TIERRA Y TECNOLOGÍA Nº 57 | DOI http://dx.doi.org/10.21028/ly.2021.05.25 Autores: Laura Yenes1, Puy Ayarza1, Pablo Calvín2, Alberto Santamaría Barragán1

1Departamento de Geología, Facultad de Ciencias, USAL. Plaza de la Merced, s/n, 37008 Salamanca, España

2Instituto Geológico y Minero de España, Unidad de Zaragoza, C/Manuel Lasala 44, 9B, 50006 Zaragoza, España


RESUMEN

La Anomalía Magnética de Salamanca (AMSA) presenta una amplitud y geometría que sugieren la existencia de una fuente localizada a poca profundidad y situada ligeramente al sureste de la propia ciudad. Su característica más llamativa es su polaridad inversa, que indica la existencia de rocas con una magnetización remanente adquirida durante un cron de polaridad inversa.

Se han estudiado dos litologías que son potencialmente portadoras de una magnetización remanente natural (NRM) compatible con dicha anomalía: las Pizarras de Aldeatejada (Neoproterozoico) y las Pizarras del Ordovícico Medio, ambas aflorando en el flanco sur del Sinclinal de Salamanca. Los estudios realizados incluyen microscopía óptica, desmagnetización de la NRM por campos alternos, curvas termomagnéticas y desmagnetización térmica de la magnetización remanente isotérmica (IRM) adquirida a lo largo de tres ejes.

Los resultados muestran que las Pizarras de Aldeatejada presentan una NRM lo suficientemente intensa para generar una anomalía magnética. Sin embargo, es de polaridad normal, compatible con el campo magnético terrestre actual y, por lo tanto, no debe contribuir a la generación de la AMSA, de polaridad inversa. Por el contrario, las Pizarras Ordovícicas muestran una NRM de polaridad inversa compatible con la AMSA, pero poco intensa. Si estas últimas continúan hacia el este, por debajo de la ciudad de Salamanca, y la intensidad de su NRM aumenta, podrían ser la fuente de la anomalía.

ABSTRACT

The Salamanca Magnetic Anomaly (AMSA) has an amplitude and geometry indicative of a source located at a shallow depth, located slightly to the southeast of the city itself. Its most striking feature is its reverse polarity, which indicates the existence of rocks that carry a remanent magnetization acquired during a reverse polarity chron.

Two lithologies have been studied that are potential carriers of a natural remanent magnetization (NRM) compatible with this anomaly: the Aldeatejada Slates (Neoproterozoic) and the Middle Ordovician Slates, both cropping out on the southern limb of the Salamanca Syncline. Studies include optical microscopy, demagnetization of the NRM by alternating fields, thermomagnetic curves, and thermal demagnetization of the isothermal remanent magnetization (IRM) acquired along three axes.

Results show that the Aldeatejada Slates present an intense NRM capable to generate magnetic anomalies. However, they feature a normal polarity compatible with the current Earth’s magnetic field and therefore, they are unlikely contributors to the AMSA, which shows reverse polarity. In contrast, Ordovician Slates show a reverse polarity NRM compatible with the AMSA, although very weak. If these rocks continue to the east, below the city of Salamanca, and the NRM intensity increases, they could be the source of the anomaly.

INTRODUCCIÓN

En el Mapa Aeromagnético de la Península Ibérica (Fig. 1) (Ardizone et al., 1989; Miranda et al., 1989; Socias y Mezcua, 2002) se pueden observar varias anomalías magnéticas inversas (Calvín et al., 2014). Este tipo de anomalías se caracterizan porque el mínimo asociado a la fuente que las genera no se encuentra al norte de su máximo correspondiente, sino al sur. Esto indica que la magnetización de las rocas fuente de dichas anomalías fue adquirida en un periodo en que el Campo Magnético Terrestre (CMT) presentaba polaridad inversa.

Entre estas anomalías encontramos la Anomalía Magnética de Salamanca (AMSA), de amplitud moderada (~56,1 nT) y pequeña longitud de onda, lo que sugiere que las rocas fuente de la anomalía se encuentran a poca profundidad. La AMSA presenta un máximo al noreste de Salamanca y un mínimo hacia el sureste (Fig. 1). Según los modelos teóricos, en latitudes diferentes de 0º o 90º, la fuente de una anomalía magnética no se encuentra bajo el máximo o bajo el mínimo que la definen, sino que está desplazada, situándose entre el máximo y el mínimo de mayor amplitud (Lowrie, 2007). Siguiendo este modelo, la fuente de la AMSA debería encontrarse muy próxima a la ciudad de Salamanca.

Figura 1. Mapa Aeromagnético de la Península Ibérica (Ardizone et at., 1989; Miranda et at., 1989; Socias y Mezcua, 2002) y detalle de la Anomalía Magnética de Salamanca (AMSA) con el perfil de la anomalía dirección NO-SE. Mapa disponible en la página web del IGN (https://www.ign.es/web/ign/portal/gmt-cartografia-geomagnetica). Figure 1. Aeromagnetic Map of the Iberian Peninsula (Ardizone et at., 1989; Miranda et at., 1989; Socias and Mezcua, 2002) and detail of the Salamanca Magnetic Anomaly (AMSA) with the NW-SE anomaly profile. Map available at the IGN website (https://www.ign.es/web/ign/portal/gmt-cartografia-geomagnetica).

En este trabajo se ha llevado a cabo una primera aproximación al origen de esta pequeña anomalía. Para ello se han estudiado las propiedades magnéticas de dos formaciones pizarrosas aflorantes en la zona y cuyas características petrofísicas y geográficas sugieren que pueden estar relacionadas con la anomalía. Estas son las Pizarras de Aldeatejada (Neoproterozoico) que afloran en el Azud de Villagonzalo (sureste de Salamanca) y las Pizarras Ordovícicas que afloran al oeste de Salamanca (Fig. 2). Los resultados contribuirán a constreñir el origen de la anomalía y proporcionarán información que permitirá entender los procesos que afectaron a esta parte de la Península Ibérica a lo largo de su historia geológica.

Figura 2. (A) Esquema geológico de la región al sur de Salamanca (Martínez Catalán et at., 2019). PAT y PO muestran respectivamente las localizaciones de las Pizarras de Aldeatejada y de las Pizarras Ordovícicas muestreadas. (B) Corte geológico de la zona a lo largo del perfil I-I’ señalado en A (Tomado de Martínez Catalán et al., 2019). Figure 2. (A) Geological sketch of the south of Salamanca region. PAT and PO show the locations of Aldeatejada Slates and the Ordovician Slates sampled. (B) Cross section of the area along the I-I’ profile indicated in (A).

CONTEXTO GEOLÓGICO

La AMSA se localiza en el Dominio de los Pliegues Verticales de la Zona Centro-Ibérica (ZCI; Díez Balda et al., 1990), dentro del Macizo Ibérico (Fig. 2). Este representa el afloramiento más occidental del Cinturón Varisco Europeo y aflora en la mitad oeste de la Península Ibérica.

Estratigrafía

La secuencia estratigráfica pre-mesozoica en la zona de Salamanca (Fig. 3) incluye desde materiales neoproterozoicos (Complejo Esquisto-Grauváquico) hasta formaciones del Devónico. Discordantes sobre estos afloran materiales cenozoicos.

Figura 3. Mapa geológico de la zona de Salamanca afectada por la AMSA (modificado de las hojas MAGNA 478, 479, 503 y 504). Las flechas indican los lugares donde se han obtenido las muestras: PAT: Pizarras de Aldeatejada; PO: Pizarras Ordovícicas. Figure 3. Geological map of the Salamanca area affected by the AMSA (modified from MAGNA 478, 479, 503 and 504). The arrows indicate the locations where the samples were taken: PAT: Aldeatejada Slates; PO: Ordovician Slates.

El Complejo Esquisto-Grauváquico está constituido por la Formación (Fm.) Monterrubio y la Fm. Aldeatejada, de edad Neoproterozoico-Cámbrico Inferior (subyacentes al Cámbrico datado). La Fm. Monterrubio está constituida por pizarras arenosas negras bandeadas intercaladas con capas de conglomerados, areniscas cuarcíticas y rocas félsicas volcanoclásticas (Díez Balda et al., 1995). Es muy común encontrar rocas porfídicas con participación ígnea y areniscas con anfíbol del tipo hornblenda-actinolita (Santisteban Navarro et al., 2000). La Fm. Aldeatejada, a techo y concordante con la anterior, es fundamentalmente pelítica. Está constituida por esquistos cloríticos y pequeñas intercalaciones cuarcíticas, con un nivel de pelitas negras microbandeadas en la base (Santisteban Navarro et al., 2000).

El Cámbrico Inferior se divide en dos formaciones: (i) la Fm. Areniscas de Tamames está compuesta de areniscas ricas en cuarzo y sericita que se clasifican como grauvacas, y (ii) la Fm. Calizas de Tamames se constituye por calizas y dolomías con intercalaciones pizarrosas (Díez Balda, 1986).

El Ordovícico es discordante y transgresivo sobre el Cámbrico. El Ordovícico Inferior está representado por la Fm. Cuarcita Armoricana, constituida por un conglomerado basal y cuarcitas de color claro (Díez Balda, 1986; Santisteban Navarro et al., 2000). Por otro lado, los materiales del Ordovícico Medio comprenden una serie constituida principalmente por pizarras masivas grises, violáceas o negras, a veces limosas y grafitosas (Santisteban Navarro et al., 2000). La serie continúa con materiales silúricos representados por una alternancia de rocas detríticas y máficas (Díez Balda et al., 1995). Por encima de estas aparecen basaltos alcalinos de edad devónica (Gutiérrez-Alonso et al., 2008).

Tectónica y metamorfismo

La zona de estudio está afectada de manera principal por la orogenia Varisca. Sin embargo, la discordancia Sárdica, situada entre la serie pre-ordovícica y la Cuarcita Armoricana (Díez Balda, 1986), evidencia que los materiales pre-ordovícicos están afectados por una deformación anterior.

En esta zona, la orogenia Varisca se manifiesta con cuatro fases de deformación principales y una fase tardía con desarrollo de fracturación y micropliegues (Martínez Catalán et al., 2019).

1. Primera fase de deformación, C1: produjo un tren de pliegues de gran longitud de onda y desarrollo de esquistosidad (S1) penetrativa subvertical. Actualmente, presentan en el área de estudio dos directrices estructurales principales, NNO-SSE y O-E, debido a que estas estructuras han sido plegadas por las subsecuentes fases de deformación (Díez Balda, 1986; Martínez Catalán et al., 2019). En las rocas ordovícicas y silúricas, más competentes, los pliegues tienen mayor longitud de onda, caracterizando el llamado Dominio de los Pliegues Verticales (Díez Balda et al., 1990, 1995).

2. Segunda fase de deformación, C2: es la equivalente a la originada por el emplazamiento de cabalgamientos en la Zona de Galicia Trás-os Montes (ZGTOM, Fig. 2) situada hacia el NO (Martínez Catalán et al., 2014). Esta deformación compresiva se manifiesta como un acortamiento subvertical que provoca un aplastamiento importante y desarrolla una esquistosidad subhorizontal (S2). Está formada por pliegues con plano axial subhorizontal que pliegan a las estructuras C1 (Díez Balda, 1986).

3. Tercera fase de deformación, C3: desarrolla antiformes y sinformes con plano axial subvertical y dirección aproximada ONO-ESE a NO-SE. Estos pliegues son más apretados que los generados por la C1 (Martínez Catalán et al., 2019) y desarrollan una esquistosidad de crenulación subvertical (S3) que a veces es la única visible, aunque solo aparece en zonas donde existía una S2 bien definida.

4. Cuarta fase de deformación, E2: se trata de una fase extensional (Alcock et al., 2009; Martínez Catalán et al., 2014). En las áreas epizonales desarrolla una crenulación SE2 que afecta ligeramente a las estructuras C1 y C2, y flexiona ligeramente las superficies axiales de los pliegues. Por el contrario, en las áreas con mayor grado de metamorfismo, E2 produce nuevas estructuras y una deformación interna que se superpone a la anterior (Martínez Catalán et al., 2019).

5. Fracturación tardi-Varisca: se desarrollan fallas con dos direcciones predominantes NE-SO y NO-SE, dando lugar a un sistema conjugado que afectan y desplazan a las estructuras originadas durante C3 (Díez Balda, 1986).

El área de estudio se encuentra afectada por varios eventos metamórficos. El primero de ellos, M1, se desarrolló como consecuencia de la compresión que originó el engrosamiento cortical (C1 y comienzo de C2). Se trata de un episodio Barroviense (Martínez Catalán et al., 2019) de presión intermedia, ya que el par granate-estaurolita aparece de manera estable. En la zona de estudio, la esquistosidad que rodea a los porfiroblastos generados durante M1 suele ser la S3 (Martínez Catalán et al., 2019). El pico bárico y térmico se alcanza durante C2. Durante la extensión E2 subsiguiente se produjo una descompresión isotérmica que se manifiesta en un nuevo evento metamórfico, M2, de baja presión y alta temperatura (García-López et al., 1999). En la zona de estudio, la esquistosidad que rodea a los pequeños porfiroblastos generados durante M2 es la SE2 (Martínez Catalán et al., 2019). Finalmente, el enfriamiento produce un metamorfismo retrogrado identificado como M3 (Díez Balda et al., 1995).

METODOLOGÍA

El trabajo se ha desarrollado en varias etapas:

  1. Trabajo de campo. Antes de extraer testigos, se determina el valor de la susceptibilidad magnética (κ) de las rocas en cada afloramiento. Esto facilita la identificación de rocas con alta concentración de minerales ferromagnéticos s.l., los cuales son capaces de generar anomalías de intensidad apreciable. Se han utilizado dos susceptilómetros portátiles Kappabridge, modelos KT-6 y KM-7. La recogida de muestras paleomagnéticas se realizó con una perforadora portátil a rotación Stihl MS-261, con reductora, adaptada para extraer muestras de paleomagnetismo. Las muestras deben ser orientadas ya que la magnetización remanente natural (NRM) es una magnitud vectorial, por lo que se determina el azimut y la inmersión del testigo.

En las Pizarras de Aldeatejada se han obtenido ocho testigos de dos estaciones diferentes en los dos flancos de un pliegue de escala cartográfica (ver punto PAT en las figuras 2 y 3). Además, en una de las estaciones de las Pizarras de Aldeatejada se han obtenido tres testigos de Calizas de Aldeatejada (CAT). Por otro lado, se han obtenido ocho testigos de la Fm. Pizarras Ordovícicas (PO) de dos estaciones diferentes (ver punto PO en las figuras 2 y 3), separadas unos 500 m en dirección E-O.

  • Trabajo de laboratorio. Una vez extraídas las muestras, se cortan en el laboratorio en cilindros de ~2,2 cm de largo y 2,5 cm de diámetro (~10 cm3), tamaño estándar en estudios de paleomagnetismo. Las muestras se han analizado en el Laboratorio de Paleomagnetismo de la Universidad de Burgos, que cuenta con un magnetómetro superconductor 755 (2G) que integra bobinas de campos alternos (AF). En este magnetómetro se han realizado las medidas de la NRM y la desmagnetización por campos alternos (AF). La NRM es la suma de las remanencias aportadas por todos los minerales ferromagnéticos s.l. presentes en la roca. La desmagnetización por campos alternos (AF) se realiza mediante la aplicación de campos magnéticos antiparalelos sobre los tres ejes de la muestra. En el proceso de desmagnetización, se aplican campos progresivamente crecientes y se mide la magnetización en cada paso, realizando por tanto una desmagnetización progresiva que nos permite observar las diferentes componentes paleomagnéticas que dan lugar a la NRM.

Finalmente, se han llevado a cabo varios experimentos de magnetismo de rocas para evaluar la mineralogía presente en las muestras. Mediante una balanza de traslación de campo variable (MMVFTB) se han realizado curvas termomagnéticas para el posterior cálculo de la temperatura de Curie, ciclos de histéresis y curvas de adquisición de la magnetización remanente isotérmica (IRM) y de backfield. Además, en las Pizarras Ordovícicas se ha llevado a cabo la desmagnetización térmica de la IRM en tres ejes (Lowrie, 1990).

  • Estudios de microscopía óptica. Dos muestras de las pizarras de la Fm. Aldeatejada (PAT-1 y PAT-2) y una muestra de las Pizarras Ordovícicas (PO-1) han sido estudiadas en el microscopio de luz transmitida para la identificación de minerales opacos (posibles minerales ferromagnéticos s.l.) y el análisis de su edad relativa en función de su relación con las esquistosidades.

RESULTADOS

Estudio de la magnetización remanente natural (NRM)

Los resultados muestran que las pizarras de la Fm. Aldeatejada (Fig. 4A) tienen una NRM con valores de declinación e inclinación en coordenadas geográficas próximos al campo magnético terrestre (CMT) actual (~D=0º / I=60º). En el caso de las calizas de la Fm. Aldeatejada (Fig. 4B) intercaladas con las pizarras, la dispersión de las direcciones es mayor, con declinaciones norteadas e inclinaciones inferiores a 20º, diferentes a las del CMT actual para el área de estudio. Las pizarras muestran un valor medio de intensidad de la NRM (Tabla 1) de 362 x10-3 A/m, mientras que las calizas muestran valores diversos en las tres muestras analizadas, una de ellas con valores similares a las pizarras, y las otras dos con una NRM varios órdenes menor.

Tabla 1. Valores de κ, NRM y Relación de Königsberger (Qn) para las Pizarras de Aldeatejada (PAT), Calizas de Aldeatejada (CAL) y Pizarras Ordovícica (PO). Table 2. κ, NRM and Königsberger Ratio (Qn) values for the Aldeatejada Slates, Aldeatejada Limestones and Ordovician Slates.

La estación 1 dentro de las Pizarras Ordovícicas (Fig. 4C) muestra direcciones de la NRM con inclinación positiva y gran dispersión de declinación. En la estación 2, las direcciones de la NRM presentan declinación sur e inclinación negativa, mostrando polaridad inversa (Fig. 4D). Ambos afloramientos muestran valores similares de la intensidad de la NRM, con un valor medio para el conjunto de los dos afloramientos de 0,544 x10-3 A/m.

Figura 4. Direcciones de la NRM en coordenadas geográficas de las Pizarras (A) y las Calizas (B) de la Fm. Aldeatejada y de los afloramientos 1 (C) y 2 (D) de las Pizarras Ordovícicas (siendo n el número de muestras). Las direcciones medias y la incertidumbre α95 (Fisher, 1953) se representan en color rosa. La estrella amarilla representa la dirección actual del campo magnético para el área de estudio. Figure 4. NRM directions (geographic coordinates) of Aldeatejada Slates (A) and Limestones (B) and outcrops 1 (C) and 2 (D) of Ordovician Slates (n is the number of samples). The mean directions and the uncertainty factor α95 (Fisher, 1953) are represented in pink. The yellow star represents the present Earth Magnetic Field (EMF) direction in the study area.

Desmagnetización progresiva por campos alternos (AF)

Las muestras de la Fm. Aldeatejada (Fig. 5) se desmagnetizan de manera casi completa en campos inferiores a 110 mT. Todas las muestras pierden gran parte de su magnetización entre 0 y 10 mT y una parte importante de la restante antes de los 30 mT. Se observa una componente paleomagnética que presenta un espectro de coercitividad entre 6 y 40-110 mT. En las pizarras, esta componente presenta direcciones coherentes con el CMT actual (Fig. 6).

Figura 5. Diagramas ortogonales de la desmagnetización de la NRM por AF, gráficos de intensidad de magnetización y proyección de las direcciones paleomagnéticas resultantes para muestras representativas. CAL: Calizas intercaladas de la Fm. Aldeatejada, PAT: Pizarras de la Fm. Aldeatejada. Proyección en coordenadas geográficas. Figure 5. Orthogonal plots of the AF demagnetization of the NRM, magnetization intensity plots and projections of the resulting paleomagnetic directions for selected samples. CAL: Intercalated limestones of the Fm. Aldeatejada, PAT: Slates of the Fm. Aldeatejada. Projection in geographic coordinates.
Figura 6. Direcciones resultantes de la desmagnetización en campos entre 6 y 110 mT en la Fm. Aldeatejada (siendo n el número de muestras). Las direcciones medias y su incertidumbre α95 (Fisher, 1953) se representan en color rosa. La estrella amarilla representa el CMT actual. Figure 6. Resulting direction from the demagnetization in fields between 6 and 110 mT for the Aldeatejada Fm. samples (n is the number of samples). The mean direction and the uncertainty factor α95 (Fisher, 1953) are represented in pink. The yellow star represents the present EMF.

Por otro lado, para la estación 1 de las Pizarras Ordovícicas (Fig. 7; PO-1 a PO-4), se observan con frecuencia dos componentes, con coercitividades de 0 a 20-30 mT y de 20-30 a 110 mT respectivamente. Además, las muestras no se desmagnetizan a 110 mT, indicando la presencia de al menos una componente de mayor coercitividad. De hecho, la muestra PO-2 no se ve afectada por la AF, indicando que la remanencia es portada por minerales con coercitividades superiores a 110 mT.

Figura 7. Diagramas ortogonales de la desmagnetización de la NRM por AF, gráficos de intensidad de magnetización y proyección de las direcciones paleomagnéticas resultantes para muestras seleccionadas de las Pizarras Ordovícicas (PO, estación 1). Proyección en coordenadas geográficas. Figure 7. Orthogonal plots of AF demagnetization of the NRM, magnetization intensity plots and projection of the resulting paleomagnetic directions for selected samples of the Ordovician Slates (PO, station 1). Projection in geographic coordinates.

Finalmente, las Pizarras Ordovícicas de la estación 2 (~ 500m al este de la estación 1), muestran un comportamiento totalmente diferente al anterior (Fig. 8; PO-5, PO-6, PO-7 y PO-9). Estas muestras tampoco se desmagnetizan totalmente a campos de 110 mT. Sin embargo, en este caso, todas las muestras exhiben una o más componentes de polaridad inversa.

Figura 8. Diagramas ortogonales de la desmagnetización de la NRM por AF de otro grupo de Pizarras Ordovícicas (PO, estación 2), junto con sus gráficos de intensidad de magnetización y proyección de las direcciones paleomagnéticas resultantes. Proyección en coordenadas geográficas. Figure 8. Orthogonal plots of AF demagnetization of the NRM for another group of Ordovician Slates (PO, station 2), together with their magnetization intensity plots and projection of the resulting paleomagnetic directions. Projection in geographic coordinates.

Estudio de la mineralogía magnética

La desmagnetización de la NRM de las Pizarras de Aldeatejada (PAT-1) indica que la remanencia es portada por minerales de baja coercitividad (<100 mT), tanto en las pizarras como en las calizas. Por otro lado, presentan valores altos de κ (Tabla 1). Esto parece ser indicativo de que el mineral ferromagnético s.l. en estos materiales es la magnetita.

Sin embargo, las Pizarras Ordovícicas (p.ej., PO-7) muestran un comportamiento diferente: la desmagnetización de la NRM evidencia la presencia de minerales ferromagnéticos s.l. de coercitividad intermedia o alta (> 110 mT) (Fig. 7) así como valores más bajos de κ que los de la Fm. Aldeatejada (Tabla 1). En los experimentos de magnetismo de rocas realizados, estos materiales no se saturan ni en el experimento de adquisición de la IRM (Fig. 9A) ni en la curva de backfield (Fig. 9B). Por otro lado, el ciclo de histéresis muestra un incremento lineal de la magnetización inducida con el campo aplicado, indicando la presencia importante de minerales paramagnéticos (Fig. 9C). Por último, la curva termomagnética muestra una caída lineal de la magnetización con la temperatura. Las curvas de calentamiento y enfriamiento no son exactamente reversibles, sugiriendo que el calentamiento ha inducido la transformación de minerales magnéticos. La eliminación del efecto de los minerales paramagnéticos en los experimentos presentados no da resultados concluyentes. Por ello, se ha realizado un análisis más detallado de la mineralogía magnética de estas rocas a través de la desmagnetización térmica de la IRM en tres ejes.

Figura 9. A) Curva de adquisición de magnetización remanente isotérmica (IRM), B) curva de adquisición de la IRM para campos opuestos (backfield), C) ciclo de histéresis y D) curva termomagnética para una muestra de las Pizarras Ordovícicas (PO-7). Figure 9. A) Isothermal remanent magnetization (IRM) acquisition curve, B) Backfield acquisition curve, C) hysteresis cycle and D) thermomagnetic curve for a sample of Ordovician Slates (PO-7).

Gran parte de la magnetización en la muestra PO-2 (Fig. 10A), la cual es portada por el eje de alta coercitividad (eje Z), se pierde a 100 ºC, indicando la presencia de goethita. La magnetización restante se reparte de manera similar entre los tres ejes. Los ejes de baja e intermedia coercitividad (ejes X e Y respectivamente) muestran una caída de la magnetización en ~330 ºC, indicando la presencia de sulfuros de hierro (posiblemente pirrotina). Además, el eje X muestra una segunda caída en 580 ºC, indicando la presencia de magnetita. Finalmente, la magnetización del eje Z muestra temperaturas de desbloqueo en torno a 670 ºC, indicando la presencia de hematites. Por tanto, en esta muestra domina la pirrotina, conteniendo a su vez proporciones menores de magnetita y hematites.

La muestra PO-5 (Fig. 10B) muestra características similares a la anterior, aunque con pequeñas variaciones. En primer lugar, la presencia de goethita evidenciada por la caída a 100 ºC del eje Z es menor que en la anterior muestra (PO-2). Además, el eje X apenas porta magnetización, indicando la práctica ausencia de magnetita. La presencia de pirrotina es clara tanto en los ejes Y como Z. Del mismo modo, ambos evidencian la presencia de hematites atendiendo a las altas temperaturas de desbloqueo.

Finalmente, la muestra PO-9 (Fig. 10C) muestra claramente la presencia de pirrotina, especialmente en los ejes X e Y, así como la presencia de hematites, principalmente en el eje Z.

Figura 10. Desmagnetización térmica de la IRM en tres muestras de las Pizarras Ordovícicas a lo largo de tres ejes: X (0,012 T), Y (0,4 T) y Z (2 T). A) muestra PO-2, B) muestra PO-5, y C) muestra PO-9. Figure 10. Thermal demagnetization of the IRM in three samples of the Ordovician Slates along three axes: X (0.012 T), Y (0.4 T) y Z (2 T). A) sample PO-2, B) sample PO-5, y C) sample PO-9.

Estudio de microscopía óptica

El estudio por microscopía óptica con luz transmitida muestra que las pizarras de la Fm. Aldeatejada (Fig. 11A) contienen minerales opacos de gran tamaño (≥ 100 mm) y geometría cúbica, cuyas características, unidas a la alta κ de estas rocas (0,03 SI), sugieren que son granos de magnetita. Estas se encuentran rodeadas por la esquistosidad S3, que es la única bien desarrollada en la zona del Azud de Villagonzalo (Martínez Catalán et al., 2019), y mostrando sombras de presión formadas por cuarzo y clorita. Los cristales de magnetita se formaron con anterioridad al desarrollo de la S3 y por tanto antes de la etapa compresiva C3, pudiendo ser diagenéticos o metamórficos.

Por el contrario, las Pizarras Ordovícicas muestran una escasa cantidad de opacos y un alto contenido en materia orgánica (Fig. 11B). La esquistosidad está bien desarrollada y rodea a los cristales de moscovita detrítica, definiendo geometrías sigmoidales, tipo S-C, que sugieren la existencia de un cizallamiento. La esquistosidad en los afloramientos es subhorizontal, aunque la zona de estudio pertenece al dominio de pliegues verticales (Fig. 2). Por ello, la esquistosidad observada debe corresponderse con SE2, asociada a la deformación extensional tardi-Varisca y única esquistosidad subhorizontal esperable en esta zona.

Figura 11. A) Fotografías de microscopio de luz transmitida para dos muestras de las pizarras de la Fm. Aldeatejada. Los minerales están identificados según las abreviaciones de Whitney y Evans (2010). B) Fotografías de microscopio de luz transmitida para dos muestras de las Pizarras Ordovícicas. Figure 11. A) Transmitted light microscope images of two samples of the Fm. Aldeatejada Slates. Minerals are identified according to the abbreviations of Whitney and Evans (2010). B) Transmitted light microscope images of two samples from the Ordovician Slates.

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

La magnetización remanente natural (NRM) presente en las rocas estudiadas de la Fm. Aldeatejada (Neoproterozoico), a pesar de ser intensa, no es compatible con una anomalía de polaridad inversa, ya que presenta declinaciones norteadas e inclinaciones positivas, mostrando una polaridad normal coherente con el campo magnético terrestre actual. De hecho, los estudios por microscopía óptica (Fig. 11A) sugieren que el mineral portador del comportamiento magnético de estas rocas es la magnetita, al igual que se observa en la desmagnetización por AF (Fig. 5). Las direcciones obtenidas tanto de la NRM como de la desmagnetización por AF parecen indicar poca estabilidad magnética de los granos portadores de la remanencia, incapaces de registrar una señal magnética relacionada con un cron inverso anterior al actual, y por tanto incapaces de generar una anomalía magnética inversa como es la AMSA.

Sin embargo, los resultados del estudio de la NRM de las Pizarras Ordovícicas de la estación más oriental (estación 2) muestran una remanencia con mucha dispersión, pero consistentemente de polaridad inversa. Las direcciones obtenidas (Fig. 4D; Fig. 8) son coherentes con las características de la AMSA. Sin embargo, la intensidad de la NRM de estas muestras es demasiado débil como para generar la anomalía magnética. Además, las direcciones de la NRM no son uniformes a lo largo de toda la formación, puesto que la estación más occidental (estación 1), con una mineralogía magnética no muy diferente (dominada por pirrotina y hematites, Fig. 10A), presenta una NRM generalmente de polaridad normal (Fig. 7).

En la zona de Salamanca, la ZCI ha sufrido una etapa de tectónica extensional correlacionable con E2 (Martínez Catalán et al., 2019), dando lugar a un metamorfismo HT/LP, al desarrollo de despegues extensionales con un movimiento hacia el SE del bloque superior, a la formación de domos gnéisicos y a la intrusión de granitos (Díez Balda et al., 1995). Estos eventos tuvieron lugar entre el final del Carbonífero y el Pérmico, durante el supercron Kiaman, de polaridad inversa. La extensión podría haber contribuido a la remagnetización de las Pizarras Ordovícicas o incluso de otras litologías, dando lugar a la formación de nuevos minerales magnéticos que registrasen el CMT existente en ese momento.

Aunque es necesario estudiar más litologías en el entorno de la ciudad de Salamanca, nuestros datos sugieren que las Pizarras Ordovícicas pueden jugar un papel importante en el origen de la AMSA. La evolución tectónica de finales de la orogenia Varisca, la cual se manifestó en la ZCI con procesos extensionales, ha demostrado originar magnetizaciones de polaridad inversa durante el supercron Kiaman (Carbonífero-Pérmico) en el noroeste de la Península Ibérica (Ayarza et al., 2021). En la zona de Salamanca, pudo haber también una remagnetización, no solo de estas pizarras, sino de otras litologías más antiguas y que hoy en día se encuentran bajo la ciudad de Salamanca.

AGRADECIMIENTOS

Gracias a Juan José Villalaín Santamaría por dejarnos utilizar el Laboratorio de Paleomagnetismo de la Universidad de Burgos. También muchas gracias a Alejandro Díez Montes por revisar el artículo.

BIBLIOGRAFÍA

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