DISCUSION SOBRE LA GENESIS DE LOS GRANITOS CALCO ALCALINOS DEL MACIZO HESPERICO por J. M. UGIDOS • RESUMO Baseado em análises quimicas existentes é estudada a origem de granitos calcoalcalinos do Maciço Hespérico. As relações Ba/Sr, K/Rb e Rb/Sr destes granitos são compatíveis com origem a partir de metassedimentos mas outras relações apontam para origem ígnea. É proposta génese anatética induzida por fluidos alcalinos originados no manto. ABSTRACT . Based on previous chemical data the origin of calcoalcaline granites is considered. The Ba/Sr, K/Rb and Rb/Sr relations of these granites are compatible with an origin from metasediments but other relations point to an igneous source. An anatectic genesis induced by alca1ine rich fluids derived from the mantIe is proposed. A partir de la década de los sesenta, se pusieron de manifiesto en diversas reuniones de geológos deI NO peninsular y en varias publicaciones (v. p. ej. : III Reunión dei NO de la Peninsula Ibérica; CAPDEVILA et 01., 1973) los criterios básicos para diferenciar granitos alcalinos y granitos calcoalcalinos, seiíalándose el probable origen mesocortical (a partir de materiales metasedimentarios) de los primeros y el origen profundo basicortical, de los segundos cuya génesis se adrriitió como híbrida. Posteriormente (BEA, 1975, 1976) se propcne el origen basicortical de las rocas calcoalcalinas a partir de la anatexia de materiales de composición andesítica. Datos isotópiCos (PRIEM et aI., 1970) favorecieron este tipo de planteamientos, aI menos inicialmente, si bien otros datos (MENDES, 1968; MENDES et aI., 1972; LEEUTWEIN et aI., 1970) no apoyaban las mismas ideas para parte de los granitos considerados como calco alcalinos, ya que las relaciones isotópicas de Sr mostraban valores altos. En la década de los setenta se comprueba que la presencia de silicatos alumínicos y especialmente cordierita es un hecho generalizado de dimensiones batolíticas en la mayor parte de los granitos tanto de áreas centro-peninsulares como centro-occidentales y meridionales (GARCIA DE FIGUEROLA, 1966, 1972; CORRETGE, 1971; MONTEIRO, 1973; UGlDOS, 1973) Y que estos granitos tienen, por otra parte, una clara afinidad con rocas calcoalcalinas. L. G. CORRETGE (1971) propone el posible origen ortomagmático de los prismas cordieríticos y en .. 1973, J. M. UGlDOS los considera como xenocristales. En trabajos posteriores (UGlDOS, 1976; UGIDOS & BEA, 1976, 1979) se desarrollan estos planteamientos y sus implicaciones en la génesis de las rocas graníticas y migmatíticas aceptándose el origen profundo de los magmas calcoalcalinos. Otros autores (APARICIO, 1971; FRANCO, 1980; CARNICERO, 1980) plantean la posibilidad de que los granitos calcoalcalinos cordieríticos representan productos anatécticos originados en niveles mesocorticales bajo condiciones térmicas elevadas. El posible origen a partir de rocas metasedimentarias sometidas a procesos anatécticos está apoyado por los contenidos en algunos elementos y relaciones que presentan entre si. Tipicamente los granitos calcoalcalinos deI Macizo Hespérico muestran (Tabla 1) altos contenidos en Rb y altos valores de las relaciones de Rb/Sr y Ba/Sr asi como bajos valores para la relación K/Rb, todo 10 cual ha sido interpretado como propio de rocas derivadas de la anatexia de materiales metasedimentarios de composición grauváquica, atendiendo a diversos aspectos de los procesos de fusión y coeficientes de partición de varios elementos químicos (ARTH & HANSON, 1975; HANSON, 1978) Por otra parte, en el N de Portugal se ha puesto de manifiesto la posibilidad de que dichos granitos (granodioritas y tonalitas en este caso) procedan de * Departamento de Petrología y Geoquímica, Facultad de Ciencias, Salamanca, Espana. 129 TABLA I Si02 Rb Sr Li Ba K/Rb Rb/Sr Ba/Sr Autor 68 183 I 635 179 1 3,5 BELLIDO (1979) I Rb Sr Li Ba K/Rb Rb/Sr Ba/Sr Autor 216 146 102 511 171 1,5 3,3 BEA (1975) : 232 159 127 469 176 1,5 2,9 BEA (1975) % 278 218 135 566 168 1,5 2,7 BEA (1975) 180 286 149 537 126 500 1150 131 167 1,2 0,6 2,3 2,2 ALBUQUERQUE APARICIO (1971) et aI. (1975) 240 392 98 965 181 0,8 2,6 BEA (1975) 188 .155 .490. 188 76 1053 656 173 176 0,4 0,8 2,3 3,5 ALBUQUERQUE APARICIO (1971) et aI. (1975) 164 235 195 0,6 APARICIO et aI. (1977) Si02 : 55-60·% . -Si02 :60-65 % la anatexia de materiales grauváquicos, dadas sus características composicionales referidas a los elementos deI grupo deI tierras raras (ALBUQUERQUE, 1978),dejando un residuo integradoporêuarzo,' plagioclasas, granate, ortopi-roxeno o· cordíerita y' posible pequena o nula cantidad de biotita. En función de los mismos contenidos de elementos traza queda excluida la posibilidad de un origen a partir de rocas ígneas de composición intermedia-básica, yaque para reducir las altas tela; ciones de K/Rb eIiestas rocas a las relaciones que presentan los granitos serían necesariosporcentajes de fusión muy baj()s (HANSON, 1978) de tal manera que no seria relevante la cantidad de fundido anatéctico originado no pudiendose explicar; entonces, los grandes volúmenes de granitos calcoalcalinos presentes en el Macizo Hespérico. Otro aspecto qUe se considera. ~ continuación es el que plantean algunos autores (CHAPPELL & WHITE, 1974; WHITE & CHAPPELL, 1977) quienes consider~n que los . magmas graníticos, debido fundamentalmente-a su elevada viscosidad, dificilmente.se separan de su residuo anatéctico y en consecuençia su quimismo debe reflejar lascaracterística,s composicionales de lasrocas sobre las qUe se ha producido la anatexia. Asi, dichos autores diferencian entre granitos «S» (de origen a partir de rocas sedimentarias)y granitos' «I» (de origen.a partir de rOCaS ígneas).' El criterio utilizado para la distineiónes el de la relación molar AI2 0 3/Na2 0+K2 0+CaO, . que debe presentar diferentes valores para los granitos «I» y para los granitos «S», los cuales aI proceder de rocas sedime!ltarias deben ser hiperalumínicos en el sentido de Shand y en consecuencia dicha relación será elevada debid9 a la fraccionación química que tiene lugar en los procesos sedimentariQs con elimi!laciónde Ca Y Na Y subsecuente entiq:u,ecimiento en AI. Si tal como indican los autor~§cita4ºs no se· pr.oduce la separación entre fundido y residuo, el carácter hiperaluminicohade reflejarse en las l~O 65-70 122 .. 209 195 .. 0.7 - APARICIO et aI. (1977) 130 433 60 847 200 207 0,3 0,3 2 APARICIO ALBUQUERQUE (1971) et aI. (1977) 63 249 194 861 115 1916 214 0,3 2,4 BEA (1975) rocas graniticas originadas por anatexia de rocas sedimentarias. Por el contrario, si las rocas sobre las. que se produce la anatexia son de origen igneo tal carácter· hiperaluminico no se manifestara y la relación senalada tendrá valores mas hajos. Paradichos autores, valores inferiores a 1,1 indican granitos de tipo «I» y valores superiores granitos tipo «S». La aplicación de estos criterios a los granitos deI Macizo Hespérico considerados como calcoalcalinos, ófrece·· Íntetesatites . resultados que' sé slntetizarán a partir de los datos analiticos de diversos autores para diferentes áreas deI Hercinico Peninsular. Se iüdican a continuación los autores y los resultados de los' cálculos de dicho índice según los datos que facilitan en sus publicaciones: -.: R. CAPDEVILA (1969): presentan valores inferiores a 1,1 las granodioritas de Neira, Lugo, Cas:. troverde y tonalitas de Puebla de Parga. Con valoresen parte inferiores y en parte superiores· a 1,1: granitos de Sarria, Puebla de S. Julian y Sta. Eulalia de la Pena. Con valores exclusivamente superiores a 1,1: granitos de Friol, Monseiban, Roman, Hombreiro, Puebla de Parga y Forgoselo, parte de los cuales presentan silicatos aluminicos. - C. A. R. ALBUQUERQUE (1971) : granitos de zonas centrales portuguesas. Con valores inferiores a 1,1: tonalitas y granodioritas biotítico-hornbléndicas. Valores' superiores a 1,1: granodioritas bio,. titicas y granodioritas y granitos inoscovitico~bio­ titicos (en parte con sillimanita y andalucita, asi como con xenolitosmetasedimentarios). - .C. A. R. ALBUQUERQUE (1978): granitos de zonas centrales de Portugal. Granitos y granodioritasmoscovitico-biotiticas (con sillimanita y andalucita) valores superiores a 1, 1. Granodioritas biotiticas: en parte superiores y en párte inferiores a 1,1. ~j. ROCHA DE MACEDO (1974): areas de Braga. pe un total de 15 análisis de granitos calcoalcalinos (con accesorios poco frecuentes de andalucita, siHi- manita y cordierita) eI 60 % prcsentan valores inferiores a 1,1. - C. F. TORRE DE ASSUNÇÃO (1962): zonas de Mi:íio y Duero (Portugal). Granitoscaléoalca,linos, granodioritas y roca-s afines (con minerales como sillimariita y cordierita): _deun total de 11 análisis, un solo valor es superior a 1,1. -.-:.. J. SAAVEDRA & A. GARCIA SANCHEZ (1974): provinciade Salamanca. Los autores estudian diversos tipos de rocasgraníticas de tipo calco alcalino y àsociadas, quepresentan en algunas -de _sus -facies frecuentes prismas cordieríticos y a veces también andalucita. De _un total de 40 análisis químicos el 72,5 % presentan valores inferiores a 1,1. -J. _M. UGIDOS (1973, 1974), F. BEA(1975): áreas _de Bejar-Plasencia (Salamanca-Cáceres). _ Se consideran lossiguientes tipos graníticos: gabros. Todos los análisis (9) muestran valores inferiores a 1,1. ~ Alineación Aroche~Casti1blanco de los , Arroyos. Incluye los siguientes tipos de rocas: adamellitas y :granodioritas con biotita y horriblenda, adamellitas y tonalitas con cordierita, ,granateysillimanita, dioritas y tónalitas, etc., De un total de 11 análisis solo uilO -presenta un -valor superior a 1,1. - A. APARICIO et ai. (1975): rocas graníticas, en algun caso con' cordierita, deI Sistema Central espa~ fiol. De untotal de 29análisis, el 86, 2 % muestran valores inferiores aI, 1. -F. BELLIDÓ_ (1979). Plutónde la Cabrera. Rocas graníticas, granodioríticas y aplíticas, a veces con cordierita y otros silicatosalumínicos. Total de atiálisis, 113. _Valores inferiores o iguales a 1,1: 43,36%. Granitos biotíticos (facies aparentemente no Considerando el conjunto de datos analíticos de _cordieríticas): de un total de 36 análisis, el rocas con o sinsilicatos alumínicos más dei 50 % de 47 % presentan valores inferiores a 1,1: Granitos los datos reflejan valores inferiores a 1,1 observanbiotítico-cordieríticos: de un total de 35 análisis, dose que en granito<;no cordieríticos eI porcentaje el 25,7 % presentan valores inferiores a 1,1. de valores inferiores a 1,1 es superiory que este - H. B. NICOLLl (1966): diversas areas graníticas. porcentaje desciende en granitos cori cordierita o - Provincia de Badajoz: Granitos de Mérida silicatos álumínicos. Debe sefialarse, que los análisis de rocas consiy S-SE de D. Benito. De un tetaI de 10 análisis, 7 presentan valores inferiores a 1,1. deradas como alcalinas o de tendencia alcalina mues- Batollto de los Pedroches.Sobre un total tran practicamente ell00 % de los valores superiores. a de 32 análisis,ei 65, 63% presentan valores 1,1. Asi ocurre, con los siguientes granitos: _Plaseninferiores aI, 1. Algunas de 'lá.s facies ana- cia~Montehermoso, Trujillo, Albalá~Montancliez, batolitode Cabeza Araya, Jalama, etc. (según datos en: lizadas presentan cordierita. - Sierra de Gredos. De un total de 24análisis, UGIDos,1973; BEA 1975; SAAVEDRA & - GARCIA solo uno muestra unvalor superi()r a 1,J. SANCHEZ, 1976; CORRETGE, 1971; MONTEIRO, 1973; - Sierra de -Guadarrama: 6 análisis, uno supe- GARCIA -- DEFIGUEROLA, 1966; 1972). Con excepción del primerõ de los se:íialados, los rior a 1,1. - Area de Burguillos deI Cerro. De 9 análisis de más han sido considerados' como formados por de rocas graníticas 6 muestran valores infe- la mezcla de magma calcoalcalino con productos riores - a 1,1. Otros datos analíticos de anatécticos que induce su intrusión (UGIDOS, 1974; rocas diorítico-cuarzodioríticas muestran UGIDOS & BEA, 1976) si bien mas evolucionados o con - inayor participación de dichos componentes todas valores inferiores a 1,1. - Montes de Toledo: 17 análisis, el 70,58 % anatécticos -que otros -granitos tambiéri cordieríticos con valores inferiores a 1,1. Son frecuentes pero de carácter calcoalcalino mas acentuado y raro ' en estas rocas prismas cordieríticos y otros contenido en silicatos alumínicos. silicatos alumínicos. La abundancia de valores inferiores a 1,1 hace - A. APARICIO et ai. (1977) : varias áreas gni.rií- pensar, por tanto, en que los granitos calcoalcalinos podrían tener un origen a partir de rocas ígneas y que ticas. - Alineación Orgaz-Navalmoral de la Mata posteriormente han sufrido un proceso de conta(provincias de Toledo. y Cáceres). Se mina.ción con materiales metasedimentarios. Los datos y consideraciones expuestos llevan, en "e:íialan 5 análisis de los cuales 2 presentan consecuencia, a una situación aparentemente convalores inferiores aI, 1. - Alineación Valdepenas - Fontanosas - Garli~ tradictoria, que puede ser resuelta si se' considera la tos. Se trata de adamellitas y granodioritas existencia de un basamento continental para la mayor con cordierita (hiperstena en el plutón de parte deI Macizo Iiesperico, tal como se adrriite Garlitos;BARRERA, 1974). Presentan 14 generalmente (BARD et ai. 1973; VEGAS, 1978; KUIJanálisis de los cu ales 2 muestran valores PER, 1979) y demuestrándatos parciales en Iosfondos oceánicos frente a las ,costas occidentales de 'prancia inferiores a 1,1. ---,- Batolito de los Pedroches-Plutón de Merida. y septéntrionales de Espa:íia (CAPDEVILA, 1979). Constitui dos principalmente por adamelliTal basamentocontinental, constituido en gran tas, granodioritas y tipos mas - básicos, par1;e por materialesde procedencia ígnea debe ,ser, tonalíticos y cuarzodioríticos en menor pro- logicamente, eI área fuente de los granjtos calcoalcaporción.Son frecuentes en las- primeras linosproducidos anatecticamente durante los episominerales alumínicos (sillimanita.', anda- dios metamórficos hercínicos. Tales procesos anatéclucita y cordierita). Total análisis 16, con ticos sobre rocas previamente granulitizadas requievalores inferiores a 1,1 el 50 %. ' ren eI aporte de fluidos durante eI régimen metamór- Alineación Monesterio-Barcarrota. Area de fico hercínico ya que en otro caso sería dificil la progran complejidad petrográfica que incluye ducción de grandes volúmenes de magmas grimíticos. adamellitas biotíticas, granodioritas bioEn los aspectos considerados, sinembargo, no se títicas, cuarzodioritas,granito~, _diotitas 'y ha soIudonado-ceL problem:adel contenido de los 131 elementos citados en las rocas graníticas, ya que los materiales granuliticos presentan tipicamente bajos contenidos en Rb y altas relaciones de K/Rb (SIGHINOLFI & GORGONI, 1978). Altos contenidos en Rb y Li (elemento abundante también en los granitos deI Macizo Hespérico; BEA, 1975, 1976) guardan re1ación con estructuras que han sufrido un prolongado «uplift» (TIKHOMIROVA, 1976) Y por otra parte, la evolución deI Macizo Hespérico se ha atribuido a la presencia de una «mantle plume» entre cuyos efectos se senala un proceso de «uplift» en zonas centrales peninsulares (que puede ser explicado por un comienzo de expansión térmica de la corteza; BAILEY, 1978, in KUIJPER, 1979) asi como el aporte de materiales y fluidos procedentes de la misma, responsables de varios estadios metamórfico-anatécticos (KUlipER, 1979). De acuerdo con este autor la presencia de tales fluidos procedentes de1 manto es evidenciada por las rocas alcalina!l y peralcalinas presentes en el Macizo Hespérico (BARD et aI., 1973) de acuerdo con los procesos admitidos por D. K. BAILEY (1974, 1978). De ser correcta esta solución, influida por procesos de degasificación deI manto, las rocas graníticas se habrán formado mayoritariamente a partir de rocas ígneas precondicionadas por el aporte de dichos fluidos enriquecidos en álcalis y en consecuencia las caracterí!lticas químicas citadas serán, en gran medida, independientes de la roca original. Asi podría explicarse, probablemente, que rocas graníticas de áreas muy alejadas entre si y separadas también en el tiempo coincidan en características químicas tan significativas como las senaladas y el que el valor de la relación K/Rb se mantenga constante o con pequenas variaciones para contenidos muy variables deSi0 2 • El ascenso de las masas graníticas asi originadas produciría e1 desplazamiento de las isotermas iniciales hacia niveles mas altos de la corteza, con el desarrollo de procesos anatécticos en condiciones de baja presión y subsiguiente formación inducida de granitos alcalinos y rocas asociadas, tal como se ha propuesto anteriormente (UGIDOS & BEA, 1979). BIBLIOGRAFIA ALBUQUERQUE, C. A. R. DE (1971) - Petrochemistry of a series of granitic rocks from Northem Portugal. Geol. Soe. Am. Buli., vol. 82, pp. 2783-2798, 10 figs. - (1978) - RaTe earth elements in «Younger» granites, Northem Portugal. Lithos, Oslo, vol. 11, n.O 3, pp. 219-229, 4 figs. APARICIO, A. 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