asociaciones características de minerales pesados en las areniscas

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ASOCIACIONES CARACTERÍSTICAS DE MINERALES
PESADOS EN LAS ARENISCAS DEL BORDE
SEPTENTRIONAL DE LA CUENCA DEL EBRO (ZONA
CENTRAL)
A. YUSTE, B . BAULUZ
y
A. Luzó N
Dpto. de Ciencias de la Tierra. Universidad de Zaragoza. Pedro Cerbuna, 1 2 . 50009 Zaragoza
INTRO D U C C I Ó N
L o s materiales detríticos que afloran en el borde sep­
tentrional de la Cuenca del Ebro (zona central) perte­
n e c e n a la F o r m a c i ó n S a r i ñ e n a ( Q u i r a n t e s , 1 9 7 8 ;
Luzón, 200 1 ) y se depo sitaron durante el Oligoceno y
el Mioceno en relación con sistem as aluviales de proce­
dencia Norte . En función de los procesos dominantes
s e d i f e r e n c i a n d o s t i p o s de s i s t e m a s ( L u z ó n, 2 0 0 1 ;
L u z ó n y G o n z á l e z , 2 0 0 3 ; L u z ó n, 2 0 0 5 ) : a b a n i c o s
aluvio-fluviales d e gran desarrollo (incluid o s e n e l sis­
tema fluvial de Huesca de Hirst y Nichols, 1 9 86) y aba­
nicos aluvi ales d e corto desarrollo. Estudios previos
han demostrado que los prime ros drenaron áreas fuen­
te silíceas y carbonatadas. Estas áreas se corresponden
con las Sierras Interiores y la zona Axial Pirenaica. Asi­
mismo, estos ab anicos recibieron aportes desde la De­
presión Intermedia (Cuencas de Tremp-Graus y Jaca) y
las Sierras Surpirenaicas (Hirst y Nicho ls, 1 9 86;
Vincent y Elliot, 1 9 9 7; Vincent, 2 0 0 1 ; Yuste e t al., 2004 ) .
E l área fuente de l o s segundos, en cambio, s e localizó
Cuenca de Jaca
en las Sierras Surpirenaicas, a las que se encuentran
adosados.
Las Sierras d e Sis y d e Gurp ( F i g . 1 ) s e l o c alizan en
l a s proxim i d a d e s d e L a Pobla d e Segur, adosadas a
la Zona Axial Pirenaica, a unos 4 0 Km al NE de l o s
congl o m e r a d o s e s tu d i a d o s en el b o r d e s e p tentrioné!l
de l a C u e n c a d e l E b r o . Se e n c u e n t r an c o n s titu i d a s
p r e d o m inantemente p o r conglo m e r a d o s interp r e t a ­
d o s por V i n c e n t y E l l i o t ( 1 9 9 7) y Vincent (2 0 0 1 ) c o m o
vestigios d e p a l e o v a l l e s s i tu a d o s inm e d i atamente al
sur d e su á r e a fuente (Zona Axial y Sierras Inte r i o ­
re s ) . L a e d a d , lo c a l i z a c i ó n g e o gr á fi c a, p aleo corrien­
tes y similitud litológica d e l o s términos superiores
d e estos conglom e r a d o s con r e s p e c t o a l o s conglome­
r a d o s que afloran e n e l s e c t o r s e p te n t r i o n a l d e l a
C u e n c a d e l E b r o , p e r m i t e c o n s i d e r a r que t a n t o l a
p a r t e s u p e r i o r d e l o s c o n gl o m e r a d o s d e l a s S i e r r a s
d e Sis y Gurp ( F m . C o l l e g a t s ) , c o m o sus equivalentes
no c o n s e rv a d o s hacia e l o e ste, f o r m a r í an p arte d e l
sistema al q u e p e rtenecen l o s ab ani c o s aluvio -fluv i a ­
les d e s a r r o l l a d o s en e l m a r gen norte d e la C u e n c a d e l
:
...... ..
Cuenca de
Tremp-Graus
....
, �
..
'
..
Sierras
Marginal es
#'
-,
, - ". '
15 km
Figura 1 : Esquema paleogeográfico del área de estudio; las es trellas señalan las zonas mues treadas . av=
abanico de Vadiel/o; ab= abanico de Balces; ah= abanico de Huesca.
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A. Aluviales
A. Balces
A. Huesca
Sierra de Sis
epidota
4
53
59
81
piroxeno
35
granate
4
11
17
turmalina
18
7
apatito
9
7
barita
4
2
circón
4
3
rutilo
4
esfena
7
3
1
3
2
2
3
moscovita
1
8
clorita
6
5
10
3
indeterminados
18
3
3
Tabla 1 : Contenido (%) en minerales pesados en las distintas zonas mues treadas
E b r o (Vincent y E l l i o t, 1 9 9 7; Vincent, 2 0 0 1 ; L u z ón,
2 0 0 1 ; Luzón y G onz ález, 2003; Luz ón, 2 0 0 5 ) .
En este trab aj o se aborda el estudio de las a s o ciacio­
nes característi cas de minerales pesados presentes en
las areniscas intercaladas entre los conglomerados de
la Sierra de Sis y los conglomerados del borde Norte
de la Cuenca del Ebro (zona central), con obj eto de de­
terminar la p o sible influencia de distintas áreas fuente
en la se dimentación de la Fm. Sariñena y acotar posi­
bles herramientas mineralógicas útiles en la determi­
nación d e la proce dencia de sedimentos recicl a d o s .
METO D O L O G Í A
Para llevar a cabo este trabajo se seleccionaron siete
muestras de areniscas de tamaño de grano fino a me­
dio, ya que este tipo de muestras son las que suelen
a p o r t a r a s o c i a c i o n e s óptim a s d e mine r a l e s p e s a d o s
(Mange y Maurer, 1 992) . Cinco de ellas, caracterizadas
m i n e r a l ó g i c a y texturalmente en un t r a b aj o p r e v i o
(Yuste e t al., 2004), pertenecen a la Fm. Sariñena y c o ­
rresponden a las zonas m á s proximales de los sistemas
de ab anicos aluviales y alu vio -fluviale s : una de ellas
procede de los abanicos aluviales de corto desarrollo,
que se l ocalizan preferentemente en el sector o c ci den­
tal d e l a z o n a d e estudio, y cuatro d e los ab a n i c o s
a l u vio-fluviales de g r a n des arrollo, concretamente los
abani cos de B alces y de Huesca ( ab y ah en Fig. 1 ) . Las
otras d o s muestras fueron tomadas en la Sierra de Sis y
pertenecen a la F m . Collegats .
D a d a la granulometría y, en general, buena clasifica­
ción de las areniscas estudiadas, la separación de los mi­
nerales pesados se llevó a cabo en la fracción 250-20 !l,
con el objeto de conseguir condiciones de observación
uniformes y eliminar variaciones aparentes en las pro­
porciones de minerales pesados debido a diferencias
en el tamaño de grano . Dicha fracción fue sometida a
medio ácido suave (HCl 0,3 N) para eliminar la abun­
dante calcita presente en las muestras. La extracción de
l a s fases pesadas se realizó p o r grave d a d utiliz ando
como líquido denso politungstato de Na, de densi d a d
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d=2, 8 2 ± 0 , 0 2 g/mI, r e p i t i é n d o s e e l proceso para la
fracción de minerales p e s a d o s así obtenida.
Para la identificación d e las asociaciones caracterís­
ticas de minerales p es a dos en las diferentes muestras
s e realizaron p r e p a r a c i o n e s utili z a n d o adhesivo es­
tructural transp arente ( I . R . = 1 , 6 0 ) sobre portamuestras
de vidri o . Estas preparaciones fueron pulidas y anali­
zadas mediante microscopía de luz transmitida, inclu­
yendo el contaje de puntos para obtener información
sobre la abundancia relativa de los diferentes minera­
les. Además, se estudiaron p o r microscopía electróni ca
de barrido ( S E M, ) utiliz ando imágenes de electrones
retro-dispersados (BSE) y análisis de rayos-X de ener­
gía dispersiva (EDX), con el obj eto de completar y pre­
cisar la identifi c a ción de las fases presentes y detectar
posibles diferencias en su composición química.
RES ULTADO S
Los minerales pesados identificados en las muestras
estudiadas son epidota, piroxena d e la serie diópsido­
h e d e n b e r g i t a , g r a n a t e ( g r o s u l a r i a ) , tu r m a l i n a
(dravita), ap atito, barita, circón, rutilo, e sfena,
mos covita, clorita y carbonatos d e la serie dolomita­
ankerita . Estos último s no han sido considerados en el
cálculo d e las proporciones relativas d e los distintos
mine rales ya que su conteni d o pudo ser modifi c a d o
durante el p r o c e s o de ataque á c i d o a q u e fueron some­
tidas las muestr a s .
Como se observa en la t a b l a 1 , existen diferencias e n
las asociaciones de minerales pesados en función de l a
procedencia de las muestras estud i a d a s . En l a s arenis­
cas de la Sierra d e Si s, localizadas inmediatamente al S
d e su á r e a fuente, e l m i n e r a l m á s a b u n d ante e s l a
e p i d o t a a c o m p a ñ a d a, en mucha m e n o r medida, p o r
turmalina . Las muestras proce dentes d e l o s abani c o s
a l uvio-fluviales de g r a n d e sarrollo se caracterizan por
la presencia d e epidota y granate. L a diferencia m á s
significativa entre los d o s abanicos de g r a n desarrollo
muestreados es la ausencia de turmalina en las mues­
tras del abanico de Hue s c a . Por último, los abani c o s
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aluviales de corto d e sarrollo presentan una asociación
de pesados distinta en la que destaca la presencia de
piroxena acompañado de turmalina y, en menor medi­
da, apatit o . E s necesario señalar, a demás, que los car­
bonatos de la serie dolomita-ankerita están presentes
en todas las zonas muestreadas excepto en la Sierra de
Siso
Desde e l punto d e vista quí m i c o , l a e p i d o ta, p r e ­
sente en t o d a s l a s muestras e s tu d i a d as, n o muestra
diferenci a s c o m p o s i cionales en función d e l a proce­
d e n c i a d e las m u e s tras, pudiéndose e s t a b l e c e r para
este m i n e r a l l a s i g u i e n t e c o m p o s i c i ó n p r o m e d i o :
Ca 2,2 ( F e o,7A12,2) Si 3 , r ( O, O H ) 1 3 ' A s i m i s m o, n o s e o b s e r ­
van v a r i a c i o n e s c o m p o s i c i o n a l e s entre l o s g r a n a t e s
d e l o s d o s abani c o s aluvio -fluvi a l e s m u e s tr e a d o s, e n
los q u e su presencia es característica, c o m o tampoco en­
tre estos granates y los de los abanicos aluviales, donde
también se hallan presentes . Su fórmula química prome­
dio corresponde a grosulari a : C a 2,s ( F e o, 4 A l r , s)Si 3 , r 0 1 2 '
Además, también se ha calculado la fórmula química de
los piroxenas, cuya presencia caracteriza a los abanicos
aluviales de corto desarrollo, estableciéndose una com­
posición promedio perteneciente a la serie diópsido-he­
denbergi t a : ( C ao,sMgo 2 ) (Al o,rFeo . 2Mgo, 7)Si20 6 ' Por últi­
mo, aunque la fórmula de las turmalinas presentes en
las muestras estudiadas no ha podido ser precisada de­
bido a las limitaciones de los análisis EDX en la deter­
minación de elementos ligeros, su contenido en Mg jun­
to con su color en las preparaciones observadas al mi­
croscopio petrográfico, permite suponer que se trata
de turmalinas magnésicas o dravitas.
D I S CU S I Ó N Y C O N C L U S I O N E S
L o s minerales p e s a d o s m á s abundantes en las mues­
tras e s t u d i a d a s p e rmiten diferen c i a r tres gru p o s d e
a r e ni s c a s d i stinto s : a ) areni s c a s d e l a S i e r r a d e S i s
( e p i d o t a ) , b) arenis cas de los abanicos aluviales de cor­
to d e sarrollo (piroxeno+turmalina) y c) areni s c a s d e
los a b a ni c o s aluv i o -fluvi ales de gran d e s a r r o l l o
(epido ta+grosularia) . Entre las areniscas de este últi­
mo grupo también se puede hacer una diferenciación
en función de la pre sencia o no d e turmalin a : las are­
niscas del abanico de Huesca, situ a d o más al este, se
cara cterizan por la ausencia de turmalin a .
L a s rocas presentes en el á r e a fuente de los sistemas
estudiados pueden deducirse a p artir de la naturaleza
de los minerales pesados más abundantes en las mues­
tras anali z a d a s . Estos minerales ( e p i dota, grosul aria,
d i ó p s i d o -hedenbergita y dravita) s o n c a r a cterísticos
de rocas metamórficas que, teniendo en cuenta el con­
texto geológico, se encontrarían expuestas en la Zona
Axial Pirenaica. Sin embargo, hay que tener en cuenta
que la cuenca de drenaje de los abanicos aluvio-fluvia­
les incluyó la D e p re s i ó n Inte r m e d i a ( C u e n c a s d e
Tremp-Graus y Jaca), constituida p o r material recicla­
do, y que su influencia fue especialmente importante
en el depó sito d e los se dimentos más proximales de
dichos abanicos (Yuste et al., 2004 ) . Por otra p arte, cabe
apuntar
que
altas
concentraciones
de
circónHurmalina+rutilo s e consideran indicadoras de
reciclado se dimentario (Weltj e y Eynatten, 2004), por
lo que los abanicos aluviales, con la mayor concentra­
ción en estos minerales, habrían recibido material de la
Depresión Intermedia y no exclusivamente de las Sie­
rras Surpirenaicas, como ha sido considerado tradicio-
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nalmente . En lo que respecta a las areniscas de la Sie­
rra de Sis, la ausencia de dolomita-ankerita en esas ro­
cas po dría indicar que la importancia de las Sierras In­
teriores como área fuente de dichos materiales fue mu­
cho menor que la de la Zona Axial Pirenai ca, aunque
esta idea ha de ser formulada con precau ción debido a
la posible pérdida de dichos carbonatos durante el ata­
que ácido a que fueron sometidas las muestras.
En relación c o n l a s diferentes a s o c i aciones de m i ­
nerales p e s a d o s i d entifi c a d as, Hirst y N i c h o l s ( 1 9 8 6 )
s u b r a y a r o n l a a u s e n c i a d e t u r m a l i n a en e l s i s t e m a
fluvi a l d e H u e s c a sugiriendo q u e este m i n e r a l s e r í a
menos común en l a p a rte o riental d e l a Zona Axi a l .
S i n embargo, en el p r e s ente trabaj o s e m u e s t r a que l a
t u r m a l i n a sí s e e n c u e n t r a p r e sente en l a p arte m á s
o c c i d e n t a l d e l s i s t e m a de H u e s c a ( a b a n i c o d e
B al c e s ) , a s í c o m o e n l o s ab a n i c o s aluvi ales; este mi­
neral no s e h a detectado, en cambio, en las muestras
pro c e d entes d e l a p arte oriental d e l sistema (abanico
de Hu e s c a ) . Los resultados obteni d o s p u e d e n ser de­
b i d o s, tal y c o m o presupusieron Hirst y Nichols ( o p .
cit . ) , a u n a d i sminución e n l a abun d a n c i a de turmali­
na hacia el este d e l a Zona Axi al, s i bien l a presencia
d e este mineral en l a Sierra d e Sis no p a r e c e estar d e
a c u e r d o con e s t a hip ó t e s i s . L a s diferencias encontra­
das p o d r í a n d e b e r s e a l a infl u e n c i a ej e r c i d a por la
Depresión Inte r m e d i a c o m o área fuente de l o s siste­
m a s e s t u d i a d o s . En e s t e s e n t i d o , l o s a b a n i c o s
a l u v i a l e s y e l a b a n i c o d e B a l c e s e s tu v i e r o n
influe n c i a d o s p o r l o s a p o r t e s d e s d e l a C u e n c a d e
Jaca, mientras que e l abanico d e H u e s c a recibió a p o r ­
t e s d e s d e l a Cuenca d e Tremp - G r a u s . Quiz á diferen­
cias c o m p o s i c i o n a l e s en r e l a c i ó n c o n los m i n e r a l e s
p e s a d o s d e a m b a s cuencas p o drían s e r l a s responsa­
b l e s de l o s r e s u l t a d o s obteni d o s . Un estudio en pro­
fun d i d a d que incluyera m u e s t r a s p r o c e d entes de l a
D e p r e s i ó n Inte r m e d i a ayu d a r í a a c o n fi r m a r o d e s ­
m e n t i r e s t a h ip ótes i s . L a s c o n c l u s i o n e s de d i cho e s ­
tudio servirían a s i m i s m o p a r a clarificar l a distribu­
ción del r e s t o d e m i n e r a l e s p e s a d o s, c a r a cteriz a d a
p o r el p r e d ominio de e p i d o t a en l a s z o n a s m á s orien­
tales y de piroxena en las m á s o c c i dentales, siendo el
granate m e n o s abundante en amb o s extre m o s .
AGRAD E C I M I E NT O S
E s t e t r a b aj o h a s i d o fina n c i a d o p o r l o s p r o y e c t o s
IBE2004-CI E - I 0 y IBE2005-CIE-06 d e la Univers i d a d
de Zaragoza .
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