuentran rocas de origen claramente oceánico, las denominadas Metabasitas de Acebuches, formando parte de la Banda Metamórfica de Aracena (BMA), y que representan una sutura principal en el Cinturón Hercínico Europeo. Todo ello hace que se haya considerado tradicionalmente el borde sur del Macizo Ibérico como un antiguo borde de placas en el que tuvo lugar un proceso de subducción y posteriormente una colisión continental durante la orogenia Varisca.

El presente estudio se localiza en el contacto entre ambas zonas, que representan los dominios más meridionales del Macizo Ibérico.

OBJETIVOS Y METODOLOGÍA DE TRABAJO

La complejidad y el atractivo de los problemas geológicos de esta región, y el interés de carácter económico que posee desde el punto de vista minero, han hecho que numerosos investigadores de diversas áreas de la Geología hayan trabajado en esta zona. Ello ha dado lugar a un buen conocimiento de esta parte del Macizo Ibérico y a la propuesta de diversos modelos que explican su evolución tectónica. Esta zona del Macizo Ibérico constituye un punto clave para entender la historia acrecional de la orogenia Varisca al ser uno de los macizos más extensos, estables y poco retrabajados por la orogenia alpina de los macizos variscos europeos, en el que se aprecia claramente, además, la distribución clásica de los cinturones orogénicos colisionales en forma de abanico de doble vergencia.

La estructura de la corteza en esta región se ha estudiado fundamentalmente a partir de perfiles sísmicos de refracción. Los modelos elaborados sugieren que la corteza está compuesta por tres capas y que el Moho se sitúa a una profundidad constante, aunque existen diferencias entre la corteza de la Zona Surportuguesa y la de Ossa-Morena. Recientemente, se ha realizado un perfil sísmico de reflexión de mucho detalle que discurre por la parte occidental del área estudiada y que atraviesa la Zona Surportuguesa, la Zona de Ossa-Morena y se adentra en la Zona Centro-Ibérica. Hasta el momento, sus resultados sólo han sido presentados en congresos y reuniones, aunque parecen confirmar la existencia de diferencias entre las cortezas de las zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa, así como la presencia de un cuerpo de alta reflectividad-densidad en niveles medios de la corteza de la ZOM. Estas variaciones deben reflejar diferencias de densidad en la corteza, ya que como puede observarse en el Mapa de Anomalías de Bouguer de la Península Ibérica las anomalías gravimétricas presentan valores positivos, aumentando en dirección SO hacia la costa atlántica.

Por otra parte, también el Mapa Aeromagnético de la Península Ibérica presenta un conjunto de anomalías relacionadas con estas zonas y cuyas direcciones son coherentes con la estructuración varisca de las rocas precámbricas y paleozoicas. En especial, tanto en el Mapa de Anomalías de Bouguer como en el Mapa Aeromagnético, resaltan las alineaciones de anomalías claramente relacionadas con las rocas que forman la sutura varisca entre las antiguas placas. Por todo ello, parecía particularmente interesante analizar las fuentes de estas anomalías e integrar y contrastar los resultados con interpretaciones previas.

El objetivo principal de este trabajo consiste en estudiar la estructura de la corteza en la parte suroccidental del Macizo Ibérico y determinar la geometría de la zona de sutura y su extensión y posición en profundidad. Para alcanzar este objetivo se han utilizado métodos gravimétricos y magnéticos.

La consecución de este objetivo principal, basado en la realización de modelos gravimétricos y magnéticos de una zona concreta, implica la necesidad de alcanzar y plantearse unos objetivos parciales que, en su mayoría, quedan determinados por la propia metodología de trabajo:

– Elaboración de un mapa gravimétrico a partir de una base de datos ya existente y de los nuevos datos tomados específicamente para este trabajo.

– Determinación de la profundidad de las fuentes regionales y residuales causantes de las anomalías observadas en el mapa gravimétrico.

– Elaboración de modelos gravimétricos bi- y tridimensionales (2 D y 2 1/2 D) a partir de la hipótesis inicial de trabajo.

– Determinación de la profundidad de las fuentes regionales y residuales causantes de las anomalías observadas en el mapa aeromagnético.

– Modelización de la estructura magnética de la corteza en la zona de estudio.

– Elaboración del modelo geológico final para el área de estudio con el fin de obtener un mayor conocimiento de su historia geológica.

La elaboración de modelos gravimétricos y magnéticos exige partir de un buen conocimiento de la geología de la zona y de datos de carácter geofísico que permitan limitar las posibles soluciones y los modelos elaborados. Todo ello ha permitido profundizar en el conocimiento de la geología de esta área y mejorar los modelos tectónicos disponibles. Una pieza fundamental de esta aportación consiste en la determinación de la geometría y disposición de la zona de sutura y en la caracterización de la estructura cortical a ambos lados de la misma. De esta forma, ha sido posible comparar esta parte del Macizo Ibérico con otras equivalentes, y contribuir a la descripción detallada de la historia geológica del Cinturón Varisco europeo.

PRINCIPALES RESULTADOS Y CONCLUSIONES

El análisis de los mapas de anomalías de Bouguer y aeromagnético de la zona de estudio muestra una clara correspondencia entre las orientaciones de estas anomalías y las principales estructuras geológicas Variscas que afloran en el área.

Las profundidades medias de las fuentes causantes de las anomalías observadas se han calculado mediante técnicas de análisis espectral, encontrándose una fuente gravimétrica regional a una profundidad de 33,17 +/- 1,62 km, correspondiente al límite corteza-manto, y una fuente gravimétrica residual, a una profundidad de 12,66 +/- 0,36 km que ha sido atribuido a un conjunto de fuentes situadas en la corteza media.

Desde el punto de vista magnético, se ha encontrado una fuente regional a una profundidad media de 13,28 +/- 0,23 km, y una fuente residual a una profundidad de 2,90 +/- 0,15 km, por lo que las anomalías magnéticas observadas están producidas fundamentalmente por fuentes situadas en niveles de la corteza media-superior.

La modelización gravimétrica y magnética de tres perfiles transversales a las estructuras variscas y un perfil longitudinal, en los que se han integrado los datos geológicos y geofísicos existentes, muestran importantes diferencias tanto en la estructura gravimétrica como en la magnética de las Zonas Surportuguesa y de Ossa-Morena. La corteza de la ZSP es mucho más densa que la de la ZOM. Esto está provocado por una corteza media e inferior mucho más potente y una corteza superior delgada en la ZSP, con respecto a una muy potente corteza superior y unas cortezas media e inferior bastante adelgazadas en la Zona de Ossa-Morena. Esta última se caracteriza por la presencia de un basamento magnético potente con cuerpos de dimensiones menores con fuerte magnetización, características ambas ausentes en la ZSP.

La modelización gravimétrica ha permitido deducir tanto la geometría de la Banda Metamórfica de Aracena, que corresponde a una banda alabeada que varía de espesor y profundidad a lo largo de la zona de estudio y se dispone según un contacto con buzamiento hacia el norte que disminuye en profundidad, no alcanzando nunca la corteza inferior, como la presencia de un cuerpo denso emplazado en niveles superiores de la corteza en las proximidades de la localidad de Castilblanco de los Arroyos

La viabilidad de la existencia de un cuerpo de alta densidad en niveles medios de la corteza de la Zona de Ossa-Morena ha quedado demostrada por la modelización gravimétrica, en cuyo caso, este cuerpo presentaría una disminución en su potencia, profundidad y extensión hacia el SE. Sin embargo, la existencia de este cuerpo no es necesaria para encontrar un modelo cortical con un buen ajuste con los datos gravimétricos y magnéticos observados.

Por otra parte, los modelos magnéticos muestran que si existe un cuerpo de alta densidad-contraste de susceptibilidad estaría situado en la parte inferior del basamento magnético.

Por último se propone un modelo tectónico para la zona de estudio según el cual durante la orogenia Varisca tuvo lugar en la parte suroccidental del Autóctono Ibérico un proceso de subducción doble, en el que la zona de subducción principal estaría situada al sur de la actual Zona Surportuguesa no aflorando la sutura, representando la Zona Surportuguesa los restos del arco magmático desarrollado en este proceso de subducción. Entre las zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa se produjo la subducción de una dorsal oceánica en una cuenca marginal trasarco, con formación de una ventana litosférica bajo la placa continental superior que produciría las condiciones adecuadas para el desarrollo de un metamorfismo de AT/BP y la intrusión de rocas de afinidad boninítica en la corteza de esta placa continental superior.

Abstract

The Western part of the Iberian Peninsula is constituted by a vast outcropping of Palaeozoic and Precambrian rocks that form the Hesperian or Iberian Massif. The outcropping exposes an important part of the Variscan orogen in which the internal and external zones of the chain are represented.

In the Southwestern part of the Iberian Massif there have been distinguished the Ossa-Morena (OMZ) and Southportuguese Zones (SPZ), characterised both of them by strong differences in their tectono-thermal evolution and in the ages of the outcropping formations: Devonian and Carboniferous rocks in the SPZ, and Precambrian and Palaeozoic rocks in the OMZ. In the contact between these two zones appear rocks of clearly oceanic origin, the so-called Acebuches Metabasites, included in the Aracena Metamorphic Belt (AMB), representing a main suture in the European Hercynian Belt. All of this lead to consider the southern boundary of the Iberian Massif as an ancient plate boundary in which a subduction process followed by continental collision took place during the Variscan orogeny.

This study is located in the contact between both zones, which represent the southernmost domains of the Iberian Massif.

OBJECTIVES AND WORKING METHODOLOGY

The complexity and appeal of the geological problems in this region, together with the economic interest that this region have from a mining point of view, has led numerous researchers of several Geology areas to work in this area. That has given place to a better understanding of this part of the Iberian Massif and to the proposal of different models to explain its tectonic evolution. This zone of the Iberian Massif represents a key point in understanding the accretional history of Variscan orogeny, being one of the most wide, stable and little reworked by alpine orogeny of all the European Variscan massifs, in which it is clearly appreciated the fan-shaped divergent classic distribution of collisional orogenic belts

The structure of the crust in this region has been mainly studied from seismic refraction profiles. Resulting models suggest a three layers crust and a constant Moho depth, although some differences exist between Southportuguese and Ossa-Morena crusts. Recently, it has been acquired a detailed deep seismic reflection profile in the western part of the studied area that crosses the Southportuguese, Ossa-Morena and Central-Iberian zones. Up to now, their results have only been presented at congress and meetings, although they seem to confirm the existence of marked differences between OMZ and SPZ crusts, as well the existence of a high reflectivity-density body in mid-level crust of the OMZ. These variations should reflect density differences in the crust, as it can be observed in the Bouguer Anomaly Map of the Iberian Peninsula in this area that the gravity anomalies show positive values, increasing southwestward to the Atlantic coast.

On the other hand, also the Aeromagnetic Map of the Iberian Peninsula, shows a set of anomalies related to both zones, whose directions are coincident with the Variscan structure observed in Precambrian and Palaeozoic rocks. Particularly, lineaments of anomalies related to the Variscan suture between the former tectonic plates clearly stand out in the Aeromagnetic and Bouguer anomaly maps of the area. That is why it seemed specially interesting to analyse the anomalies sources, and integrate and contrast the obtained models with other previous interpretations.

The main aim of this research lies in studying the structure of the crust in the southwestern part of the Iberian Massif and to establish the geometry of the suture zone and its extension and location at depth. In order to achieve this objective, gravity and magnetic methods have been used.

The attaining of this goal, based on gravity and magnetic modelling, implies the necessity of considering and reaching some partial objectives that are mostly determined by the working methodology itself:

– Elaboration a gravity map from an existing database together with new data specifically acquired for this study.
– Determination of the depth of the regional and residual sources causing the observed gravity anomalies.
– Modelling of gravity data in 2D and 2 1/2 D from initial working hypothesis.
– Determination of the depth of the regional and residual sources causing the observed aeromagnetic anomalies.
– Modelling of the crustal magnetic structure in the studied zone.
– Establishment of a final geological model for the studied area in order to attain a better understanding of its geological history.

The construction of gravity and magnetic models requires starting from a good knowledge of the geology of the area and from geophysical data that allow to limit the possible solutions for the stated problem and constrain elaborated models. All that has allowed to deepen in the knowledge of the geology of the area and the available tectonic models. A key point of the results obtained in this research lies in determining the geometry of the suture zone and its layout at depth as well as characterisation of the crustal structure at both sides of the suture. In this way, it has been possible to compare this part of the Iberian Massif with other equivalents, and to contribute to a detailed description of the geological history of the European Variscan Belt.

MAIN RESULTS AND CONCLUSSIONS

Bouguer and aeromagnetic anomaly maps analysis of the studied zone shows a clear relationship between the trend if these anomalies and the main Variscan geological structures outcropping in the area.

Average depths of the sources causing the observed anomalies have been estimated by means of spectral analysis methods, finding out a regional gravity source at 33.17 km +/- 1.62 km depth, associated to the crust-mantle boundary, and a residual gravity source at 12.66 +/- 0.36 km depth, associated to a set of sources located in the middle crust.

From a magnetic point of view, a regional source has been found at a mean depth of 13.28 +/- 0.23 km, and a residual source at a 2.90 +/- 0.15 km depth, implying that observed magnetic anomalies are mainly caused by sources located in upper-middle crust levels.

Gravity and magnetic modelling of three transverse profiles to the Variscan structures and one longitudinal profile, in which geological and geophysical existing data have been integrated, show important differences in both gravity and magnetic structure of the Southportuguese and Ossa-Morena zones. SPZ crust is much more dense than the OMZ crust due to a much thicker middle and lower crust and a thinner upper crust in the SPZ, with respect to a really thick upper crust and a thinned middle and lower crust in OMZ. The latter are characterised by the presence of a thick magnetic basement with minor dimension bodies strongly magnetized, both of them absent features in SPZ.

Gravity modelling has allowed to deduce the geometry of the Aracena Metamorphic Belt, that corresponds to a warping band varying in thickness and depth along the studied area and disposed as a north-dipping contact decreasing in depth, without reaching lower crust levels. In the same way, gravity modelling has revealed the existence of a dense body emplaced in upper crust levels in the vicinity of Castilblanco de los Arroyos village.

The viability of the existence of a high density body emplaced in OMZ mid-level crust has been demonstrated in the gravity modelling process. In such case, this body would show a decrease in its thickness, depth and extension to the southeast. However, the existence of this body is not necessary to find out a cortical model with a good fit to the observed gravity and magnetic data.

On the other hand, magnetic models shows that if such a body exist, with a high density-susceptibility contrast, it would be located in the lower part of the magnetic basement.

Finally, a tectonic model for the studied zone has been proposed, according to which during the Variscan orogeny a double subduction process took place in the southwestern part of the Iberian Autochthon, in which the main subduction zone would be situated to the south of the present-day SPZ, non-outcropping the suture between them, and representing the SPZ the remnants of the magmatic arc developed in this process of subduction. Between the OMZ and SPZ occurred the subduction of an oceanic ridge in a back-arc marginal basin, with development of a lithospheric slab-window below the upper continental crust, that would give place to the appropriated conditions for developing a HT/LP metamorphism and for the intrusion of boninitic rocks in the crust of the upper continental plate.

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

1.1. Objetivos
1.2. Situación geográfica del área de estudio
1.3. Encuadre geológico

2. GEOLOGÍA

2.1. El macizo ibérico en la cadena Varisca
2.2. Zona de Ossa-Morena

2.2.1. Estratigrafía

2.2.1.1. Precámbrico
2.2.1.2. Cámbrico
2.2.1.3. Ordovícico
2.2.1.4. Silúrico
2.2.1.5. Devónico
2.2.1.6. Carbonífero
2.2.1.7. Pérmico

2.2.2. Estructura

2.2.2.1. Límites de la Zona de Ossa-Morena
2.2.2.2. División de la Zona de Ossa-Morena

2.2.3. Metamorfismo

2.2.3.1. Complejos metamórficos precámbricos
2.2.3.2. Complejos metamórficos variscos

2.2.4. Magmatismo

2.3. Zona Surportuguesa

2.3.1. Estratigrafía-Estructura

2.3.1.1. Antiforme del Pulo do Lobo
2.3.1.2. Faja Pirítica
2.3.1.3. Grupo del Flysch del Bajo Alentejo
2.3.1.4. Suroeste Portugués

2.3.2. Metamorfismo

2.3.3. Magmatismo

2.4. Cuenca del Guadalquivir

2.5. Evolución geotectónica del borde sur-occidental del Macizo Ibérico

3. ESTRUCTURA DE LA CORTEZA. ANTECEDENTES

3.1. Introducción
3.2. Datos sísmicos
3.3. Modelo de corteza sísmica de la zona de estudio
3.4. Otros datos
3.5. Modelo de densidades

4. MAPA DE ANOMALÍAS DE BOUGUER

4.1. Introducción
4.2. Cálculo de la gravedad observada, Gobs.
4.3. Cálculo de la gravedad teórica o calculada, Gteórica

4.3.1. Elevación de las estaciones
4.3.2. Corrección de Bouguer
4.3.3. Corrección topográfica

4.4. Cálculo de la anomalía de Bouguer (AB)

4.5. Cálculo del error del levantamiento

4.6. Elaboración del mapa de anomalías de Bouguer

4.6.1. Descripción del mapa de anomalías de Bouguer

4.7. Estudio de densidades

4.7.1. Densidades de rocas del área de estudio

4.8. Análisis cualitativo del mapa de anomalías de Bouguer

5. MAPA DE ANOMALÍAS AEROMAGNÉTICAS

5.1. Introducción
5.2. Estudio de susceptibilidades magnéticas y remanencia de las rocas de la zona de estudio

5.2.1. Medida de la magnetización remanente natural
5.2.2. Medida de las susceptiblidades
5.2.3. Datos de susceptibilidad y magnetización remanente (NRM)

5.3. Descripción del mapa de anomalías aeromagnéticas. Análisis cualitativo

6. SEPARACIÓN DE FUENTES REGIONALES Y RESIDUALES

6.1. Introducción
6.2. Análisis espectral

6.2.1. Análisis de Fourier

6.2.2. Espectro de potencia y profundidad de las fuentes

6.2.2.1. Espectro de potencia radial

6.2.3. Filtrado de anomalías. Separación regional-residual.

6.2.3.1. Filtro tipo Wiener

6.2.4. Inversión de datos de campos potenciales

6.3. Separación regional-residual de los mapas gravimétrico y magnético del suroeste de la Península Ibérica.

6.3.1. Profundidades de las fuentes gravimétricas
6.3.2. Mapas gravimétricos de anomalías regionales y residuales

6.3.2.1. Mapa gravimétrico regional
6.3.2.2. Mapa gravimétrico residual

6.3.3. Profundidades de las fuentes magnéticas

6.3.3.1. Profundidad de la isoterma de Curie

6.3.4. Mapas magnéticos de anomalías regionales y residuales

6.3.4.1. Mapa magnético regional

6.3.4.2. Mapa magnético residual

6.3.5. Fuentes gravimétricas y magnéticas

6.4. Topografía de la fuente regional gravimétrica

7. MODELOS GRAVIMÉTRICOS Y MAGNÉTICOS

7.1. Introducción
7.2. Modelización gravimétrica

7.2.1. Densidades asignadas a los cuerpos que integran los modelos gravimétricos
7.2.2. Descripción de los modelos

7.2.2.1. Modelo gravimétrico 1
7.2.2.2. Modelo gravimétrico 2
7.2.2.3. Modelo gravimétrico 3
7.2.2.4. Modelo gravimétrico 4

7.3. Modelización magnética

7.3.1. Susceptibilidades asignadas a los cuerpos que integran los modelos magnéticos
7.3.2. Descripción de los modelos

7.3.2.1. Modelo magnético 1
7.3.2.2. Modelo magnético 2.
7.3.2.3. Modelo magnético 3.
7.3.2.4. Modelo magnético 4.

7.4. Modelización gravimétrica y magnética del perfil sísmico IBERSEIS

7.4.1. Modelo gravimétrico del perfil sísmico IBERSEIS
7.4.2. Modelo magnético del perfil sísmico IBERSEIS

7.5. Modelos gravimétricos y magnéticos corticales

8. ESTRUCTURA GRAVIMÉTRICA Y MAGNÉTICA DE LA CORTEZA DEL SUROESTE PENINSULAR

8.1. Estructura de la corteza

8.1.1. Estructura gravimétrica
8.1.2. Estructura magnética
8.1.3. Descripción del límite entre las Zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa

8.1.3.1. Límite gravimétrico
8.1.3.2. Límite magnético

8.2. Implicaciones geológicas

8.2.1. Características de la corteza superior

8.2.1.1. Zona de Ossa-Morena
8.2.1.2. Zona Surportuguesa

8.2.2. Los límites intracorticales como superficies de despegue

8.2.2.1. Zona de Ossa-Morena
8.2.2.2. Zona Surportuguesa

8.2.3. Comparación con otros modelos tectónicos previos
8.2.4. Significado del límite ZOM-ZSP en la cadena Varisca europea

9. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXO

CONCLUSIONES

En esta Tesis Doctoral se ha realizado el análisis de los campos gravimétrico y magnético de la zona suroeste de la Península Ibérica. Este área está formada por un basamento varisco en el que se han definido dos zonas con características geológicas particulares: La zona Surportuguesa al SO y la Zona de Ossa Morena al NE. El contacto entre ambas está definido por la Banda Metamórfica de Aracena, ampliamente aflorante en la zona occidental mientras que desaparece hacia el este. El análisis de los campos gravimétrico y magnético de la zona suroeste de la Península Ibérica ha permitido investigar la geometría de este límite y la estructura gravimétrica y magnética de la corteza en ambas zonas. Las principales conclusiones de este trabajo son:

1) El mapa de anomalías de Bouguer muestra la existencia de un gradiente NE-SO definido por un cambio de la magnitud de la anomalía desde valores próximos a 0 mGal en la ZOM a valores positivos en la ZSP. Las anomalías de menor longitud de onda muestran una disposición claramente controlada por la dirección de las estructuras variscas. Existe una alineación de máximos relacionada con el afloramiento de la BMA. En el mapa de anomalías aeromagnéticas de la Península Ibérica también se observa la relación entre la distribución de las anomalías y las principales directrices variscas.

2) La separación de las fuentes regional y residual se ha realizado mediante técnicas de análisis espectral. En primer lugar se han determinado las profundidades medias de estas fuentes y posteriormente, a partir del filtrado, se han calculado las anomalías regionales y residuales.

– La fuente regional obtenida a partir del análisis espectral del mapa gravimétrico, cuya profundidad es de 33,17 +/- 1,62 km, corresponde al límite corteza-manto. La fuente gravimétrica residual, cuya profundidad es de 12,66 +/- 0,36 km no puede atribuirse a un límite concreto sino a un conjunto de fuentes situadas en la corteza media.

– La fuente regional magnética es más somera comparándola con la gravimétrica. La profundidad media estimada para la fuente regional es de 13,28 +/- 0,23 km, y de 2,90 +/- 0,15 km para la fuente residual. Las anomalías magnéticas observadas están producidas fundamentalmente por fuentes situadas en niveles de la corteza media-superior, mientras que el residual está producido por fuentes subsuperficiales cuyo efecto es difícil de separar del ruido de alta frecuencia introducido en los datos en el proceso de tratamiento de los mismos.

3) La geometría de las fuentes que producen las anomalías gravimétricas y magnéticas se ha investigado mediante la modelización de tres perfiles transversales a las estructuras variscas y un perfil longitudinal. Para limitar el número de soluciones posibles en los modelos iniciales se han integrado los datos geológicos y geofísicos existentes. Los datos del perfil de sísmica de reflexión IBERSEIS han sido incluidos en la modelización. En las interpretaciones de este perfil sísmico se propone la existencia de un cuerpo de alta velocidad posiblemente representativo de un cuerpo de alta densidad. La existencia o no existencia de este cuerpo han servido para considerar dos hipótesis de partida en cada modelo: modelos de densidades incluyendo un cuerpo de alta densidad en la corteza de la ZOM y modelos que no consideran la presencia de dicho cuerpo.

– La densidad asignada a los cuerpos integrantes de los modelos proceden de la medida de la densidad en 133 muestras, correspondientes a 75 litologías diferentes representativas de la zona estudiada, realizándose más de 1100 medidas. Las rocas con densidades más altas aparecen en la Banda Metamórfica de Aracena, encontrando muestras con densidades superiores a 3,00 g/cm3. El resto de materiales con altas densidades corresponden a cuerpos intrusivos básicos que afloran tanto en la ZOM como en la ZSP. Las rocas de ésta última presentan densidades menores que las de la ZOM.

– Asimismo se ha realizado una campaña de muestreo de las susceptibilidades magnéticas y NRM de las litologías más representativas de la zona estudiada, tomando 75 muestras correspondientes a 60 litologías diferentes, realizándose más de 230 medidas tanto de susceptibilidad magnética como de remanencia. En la ZOM las rocas presentan en general unos valores muy bajos de susceptibilidad y remanencia. En la BMA destacan los bajos valores que presentan en general las rocas básicas. Las rocas de la ZSP muestran también valores bastante bajos, con la excepción de algunas rocas básicas del Batolito de la Sierra Norte de Sevilla.

4) Los modelos de densidades que justifican las anomalías de Bouguer observadas muestran la existencia de importantes diferencias en la estructura gravimétrica de la ZSP y la ZOM. La corteza de la Zona Surportuguesa es mucho más densa que la de la Zona de Ossa-Morena. Esto está provocado por una corteza media e inferior mucho más potente y una corteza superior delgada en la ZSP, con respecto a una muy potente corteza superior y unas cortezas media e inferior bastante adelgazadas en la Zona de Ossa-Morena.

5) Los modelos magnéticos también ponen de manifiesto las marcadas diferencias en la estructura magnética de las ZOM y ZSP. La primera se caracteriza por la presencia de un basamento magnético potente con cuerpos de dimensiones menores con fuerte magnetización, características ambas ausentes en la ZSP.

6) La geometría de la Banda Metamórfica de Aracena deducida a partir de los modelos gravimétricos, corresponde a una banda alabeada que varía de espesor y profundidad a lo largo de la zona de estudio y se dispone según un contacto con buzamiento hacia el norte que disminuye en profundidad, no alcanzando nunca la corteza inferior.

7) El máximo gravimétrico centrado en las proximidades de la localidad de Castilblanco de los Arroyos está relacionado con la presencia de un cuerpo más denso emplazado en niveles superiores de la corteza.

8) Los modelos gravimétricos demuestran que es viable la existencia de un cuerpo de alta densidad en niveles medios de la corteza de la Zona de Ossa-Morena, en cuyo caso, y desde un punto de vista gravimétrico, presentaría una disminución en su potencia, profundidad y extensión hacia el SE. Sin embargo, la existencia de este cuerpo no es necesaria para encontrar un modelo cortical con un buen ajuste con los datos gravimétricos y magnéticos observados.

9) Los modelos magnéticos muestran que si existe un cuerpo de alta densidad-contraste de susceptibilidad estaría situado en la parte inferior del basamento magnético.

10) Se propone un modelo tectónico para la zona de estudio según el cual durante la orogenia Varisca tuvo lugar en la parte suroccidental del Autóctono Ibérico un proceso de subducción doble, en el que la zona de subducción principal estaría situada al sur de la actual Zona Surportuguesa no aflorando la sutura, representando la Zona Surportuguesa los restos del arco magmático desarrollado en este proceso de subducción. Entre las zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa se produjo la subducción de una dorsal oceánica en una cuenca marginal trasarco, con formación de una ventana litosférica bajo la placa continental superior que produciría las condiciones adecuadas para el desarrollo de un metamorfismo de AT/BP y la intrusión de rocas de afinidad boninítica en la corteza de esta placa continental superior.

A lo largo de todo este trabajo se han puesto de manifiesto las diferencias existentes entre las zonas de Ossa-Morena y Surportuguesa desde el punto de vista de sus características geofísicas. Se ha propuesto un modelo tectónico que intenta explicar las características geológicas, petrológicas, geoquímicas y geofísicas de esta zona del Macizo Ibérico, en el que quedan aún muchas cuestiones abiertas, de modo que las investigaciones futuras ayudarán a apoyar o desechar las hipótesis presentadas en este trabajo. Un aspecto importante sería investigar la existencia de esa zona de sutura que se propone, situada al sur de la actual Zona Surportuguesa. ¿Dónde está? ¿Cuál es su geometría? ¿Separa dos zonas con características geofísicas diferentes como la que se acaba de estudiar? Sólo las futuras investigaciones en este sentido, apoyadas con un estudio geocronológico y geoquímico de los materiales de la Zona Surportuguesa, aportarán más luz al rompecabezas del orógeno Varisco en esta zona del Macizo Ibérico.

ENLACES DE DESCARGA
FUENTE

Biblioteca Virtual de la Fundación J. García Siñeriz

Sitio Web

Categoría: Tesis

Comentarios (0)

Trackback URL | Comentarios Feed RSS

No hay comentarios aún. ¡Sé el primero en comentar!

Deja un Comentario