Estructura cortical y evolución tectónica alpina del borde oriental de la zona Vasco-Cantábrica

Abstract

Dentro de la cordillera Pirenaico-Cantábrica, la parte central, la Zona Vasco-Cantábrica, es la que presenta un menor grado de conocimiento en cuanto a su estructura cortical y evolución tectónica. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es el de caracterizar y cuantificar la extensión mesozoica y la posterior inversión tectónica alpina en la Zona Vasco-Cantábrica oriental. Para ello, se ha realizado un trabajo multidisciplinar que ha incluido técnicas de geología estructural, petrología, mineralogía, geoquímica isotópica y termocronología. Para la caracterización del periodo extensional cretácico, se ha llevado a cabo un estudio de las rocas del Manto de los Mármoles y de las rocas englobadas en la mélange de Ziga, un afloramiento compuesto por una matriz arcillosa-evaporítica con fragmentos de rocas profundas, incluidas peridotitas serpentinizadas con alteración carbonática (oficalcitas). Estas oficalcitas son venas de calcita recristalizadas, con una fase previa de aragonito. Las venas parecen restringidas a los cuerpos de peridotitas, lo que sugiere que debieron formarse en el manto y no dentro de la mélange. Sin embargo, los análisis isotópicos indican una recristalización a < 49 ºC a partir de un fluido meteórico. Las muestras del Manto de los Mármoles, reflejan la signatura isotópica típica de carbonatos marinos con una ligera disminución de los valores de δ18O y δ13C en zonas próximas a la falla de Pamplona o en zonas con una mayor fracturación Se concluye que, durante la apertura del Golfo de Vizcaya, las rocas del manto se exhumaron en el footwall de un importante detachment extensional que llegó a ponerlas en contacto con las sales triásicas del fondo de la cuenca Vasco-Cantábrica oriental. Con el fin de caracterizar la compresión alpina, se ha realizado un análisis estructural combinado con un estudio de termocronología de baja temperatura utilizando las técnicas de huellas de fisión en apatitos (AFT) y (U-Th)/He en zircones (ZHe) en torno a los Macizos Vascos. Todas las muestras de apatitos aportaron edades entre el Eoceno medio y el Oligoceno. En función de los resultados de ZHe, las muestras se pueden separar en dos grupos. El primero está representado por las muestras del macizo de Cinco Villas con edades ZHe reseteadas durante la orogenia alpina (Eoceno-Oligoceno inferior). En este grupo se incluye la muestra del macizo de Oroz-Betelu, aunque con ciertas restricciones, debido a la existencia de una edad no reseteada. El segundo grupo está representado por una muestra del macizo de Alduides y una muestra paleozoica en la falla de Leiza, cuyos sistemas ZHe están parcialmente reseteados. Los resultados obtenidos indican que el macizo de Cinco Villas estuvo enterrado a mayor profundidad que el de Alduides y que la muestra de la falla de Leiza. Además esta última comenzó su enfriamiento entre aprox. 1,5 y 6,5 Ma antes que las del Macizo de Cinco Villas. Se presentan además varios cortes geológicos y una transecta a escala cortical integrando la información geológica y geofísica disponible. Durante la apertura del Golfo de Vizcaya se produjo una hiperextensión que desembocó en la exhumación del manto a la base de la Cuenca Vasco-Cantábrica a favor del detachment de Leiza-Saldías en el Albiense. Durante el ascenso del manto, la circulación de fluidos favoreció los procesos de serpentinización. Posteriormente se debieron formar las oficalcitas primarias, aunque este proceso no está registrado en los análisis realizados. La evolución del detachment puso finalmente en contacto las rocas del manto con las sales triásicas de la base de la cuenca, y fragmentos de estas peridotitas alteradas y de la corteza inferior se incorporaron a la mélange desarrollada en la zona de contacto. La anomalía térmica generada por la exhumación del manto dio lugar al metamorfismo del Manto de los Mármoles. La principal actividad tectónica de la orogenia alpina se ha datado entre el Eoceno medio y Oligoceno medio, con una primera etapa de vergencia norte representada por las fallas de Saldías-Leiza-Aralar y el frente septentrional sumergido, y otra de vergencia sur representada por los cabalgamientos del frente sur y de Ollín. La inversión tectónica provocó la extrusión de la mélange de Ziga a favor de la zona de debilidad que representa la intersección entre las fallas de Leiza y Pamplona. Una de las muestras de AFT dentro de esta mélange permite inferir que se enfrió por debajo de los 100 ºC hace 40 Ma. A partir del Mioceno se cruza la isoterma de 50-60 ºC en el Manto de los Mármoles, momento a partir del cual las oficalcitas sufrieron la recristalización por fluidos meteóricos. La reconstrucción propuesta en este trabajo apunta a un acortamiento de unos 90 km desde el Albiense hasta el estadio actual. Los resultados expuestos en esta Tesis Doctoral evidencian la relevancia de combinar distintas técnicas geológicas para mejorar el conocimiento de la evolución tectónica en el estudio de los orógenos alpinos y en concreto del pirenaico.