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.
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