Multi-scale structural study of the Betic metamorphic complexes integrated with petrological and geochronological data

Resumen

La Cordillera Bética, situada en el sur de España, registra una compleja evolución tectónica Alpina derivada de la convergencia entre África e Iberia y el desplazamiento hacia el oeste del Dominio de Alborán. Varios aspectos relativos a los procesos tectónicos que han actuado durante el desarrollo de este cinturón montañoso son todavía cuestiones debatidas. Para contribuir a un mejor entendimiento de estos procesos, se ha realizado un estudio microestructural a escala regional de foliaciones internas de porfiroblastos en los complejos metamórficos de la cordillera. Los nuevos datos han sido combinados con datos metamórficos y geocronológicos y con observaciones estructurales a escala de afloramiento para integrarlos en el contexto tectónico regional. Los datos de foliaciones internas han sido obtenidos usando imágenes 3D adquiridas mediante la técnica de microtomografía computerizada de rayos-X (XCT). Esta técnica permite medir la orientación de elementos microestructurales directamente en cada porfiroblasto presente en la muestra, lo que supone una gran mejora respecto a métodos tradicionales basados en la integración de observaciones hechas en láminas delgadas con diferente orientación. Una caracterización muy detallada de foliaciones internas, tamaño y forma de porfiroblastos se ha realizado en dos muestras para evaluar el mecanismo de crecimiento de porfiroblastos más probable, siendo el modelo de no-rotación favorecido por los resultados obtenidos. En el Complejo Nevado-Filábride, 5 muestras han sido analizadas mediante XCT para complementar datos previos de foliaciones internas de porfiroblastos en el complejo, que fueron principalmente determinados con métodos de láminas delgadas. Los resultados confirman la presencia de tres sets de Ejes de Intersección/Inflexión de Foliación (FIA) orientados WNW-ESE, ENE-WSW y NNW-SSE en áreas del complejo escasamente estudiadas con anterioridad. Varios sets de foliaciones y clivajes de crenulación han sido estudiados a escala de afloramiento para investigar la subdivisión y estructura interna del complejo, respecto a lo cual no hay consenso. Zonas de alta deformación subhorizontales localizadas hacia la parte baja del complejo han sido identificadas y se desarrollan con posterioridad a un plegamiento vertical de la foliación principal. Estas zonas de cizalla normalmente coinciden con los límites de las unidades Veleta-Mulhacén o Ragua-Calar Alto, definidas previamente, apoyando la diferenciación de estas unidades, aunque una profunda revisión de su cartografía es necesaria. En el Complejo Alpujárride, las foliaciones internas de porfiroblastos han sido caracterizadas con XCT y láminas delgadas en 60 muestras orientadas ampliamente distribuidas en los sectores occidental y central del complejo. Tres sets de FIA han sido obtenidos en estas rocas, con orientaciones y relaciones temporales similares (WNWESE, ENE-WSW y NNW-SSE) a las del Nevado-Filábride. Estos FIA se desarrollaron principalmente durante la evolución metamórfica prograda del complejo, pero el set ENEWSW se repitió durante una etapa tardimetamórfica después de la exhumación parcial del complejo. Varias generaciones de clivajes de crenulación tardimetamórficos han sido distinguidas e interpretadas como resultado de alternancias de eventos contractivos y extensionales. La consistencia regional de las orientaciones de FIA en las Zonas Internas, y evidencias de una generalizada orientación preferente subvertical y subhorizontal de las foliaciones internas, coinciden con observaciones similares hechas previamente en otros cinturones montañosos. Estos datos solo han sido explicados en términos de micropartición de la deformación alrededor de objetos rígidos, lo que les permite mantener posiciones estables durante una generalizada deformación no-coaxial. Las direcciones de acortamiento cortical indicadas por los tres sucesivos sets de FIA distinguidos en esta tesis de acuerdo con este modelo no-rotacional, coinciden con los vectores de convergencia entre África e Iberia durante el Paleógeno-Neógeno, y el simultáneo desplazamiento hacia el oeste del Dominio de Alborán. Esto proporciona un argumento adicional en favor de la posibilidad de que fábricas tectónicas tempranas sean preservadas con su orientación original en los porfiroblastos. Las condiciones metamórficas (7-9.5 kbar y 600-680 ºC) y edad (21-18.5 Ma) de la foliación principal en el Complejo Alpujárride, que se desarrolló o reequilibró durante la descompresión, han sido determinadas y coinciden con datos previamente publicados. Evidencias microestructurales indican que los sets de FIA WNW-ESE y NNW-SSE se desarrollaron con anterioridad a esta foliación, aunque el set NNW-SSE podría haber sido parcialmente coetáneo a esta. La generación repetida de FIAs ENE-WSW después del NNW-SSE se confirma con una edad de 17.5 Ma obtenida para inclusiones de monacita en granates. Esta edad coincide con el comienzo de la colisión continental entre las Zonas Internas y Externas de la cordillera. En el Nevado-Filábride, una edad máxima de 14.5 Ma ha sido obtenida para un porfiroblasto de granate que incluye un FIA ENE-WSW y confirma la repetición de este set también en este complejo. La similitud en las orientaciones y relaciones temporales de FIAs en ambos complejos sugieren una evolución cinemática equivalente a pesar de sus diferentes posiciones paleogeográficas y posterior exhumación del Nevado-Filábride. Todos estos resultados demuestran el potencial de una nueva metodología para reconstruir la evolución tectónica de cinturones orogénicos, cuyo principal ingrediente es la integración de datos de foliaciones internas de porfiroblastos con petrología, geocronología y observaciones estructurales a escala de afloramiento.