Fábrica magmática y relaciones de contacto de los granitoides intrusivos en el
“bulk-assimilation” (Díaz-Alvarado et al., 2011), marcados fundamentalmente por el aumento de la cantidad de Crd euhedral en los monzogranitos con la proximidad a los cuerpos de metasedimentos.
Estructuralmente, tanto las láminas granodioríticas a monzograníticas como los cuerpos de metasedimentos encajantes tienen un comportamiento similar mecánicamente ante la deformación, siendo afectados por varias zonas de cizalla extensional, que favorecen el emplazamiento de los magmas intrusivos, y al menos dos fases de plegamiento, sin que existan grandes zonas afectadas por deformación en estado sólido, durante la fase D3 de deformación Varisca (Díaz- Alvarado et al., 2012).
Uno de los rasgos más llamativos de estos granitoides es la presencia de megacristales de Kfs (nomenclatura mineral según Kretz, 1983) de una media de 8 cm de largo y 2 cm de ancho (perpendicular a los planos 001). El origen de estos megacristales es aún controvertido (p. ej., Vernon y Paterson, 2008), aunque algunas relaciones de campo son concluyentes acerca de su origen magmático, como su hábito euhedral, el gran tamaño de grano y el alineamiento de las inclusiones de Pl y Bt en torno a zonas que imitan la forma del cristal y marcan varias fases de crecimiento (Fig. 2a). La fábrica magmática, por lo tanto, puede ser estudiada a través de las foliaciones marcadas por los megacristales de Kfs (Fig. 2), escasamente afectada por la deformación en estado sólido.
FIGURA 1. Mapa geológico de la zona central del batolito de Sistema Central español, señalando la ubicación del macizo de Gredos. El corte I-II (WNW-ESE) muestra la estructura laminar del batolito que conforman los cuerpos tabulares de granodioritas y monzogranitos, y las septas de metasedimentos con diferentes grados metamórficos.
Sin embargo, uno de los grandes interrogantes con respecto a las fábricas magmáticas es el momento en
que son adquiridas en el magma parcialmente cristalizado. Otra de las incógnitas es el papel que desempeñan los esfuerzos tectónicos en la adquisición de la fábricadurante los procesos de ascenso, emplazamiento y cristalización final del magma (p. ej., Paterson et al., 1998; Petford, 2003). La interacción de megacristales y otras estructuras observadas en la fábrica magmática en Gredos pueden aportar información sobre la cinemática del flujo o de la deformación sobreimpuesta durante el proceso de cristalización (Blumenfeld y Bouchez, 1988;
Mulchrone et al., 2005).
RELACIONES DE CONTACTO Y FÁBRICAS MAGMÁTICAS
Los granitoides del macizo de Gredos presentan abundancias de megacristales de Kfs entre el 10 y el 25
% en volumen, variando según la lámina intrusiva y la cercanía a los cuerpos de metasedimentos, llegándose a observar dominios con elevados porcentajes de megacristales (abundancias incluso superiores al 50%, que sugieren la actuación de procesos de extracción de fundido). Los megacristales originan una clara foliación en la mayoría de la zona de estudio, aunque dependiendo de la sección, ésta resulta más o menos evidente (Fig. 2), lo que sugiere que deben ser relativamente tempranos (porcentajes de cristalinidad
<50%; Mulchrone et al., 2005). Las foliaciones definidas por los megacristales de Kfs permiten estimar la estructura general en el batolito a través de la fábrica magmática, que tiene continuidad con las fábricas metamórficas y migmatíticas medidas en los cuerpos metasedimentarios (Díaz-Alvarado et al., 2012). Estas foliaciones están afectadas por otras estructuras a nivel cartográfico y mesoscópico, como cizallas (Fig. 2b) y pliegues (Fig. 2c), sin que se observe deformación en estado sólido en los cristales. En el interior de los cuerpos granodioríticos y monzograníticos del batolito también se observan contactos magmáticos (lobulados) entre diferentes pulsos con distinto porcentaje de megacristales (Fig. 2d), quienes suelen reorientarse hacia el paralelismo con dichos contactos magmáticos (Fig. 2e).
Los magmas intruyen sin-deformacionalmente a las corneanas migmatíticas del Prado de las Pozas, cortando algunas estructuras previas y siendo afectados por cizallas posteriores (Fig. 2f). Los megacristales llegan a disponerse paralelos a estas estructuras, por lo que estas relaciones parecen indicar que son previos a la intrusión (Fig. 2g, abajo, la flecha señala dos megacristales que se adaptan a una cizalla que afecta el bandeado migmatítico). Sin embargo, en otros casos algunos cristales parecen crecer dentro de las zonas intrusivas, resultando en un tamaño de grano más variable que el observado lejos de las zonas de interacción magma-metasedimentos (Fig. 2g). En este último caso, son los contactos entre magma y encajante
los que parecen adaptarse a las caras del megacristal (Fig. 2g, flecha superior).
FIGURA 2. Los megacristales marcan la fábrica magmática de los granitoides intrusivos, aunque tanto ésta como el bandeado migmatítico de los metasedimentos muestran una fuerte deformación. Ver texto principal para mayor detalle en la descripción.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Los megacristales de Kfs presentes en los granitoides del macizo de Gredos, en el batolito del Sistema Central español, son cristales idiomorfos que muestran claras evidencias de ser fenocristales que crecen en un líquido de composición granodiorítica rico en K2O. Estas evidencias incluyen la alineación de sus inclusiones en torno a fases de crecimiento del
megacristal o su disposición orientada en estado magmático.
Se ha modelado mediante el programa MELTS (Ghiorso y Sack, 1995) la cristalización de una composición granodiorítica típica del macizo de Gredos (ver composiciones geoquímicas en Díaz- Alvarado et al., 2011) con diferentes porcentajes de K2O, para estudiar la aparición de Kfs en la secuencia de cristalización. Según los modelos (Fig. 3),
porcentajes superiores al 5% de K2O supondrían una cristalización muy temprana (cristalinidades inferiores al 10%), relativamente rápida y a altas temperaturas de Kfs, condiciones propicias para alcanzar los tamaños de los megacristales observados. Además, las bajas cristalinidades que resultan en el modelo de cristalización durante la aparición y crecimiento de los cristales de Kfs (<50%), son propicias para la interacción entre megacristales y la adquisición de la fábrica magmática observada en el macizo de Gredos (p. ej., Mulchrone et al., 2005). Estos altos porcentajes de K requeridos en las composiciones granodioríticas pueden explicarse por el flujo de H2O y K hacia los líquidos intrusivos desde los metasedimentos, donde se producen las reacciones de fusión que implican a fases potásicas como la Ms y la Bt. Este enriquecimiento en K2O de las granodioritas biotíticas durante la interacción con metasedimentos parcialmente fundidos ha sido demostrada experimentalmente en Díaz- Alvarado et al. (2011).
FIGURA 3. Modelos de cristalización para composiciones granodioríticas y diferentes porcentajes de K2O, realizados con el programa MELTS (Ghiorso y Sack, 1995). Los resultados muestran la aparición de las diferentes fases minerales con respecto a la evolución de la cristalinidad y la temperatura del magma.
Tanto las relaciones de contacto (Fig. 2) como la geocronología (Díaz-Alvarado et al., 2013) demuestran que los procesos de fusión parcial en los cuerpos metasedimentarios del macizo de Gredos son contemporáneos con la intrusión de los granitoides con megacristales. La interrelación de las granodioritas intrusivas y las migmatitas del Prado de las Pozas muestra cómo el proceso de emplazamiento es sin- deformacional. Tanto en el interior del bandeado migmatítico como en las láminas granodioríticas, la foliación magmática marcada por los megacristales de Kfs se ve afectada por pliegues y cizallas en estado magmático, estructuras que pueden observarse a escala cartográfica y mesoscópica. Los mecanismos para la adquisición de las fábricas magmáticas, y la relación entre el flujo (esfuerzos internos) y la deformación tectónica (esfuerzos externos) durante el ascenso y emplazamiento de los magmas parcialmente cristalizados han sido estudiados mediante el análisis estructural (p. ej., Díaz-Alvarado et al., 2012), y
deberán avanzar en el futuro mediante la aplicación de modelos más completos de análisis cinemático del flujo magmático (como, p. ej., el modelo presentado por Fernández et al., 2016 en este congreso ).
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado por los proyectos CGL2004-06808-CO4-01/BTE, CGL2004-06808- CO4-02/BTE, CGL2007-63237/BTE, y CGL2010- 22022-CO2-01 (Ministerio de Economía y Competitividad).
REFERENCIAS
Blumenfeld, P. y Bouchez, J.L. (1988): Shear criteria in granite and migmatite deformed in the magmatic and solid states. Journal of Structural Geology, 10:
361-372.
Díaz-Alvarado, J., Castro, A., Fernández, C. y Moreno- Ventas, I. (2011): Assessing bulk assimilation in cordierite-bearing granitoids from the Central System batholith, Spain: experimental, geochemical and geochronological constraints. Journal of Petrology, 52: 223-256.
Díaz-Alvarado, J., Fernández, C., Díaz Azpiroz, M., Castro, A. y Moreno-Ventas, I. (2012): Fabric evidence for granodiorite emplacement with extensional shear zones in the Variscan Gredos massif (Spanish Central System). Journal of Structural Geology, 42: 74-90.
Díaz-Alvarado, J., Castro, A., Fernández, C. y Moreno- Ventas, I. (2013): SHRIMP U–Pb zircon geochronology and thermalmodeling of multilayer granitoid intrusions. Implications for the building and thermal evolution of the Central System batholith, Iberian Massif, Spain. Lithos, 175-176:
104–123.
Ghiorso, M.S. y Sack, R.O. (1995): Chemical mass transfer in magmatic processes. IV. A revised and internally consistent thermodynamic model for the interpolation and extrapolation of liquid-solid equilibria in magmatic systems at elevated temperaturas and pressures. Contributions to Mineralogy and Petrology, 119: 197-212.
Kretz, R. (1983): Symbols for rock-forming minerals.
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Mulchrone, K.F., Grogan, S. y De, P. (2005): The relationship between magmatic tiling, fluid flow and crystal fraction. Journal of Structural Geology, 27: 179-197.
Paterson, S.R., Fowler, T.K., Schmidt, K.G., Yoshinobu, A.S., Yuan, E.S. y Miller, R.B. (1998):
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Petford, N. (2003): Rheology of granitic magma during ascent and emplacement. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31: 399-427.
Vernon, R.H. y Paterson, S.R. (2008): How late are K- feldspar megacrysts in granites?. Lithos, 104: 327- 336