Geoquímica de carbonatos relacionados con etapas de emersión

Abstract

[EN]: A geochemical study was carried out of carbonate samples of different ages, which were mainly collected from the Betic Cordillera range. The genesis of the materials was closely related to stages of emersion which took place within different time intervals and affected this region during the continental margin and postorogenic periods. The geochemical study was primarily based on analysis of the isotopic ratios of 13C/12C and 180/160, and was completed with data obtained from microanalysis of trace elements, mineralogical analyses and the results obtained from the use of other techniques. The main aim of the study was to evaluate the usefulness of the geochemical data in order to recognize emergence phases. Three types of recent materials were selected (travertine deposits, onyx marble and speleothems) along with three types of carbonate deposits (or precipitates) in relation to emersion stages which occurred during the Mesozoic in the South Iberian continental margin. With the three travertine deposit samples analyzed, the main isotopic variations were found in 613C. In some cases, these were defined by a greater contribution of CO, from the soil, produced by either the decomposition of organic material or by the respiration of plant roots; in others, by the greater contribution of atmospheric COZ and the COZ derived from the dissolution of carbonate rocks. The values obtained for the onyx marble were signifícantly different from those given by the host rock of these sarnples. This would suggest that although they originate from the dissolution and precipitation of the host rock, genetic conditions in both cases were completely different. The speleothems studied gave a wide fíeld of variation for 613C and 6180, with a slight tendency toward a positive covariant. An attempt has been made with these materials to identify various isotopic states from the Quaternary (from 7 to 18). With the geochemical shallowing sequence data obtained, two ideal sequences have been devised to show the variations in 613C, 6180, Sr and Mn through the supratidal, intertidal and subtidal levels. For al1 the palaeokarst-related materials a positive covariant distribution was found for the 613C and 6180 values obtained from the sediments filling the cavities. This distribution is highly characteristic of the area where seawater and freshwater mix, and would suggest either that the sediment might have been deposited in such conditions, or that it is a marine sediment which has undergone diagenetic transformation. The extremely negative isotopic values obtained for the calcretes are very similar to those obtained by other authors for subaerial type materials, and are of the same order of magnitude. The isotope study showed that precipitation of the present-day and fossilized carbonate materials studied primarily took place in conditions of isotopic equilibrium, thus enabling estimates of formation palaeotemperatures to be made. Analysis of al1 the geochemical data has provided information about the processes of diagenetic alteration which these materials may have undergone.

[ES]: Se realiza un estudio geoquímico sobre materiales carbonatados de diferentes edades procedentes esencialmente de la Cordillera Bética, y cuya génesis estuvo íntimamente relacionada con las etapas de emersión acaecidas durante distintos intervalos de tiempo y que afectaron a esta región durante la etapa de margen continental y durante la etapa postorogénica. Principalmente el estudio geoquímico está basado en el análisis de las razones isotópicas 13C/12C y 180/160, y completado con los datos obtenidos a partir del microanálisis de elementos traza y de los análisis mineralógicos, así como los resultados obtenidos con el empleo de otras técnicas. El objetivo principal de este estudio consiste en valorar la utilidad de los datos geoquímicos en el reconocimiento de las fases de emersión. Para ello, se han seleccionado de una parte tres tipos de materiales recientes (travertinos, falsas ágatas y espeleotemas), y de otra parte materiales carbonatados depositados (o precipitados) en relación con etapas de emersión acaecidas durante el Mesozoico en el margen continental sudibérico. Sobre los tres grupos de travertinos muestreados, principalmente, las mayores variaciones isotópicas se constatan en el 613C y vienen definidas en unos casos por la mayor contribución del COZ procedente de la atmósfera del suelo, producido por la descomposición de la materia orgánica o por la respiración radicular de las plantas, y en otros casos por la mayor contribución del CO, atmosférico y del COZ derivado de la disolución de rocas carbonatadas. Sobre las falsas ágatas los valores isotópicos obtenidos son muy diferentes a los suministrados por las rocas encajantes donde estos se enclavan, por lo que se deduce que aunque su origen es por disolución y precipitación de estas, las condiciones genéticas en ambos casos fueron absolutamente distintas. Los espeleotemas estudiados presentan un campo de variación de 613C y 6180 muy amplio pero mayoritariamente los datos se concentran en el cuadrante de valores negativos para el 613C y 8'0 mostrando una ligera tendencia según una covariante positiva. Sobre estos materiales se ha realizado un intento para reconocer varios estadios isotópicos del Cuaternario, concretamente los estadios del 7 al 18. Con los datos geoquímicos obtenidos sobre las secuencias de somerización se han elaborado dos secuencias ideales en las cuales se muestran las variaciones de los valores de 613C, 6180, Sr y Mn, a lo largo de los niveles supramareales, intermareales y submareales. Sobre el conjunto de materiales relacionados con el paleokarst se constata una distribución en covariante positiva de los valores de 613C y 8'0 obtenidos sobre los sedimentos que rellenan las cavidades. Esta distribución es muy característica de la zona de mezcla de agua dulce y marina, e indicarían que podría tratarse de un sedimento depositado en estas condiciones, o bien, un sedimento marino que ha sufrido transformaciones diagenéticas. Por otra parte, los valores isotópicos (muy negativos) obtenidos sobre las calcretas son muy similares y del mismo orden de magnitud a los obtenidos por diferentes autores para materiales de características subaéreas. El estudio isotópico ha permitido reconocer que, mayoritariamente, la precipitación de los materiales carbonatados estudiados, tanto los actuales como los fósiles, se realizó en condiciones de equilibrio isotópico con lo cual se han podido realizar estimaciones de las paleotemperaturas de formación. Así mismo, el análisis de todos los datos geoquímicos ha permitido obtener información sobre los procesos de alteración diagenética que pudieron haber sufrido estos materiales.