Diagenesis, provenance and tectonic setting of siliciclastic rocks. A case study from Upper Devonian of the Iberian Chain (Tabuenca, Spain)

Abstract

This paper describes the petrography and infers the provenance of siliciclastic rocks from the Upper Devonian of the Iberian Chains (Tabuenca, NE Spain), and outlines the tectonic setting associated with the Ebro Massif. These Devonian deposits are constituted by four different siliciclastic units: the Rodanas, Bolloncillos, Hoya and Huechaseca Formations. The provenance and diagenesis of over 400 sedimentary rocks samples are studied with a combination of petrographic polarizing microscope, scanning electron microscopy, atomic absorption spectroscopy, X-ray fluorescence and X-ray diffraction. In this sense, AAS and XRF analysis were used to determine the content of Ca, Mg, Fe, Mn, Na, K and Sr, among others; and XRD analysis was used to determine the clay´s crystalline phases. These rocks experienced intense compaction and quartz cementation processes after deposition. No primary porosity remains nowadays and secondary porosity is rare. The formation of these siliciclastic rocks occurred mainly under subtropical climatic conditions, given the paleogeographical position of the current Iberian landmass during the Devonian.

Este trabajo describe la petrografía e infiere la procedencia de los materiales que constituyen las rocas siliciclásticas del Devónico Superior de la Cordillera Ibérica (Tabuenca, España), y esboza el ambiente tectónico asociado con el Macizo del Ebro. El Devónico superior de Tabuenca está dividido en cuatro formaciones: Rodanas, Bolloncillos, Hoya y Huechaseca. Se ha llevado a cabo el análisis de la procedencia y el estudio de los procesos diagenéticos de mas de 400 rocas sedimentarias combinando diversas técnicas: microscopía petrográfica clásica, microscopía electrónica, espectrometría de absorción atómica (AAS) , fluorescencia mediante rayos X (XRF) y difracción de rayos X (XRD). En este sentido, los análisis mediante AAS y XRF se usaron para determinar el contenido de Ca, Mg, Fe, Mn, Na, K y Sr, entre otros elementos mayores; y el análisis mediante XRD fue utilizado, fundamentalmente, para caracterizar las distintas fases cristalinas de los minerales arcillosos. Estas rocas han experimentado unos intensos procesos de compactación y cementación silícea después de su depósito. No se ha detectado la existencia de porosidad primaria y la secundaria es escasa. La formación de estas rocas siliciclásticas ha tenido lugar de manera generalizada bajo condiciones climáticas subtropicales, en consonancia con su posición paleogeográfica durante el Devónco.