Génesis de mármoles comerciales "Marrón emperador" y "Marrón imperial"(Cretácico superior, Prebético externo, sector Jumilla-Yecla-Fuente de La Higuera)

Resumen

Las rocas ornamentales objeto de estudio de esta Tesis Doctoral se comercializan con la denominación Marrón Imperial (Visemar S.L., Luis Sánchez S.A. – Levantina de Mármoles S.A., Bermarmol S.A.) y Marrón Emperador (Esteve & Mañez S.A.) (García del Cura et al., 1999). Se trata de dolomías brechoides de color oscuro que de acuerdo con la clasificación del MIA pertenecen al Grupo C de mármoles comerciales. El área geográfica de explotación de ésta roca ornamental se encuentra entre las provincias de Murcia, Albacete y Alicante y estratigráficamente corresponde a las zonas en las que la Formación Calizas y Brechas calcáreas de la Sierra de Utiel (Coniaciense superior – Santoniense superior) (Martín Chivelet, 1992). Esta unidad se encuentra dolomitizada presentando un aspecto masivo, muy brechoide y una coloración que oscila entre el negro y el gris. La Formación Sierra de Utiel se encuentra siempre en tránsito gradual y rápido sobre las calizas y margocalizas finamente tableadas de la Fm. Alarcón tanto en la Cordillera Ibérica Suroccidental como en el Prebético (Martín Chivelet, 1994; Vilas et al., 2005). Algunos términos dolomíticos brechoides no corresponden netamente con esta unidad (Muñoz Cervera et al., 2007). Estos materiales presentan una serie de características técnicas (petrográficas, petrofísicas…) variables dentro de unas características comunes (Ordóñez et al., 1999; García del Cura et al., 1999; Rodríguez García et al., 2005; Muñoz Cervera et al., 2007): - Son dolomías con rasgos brechificación y karstificación distribuidos de manera no uniforme, donde el tipo petrográfico predominante es el brechoide, definido por vénulas claras de calcita y dolomita que delimitan una serie de clastos oscuros de dolomías. - Estas dolomías presentan diferentes texturas cristalinas y grados de dolomitización. Todas estas características son a menudo diferentes incluso a nivel de una misma explotación. - La porosidad es de tipo intercristalina y secundaria asociada a fracturas, vénulas y/o a procesos kársticos. A macroescala, el aspecto de los frentes de cantera es de un enrejado formado por fracturas y cavidades kársticas con marcado control estructural. Dichas cavidades presentan una disposición subvertical unidas por pequeños conductos oblicuos irregulares, las cuales suelen estar rellenas con espeleotemas bandeados. Los criterios de calidad (color, propiedades mecánicas…etc.) están relacionados con varios procesos y factores diagenéticos que han actuado desde la formación de los materiales originales hasta la actualidad, entre los que se encuentran varias fases de brechificación, reemplazamiento y cementación. El objetivo fundamental de este trabajo es la caracterización mineralógica, petrológica y geoquímica de una de las principales rocas ornamentales de la región: el Mármol Marrón Imperial – Marrón Emperador. Para lo que se estudiaran materiales pertenecientes a canteras, es decir, comercializado como roca ornamental, así como de afloramientos pertenecientes a zonas análogas sin desarrollo minero-industrial. Todo ello con el objetivo final de aplicar estos conocimientos a la optimización de la extracción, manufactura y asignación de usos más adecuados en obra de estas rocas brechoides. Como objetivos concretos podemos enumerar: - Caracterización mineralógica de los elementos constituyentes de las dolomías brechoides y de los materiales asociados. - Caracterización petrográfica de alta resolución de las dolomías brechoides y de los materiales asociados. - Delimitación de la geometría de los cuerpos dolomíticos y de distribución espacial de los distintos grupos texturales definidos. - Caracterización geoquímica (elemental y de isótopos estables de oxígeno y carbono) de las principales fases minerales componentes de materiales en estudio. - Elaboración de un modelo genético (deposicional y diagenético) de la formación de estos materiales, encuadrándolos en la evolución geológica (estructural y/o deposicional) general de la zona. - Establecimiento de las implicaciones que tienen los aspectos petrogenéticos en su comportamiento como materiales de construcción Dado el carácter petrogenético de los objetivos de este estudio, se considera necesario estudiar material asociado a los tipos texturales normales y/o mayoritarios, en busca de datos valiosos sobre la génesis del conjunto. Por este motivo el muestreo no se ha restringido a los mármoles comerciales estrictamente. El plan de trabajo, con los métodos y técnicas a emplear, se resumen a continuación: - Definición de la geometría de los cuerpos dolomíticos brechoides y establecimiento de sus controles de afloramiento. Caracterización de los contactos con otros materiales sub- y suprayacentes. - Caracterización mineralógica (DRX), petrográfica (microscopia petrográfica, catodoluminiscencia, MEB) y geoquímica, tanto elemental (FRX, EDS) como isotópica (d18O, d13C) de todos los tipos muestreados con el objeto de: - Definir y caracterizar tipos texturales de las brechas dolomíticas y de sus componentes (cementos, cantos, matriz). - Extraer datos sobre las condiciones de formación de estos materiales, en términos de composición de fluidos, presión, temperatura, tiempo, etc., así como extraer datos sobre la secuencia de procesos involucrados en su génesis, tanto a escala de unidad como de cuenca sedimentaria. - Integración de datos para obtener una modelización de la génesis de los cuerpos dolomíticos brechoides que constituyen el litotecto Marrón Imperial, en términos de composición y dinámica de geofluidos, extensión e interacción de procesos (dolomitización, brechificación, karstificación), accidentes tectónicos regionales implicados y contextualización en la historia geológica de la región. Las conclusiones de este trabajo son las siguientes: Sobre la geometría de los cuerpos dolomíticos brechoides es que ésta está controlada por, (1) el patrón o esquema tectónico regional: alineaciones morfo-estructurales y fallas de dirección NE-SW del prebético en la región Jumilla-Caudete), (2) los cuerpos estratiformes presentan limites irregulares a muro y techo, sobrepasado localmente los límites de las calizas de la Fm. Sierra de Utiel, (3) la extensión del cuerpo brechoide es algo mayor que el de las dolomías. Los procesos de circulación de fluidos sobrepresionados por fracturas y fallas son los causantes de la dolomitización y la brechificación. Si bien estos procesos, multifásicos en su naturaleza, no son coetáneos. Las brechas se han caracterizado mineralógica, geoquímica y petrográficamente los elementos constituyentes de las dolomías brechoides y de los materiales asociados, definiéndose una serie de grupos texturales. De estos grupos destacan por su abundancia y amplia representación en la zona de estudio, ordenadas de mayor a menor porcentaje de clastos y grado de encajamiento de clastos: (1) Brechas clastosostenidas tipo fisurado o ‘crackle’, (2) Brechas clastosostenidas tipo mosaico, (3) Brechas matriz-soportadas tipo caótico o ‘rubble’ Las dolomías son no estequiométricas y relativamente poco ordenadas, predominando mosaicos inequigranulares hipidiotópicos (planar-s) de cristales deci- a centi-micrométricos, ricos en impurezas. Se reconocen reemplazamientos s.s. a cementación (intercristalina, vénula) con una señal geoquímica coherente con la formación a partir de fluidos mineralizantes de origen cuencal en diagénesis de enterramiento que pueden tener un origen mixto: fluidos salinos derivados de aguas marinas más o menos evolucionadas o de la disolución de materiales del Trias, fluidos salinos derivados de la disolución de dolomías y/o alteración de margas arcillosas, fluidos derivados de aguas meteóricas. Las calcitas (LMC) presentan vénulas y venas con tipologías esparíticas (‘blocky’) indicativas de un relleno rápido y no desplazativo. Sus texturas y sus señales isotópicas indican origen meteórico. En cuanto al modelo genético que se aporta en este trabajo engloba procesos de fracturación hidráulica, brechificación, dolomitización y cementación rápida esparítica en un régimen tectónico activo. La extensión y morfología de los cuerpos de roca dolomitizados y brechificados lo predatan con respecto a las principales fases de deformación (Neógeno). Puntualmente, las calidades de esta roca ornamental tienen relación (aunque no exclusiva) con algunas características texturales, lo que infiere un potencial importante a su estudio en las tareas de prospección minera. Algunas cualidades, como el color, están relacionas con su quimismo (contenido en Sr) y su grado de recristalización.