Geocronología U-Pb del plutón granodiorítico de Los Pedroches

XV SEMANA
VI CONGRESSO IBÉRICO
Geocronología U-Pb del plutón granodiorítico de Los
Pedroches (SO del Macizo Ibérico)
U-Pb geochronology of the granodiorite intrusive from Los
Pedroches (SW Iberian Massif)
1
2
1
Carracedo, M. ; Paquette, J. L. ; García de Madinabeitia, S. ; Gil Ibarguchi, J. I.
1
1
2
Universidad del País Vasco, Leioa, España
CNRS, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand, Francia
Abstract
The first results of a geochronological U-Pb study on rocks from the Los Pedroches batholith, a magmatic alignment
at the southern Central Iberian zone, are presented. Zircons from two samples of biotite granodiorite from both the NW
(sample SGM2, Quintana de La Serena area, Badajoz) and SE (sample SGM8, Venta de Azuel area, Córdoba) ends of
the granodioritic unit of the batholith have been analysed through ID-TIMS methods.
Three out of the four analysed zircon fractions of the Quintana de La Serena sample are concordant and precise a
Concordia age of 307.7 ± 0.4 Ma. From the Venta de Azuel sample, only one fraction was concordant at ca. 308 Ma,
whereas the three remaining abraded fractions are slightly discordant. When pooled together, the four fractions define a
discordia line with a lower intercept age of 307.8 ± 1.2 Ma and a poorly defined upper intercept at 2.6 ± 0.8 Ga.
Consequently, both granite samples SGM-2 and SGM-8 crystallised at 308 Ma.
The field relationships show that the Los Pedroches granodiorite intruded Culm deposits of Namurian A age. The
intrusion was post-kinematic as regards the first phase of regional Variscan deformation (D1) that took place during the
Namurian, and syn- to post-kinematic with respect to the second phase (D2), pre-Stephanian in age. As a consequence,
the U-Pb age here obtained for the Los Pedroches granodiorite allows for a better constrain than so f ar possible of the
age of both deformation phases: D1, that took place before 308 Ma, would likely be Bashkirian in age (ca. 318 -310 Ma),
while D2 would be of Moscovian age.
Keywords: U-Pb, zircon, Los Pedroches batholith, granodiorite, deformation, Variscan orogeny.
Resumen
Se presentan los primeros resultados de un estudio geocronológico mediante el método U-Pb de las rocas del
batolito de Los Pedroches, alineación magmática situada en el sector meridional de la Zona Centro Ibérica. Se han
analizado mediante ID-TIMS los circones de dos muestras de granodiorita biotítica de los extremos NO (muestra
SGM2, área de Quintana de la Serena, Badajoz) y SE (muestra SGM8, Venta de Azuel, Córdoba) pertenecientes al
plutón granodiorítico de Los Pedroches.
De la muestra de Quintana de la Serena, 4 de las cinco fracciones de circones analizadas son concordantes y dan
una edad Concordia precisa de 307.7 ± 0.4 Ma. En la muestra de la Venta de Azuel sólo una fracción es concordante
con una edad de ca. 308 Ma, mientras que las tres fracciones restantes son ligeramente discordantes. La proyección
conjunta de las cuatro fracciones define una discordia con una intersección inferior a 307.8 ± 1.2 Ma y una intersección
superior peor definida a 2.6 ± 0.8 Ga. Se puede asumir por lo tanto que las dos muestras de granodiorita estudiadas,
SGM2 y SGM8, cristalizaron hace 308 Ma.
Las relaciones de campo muestran que el plutón granodiorítico de Los Pedroches es intrusivo en el Culm de Los
Pedroches, de edad Namuriense A. La intrusión es post-cinemática con respecto a la primera fase de deformación
regional Varisca (D1), de edad Namuriense, y sin- a post-cinemática con respecto a la segunda fase (D2), de edad preEstefaniense. En consecuencia, la edad U-Pb obtenida para la granodiorita de Los Pedroches permite establecer de
forma más precisa que la hasta ahora posible la edad de ambas fases de deformación: D1, anterior a 308 Ma, sería
posiblemente Bashkiriense (ca. 318-310 Ma), mientras que D2 sería Moscoviense.
Palabras clave: U-Pb, circón, batolito, Los Pedroches, granodiorita, deformación, orogénesis Varisca.
11. Geoquímica isotópica/ Isotope geochemistry
|| 528
XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
Introducción
La mayoría de los estudios geocronológicos
U-Pb realizados sobre el sur del Macizo Ibérico
(Zonas Sudportuguesa, ZSP, Ossa-Morena,
ZOM, y sur de la Centro Ibérica, ZCI) han tenido
por objeto la ZOM. Estos trabajos fueron
realizados en su mayor parte por investigadores
de la ETH de Zurich bajo la dirección de D.
Gebauer (e.g., Ordóñez, 1998). Se buscaba
datar
los
principales
eventos
tectonomagmáticos pre-Variscos, habiendo permitido
los datos obtenidos reconstruir la evolución
geodinámica de la ZOM durante el ciclo
orogénico Cadomiense o Pan-Africano tardío.
Por el contrario, y pese a los esfuerzos
desarrollados en el campo de la geocronología
en los últimos años, las edades de los
principales procesos y formaciones geológicas
que marcan la evolución geodinámica de la
región durante la orogenia Varisca son menos
precisas.
En este sentido, las edades U-Pb publicadas
en estos últimos años sobre el magmatismo
varisco de la antiforma de Monesterio (ZOM;
e.g., Romeo et al., 2006) representan una
aportación muy significativa a fin de subsanar
estas deficiencias. Los datos publicados
sugieren que el magmatismo fue pulsátil, y se
desarrolló entre ca. 350 y 335 Ma.
Por lo que se refiere a los datos (e.g. K-Ar,
Rb-Sr, etc) sobre el magmatismo de la parte sur
de la ZCI (esto es, la Zona Luso-Alcúdica, ZLA,
de Lotze, 1945), se trata de edades muy
imprecisas, y más jovenes que en la ZOM. Los
datos publicados indican que el magmatismo se
desarrolló entre 320 y 290 Ma, con un climax en
torno a 310-305 Ma (e.g., Bellon et al., 1979;
Cueto et al., 1991).
En este trabajo se presentan los primeros
datos geocronológicos U-Pb para circones de
rocas del batolito de Los Pedroches. Estos
datos han permitido datar con precisión el plutón
granodiorítico de Los Pedroches y constreñir la
edad de las fases de deformación varisca en la
ZLA.
Geología y estructura de la región
del batolito de Los Pedroches
El batolito de Los Pedroches conforma una
alineación magmática tardi Varisca que jalona el
sur de la ZLA. Tiene una longitud de ca. 250 km
y una anchura variable entre 8 y 30 km,
extendiéndose en dirección N120-130E sobre
unos 3500 km2 por las provincias de Jaén,
Córdoba y Badajoz (Cabanas, 1968).
Este complejo ígneo está formado por: (i) un
plutón granodiorítico compuesto esencialmente
por
granodioritas
biotíticas
±
anfíbol
(granodiorita de Los Pedroches), y (ii) varios
plutones graníticos formados principalmente por
granitos peraluminosos ± cordierita (e.g. Larrea
et al., 2004). Los plutones están atravesados
por
un
complejo
filoniano
integrado
esencialmente por diques de composición
intermedia y ácida (Carracedo et al., 1996).
Las diversas intrusiones que conforman el
batolito se emplazaron en conexión con la
actividad de una zona de cizalla transtensiva
dextra (Aranguren et al., 1997) a lo largo del
núcleo de una sinforma orientada ONO-ESE.
Los materiales que definen la estructura regional
son esencialmente rocas detríticas de edad
Vendiense superior a Namuriense inferior. Las
rocas encajantes están débilmente afectadas
por el metamorfismo regional y fueron plegadas
durante la primera fase de deformación varisca
(D1) de edad Namuriense, originando grandes
pliegues orientados ONO-ESE que llevan
asociada una esquistosidad (S1) paralela o
transversa al plano axial (Quesada et al., 1987).
Una segunda fase de deformación (D2), de
edad Namuriense superior a Estefaniense BC,
fue responsable del desarrollo de fallas con una
fuerte componente extensional. Estas fallas
llevan asociada una esquistosidad (S2) o bien
desarrollan micropliegues subhorizontales y un
cleavage de crenulación extensional (S2; e.g.
Rodríguez Pevida et al.,1990).
Las relaciones de intrusión entre el plutón
granodiorítico y los plutones graníticos en
contacto con aquel (El Guijo, Cerro Mogábar y
Cardeña - Virgen de la Cabeza) indican que la
granodiorita está intruida por los granitos. Las
blastesis térmicas inducidas por la intrusión en
la aureola son claramente post-D1 y, donde está
presente S2, se puede observar una primera
blastesis pre-D2, y una segunda sin a post-D2.
La primera blastesis se asocia normalmente con
la intrusión de la granodiorita, mientras que la
segunda se asocia con la intrusión de los
granitos. Por todo ello, se considera que la
intrusión de la granodiorita es interfase D1-D2, y
que la intrusión de los granitos es sin- a postD2. En cualquier caso, indicios de la segunda
blastesis se encuentran también en sectores de
la aureola alejados de los granitos, lo que
implica que la intrusión de la granodiorita
comenzó en la interfase D1-D2, pero la
anomalía
térmica,
y
posiblemente
su
emplazamiento, se prolongó en el tiempo más
allá de D2. Por otra parte, la intrusión de
algunos plutones graníticos, e.g., Sta Eufemia,
Campanario - La Haba, es sincinemática con
D2, mientras que en otros casos, e.g., plutones
de Cerro Mogábar y El Guijo, los granitos cortan
a las fallas producidas por D2 (e.g. Pascual,
1984; Aranguren et al., 1997; Alonso Olazabal,
2001).
Datos geocronológicos anteriores
De acuerdo con los datos estratigráficos, el
emplazamiento del batolito de Los Pedroches
tuvo lugar entre el Namuriense inferior (318-325
Ma), edad de las rocas sedimentarias más
jovenes intruidas y de D1, y el Triásico (250
Ma), edad de los primeros depósitos que
recubren horizontalmente los granitos.
11. Geoquímica isotópica/ Isotope geochemistry
|| 529
XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
de ca. 308 Ma; las tres fracciones desbastadas
son discordantes, posiblemente debido a la
pérdida de Pb, además de una ligera herencia
en alguna de las poblaciones analizadas. En el
diagrama concordia los puntos definen una recta
con una intersección inferior a 307.8 ± 1.2 Ma.
data-point error ellipses are 2
0.0498
LOS PEDROCHES
SGM8
313
238
Pb/ U
0.0496
0.0494
311
206
Las edades isotópicas publicadas para el
plutón granodiorítico son muy imprecisas y
varían entre 350 ± 57 Ma y 295 ± 15 Ma. La
única edad precisa, 307 ± 2 Ma, fue obtenida
por Cueto et al. (1991) en base a una isocrona
interna Rb-Sr. Por otra parte, las edades K-Ar
en roca total publicadas por Bellon et al. (1979)
sugieren que el emplazamiento del plutón
granodiorítico no fue sincrónico, dado que
varían entre 342 ± 17 Ma para una muestra de
la terminación oriental del plutón y 295 ± 15 Ma
para una del extremo opuesto.
Geocronología U-Pb de circones
Las muestras analizadas en este trabajo han
sido recogidas en ambos extremos del plutón
granodiorítico de Los Pedroches, una al norte de
Quintana de la Serena (Badajoz; muestra
SGM2), y la otra al norte de Venta de Azuel
(Córdoba; muestra SGM8). Las muestras
corresponden a granodioritas biotíticas de la
facies común del plutón, y son ricas en circón,
mineral que al microscopio aparece como
cristales idiomorfos, zonados, con hábito de
prismas bipiramidales.
La separación de los circones ha sido
realizada en la UPV/EHU y los análisis
isotópicos por ID-TIMS en el CNRS-Universidad
Blaise
Pascal
(Francia)
utilizando
un
espectrómetro VG
Sector
54W
según
procedimientos descritos en Paquette y Pin
(2001).
Resultados
Muestra SGM2: Los resultados de 4 de las
cinco fracciones de circones desbastados
(abraded) analizadas mediante ID-TIMS se
proyectan sobre la concordia, con una edad de
307.7 ± 0.4 Ma (MSWD = 0.3; Figura 1).
data-point error ellipses are 2
Para ver esta película, debe
disponer de QuickTime™ y de
un descompresor .
309
308
Pb/238U
0,0491
LOS PEDROCHES
SGM2 Granodiorite
Para ver esta película, debe
disponer de QuickTime™ y de
un descompresor .
307
206
0,0489
0,0487
306
0,0485
305
MSWD (of concordance) = 0.3
304
0,0483
207
303
0,0481
0,347
0,349
0,351
0,353
Pb/235U
0,355
Fig. 1 – U-Pb concordia diagram for sample SGM2 of
granodiorite from the Los Pedroches batholith, north
of Quintana de La Serena (Badajoz).
Muestra SGM8: Los resultados de los
análisis isotópicos para esta muestra no son tan
precisos (Figura 2). Sólo el dato obtenido para
una fraccion de circones no desbastados
(unabraded) proporciona una edad concordante
310
0.0492
Intercepts at
309
307.8 ± 1.2 Ma & 2.6 ± 0.8 Ga
0.0490
MSWD = 2.0
308
0.0488
307
207
0.0486
0.348
0.352
0.356
0.360
0.364
0.368
Pb/
235
U
0.372
Fig. 2 – U-Pb concordia diagram for sample SGM8 of
granodiorite from the Los Pedroches batholith, north
of Venta de Azuel (Córdoba).
Discusión de los resultados
En el diagrama concordia-discordia, los
resultados isotópicos U-Pb obtenidos para los
circones de la granodiorita proporcionan un dato
concordante a ca. 308 Ma para la muestra
SGM8 y varios datos concordantes entre ca.
307 y 308 Ma, con una media próxima a este
último valor para la SGM2 (Figuras 1 y 2). Se
considera, por tanto, que la edad de
cristalización del circón en la granodiorita de Los
Pedroches debe situarse muy próxima a los 308
Ma. Esta edad, muy similar a la de 307 ± 2 Ma
propuesta por Cueto et al. (1991), es coherente
con los datos geológicos, puesto que los
materiales más jovenes intruidos por la
granodiorita son de edad Namuriense inferior
(Serpukhoviense; ca. 318-326 Ma). Además, la
intrusión es posterior a la edad asignada
estratigráficamente a D1, es decir posterior al
Namuriense (ca. 312 Ma). Por tanto, el dato de
ca. 308 Ma puede ser considerado como válido
para la edad del emplazamiento del plutón
granodiorítico de Los Pedroches.
Por otra parate, mientras que los datos
Concordia age = 307.7 ± 0.4 Ma
obtenidos
por el método K-Ar por Bellon et al.
(2 , decay-const.
errs ignored)
(1979) sugerían que el proceso intrusivo del
plutón granodiorítico era más antiguo en el
sector oriental que en el occidental, los datos
obtenidos en este trabajo mediante el método UPb muestran claramente que se trata de
diferencias de edad mínimas, asumibles dentro
del error analítico de los resultados. Por tanto, y
dado que las edades obtenidas en este estudio
son, en principio, más fiables en lo que se
refiere a la datación del emplazamiento de los
magmas, se puede asumir que la intrusión de
los diferentes pulsos que conforman el plutón
11. Geoquímica isotópica/ Isotope geochemistry
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XV Semana – VI Congresso Ibérico de Geoquímica
granodiorítico es prácticamente sincrónica en
toda su extensión.
Implicaciones regionales
Quesada et al. (1987) señalaron que la edad
de D1 debe ser Namuriense, ya que afecta a los
materiales del Carbonífero inferior y es
fosilizada por los materiales westfalienses de la
cuenca de Peñarroya – Bélmez. Los datos del
presente trabajo permiten precisar algo más la
edad de D1, ya que dicha fase debió
desarrollarse entre el Namuriense inferior
(Serpukhoviense; < 318 Ma) y la edad aquí
obtenida para la intrusión de la granodiorita, ca.
308 Ma, es decir el Moscoviense. Por lo tanto,
D1 debió desarrollarse principalmente a lo largo
del Bashkiriense.
Por otra parte, y dado que la intrusión del
plutón
granodiorítico
es
grosso
modo
sincinemática con la segunda fase de
deformación regional varisca, cabe inferir que la
edad de ca. 308 Ma de la intrusión sirve,
asimismo, para establecer la edad de D2, la cual
sería, por tanto, Moscoviense.
A escala regional, las estructuras asociadas
a D2 se desarrollaron en un contexto distensivo
relacionado con el colapso gravitacional y la
extensión generalizada que se reconoce en
diversas partes del Orógeno Varisco. El inicio de
la extensión se produjo en este sector de la
cadena durante el Moscoviense (312-306 Ma).
La
delaminación
litosférica
asociada
posiblemente condujo a un ascenso de la
astenosfera y de las geotermas regionales,
provocando una etapa de fusión generalizada
en la corteza que pudo verse favorecida en
algunas partes por la intrusión coetánea de
magmas mantélicos. Este proceso sería
responsable del magmatismo post-colisional que
se desarrollo en la ZAL entre ca. 315-290 Ma y
que alcanzó su climax en torno a los 305 Ma
(e.g. Cueto et al., 1991; Bea et al., 2003; Alonso
Olazabal, 2001).
Conclusiones
Los datos isotópicos U-Pb de circones
procedentes de dos muestras recogidas en
ambos extremos del plutón granodiorítico de Los
Pedroches indican que el emplazamiento de
este plutón se produjo de forma sincrónica a lo
largo de toda su extensión hace unos 308 Ma,
es decir durante el Moscoviense.
Los datos geocronológicos obtenidos para la
granodiorita de Los Pedroches, permiten
conocer con mayor precisión la edad de las
fases principales de deformación varisca en el
sector meridional de la Zona Centro Ibérica. La
primera fase, D1, se desarrolló probablemente
durante el Bashkiriense, mientras que D2 tuvo
lugar en torno a los 308 Ma, durante el
Moscoviense.
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