“Petrología, estructura y geocronología de los granitoides del batolito de Gredos (sistema central español)”: tesis doctoral de D. Juan Díaz Alvarado.

Tesis doctoral leída el 9 de marzo de 2012 en la Universidad de Huelva por parte de Juan Díaz Alvarado, realizada en una zona de Ávila, muy cercana a la provincia de Cáceres.

Este trabajo se presentó habiendo publicado varios artículos en revistas especializadas:

• “Assessing bulk assimilation in cordieritebearing granitoids from the Central System Batholith, Spain. Experimental, geochemical and geochronological constraints”. Publicado en Journal of Petrology, nº 52(2) en 2011.
• “Magmatic and solid-state fabrics of the granodiorite bodies of the Gredos massif (Variscan Iberian massif): Implications for their kinematic evolution”. Enviado a la revista Journal of Structural Petrology, en Julio de 2011.
• “Geocronología U-Pb mediante el estudio con SHRIMP de circones de granitoides intrusivos y de leucogranitos anatécticos del macizo de Gredos, batolito del Sistema Central, España. Implicaciones para el estudio de la construcción y de la evolución térmica del batolito”. Enviada para su publicación en 2011.

Incluimos, a modo de documento, el resumen que el propio doctor elaboró a tal efecto:

El batolito del Sistema Central, con más de 300 Km de longitud y 60 Km de anchura, constituye un afloramiento casi continuo de granitos a granodioritas en la Zona Centroibérica del Macizo Ibérico Varisco, localizado entre Madrid, sur de Salamanca y el norte de Extremadura. Los granitoides del macizo de Gredos, que forman parte de este inmenso batolito, y localizados en el centro del mismo, están estructurados según láminas paralelas de diferente potencia, en torno a 1 km, que se extienden lateralmente a lo largo de varios km. Estas láminas están normalmente separadas por cuerpos de metasedimentos (de corneanas a complejos anatécticos). El macizo de Gredos ofrece unos excepcionales afloramientos y una gran variedad de relaciones de campo con las rocas encajantes, y constituye uno de los parajes geológicos más interesantes para el estudio de los complejos procesos asociados con el emplazamiento de grandes batolitos, como el batolito del Sistema Central, uno de los más grandes en el orógeno Varisco de Europa occidental. Por esta razón se ha llevado a cabo un exhaustivo estudio multidisciplinar de las principales características petrológicas, estructurales y geocronológicas tanto de los granitoides intrusivos como de los metasedimentos que componen el encajante.

Este trabajo describe con detalle el ejemplo de un batolito calco-alcalino que intruye en la corteza media-superior. Las rocas ígneas del área de estudio han sido divididas en tres grupos principales según sus características petrográficas y geoquímicas (elementos mayores, trazas y tierras raras): las series calcoalcálica (Qtz dioritas y tonalitas), transicional (Granodioritas Bt) y alcalicálcica (Monzogranitos Crd). Una paradójoca cualidad de estos monzogranitos con Crd es la presencia de cordierita euhedral en fuerte desequilibrio con los monzogranitos no anatécticos. Las relaciones de campo y los datos geoquímicos sugieren un proceso de “bulk assimilation” de los metasedimentos encajantes por las granodioritas intrusivas para generar los monzogranitos con Crd. Los trenes de variación definidos por los monzogranitos se desvían sustancialmente de una típica evolución cotéctica, y apuntan a la composición del encajante metapelítico. Además se han diseñado una serie de experimentos de laboratorio para comprobar esta hipótesis, dando como resultado que la cordierita se forma en dominios locales donde se encuentran los reactivos de la reacción peritéctica Bt+Qtz+Pl+AlsàCrd+Kfs+Melt. El proceso incluye la captura y aislamiento de fragmentos del encajante en el magma granodiorítico, la fusión parcial de estos xenolitos con la generación de Crd como fase peritéctica en equilibrio local con el fundido generado en el xenolito metapelítico, y la conservación de estos cristales debido a que el fundido residual del magma granodiorítico converge composicionalmente con los leucogranitos peralumínicos generados en el xenolito. A cambio las granodioritas ganan el K liberado de la reacción anterior, lo que provoca la cristalización de Kfs y desviando la composición a términos monzograníticos. Los circones heredados que están presentes en los monzogranitos con Crd son similares a los encontrados en el encajante metasedimentario, pero están prácticamente ausentes en las granodioritas intrusivas. Para cuantificar la magnitud del proceso de asimilación en los granitoides sehan realizado balances de masas y estimaciones basadas en la cantidad de Crd presente en los experimentos. Según éstos, el volumen de material asimilado en el magma monzogranítico varía entre un 5 y un 60 %, dependiendo de la proximidad a los contactos con el encajante y del componente pelítico de éste.

Para el trabajo estructural se ha llevado a cabo un estudio de detalle de la orientación preferente de forma (SPO) en la fábrica magmática definida por los megacristales de Kfs, además de un análisis cinemático de las estructuras de interacción entre los mismos, y la medición de las fábricas de los ejes c del Qtz en las migmatitas. Todo ello ha evidenciado un comportamiento mecánico solidario entre los magmas granodioríticos intrusivos y el encajante. El emplazamiento tuvo lugar a través de grandes cizallas extensionales durante las primera etapas de la fase D3 de deformación Varisca. La forma de los elipsoides SPO varía sistemáticamente de constrictivos en el centro de los cuerpos graníticos, a elipsoides de aplastamiento, o incluso oblatos, en los contactos con el encajante metasedimentario. La interpretación de la variación espacial de la fábrica considera la relación entre el flujo magmático en el interior de los cuerpos magmáticos, y la deformación regional de origen tectónico. Los componentes coaxiales y no-coaxiales de los flujos internos y externos fueron repartidos de manera desigual, de tal manera que el flujo magmático local superó a la deformación regional en el centro de los cuerpos graníticos, generando elipsoides constrictivos, mientras que una combinación compleja de aplastamiento vertical, cizalla simple tectónica y arrastre magmático generó elipsoides de aplastamiento a oblatos en los márgenes de las láminas intrusivas. Todo ello da como resultado la desigual distribución de la intensidad de las fábricas, con los mayores valores localizados en la zona de techo de las diferentes cuerpos graníticos. Toda la estructura fue posteriormente plegada en estado magmático durante la etapa de flexión oroclinal del Arco Ibero-Armoricano. El ámplio conocimiento de las características geoquímicas y estructurales del batolito nos permiten identificar tres láminas granodioríticas a monzograníticas con diferencias geoquímicas significativas, así como varios cuerpos metasedimentarios entre ellas. Para el estudio geocronológico del Macizo de Gredos se han seleccionado circones de 4 granitoides y 2 granitos anatécticos para ser analizados en la microsonda de alta resolución SHRIMP II en el Research School of Earth Sciences en Canberra (Australia), y en el Beijing SHRIMP Center (China). El gran rango de edades encontrado en una sola muestra nos ha llevado a agrupar los análisis según su edad, la morfología del circón y la ubicación del punto de análisis, obteniendo grupos de edades significativas con grandes diferencias entre ellos. El resultado obtenido muestra importantes diferencias entre las edades de cristalización de los circones de los granitoides intrusivos, entre 312.6 ± 1.1 y 303.5 ± 1.6 Ma en el principal grupo de edades de cada muestra, que nos proporciona una edad máxima de emplazamiento y puede interpretarse en términos de un proceso de emplazamiento secuencial para la formación del batolito. Además, las edades de los leucogranitos son ligeramente más jóvenes que los cuerpos intrusivos que están en contacto con ellos, por lo que podemos concluir que estos fundidos anatécticos se generaron debido al efecto térmico provocadopor la intrusión granodiorítica. Este efecto térmico se reprodujo durante el sucesivo emplazamiento de los magmas calcoalcalinos, manteniendo la temperatura del batolito en el entorno de las temperaturas de saturación del circón en los fundidos de composición granítica (unos 750 ºC), periodo durante el cual los metasedimentos permanecieron parcialmente fundidos y los granitoides intrusivos mantuvieron un importante porcentaje de fundido residual.