Catchment evolution of the continental strike-slip as Pontes basin (Tertiary), NW Spain): constraints from the heavy mineral analysis

Abstract

The Oligocene-Early Miocene As Pontes basin is a non-marine strike-slip basin, filled with small-sized alluvial fan deposits and related coal-bearing lacustr'ine-palustrine successions. The heavy mineral associations were determined in samples collected from two coal exploration wells, which cut the whole basin infill succession. The resulting data enabled us to reconstruct the evolution of the relief in the source areas that supplied sediment to the basin. The source areas were small and located in Precambrian to Palaeozoic (Cambrian-Silurian) rocks belonging to a basement structured during the Variscan orogeny. The main factor controlling the final heavy mineral assemblage in the Tertiary sequences was the initial source area lithology. Climatic variations and transport do not seem to have played a role in modifying the resulting heavy mineral composition. The environmental conditions in the basin led to a pervasive, early diagenetic sulfide neoformation in the terrigenous facies, whereas other diagenetic processes were not significant. The catchment areas which fed the As Pontes basin were mainly controlled by the major Pedroso-As Pontes-Moiñonovo fault system. They reached their maximum extent eastward, whereas their areal extent was more restricted northward and westward. Source area uplift and relief rejuvenation are recorded in the sedimentary infill by an increase in contribution of detrital grains ofultrastable heavy mineral (mainly zircon and tourmaline) fed from the metamorphic Precambrian 0110 de Sapo domain. Moreover, the progressive incision and down cutting ofthe drainage networks are recorded by progressive variation in the relative metamorphic heavy mineral percentages (biotite, gamet, andalusite, staurolite, sillimanite and kyanite)

La cuenca de As Pontes es una cuenca continental de pequeñas dimensiones (2,5x7km) y asociada a una falla de salto en dirección, cuyo desarrollo durante el Oligoceno-Mioceno inferior se relaciona con los movimientos dextros del sistema de fallas transcurrentes de Pedroso-As Pontes-Moiñonovo. La cuenca se desarrolló sobre un basamento Precámbrico y Paleozoico, y su relleno sedimentario corresponde a depósitos de abanicos aluviales de pequeño radio que pasan distalmente a medios pantanosos donde se acumularon depósitos de carbón. Se han estudiado 56 muestras pertenecientes a dos sondeos que cortan el registro sedimentario completo de las dos subcuencas en las que se divide la cuenca de As Pontes. A partir de las asociaciones de minerales pesados se ha podido reconstruir la evolución de las áreas fuente suministradoras de sedimento a la cuenca. Éstas fueron de pequeñas dimensiones, y se localizaron siempre sobre las rocas Precámbricas y Paleozoicas que constituían el orógeno Hercínico, no habiéndose detectado ningún tipo de contribución a partir de una hipotética cobertera Mesozoica. Se ha podido establecer que el principal factor que controló las asociaciones de minerales pesados presentes en el relleno Terciario de la cuenca fue la distinta litología de las áreas fuente y la evolución de su drenaje. Otros factores como las variaciones climáticas y el transporte parecen no haber producido variaciones significativas sobre las asociaciones iniciales de minerales pesados. En cambio, las condiciones del ambiente de depósito sí son reconocidas como un factor determinante en la introducción de modificaciones sustanciales, especialmente en lo que hace referencia a los procesos diagenéticos tempranos que produjeron, en relación con las turberas y paleosuelos sometidos a condiciones reductoras, la precipitación y neoformación de sulfuros metálicos. La evolución de las áreas fuente estuvo tectónicamente controlada por la actuación del sistema de fallas transcurrentes. Su máxima extensión se produjo hacia el este hasta alcanzar, muy tempranamente, las rocas del Manto de Mondoñedo, mientras que hacia el norte y oeste su extensión fue claramente menor. La reactivación y exhumación de los relieves del área fuente quedó registrada en forma 'de un incremento en la contribución de granos detríticos de minerales ultraestables (principalmente circón y tunnalina) procedentes de las rocas metamórficas del dominio del 0llo de Sapo, mientras que el encajamiento de la red de drenaje y la incisión de los relieves sobre los que se generó ésta queda reflejada en forma de una progresiva variación en los porcentajes relativos de minerales metamórficos (biotita, granate, andalucita, estaurolita, silimanita y cianita)