Petrology and provenance as a key to interpret albitization: a case study from syn-rift Lower Cretaceous sandstones, Maestrat Basin, Iberian Range

Abstract

Lower Cretaceous sandstones from the Maestrat Basin are characterized by differences in detrital composition, provenance and degree of albitized feldspars (partial to complete). Petrological composition of Lower Cretaceous sandstones revealed a mixed provenance from plutonic and metamorphic source areas. A progressively major influence of granitic source rocks was detected from the lowermost Mora petrofacies toward the uppermost El Castellar and Camarillas petrofacies. Albitization of detrital feldspars occurred in all the studied sandstones, but feldspars were completely albitized in the lowermost Mora Fm. and only partially albitized in the overlying Castellar and Camarillas formations. However, all the Lower Cretaceous sandstones underwent, approximately, the same burial and thermal conditions (119-134ºC; based on vitrinite reflectance and thermal modelling). The decrease in replacive albite/detrital feldspars ratio from the lowermost Mora Fm. toward the uppermost Camarillas Fm. was related to differences in detrital composition and provenance of sandstones. Albitization was pervasive in the Mora Fm. sandstones because of its dominant metamorphic source areas, which implies a relative low abundance of K-feldspar compared to plagioclase. In contrast, the abundance of K-feldspars in Castellar and Camarillas formations prevented the complete albitization of feldspars. Thus, differences in original composition and provenance of sandstones influenced significantly the different degree of albitization for comparable burial and thermal rates.

Las areniscas del Cretácico inferior de la Cuenca del Maestrazgo presentan diferencias en su composición detrítica, procedencia y grado de albitización de los feldespatos. La composición petrológica indica una mezcla de aportes de rocas metamórficas (dominantes en la Fm. Mora, Berriansiense-Valanginiense) y plutónicas (progresiva mayor contribución hacia las fms. Castellar y Camarillas, Valanginiense-Barremiense). La albitización de los feldespatos detríticos se observa en todas las areniscas, pero sólo la Fm. Mora presenta feldespatos completamente albitizados, mientras que las fms. Castellar y Camarillas la albitización es parcial. Uno de los factores que controla el proceso de albitización es la temperatura, sin embargo, todas las areniscas del Cretácico inferior estuvieron sometidas a condiciones de enterramiento y temperatura similares (119-134ºC; basadas en reflectancia de vitrinitas y modelización térmica). La disminución de grado de albitización hacia las fms. Castellar y Camarillas estaría relacionada con las diferencias en composición y procedencia de las areniscas. La albitización fue completa en la Fm. Mora debido a la mayor presencia de aportes de rocas metamórficas, lo que implica una mayor abundancia de plagioclasas. Por el contrario, la mayor abundancia de feldespato-K en las fms. Castellar y Camarillas impidió la completa albitización de los feldespatos. Por tanto, las diferencias en la composición y procedencia de las areniscas influyeron significativamente en el grado de albitización de los feldespatos en condiciones similares de enterramiento y temperatura