The contact between the Ossa Morena and the South Portuguese zones. Characteristics and significance of the Aracena metamorphic belt, in its central sector between Aroche and Aracena (Huelva)

Abstract

The boundary between the Ossa Morena and the South Portuguese zones is outlined by the Aracena metamorphic belt. The main characteristics of this region of the Iberian Massif are divided into lithologic, structural, metamorphic, magmatic, geochemical, isotopic and experimental points of view and presented in this paper. The Aracena metamorphic belt is divided into two main domains: the oceanic domain is composed of MORB-derived metabasites (the Acebuches metabasites) and a former accretionary prism. The continental domain comprises aluminous gneisses and migmatites, calc-silicate rocks, leucocratic gneisses, marbles, amphibolites, syn- to post-tectonic noritic intrusions with high-Mg andesite (boninitic affinities) composition, as well as post tectonic acid-to-basic intrusive rocks. The Acebuches metabasites were firstly affected by a high-temperature/low-pressure event, which currently shows an inverted metamorphic gradient, and is related to SW verging thrusting. The thermal peak related to this metamorphic event displays an age gradient in such a way that older ages have been obtained towards the west. The lower half of the Acebuches metabasite pile was later affected by a mylonitic deformation and a retrometamorphism related to the Southern Iberian Shear Zone. Four ductile deformation phases have been defined in the continental domain: CD-D1 was related to the formation of km-scale recumbent folds. CD-D2 could be associated with an extensional collapse or a gravity spreading, and is coeval with a high-temperature/low-pressure metamorphic event that affected the continental domain and gave place to several migmatitic complexes. CD-D3 produced symmetric upright folds and CD-D4 generated south-verging thrusts and thrusts accommodation folds. The main characteristics of the Aracena metamorphic belt are interpreted as the result of a trench-trench-ridge triple junction evolution. According to the proposed model, the oceanic ridge-trench interaction led to the formation of a slab-free window beneath the continental margin, which provoked the upwelling of the underlying astenosphere and a subsequent thermal rebound. This triple junction migrated along the continental margin towards the east, which gave place to the generation of a high-temperature/low-pressure metamorphic belt in the contact between the Ossa Morena and the South Portuguese zones.

El contacto entre las zonas de Ossa Morena y Sudportuguesa está subrayado por la banda metamórfica de Aracena. Las características principales de esta región del macizo Ibérico pueden considerarse desde distintos puntos de vista: litológico, estructural, metamórfico, magmático, geoquímica, isotópico y experimental, y así se presentan en este artículo. La banda metamórfica de Aracena está dividida en dos dominios principales: el dominio oceánico está formado por metabasitas derivadas de un MORB (las metabasitas de Acebuches) y por un antiguo prisma de acrección. El dominio continental incluye gneises y migmatitas alumínicos, rocas de silicatos cálcicos, gneises leucocráticos, mármoles, anfibolitas, intrusiones sin/post-tectónicas de noritas ricas en Mg (con afinidad boninítica), así como rocas intrusivas post-tectónicas de composición ácida a básica. Las metabasitas de Acebuches sufrieron, en primer lugar, un metamorfismo de alta temperatura/baja presión que, en la actualidad, presenta un gradiente metamórfico invertido, y que estaba relacionado con un cabalgamiento vergente al SO. El pico térmico asociado a este evento metamórfico muestra un gradiente de edad, de forma que las edades más antiguas han sido obtenidas en el extremo oeste. La mitad inferior de la pila metabasítica de Acebuches fue afectada posteriormente por una deformación milonítica y un retrometamorfismo asociados a la zona de cizalla Sudibérica. Cuatro fases de deformación dúctil han sido definidas en el dominio continental: la fase CD-D1 estuvo relacionada con la generación de pliegues recumbentes de escala kilométrica. La fase CD-D2 se puede asociar a un colapso extensional, y es contemporánea con un metamorfismo de alta temperatura/baja presión que afectó al dominio continental y generó diversos complejos migmatíticos. La fase CD-D3 produjo pliegues simétricos verticales, mientras que la fase CD-D4 dio lugar a cabalgamientos vergentes al sur a los que se asociaron pliegues de propagación. Las principales características de la banda metamórfica de Aracena se interpretan como el resultado de la evolución de un punto triple de tipo fosa-fosa-dorsal. De acuerdo con el modelo propuesto, la interacción entre la dorsal y la zona de subducción dio como resultado la formación de una ventana astenosférica bajo el margen continental cabalgante, lo cual provocó el ascenso de la astenosfera y el consecuente rebote térmico. Esta unión triple migro a lo largo del margen continental hacia el este, lo que generó un cinturón metamórfico de alta temperatura/baja presión en el contacto entre las zonas de Ossa Morena y Sudportuguesa.