Cyclicity recorded in the provenance sandstones in the sedimentary infill of the Cameros basin (N. Spain)

Abstract

The intraplate Cameros rift basin in the north of Spain was formed came into being between the Tithonian and the Early Albian and contains 9 000 m of mostly continental sediments. This basin is a good example of cyclicity of different depositional sequences (DSs) in sedimentary environments, which show clear repetition in their sandstone composition (petrofacies) and diagenetic patterns. The DSs are arranged in two megasequences (MSs) separated by a tectonic unconformity. A similar vertical sandstone compositional evolution, subdivided into two stages that repeat cyclically, has been recognised in both MSs: the first comprises quartzo-sedimentolithic petrofacies and the second is made up of several quartzo-feldspathic petrofacies. This was caused by a progression from the recycling of the pre-rift sedimentary cover to the erosion of the mainly plutonic and metamorphic crystalline basement. These changes in the erosion of the different source areas were conditioned by the tectonics of the basin. Furthermore, the original sandstone framework composition conditioned the diagenetic pattern of the two stages: quartzo-sedimentolithic sandstones containing large amounts of very pervasive carbonate cement that reduce their original porosity considerably, and quartzo-feldspathic petrofacies with a rigid framework that maintained the original pores during burial diagenesis. This compositional and diagenetic pattern is probably applicable to other non-volcanic rifted basins, depending upon the original amount of carbonate rock fragments present.

La cuenca intraplaca de rift de Cameros se localiza al norte de España. Se desarrolló entre el Titónico y el Albiense Inferior, depositándose 9000 m de sedimentos fundamentalmente continentales. La cuenca es un buen ejemplo de ciclicidad en los medios sedimentarios en las diferentes Secuencias Deposicionales (SD), lo que genera una clara repetición de la composición de las areniscas (petrofacies) y de las pautas diagenéticas. Las SD están organizadas en dos megasecuencias (MS) separadas por una discordancia de carácter tectónico. Ambas MS presentan una evolución vertical similar en la composición de las areniscas, generando una repetición de dos estadios: (1º) constituido por una petrofacies cuarzosedimentolítica y (2º) formado por varias petrofacies cuarzofeldespáticas. Este hecho viene motivado por el cambio desde la erosión de una cobertera sedimentaria pre-rift a la erosión del basamento cristalino, principalmente constituido por áreas fuente plutónicas y metamórficas. Estos cambios en la erosión de distintas áreas fuente están controlados por la tectónica de la cuenca. Además, la composición original del esqueleto de las areniscas condiciona el tipo de diagénesis para los dos estadios anteriormente descritos: las areniscas cuarzosedimentolíticas contienen abundante cemento de carbonato, que reduce su porosidad inicial drásticamente. Sin embargo, las areniscas cuarzofeldespáticas presentan un esqueleto más rígido que mantiene los poros originales durante la diagénesis de enterramiento. Este patrón composicional y diagenético es probablemente aplicable a otras cuencas de rift intraplaca no volcánicas, dependiendo de la cantidad inicial de fragmentos de roca carbonática.