Isotopic and igneous record of the Avalonian-Cadomian arc in NW Iberia

Abstract

The upper allochthonous units of NW Iberian Massif montain an extensive Cambrian magmatism (c. 500 Ma), that generated large massifs of granitic rocks and gabbros with calc-alkaline and tholeiitic compositions, respectively. Petrological and geochemical features of these massifs are characteristic of volcanic arcs. The plutons intruded siliciclastic series deposited in the periphery of the West Africa Craton. U-Pb/Hf isotopic compositions of detrital zircon in the siliciclastic series, indicate arc activity between c. 750 Ma and c. 500 Ma. It was characterized by a large variety of isotopic sources, including from very old continental input, even Archean, to the addition of a significant amount of juvenile mafic material. These isotopic sources experienced an extensive mixing that explains the composition and isotopic features of the represented Cambrian plutons. The Cambrian igneous rocks of the upper units of NW Iberia can be related to the latest activity of the Avalonian-Cadomian arc. From Middle Cambrian times, arc activity in the periphery of Gondwana was replaced by pronounced extension associated with continental rifting, which finally led to separation of the microcontinent Avalonia. Subsequent drifting of Avalonia to the North caused progressive opening of one of the main Paleozoic ocean, the Rheic Ocean.

Las unidades alóctonas superiores del NW del Macizo Ibérico contienen un extenso magmatismo Cámbrico (c. 500 Ma), que generó grandes macizos de rocas graníticas y gabros, con composiciones calcoalcalinas y toleíticas, respectivamente. Las características petrológicas y geoquímicas de estos macizos son típicas de arcos volcánicos. Los plutones intruyen en series siliciclásticas depositadas en la periferia del Cratón del Oeste de África. Las relaciones isotópicas U-Pb/Hf de circones detríticos de las series siliciclásticas, indican que el arco fue activo entre c. 750 y c. 500 Ma. Originó una gran variedad de fuentes isotópicas, que incluyen desde fuentes continentales muy antiguas, incluso Arcaicas, hasta la participación de una gran cantidad de material máfico juvenil. Estas fuentes isotópicas experimentaron un amplio mixing que explica la composición y características isotópicas de los plutones Cámbricos investigados. El magmatismo Cámbrico del NW de Iberia puede relacionarse con la última actividad del arco Avaloniense-Cadomiense. A partir del Cámbrico medio, la actividad del margen activo peri-Gondwánico fue reemplazada por extensión asociada a un episodio de rifting continental, que finalmente dio lugar a la separación del microcontinente Avalonia. La deriva posterior de Avalonia hacia el norte originó la apertura progresiva de uno de los principales océanos Paleozoicos, el Océano Rheico.