The Cretaceous alkaline magmatism in northeast Iberia. Igneous processes and geodynamic implications

Durante la apertura del oceano Atlantico, responsable de la ruptura del supercontinente Pangea, la apertura del Golfo de Vizcaya provoco la rotacion y separacion de Iberia respecto de Europa. Este evento condiciono el desarrollo de un magmatismo alcalino, previo al inicio de la colision alpina que desencadeno la elevacion de la cadena pirenaica entre Iberia y Europa. Dicho magmatismo alcalino es de edad cretacica y hoy se reconoce en los Pirineos y en el margen septentrional de las Cadenas Costero Catalanas. Sin embargo, no existen, hasta la fecha, estudios completos ni comparativos de estas rocas. Esto contrasta con su enorme interes cientifico, pues suponen una preciada fuente de informacion acerca del controvertido contexto geodinamico, asi como de los procesos igneos relacionados con la generacion de fundidos en el manto y su ascenso a traves de la corteza. Asi, la presente Tesis Doctoral comprende la petrologia, mineralogia, geoquimica y geocronologia del magmatismo cretacico en todo el noreste de Iberia, incluyendo afloramientos en los Pirineos y con especial enfasis, en el margen septentrional de las Cadenas Costero Catalanas, ya que este dominio ha sido menos estudiado. Se han obtenido nuevas edades 40Ar/39Ar que actualizan los datos previos y delimitan temporal y geograficamente la provincia ignea. Ademas, la edad del magmatismo, asociado a un rifting continental, aporta nuevos argumentos a considerar para evaluar las teorias sobre la evolucion geodinamica del limite Iberia-Europa, tanto respecto a la apertura del Golfo de Vizcaya como al inicio de la compresion alpina. El estudio de la composicion de las rocas en elementos mayores, elementos traza y relaciones isotopicas de Sr-Nd-Pb revela una signatura heterogenea y enriquecida del manto en este dominio, que podria haber perdurado desde el final de la orogenia varisca hasta el cuaternario. La composicion de los minerales en elementos mayores y traza, junto con las estimaciones barometricas realizadas, informan de manera muy detallada acerca del origen de las poblaciones de cristales, complejas, que se observan en las rocas, revelando procesos de recarga y mezcla de magmas en profundidad y la incorporacion de cristales heredados en magmas ascendentes hacia la superficie terrestre. Estos datos permiten reconstruir la historia de los procesos que tuvieron lugar en el sistema de alimentacion durante el ascenso de los magmas y su evolucion en camaras magmaticas. En este trabajo se realiza la primera cuantificacion de la influencia de cristales heredados (tipo antecristal) en la composicion global de las rocas en las que se encuentran. El modelo geoquimico desarrollado muestra que la acumulacion de antecristales maficos provoca modificaciones significativas en las composiciones de roca total, y esto cuestiona la interpretacion tradicional de las composiciones magmaticas "primitivas", asi como las ideas sobre procesos de acumulacion gravitatoria de cristales y zonacion composicional en cuerpos igneos. La aplicacion, en esta tesis, de metodos matematicos como la elaboracion de modelos cuantitativos y el analisis estadistico de componentes principales al tratamiento de datos geoquimicos, es novedosa en este campo cientifico y abre el camino a una mejor evaluacion de hipotesis petrologicas en base a datos geoquimicos completos, proporcionando una metodologia de trabajo potencialmente aplicable al estudio de sistemas igneos. Finalmente, es importante destacar que los datos geoquimicos cobran todo su significado unicamente cuando se comprende, en detalle, la petrologia de las rocas y las condiciones de equilibrio entre los minerales y el fundido que los engloba. Esto, ademas, lleva al calculo, por primera vez, de un conjunto internamente consistente de coeficientes de reparto de elementos traza para clinopiroxeno y anfibol en fundidos de tipo lamprofido alcalino (camptonita).