Modelización gravimétrica y magnética de la mélange evaporítica de Ziga (borde oriental de la Cuenca Vasco-Cantábrica, Navarra)

Abstract

En este trabajo se presentan los resultados de un estudio gravimétrico y magnético en la mélange evaporítica de Ziga (Navarra), situada en el borde oriental de la cuenca Vasco-Cantábrica. En esta mélange, que debe corresponder a un diapiro deformado en la intersección entre la falla de Leiza y la falla de Pamplona, afloran diversos bloques de rocas profundas (granulitas y peridotitas) junto a rocas ofíticas y otros fragmentos de rocas de la cobertera mesozoica, inmersos en una matriz evaporítico-arcillosa. Sin embrago, debido a las malas condiciones de afloramiento, se desconoce con precisión los límites de la mélange y la posible presencia de bloques de gran tamaño a escasa profundidad. Debido al elevado contraste de densidad entre las rocas arcillosas y evaporíticas, por un lado, y los fragmentos de granulitas, peridotitas y ofitas, por el otro, se planteó un estudio micro-gravimétrico con la intención de delimitar esta mélange y tratar de identificar los cuerpos de rocas densas inmersos en ella. Además, se han realizado medidas del campo magnético para detectar anomalías que pudieran estar relacionadas con las litologías básicas o ultrabásicas, y ayudar en la identificación de estos bloques. Para ello se han realizado dos campañas de campo en las que se han realizado medidas gravimétricas, magnéticas y de localización geográfica en 306 estaciones, cubriendo una superficie aproximada de 350X200 m. Estos datos se han procesado posteriormente con diferentes programas informáticos (Trimble Business Center, ArcGIS, Oasis Montaj y Growth2.0) para generar los mapas y modelos gravimétricos y magnéticos de la zona de estudio. Paralelamente, se han recopilado muestras de roca de las principales litologías aflorantes en la zona de estudio para determinar en ellas los valores medios de densidad y susceptibilidad magnética. Aunque finalmente los datos no han tenido la precisión esperada, se ha podido delimitar tentativamente el contorno septentrional de la mélange evaporítica de Ziga y se han identificado fragmentos de ofitas, granulitas y/o peridotitas dentro de la matriz evaporítica. En concreto, se ha constatado que, de no existir errores significativos en las mediciones, es necesaria la presencia de un cuerpo de grandes dimensiones (200 X50 m) cerca del borde sur del área estudiada, que debe tener la densidad típica de las peridotitas sin alterar (3300 kg/m3) para obtener un ajuste razonable de las anomalías. Además se ha detectado también un cuerpo con baja densidad y alta susceptibilidad magnética en el extremo sur de la zona investigada, que podría reflejar una zona de falla en la que la alteración a minerales del grupo de los caolines y las cloritas podría explicar la reducción en la densidad y el aumento de la magnetización. Esta zona de alteración parece prolongarse hacia el NNE, enlazando una serie de mínimos gravimétricos relativos, que discurren unas decenas de metros al este de la posición supuesta en la cartografía existente. En el extremo sur donde existe un mínimo gravimétrico muy acusado, no se puede excluir la presencia de una cavidad anexa a la zona de falla, cuyo origen puede estar relacionado con la disolución del yeso presente en la matriz por el agua infiltrada desde el arroyo que circula en la superficie sobre la zona más tectonizada. ABSTRACT This work presents the results of a gravity and magnetic study in the evaporitic mélange of Ziga (Navarra), located in the eastern border of the Basque-Cantabrian Basin. In this mélange, that must correspond to a deformed diapir in the intersection between the Leiza and Pamplona Faults, several blocks of high-grade rocks (granulites and peridotites) together with ofites and fragments of the Mesozoic sedimentary cover, crop out embedded in a clayed matrix. However, due to the bad outcrop conditions, the precise outline of the mélange and the possible presence of large blocks at shallow depth are unknown. Due to the high-density contrast that is expected between clayed and evaporitic rocks and fragments of granulites, peridotites and ofites, a microgravimetric study was planed with the aim of tracing the outline of the mélange and trying to identify those dense bodies within it. Moreover, measurements of the magnetic field were carried out to detect anomalies that could be related to the basic and ultrabasic lithologies, aiding in the identification of these blocks. To overcome these objectives, two field surveys were conducted, in which gravity, magnetic and GPS measurements were carried out in 306 stations, covering an area of 350 x 200 m aprox. These data were subsequently processed with different computer programs (Trimble Business Center, ArcGIS, Oasis Montaj and Growth2.0) to generate the maps and the gravity and magnetic models of the area. Concurrently, rock samples of the main lithologies cropping out in the area were collected to determine the mean values of density and magnetic susceptibility. Although finally the data were not as precise as expected, the northern outline of the mélange could be tentatively traced, and several fragments of ofites, granulites and/or peridotites within the clayed matrix were inferred. In particular, it was confirmed that, if there were no significant errors in the measurements, a large block of aprox. 200 x 50 m must be present near the southern border of the studied area and must hold the typical density of unaltered peridotites (~3300 kg/m3) to achieve a reasonable fit of the anomalies. Moreover, a low-density and high-magnetic susceptibility body was also inferred in the southern part of the studied area, which was tentatively interpreted as a fault zone in which the kaolinitic and cloritic alteration could explain the reduction in density and the noticeable increase in magnetization of this zone. This alteration zone seem to continue through the NNE, across a series of relative gravity minima located some tens of meters to the east of its inferred position in existing geological maps. In the southern part, where a pronounced gravity minimum is observed, the possible presence of a cavity adjacent to the fault rock can´t be completely ruled out. This cavity could be explained in terms of dissolution of the gypsum present in the matrix, by water infiltrated from the spring located in the surface on top of the more tectonized zone.