Las dolomías del Cretácico Superior del borde sur del Sistema Central: estudio preliminar M.I. Benito y R. Mas Opto. Estratigrafía-U.E.I. de Correlaciones Estratigráficas, Facultad C.C. Geológicas, Universidad Complutense de Madrid-CSIC, 28040 Madrid. Spainmaribel@geo.ucm.es ABSTRACT This study is focused on the carbonate units of the Late Cretaceous of the South margin of the Central System (Caballar: Castrojimeno and Burgo de Osma Formations). These units are totally or partially dolomitized, and they have been studied in order to interpret the timing and the diage- netic environment in which dolomites precipitated and to infer the mechanism for dolomitization. Petrographic and geochemical data of dolomites of the three units suggest that they precipitated from the same fluids despite the different sedimentary environments in which these units were deposited. Moreover, data suggest that dolomites precipitated via reflux of hypersaline brines pro­ ceeding from the overlying latest Cretaceous to Paleogene evaporitic units. Key words: Dolomite, petrography-, isotopes, Late Cretaceous, South margin of the Central System INTRODUCCIÓN; CONTEXTO ESTRATIGRÁFICO Los materiales del Cretácico superior objeto de este es­ tudio afloran a lo largo de una franja de dirección NE-SO que bordea las estribaciones sur del Sistema Central. En concreto, este trabajo se ha realizado en el Término Muni­ cipal de Patones (Provincia de Madrid), en el Barranco de las Cuevas, donde la serie del Cretácico superior, que yace discordantemente sobre el basamento varisco, alcanza un espesor de casi 200 m (Fig. 1). Aquí la serie comienza con las areniscas y lutitas, de edad Cenomaniense-Coniacien- se, que corresponden a las Formaciones Utrillas, Castro de Fuentidueña y Segovia, (Alonso y Mas, 1982) y por encima se sitúan los depósitos carbonáticos objeto de este estudio, de edad Coniaciense-Campaniense, que están formados por calizas y dolomías en las que se han diferenciado 3 unidades (Alonso y Mas, 1982) (Figs. 1 y 2). FIGURA 1. Situación geográfica, esquema geológico y columna estrati- gráfica simplificada de la zona de estudio. La primera unidad carbonática corresponde a la Fm Do­ lomías tableadas de Caballar que está formada por dolomías tableadas que se depositaron en un ambiente de llanura de marea. En la parte inferior de esta unidad predominan las secuencias de tipo “muddy” que a techo pueden presentan laminaciones algares. Hacia la parte superior van predomi­ nando secuencias de tipo “grainy” formadas por dolowac- kestones a dolograinstones en las que se pueden apreciar estructuras tractivas. El techo de esta unidad corresponde a una superficie de brechificación. Le sigue la Fm Calizas y dolomías de Castrojimeno, la de mayor espesor, en la que se pueden diferenciar dos miem­ bros (Fig. 2). El miembro inferior comienza con calizas, calizas dolomíticas y margas que se disponen en secuen­ cias de somerización. La parte inferior de estas secuencias está formada por calizas y calizas dolomíticas de mudstone a packstone entre las que se encuentran acumulaciones de rudistas en posición de vida. La parte superior de estas se­ cuencias está formada por margas, calizas y calizas dolomí­ ticas mudstone y wackestone de foraminíferos bentónicos, ostrácodos que suelen presentar intensa bioturbación, po­ rosidad fenestral y nodulizaciones incipientes. El miembro superior de la Fm Castrojimeno está formado por dolomías de aspecto masivo que localmente presentan estratificación cruzada a gran escala y que han sido interpretadas como barras submareales. La siguiente unidad corresponde a la Fm Calizas de Burgo de Osma que está formada por dolomías bioclásticas y dolomías mudstone con abundante porosidad fenestral y pseudomorfos de evaporitas que se depositaron en una lla­ nura mareal. f Geo-Temas 8, 2005 mailto:Spainmaribel@geo.ucm.es 3 8 M.I. BENITO Y R. MAS °/00, VPDB FIGURA 2. Columna estratigráfica de las unidades dolomíticas del Cre­ tácico Superior estudiadas y geoquímica isotópica y relación Mg/Ca de las dolomías. Este trabajo ha consistido en la caracterización petrográ­ fica y geoquímica de las unidades dolomíticas de esta zona. METODOLOGÍA Este trabajo se ha basado en el estudio de 125 láminas delgadas, doblemente pulidas y sin cubrir de 30 mm de es­ pesor. Todas ellas fueron examinadas mediante un micros­ copio de polarización acoplado a un equipo de catodolumi- niscencia (CL) fría Technosyn® modelo MK-II. Una vez examinadas, las láminas de 30 mm se tiñeron con Alizarina roja S y ferricianuro potásico. Posteriormente, y basándonos en las imágenes obtenidas con la CL, se realizaron los análi­ sis geoquímicos elementales sobre las láminas delgadas con el equipo de microsonda electrónica de la UCM. Los análi­ sis isotópicos de C y O de las dolomías se realizaron en el laboratorio de isótopos estables de la Universidad de Michi­ gan. Para ello, las muestras fueron pulverizadas e introduci­ das en una disolución de acetato sódico y ácido acético 1M durante 24-48 horas con el fin de disolver la calcita presente en las muestras y así evitar la contaminación de los datos. Posteriormente, se realizó difracción de RX en cada muestra para comprobar que toda la calcita había sido disuelta. PETROGRAFÍA Y GEOQUÍMICA DE LAS DOLOMÍAS Fm Caballar Esta unidad está totalmente dolomitizada, aunque en la mayor parte de las muestras se preserva la textura de- posicional. Los términos más finos “muddy”, de textura mudstone y wackestone y predominantes en la base de la unidad, están formados por mosaicos dolomicríticos y do- lomicroesparíticos algo ferrosos que presentan una lumi­ niscencia mate de color marrón (Fig. 3A). En los términos grainy, más abundantes hacia el techo de la unidad, tanto los componentes micríticos como la matriz micrítica están formados por mosaicos dolomicroesparíticos (Fig. 3B) poco ferrosos y de luminiscencia roja. Adicionalmente, en los ni­ veles con textura grainstone, la porosidad intergranular está rellena de mosaicos subidiotópicos de cristales de dolomita algo ferrosa que presenta con CL un bandeado de color rojo y marrón que ocluye los poros de tamaño menor de 50 mi­ eras. Asimismo, en algunos de estos depósitos tractivos la mayor parte de los componentes carbonáticos se encuentran disueltos y la porosidad móldica está parcialmente cementa­ da por dolomita romborhédrica (Fig. 3B) que presentan una luminiscencia zonada de color marrón y rojizo idéntica a la dolomita precipitada en la porosidad intergranular. Químicamente las dolomictitas y dolomicroesparitas de la parte inferior de la unidad presentan una relación Mg/Ca media, cercana a la estequiometría, de 0.91 (Fig. 2). Sin em­ bargo las dolomías de la parte superior de la unidad son cál- cicas, presentando una relación Mg/Ca media de 0.78 (Fig. 2). La composición isotópica en O de las dolomías de esta unidad varía entre -0.1 y -2.7%c (media: -0.9%o) 0I3C, por su parte, varía entre -1.4 y +2%o (media: +1.2%c), corres­ pondiendo los valores más negativos a las dolomías de la base de la unidad (Fig. 2). Fm Castrojimeno Miembro inferior. Este conjunto está parcialmente do- lomitizado. En general, los niveles de textura mudstone y wackestone, más abundantes en la base de la unidad y entre los niveles margosos, están muy poco dolomitizados. En es­ tos niveles la dolomita se encuentra en forma de agregados milimétricos o submilimétricos de romboedros de dolomita no ferrosa de hasta 50 mieras de diámetro y de luminiscen­ cia zonada de color rojo y marrón, que remplazan a la matriz micrítica y que también pueden rellenar parcialmente la po­ rosidad intraesquelética y la móldica (Fig. 3C). La dolomita, a su vez, suele estar parcial o totalmente calcitizada. Los niveles que presentan textura packstone o grainsto­ ne, así como los parches de rudistas que se encuentran in­ tercalados entre estas facies, presentan una dolomitización más intensa que afecta fundamentalmente a la matriz y a los componentes micríticos, pero no afecta al esqueleto de los rudistas cuya microestructura suele estar muy bien preser­ vada (Fig. 3D), aunque en las dolomías que se encuentran hacia el techo de este miembro la dolomitización afecta a la totalidad de la roca. Estas dolomías están formadas por mo­ saicos de subidiotópicos a idiotópicos de cristales romboé­ dricos de hasta 150-200 mieras de diámetro que presentan una luminiscencia zonada de color rojo y marrón y están constituidos por un núcleo de aspecto sucio, que en oca­ siones está parcialmente calcitizado, y una parte externa de aspecto más limpio y transparente. Geo-Temas 8, 2005 LAS DOLOMÍAS DEL CRETÁCICO SUPERIOR DEL BORDE SUR DEL SISTEMA CENTRAL: ESTUDIO PRELIMINAR 3 9 FIGURA 3. Microfotografías de las dolomías del Cretácico Superior del área de Patones. Todas las fotografías se han realizado sobre láminas delgadas teñidas, a) Aspecto genera! de las dolomicritas de la parte inferior de la Fm. Caballar, b). Aspecto de las dolomías de la parte media y superior de la Fm. Caballar. La dolomita (D) remplaza a la matriz formando mosaicos dolomicroesparíticos y rellena parcialmente la porosidad móldica en forma de rom­ boedros de mayor tamaño. La porosidad móldica se ocluye por un cemento de calcita posterior, c) Aspecto de las dolomías del Miembro inferior de la Fm. Castrojimeno. La dolomita