TDX/TDR - Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica

Diagenesis and fluid-fracture evolution in an intracontinental basin: The Penedès half-graben,western Mediterranean / Diagènesi i evolució de la relació fluid-fractura en una conca intracontinental: la conca del Penedès, oest de la Mediterrània

Wed, 22 May 2013 08:51:53 GMT

Diagenesis and fluid-fracture evolution in an intracontinental basin: The Penedès half-graben,western Mediterranean / Diagènesi i evolució de la relació fluid-fractura en una conca intracontinental: la conca del Penedès, oest de la Mediterrània Baqués Almirall, Vinyet The Penedes half-graben represents a natural field laboratory for the study of the link between tectonics and palaeofluids because it exposes numerous outcrops that allow a global and complete diagenetic study of the basin from Mesozoic to present times. The Penedes half-graben is located in the central part of the Catalan Coastal Ranges (CCR) and results from the superposition of three main tectonic events: (1) the Mesozoic extensional phase which is divided into two Mesozoic rift episodes: the first, Late Permian to Triassic in age and the second, latest Oxfordian to Aptian in age; (2) the Paleocene to middle Oligocene compressional phase which includes the emplacement of ENE-to-NE-trending thick-skinned thrust sheets bounded by SE dipping thrusts with a limited left-lateral strike-slip motion; (3) the late Oligocene?- Neogene extensional phase which split the CCR into a set of ENE-WSW blocks mainly tilted toward the NW, constituting the actual horst-and-graben systems now present at the northwestern Mediterranean. Samples were taken in 19 different outcrop areas located within three main structural domains: the Gaia-Montmell domain, which represents the footwall block of the SE-dipping major normal faults that bound the north-western margin of the basin, the Central Penedes domain, which comprises the central Miocene syn- and post-rift deposits and the Garraf domain, which comprises a group of small syn-depositional tectonic horsts and half-grabens developed in the Garraf horst during its Neogene evolution. Based on the macro and microstructural analysis combined with geochemical results from host rocks, fault rocks and fracture cements, the following diagenetic events have been identified: (1) Very early stages characterized by micritization, early irregular micro-fractures resulting from opening in poorly-lithified sediments and early calcite cement precipitations; (2) Progressive burial stages characterized by brecciation, stylolization and dolomitization; (3) Fracturing and cementations characterized by ninth major deformation stages with their related cements, breccias and stylolites, and (4) four karstification events with associated collapse breccias, sediments and cements filling the fracture, vug and cavern porosities. A depositional control of the δ(18)O values of the syn-rift Mesozoic sediments (Valanginian, Barremian and Aptian) related to the position of the different outcrops with respect to the Mesozoic normal faults is inferred from the values reported in this study. The isotopic values of the Miocene marine facies, depleted in δ(18)O and δ(13)C respect to the expected values for the Miocene seawater, together with the chalky appearance of these limestones, indicate that the Miocene marine limestones were re-balanced under the meteoric diagenetic environment. The meteoric fluid precipitating the calcite cement in the conglomerates of the lower continental complexes was responsible for diagenetically altering the marine host limestone. A different meteoric fluid, more influenced by soil-derived CO2, precipitated the calcite cement present within the upper continental complexes. The fluids circulating through the fractures attributed to the second stage of the Mesozoic rifting were precipitated from formation waters during the progressive burial of the sediment, in a closed palaeohydrological system. From the Paleocene to the mid-Oligocene the fluids circulating through the compressional fractures had a meteoric origin. Due to the Paleogene compression, Mesozoic rocks were uplifted, subaerially exposed and extensively karstified. Different types of sediments and cements were deposited filling the karstic cavities under the meteoric diagenetic environment. Related to the syn- and early post-rift stage, the fractures were sealed by meteoric fluids under both, phreatic and vadose zones. The normal faults attributed to the late post-rift stage favoured the upflowing of marine fluids expelled from the compaction of the late Burdigalian to the early Serravallian marine sediments producing the dolomitization of the host rocks and the precipitation of dolomite cements within the fractures. During the late post-rift and related to latest tensional fractures occurrence different types of meteoric fluids circulated through the fractures. These fluids were precipitated from phreatic to vadose cements, agreeing with the uplift of the entire basin and/or with the falling-down of the meteoric water table related to a generalized sea level fall in the Mediterranean area during the Messinian.; La formació de la conca del Penedès està associada a un període extensiu d’edat neògena que provocà l’obertura del Solc de València. El marge nord-oest del Solc de València està constituït per una sèrie de grabens (Penedès, Vallès, Barcelona ...) i horsts (Garraf, Gaià-Montmell, Montnegre ...), el conjunt dels quals formen la Serralada Costanera Catalana. Aquesta serralada resulta de la superposició de tres esdeveniments tectònics principals: (1) l’extensió Mesozoica, compresa entre el Pèrmic i el Cretàcic inferior, (2) la compressió Paleògena, la qual produí la inversió de les principals conques extensives Mesozoiques i (3) l’extensió neògena, compresa entre l’Oligocè tardà i el Miocè mig, la qual generà l’actual sistema de rift de la Mediterrània occidental. S’han estudiat 19 afloraments localitzats tant en els alts estructurals, Garraf i Gaià-Montmell, com en el sector central de la conca del Penedès. A partir de les dades macro I microestructurals, juntament amb els resultats geoquímics de les roques encaixants, roques de falla i els ciments que reomplen les fractures, s’han identificat els següents estadis diagenètics: i. un primer estadi diagenètic temprà caracteritzat per la formació de microfractures de morfologies irregulars, formades en un sediment poc litificat i per la precipitació d’un ciment de calcita poc interaccionat amb la roca de caixa. ii. un segon estadi d’enterrament caracteritzat per la bretxificació i dolomitització de la roca encaixant i la generació d’estilòlits sub-paral•lels a l’estratificació. iii. nou etapes de deformació amb diferents tipus de rebliments associats a les fractures. iv. quatre estadis de carstificació caracteritzats per diferents tipus de bretxes de col•lapse, sediments i ciments que reomplen les porositats tipus fractura i vug, generades a partir de la dissolució. Els fluids relacionats amb l’extensió Mesozoica són característics d’aigües de formació, en canvi, els fluids que circularen al llarg de les fractures compressives paleògenes, són coherents amb fluids d’origen meteòric altament interaccionats amb la roca de caixa. L’extensió Neògena es caracteritza per una circulació predominant de fluids meteòrics no interaccionats amb la roca de caixa. És en l’estadi de post-rift on s’ha definit una dolomitització parcial de l’encaixant produïda per la barreja d’aigües marines i meteòriques. Durant l’estadi de post-rift tardà tingué lloc un esdeveniment de dissolució càrstica molt extens, el qual es relaciona amb la baixada del nivell del mar durant el Messinià.

Deformation-fluid multiphase interaction within the fractures of the Barcelona Plain and the Vallès Basin: influence on fault rocks and diagenesis / Interacció multifàsica entre deformació i fluids a les fractures del Pla de Barcelona i de la Conca del Vallès: influència en les roques de falla i en la diagènesi

Thu, 18 Apr 2013 08:16:27 GMT

Deformation-fluid multiphase interaction within the fractures of the Barcelona Plain and the Vallès Basin: influence on fault rocks and diagenesis / Interacció multifàsica entre deformació i fluids a les fractures del Pla de Barcelona i de la Conca del Vallès: influència en les roques de falla i en la diagènesi Cantarero Abad, Irene The faults limiting the Barcelona Plain and the Vallès Half-graben (Catalan Coastal Ranges, NE Spain) have allowed the study of a complex and multiphase tectonic/fluid history from the Hercynian to recent times. Furthermore, this study has allowed to define the factors that control the fluid regime and the fluid flow pathways through faults. A multidisciplinary methodology involving field and petrological observations and microstructural analyses combined with geochemical data has been used to characterize host rocks, fault rocks and fracture-related cements. Four tectonic events that encompass seven deformation phases have been established: Hercynian compression, Mesozoic extension (D1-D2), Paleogene compression (D3) and Neogene extension (D4-D7). Faults affect crystalline Hercynian basement, Triassic dolostones and Miocene detritic rocks. The fault rocks formed in the area include gouges, cataclasites, breccias and pseudotachylytes. Veins are formed by different mineral assemblages that involve calcite, quartz, laumontite, K-white mica, chlorite and iron oxides, depending on the PT conditions and thus, on the age. During the exhumation of the late-Hercynian granodiorite, after the Hercynian compression, M1 and M2 muscovite and microcline crystallized as result of deuteric alteration in joints, at temperatures between 330ºC and 370ºC. During the first Mesozoic rifting (Late Permian-Middle Jurassic), faults controlled the thickness and distribution of the Triassic sediments. Fracture-related dolomite cements precipitated from the Triassic seawater during increasing burial in a relatively closed hydrological regime. The second Mesozoic rifting (Late Jurassic-Late Cretaceous) is characterized by precipitation of M3 and M4 phengite together with chlorite and calcite C1 at temperatures between 190 and 310ºC. During the Paleogene compression, low-temperature meteoric fluids, favored by tectonic uplift, produced calcitization of the Triassic dolomite cements and dolostones. In the Vallès fault, by means of a shortcut, Mesozoic structures were uplifted and a gouge and subvertical stylolites were generated. During the Neogene syn-rift, hydrothermal fluids up to 190ºC ascended through the faults. In the Hospital fault these fluids upflowed within the relay area during fault growth by tip propagation due to a seismic pumping effect. The Neogene post-rift in the Barcelona Plain developed at shallow conditions under low-temperature meteoric regime. At the same period, the Vallès fault was dominated by hydrothermal conditions, which remain active until nowadays. Faults acted as conduits for hot fluids during both Mesozoic and Neogene extensional events. Topographically-driven meteoric fluids warmed at depth and suffered a strong interaction with the host rocks. During the Mesozoic, ascending warm fluids mixed with marine waters in both main faults whereas, during the Neogene, the ascending fluids mixed with marine waters in the Hospital fault and with meteoric waters in the Vallès fault. Pedogenic products precipitated along Neogene faults control cross-fault fluid flow by reducing fault core permeability. This work highlights the presence of fault reactivation from Hercynian to Recent times. Hercynian structures have demonstrated to play an important role on the localization of later structures. The main factors that control this process are: fault orientation, fabric softening, fluid pressure and cementation hardening.; Las fallas que limitan el Llano de Barcelona y la Cuenca del Vallès permiten estudiar la relación entre tectónica y fluidos desde el Hercínico hasta la actualidad. Observaciones de micro- a meso-escala combinadas con análisis geoquímicos han servido para caracterizar las rocas encajantes, las rocas de falla y los cementos. Las fallas afectan a rocas cristalinas Hercínicas, dolomías Triásicas y rocas detríticas Miocenas y generan “gouges”, cataclasitas, brechas y pseudotaquilitas. Los principales cementos son de calcita, cuarzo, laumontita, mica blanca, clorita y óxidos de hierro, dependiendo de las condiciones P-T. Se han establecido cuatro eventos tectónicos que recogen siete fases deformativas: 1) Durante la exhumación de la granodiorita tardihercínica cristalizaron moscovitas M1-M2 en diaclasas debido a un proceso de alteración deutérica a temperaturas entre 330ºC y 370ºC. 2) Durante el primer rift mesozoico, las fallas controlaron el grosor y la distribución de los sedimentos triásicos. Cementos dolomíticos precipitaron en fracturas a partir de agua marina triásica durante un incremento del enterramiento en un sistema hidrológico cerrado. El segundo rift se caracterizó por la precipitación de mica M3- M4, clorita y calcita a temperaturas entre 190-310ºC. 3) Durante la compresión Paleógena, fluidos meteóricos de baja temperatura calcitizaron los cementos dolomíticos triásicos y las dolomías encajantes. En la falla del Vallès, un “shortcut” levantó las estructuras Mesozoicas y generó una “gouge” y estilolitos subverticales. 4) Durante el sinrift Neógeno, fluidos de hasta 190ºC ascendieron por las fallas. En la falla del Hospital, estos fluidos ascendieron en la zona de relevo durante la propagación de la falla gracias a un efecto de bombeo sísmico. El postrift Neógeno se desarrolló en condiciones someras bajo un régimen meteórico de baja temperatura en el Llano de Barcelona. En el mismo periodo, la falla del Vallès estuvo dominada por fluidos hidrotermales. Las principales estructuras que configuran las Cadenas Costero Catalanas han sido reactivadas desde el Hercínico hasta la actualidad. Las estructuras hercínicas jugaron un papel importante en la localización de estructuras posteriores. Los principales factores que controlaron las sucesivas reactivaciones fueron: la orientación de las fracturas, la fábrica mineral, la presión de fluidos y las cementaciones previas.

Les Evaporites de la Conca Sud-pirinenca Oriental (Cuisià superior – Lutecià): Sedimentologia i Estructura / The Evaporites of the Southeastern Pyrenean Basin (Late Cuisian – Lutetian):Sedimentology and Structure

Wed, 09 Jan 2013 10:52:53 GMT

Les Evaporites de la Conca Sud-pirinenca Oriental (Cuisià superior – Lutecià): Sedimentologia i Estructura / The Evaporites of the Southeastern Pyrenean Basin (Late Cuisian – Lutetian):Sedimentology and Structure Carrillo Álvarez, Emili La successió cuisiana i luteciana de la Conca Sud-pirinenca Oriental (CSO), situada al NE d’Ibèria, mostra un conjunt de sediments carbonatats, evaporítics i detrítics, els quals van ser dipositats en un context compressiu en una conca d’avantpaís. Aquesta compressió es va generar per col•lisió continental de la placa d’Ibèria i l’Europea entre el Cretaci superior i el Miocè inferior. Com a conseqüència de l’escurçament, els sediments es troben distribuïts en tres unitats estructurals: la unitat autòctona de la conca de l’Ebre, localitzada al sud, i les unitats al•lòctones del Serrat i del mantell del Cadí, ubicades al nord, situada la primera per sota de la segona. Encara que molts treballs s’han centrat en l’estudi de l’estratigrafia i l’estructura de la CSO, l’arquitectura estratigràfica i els ambients deposicionals de les evaporites no s’han acabat de resoldre. Les roques evaporítiques dipositades en conques d’avantpaís actuen, en molts casos, com a nivells de desenganxament i, per tant, aquestes roques estan deformades o simplement no afloren. Com a conseqüència, el coneixement d’aquests dipòsits no és molt ampli, i l’estudi d’afloraments i litofàcies resulta un repte. L’objectiu general d’aquesta tesi és millorar aquest coneixement. En aquesta tesi, a partir de la realització de mapes i talls geològics detallats, i de la correlació de columnes i logs de pous, s’ha establert l’arquitectura estratigràfica de la CSO per als períodes Cuisià superior i Lutecià. Aquesta arquitectura presenta sis seqüències deposicionals, tres de les quals de nova proposta en el present treball. Aquestes tres seqüències corresponen a la seqüència Serrat, formada per les Evaporites del Serrat, i a les seqüències Bellmunt inferior i superior, constituïdes per sediments detrítics. Les Evaporites del Serrat, dipositades per sobre d’una primera seqüència carbonatada (formacions Penya i Armàncies), es caracteritzen per tenir capes de sals i lutites en un depocentre situat actualment en el mantell del Cadí. Aquestes sals estan envoltades per un cinturó marginal anhidrític, localitzat en la conca de l’Ebre. En el centre de la conca, aquestes evaporites estan cobertes per una successió turbidítica atribuïda a la Formació Vallfogona (seqüència Campdevànol) en diferents depocentres. Cap als marges de la conca, aquesta formació canvia lateralment a unitats carbonatades (Calcàries de la Pedra i Calcisiltites). La Formació Guixos de Beuda es troba per sobre de la seqüència Campdevànol, i representa la segona seqüència evaporítica. Les seqüències Bellmunt inferior i superior, caracteritzades per dipòsits d’origen fluviodeltaic (formacions Banyoles, Coubet i Bellmunt), representen les seqüències més modernes d’aquesta arquitectura. Aquestes dues seqüències estan separades per una altra unitat evaporítica, anomenada en el present treball Guixos de Besalú. S’ha reconegut que la potència de les capes d’anhidrites atribuïdes a les Evaporites del Serrat és major en la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. Per tant, s’ha considerat que aquesta unitat es configura, de la conca de l’Ebre fins al mantell del Cadí, com a un tascó anhidrític que passa a una cubeta salina en el centre de la conca. Per contra, també s’ha reconegut que la potència de la Formació Beuda és menor a la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. L’anàlisi de mostres d’afloraments i de testimonis de pous ha permès interpretar els models sedimentaris de les unitats evaporítiques més representatives. En les Evaporites del Serrat, s’han distingit tres paleoambients, de marge a centre de conca: plataforma sulfatada, constituïda per anhidrita nodular i pseudomòrfica (de selenites); talús, format per guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies laminada, de caràcter detrític; i conca profunda, constituïda per capes de sal i lutites reconegudes només en el subsòl. En canvi, en la Formació Beuda només s’ha reconegut un únic paleoambient, corresponent a un sistema de conca sulfatada situat en el mantell del Cadí. Aquest paleoambient està representat per cicles de guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies massives i nivells pseudomòrfics (de selenites). De tota manera, l’existència d’àrees amb litofàcies bandades i laminades, atribuïdes a ambients més profunds, indiquen l’existència de petites zones més deprimides en la conca. La composició isotòpica (delta-34S, delta-18O; 87Sr/86Sr) de mostres de guix i anhidrita indiquen un origen marí per aquestes unitats i, a més, processos de dissolució/reprecipitació dels sulfats. A partir de l’anàlisi estructural de les correlacions estratigràfiques, dels mapes i talls geològics, de la interpretació de perfils sísmics reprocessats i de noves dades gravimètriques s’ha deduït que la sedimentació durant el Cuisià superior i Lutecià va tenir dues etapes tectòniques: una primera etapa extensiva, coetània amb la sedimentació de les Evaporites del Serrat i la Formació Vallfogona, i caracteritzada per falles normals produïdes per flexió extensional; i una segona etapa compressiva, sincrònica a la sedimentació fluviodeltaica, i caracteritzada per encavalcaments i plecs, i falles transversals de tipus strike-slip. Durant la primera etapa, les falles normals van tenir direccions obliqües i perpendiculars respecte l’escurçament pirinenc (N-S). Durant la segona etapa, les falles de strike-slip van estar generades per la reactivació de falles normals preexistents. A més, les Evaporites del Serrat van actuar com a nivell de desenganxament del mantell del Cadí i de la Unitat Serrat. Finalment, en aquesta tesi, s’han realitzat models sandbox per tal de millorar el coneixement del paper de l’arquitectura estratigràfica d’una successió dúctil (en aquest cas, evaporites) sobre l’evolució estructural. A partir d’una sèrie d’experiments, s’ha observat que l’existència de discontinuïtats geomètriques en els materials anàlegs a les litologies evaporítiques generen zones de deformació preferencial. Comparant els resultats d’aquests experiments amb els trets estructurals de la CSO, s’ha interpretat que l’evolució i estil estructural d’aquesta conca va estar controlada per l’existència de discontinuïtats litològiques –com el canvi de gruix de les anhidrites entre la plataforma evaporítica i la conca profunda– en les Evaporites del Serrat. L’existència d’aquestes discontinuïtats litològiques va generar encavalcaments fora de seqüència, contribuint a la generació d’una conca de piggyback.; The Cuisian and Lutetian succession of the Southeastern Pyrenean Basin (SePB), NE of Iberia, shows an assemblage of carbonate, evaporite and detrital sediments, deposited under a compressional context in a foreland basin. The compression was generated by continental collision of the Iberian and the European plates during the time span comprised between the Upper Cretaceous and the Lower Miocene. As a consequence of the shortening, these deposits were distributed in three structural units: the autochthonous unit of the Ebro Basin, located to the south; and the allochthonous units of the Serrat Unit (below) and the Cadí thrust sheet (above), placed to the north. Despite many studies have been focused on the stratigraphy and the structure of the SePB, the stratigraphic framework and the depositional environments of the evaporites remain poorly understood. In foreland basins, the evaporite rocks usually act as décollement levels, so they are deformed or simply are not outcropping. As a consequence, the knowledge of these deposits is limited, and the study of outcrops and lithofacies is a challenge. The general aim of the present Ph.D. Thesis is to improve this knowledge. In this Ph.D. Thesis, on the basis of geological maps, cross-sections, and sections and welllogs correlations, a stratigraphic framework of the SePB was established for the Late Cuisian and Lutetian times. This framework considers six depositional sequences, and three of them are newly proposed. These three sequences correspond to the Serrat sequence, formed by the Serrat Evaporites, and the Lower and Upper Bellmunt sequences, constituted by detrital sediments. The Serrat Evaporites, deposited on a previous carbonate sequence (Penya and Armàncies formations), are characterized by salt – shale layers in a depocenter located basinward (nowadays in the Cadí thrust sheet). These salt layers are surrounded by an anhydrite marginal belt, placed in the Ebro Basin. In the basin center, these evaporites are covered by turbidite successions attributed to the Vallfogona Formation (Campdevànol sequence) in different depocenters. To the margins, this formation changes laterally to carbonate deposits (Pedra Limestones and Calcisiltites). The Beuda Gypsum Formation is overlying the Campdevànol sequence, and represents the second evaporite sequence. The Lower and Upper Bellmunt sequences, characterized by fluvio-deltaic deposits (Banyoles, Coubet and Bellmunt formations), are the youngest sequences of this succession. These two sequences are divided by another evaporite unit, called Besalú Gypsum in the present work. The anhydrite layers attributed to the Serrat Evaporites were recognized to be thicker in the Ebro Basin than in the Cadí thrust sheet. Thus, the stratigraphic framework of this unit is characterized, from the Ebro Basin to the Cadí thrust sheet, by an anhydrite wedge which changes to a salt deposit in the basin center. By contrast, the Beuda Formation was recognized to be thinner in the Ebro Basin than in the Cadí thrust sheet. The analysis of samples and well-cores allowed to interpret the sedimentary models of the most representative evaporite units. Three paleoenvironments were distinguished in the Serrat Evaporites, from the margin to the basin center: sulphate platform, constituted by anhydrite nodules and pseudomorphs (after selenite gypsum); slope, formed by secondary gypsum (anhydrite in the subsurface) with laminated, detrital lithofacies; and deep basin, constituted by salt and shale layers, only recognized in the subsurface. On the other hand, in the Beuda Formation, only one paleoenvironment, characterized by a sulphate basin, was recognized in the Cadí thrust sheet. This paleoenvironment is represented by cycles of secondary gypsum (anhydrite in the subsurface) with massive and pseudomorphic (after selenite gypsum) lithofacies. However, the existence of areas with banded and laminated lithofacies, attributed to deeper environments, indicates the occurence of small troughs in the basin. The isotopic composition (delta-34S, delta-18O; 87Sr/86Sr) of gypsum and anhydrite samples indicates a marine origin of these units and, also, dissolution/re-precipitation processes of the sulphates. On the basis of the structural analysis of the stratigraphic correlations, the geological maps, the cross-sections, the interpretation of reprocessed seismic profiles and new gravity data, it was deduced that the sedimentation during the Late Cuisian and Lutetian had two tectonic stages: a first extensive stage, coeval to the sedimentation of the Serrat Evaporites and the Vallfogona Formation, and characterized by normal faults generated by flexural extension; and a second compressional stage, coeval to the fluvio-deltaic sedimentation, and characterized by fold-and-thrust and transverse strike-slip faults. During the first stage, the normal faults had oblique and perpendicular directions with respect to the Pyrenean shortening (N-S). During the second stage, the strike-slip faults were generated by reactivation of pre-existing normal faults. Also, the Serrat Evaporites acted as the décollement level of both the Cadí thrust sheet and the Serrat Unit. Finally, in this Ph.D. Thesis, in order to improve the knowledge about the role of the stratigraphic framework of a ductile succession (evaporites, in this case) on the structural evolution, sandbox models were developed. On the basis of a series of experiments, it was observed that the existence of geometrical discontinuities, located in materials analogue of the evaporites, generates zones of preferential deformation. Comparing the results of these experiments with the structural features of the SePB, it was interpreted that the evolution and the structural style of this basin was controlled by the existence of lithological discontinuities –as the case of the thickness change of the anhydrites between the evaporite platform and the deep basin– in the Serrat Evaporites. The existence of these lithological discontinuities generated out of sequence thrusts, contributing to the development of a piggyback basin.

The Miocene volcanism of the Sulcis area (SW Sardinia, Italy): Petrology, petrogenesis and geodynamic significance

Wed, 19 Sep 2012 10:02:52 GMT

The Miocene volcanism of the Sulcis area (SW Sardinia, Italy): Petrology, petrogenesis and geodynamic significance Gisbert Pinto, Guillem During the Cenozoic the western Mediterranean area underwent a complex geodynamic evolution driven by the interaction between the African and Eurasian plates. The Corsica- Sardinia microplate played a central role in this evolution, which was recorded by its tectonic evolution and volcanism. During Oligo-Miocene the roll-back of the NW-wards subducting ,Apulian subduction zone caused the Corsica-Sardinia microplate to detach, drift and rotate from the European continental margin to its present position, opening the Liguro-Provençal Basin and generating abundant subduction-related calc-alkaline orogenic volcanism. After a 6 Ma-long pause in retreat, subsequent evolution of the roll-back since Pliocene left Sardinia in its current position as the trench retreated SE-ward opening the southern Tyrrhenian basin. Extensional tectonics related to this opening produced in Sardinia the generation of abundant anorogenic alkaline volcanism. In the Sulcis area, in SW Sardinia, a special volcanic suite was produced which began sharing the same calc-alkaline characteristics as the rest of the subduction-related volcanism throughout Sardinia, forming an andesitic lava domes and flows piling, but that later migrated to different compositions, mildly alkaline, including the rarely occurring peralkaline volcanism, which formed a mainly rhyolitic ignimbritic succession. In spite of the marked differences of the Sulcis magmatism, this special volcanic suite was considered to be only one more manifestation of the widespread subduction-generated orogenic volcanism of Sardinia. The present work has, at least partially, solved this situation. A thorough and detailed study of the Sulcis Oligo-Miocene volcanic suite has been carried out in this study involving the revision of the available data on volcanostratigraphy and cartography and the characterization of the geochemistry, petrography and mineral chemistry of the several units present in this suite, which has allowed us to obtain significant information on the petrogenesis of this suite and its geodynamic significance. As a result of the field and laboratory work all units have been characterised from the volcanostratigraphic, petrographic and geochemical point of view. A methodology for unit recognition based on whole rock geochemistry has been developed, which has been a fundamental tool for solving volcanostratigraphic and mapping doubts during the development of this work, and remains a powerful tool for future studies. The study of the whole rock geochemistry data has allowed us to obtain significant information on the generation of the magmas that formed the Sulcis volcanic suite and its geodynamic significance, and combination with petrographic observations has provided valuable information on the evolution of these magmas from its formation to its eruption. Isotope and trace element data have revealed the structure of the mantle beneath Sardinia, which is diffusely stratified with an upper part with an EMI signature and a lower more EARlike region, both of them having an OIB mantle source-like composition. Subduction during Oligo-Miocene released into the mantle wedge hydrous fluids and partial melts carrying sediment and MORB isotope and trace element compositions, which metasomatised this mantle, introducing mostly into the more EAR-like mantle a subduction signature. The Oligo-Miocene orogenic magmas in Sardinia, including the andesitic lower sequence in the Sulcis, were produced in the subduction-modified more EAR-like mantle portion by lowering of the melting temperature due to the input of subduction fluids. Magmas from the ignimbritic sequence in the Sulcis, though, are considered to represent a transition from orogenic to anorogenic magmatism. It is suggested that the transition was due to a change in the melting mechanism from fluid- to extension-controlled, related to the cessation in the subduction influence below the Sulcis. The mechanism proposed to explain the contemporaneous occurrence of both orogenic and anorogenic magmatisms in Sardinia during the emplacement of the Sulcis ignimbritic suite is the formation of a slab break-off which started south of Sardinia and progressed northward opening a slab window. The ignimbritic sequence in the Sulcis was formed by the arrival and differentiation of several magma batches with slightly different initial compositions, apparently at least one for each unit except for Lenzu and Seruci units, which formed by evolution of the magma that generated the immediately preceding units. Magma differentiation was dominated by crystal fractionation processes, which produced similar evolutionary trends, assimilation having a very small effect only appreciable in Pb isotopes.; Durant l’Oligo-Miocè el funcionament en roll-back de la subducció sota el marge continental europeu de l’oest Mediterrani va provocar el desenganxament de la microplaca Sard-Corsa d’aquest marge i la seva migració primer amb una translació cap al SE i posteriorment amb una rotació en sentit antihorari fins a assolir la seva posició actual. Associada a aquest desplaçament es va produir l’obertura de la conca Liguro-Provençal en posició de back-arc. Com a resultat de la subducció es va produir abundant magmatisme calco-alcalí d’afinitat orogènica a l’illa de Sardenya. A la zona del Sulcis, al SW de Sardenya, el magmatisme va compartir inicialment les mateixes característiques que la resta del magmatisme sard, formant un apilament de doms i colades làviques de composicions andesítiques. Però cap als estadis finals del cicle magmàtic, els magmes generats van migrar de composició, donant lloc a un apilament d’unitats ignimbrítiques amb composicions majoritàriament riolítiques de transicionals a lleugerament alcalines. Malgrat la marcada diferència composicional entre la seqüència ignimbrítica del Sulcis i la resta del magmatisme Oligo-Miocè sard, aquesta va ser considerada com un exemple més d’aquest magmatisme. Per resoldre en part aquesta situació s’ha realitzat aquesta tesi. En aquest estudi s’ha revisat la seqüència vulcanoestratigràfica descrita així com les cartografies existents per tal de realitzar un mostreig sistemàtic de la seqüència ignimbrítica. L’estudi de les mostres recollides ha permès caracteritzar totes les unitats que formen la seqüència des del punt de vista de petrogràfic i geoquímic. Les dades obtingudes han permès desenvolupar una metodologia per al reconeixement de les unitats ignimbrítiques en base a la geoquímica de roca total, així com abordar l’estudi de la petrogènesi d’aquesta associació magmàtica. S’ha obtingut informació sobre l’àrea font dels magmes, que ha pogut ser caracteritzada, sobre els mecanismes de formació dels magmes estudiats i el seu significat geodinàmic, i sobre els processos que van controlar l’evolució dels magmes des de la seva formació fins a la seva expulsió en superfície en forma de materials volcànics.

Controls on paleokarst heterogeneity. Integrated study of the Upper Permian syngenetic karst in Rattlesnake Canyon, Guadalupe Mountains, USA

Tue, 10 Apr 2012 10:49:14 GMT

Controls on paleokarst heterogeneity. Integrated study of the Upper Permian syngenetic karst in Rattlesnake Canyon, Guadalupe Mountains, USA Labraña de Miguel, Gemma The present study contributes to a better understanding of early dissolution mechanisms for syngenetic karst development and provides constraints on the timing of formation of the Rattlesnake Canyon paleokarst system in the Guadalupe Mountains, New Mexico, U.S.A. Paleozoic paleokarsts commonly undergo burial and collapse, which reduces significantly the preservation of early fracture networks and geometries of dissolution. Rattlesnake Canyon constitutes a magnificent scenario for the study of global controls on Upper Permian karsting since early fracture networks and dissolution geometries are extremely well preserved and lack major tectonic deformation. This thesis sheds light on the scientific knowledge of paleokarsts and can be of interest to the oil industry since paleokarsts are common targets of exploration. As the evolution of the reservoir properties is often diagenetically controlled, the diagenetic study was particularly useful in determining the degree of sealing following hydrocarbon charge. 1) Aims This thesis seeks to improve our understanding of the relationship between early syndepositional fracture networks that are typically found in platform margins and syngenetic karst development. The thesis includes multidisciplinary carbonate studies aimed at understanding the multiscale paleokarst heterogeneity by means of (i) the development of a conceptual model for the karst evolution, (ii) the construction of a 3D paleokarst model, (iii) the determination of the diagenetic history of the paleokarst system and (iv) the paleokarst reservoir characterization. 2) Thesis Structure The thesis consists of 9 chapters and 2 appendices. Chapter 1 sets out the rationale for this thesis. Chapter 2 provides an introduction to the most basic aspects of karst science and to the hydrogeological model of Carbonate Island as well as an overview of the state-of-the-art paleokarst studies. The geological setting and the study area is detailed in Chapter 3. The results of the thesis are contained in Chapters 4 to 7. Because of the multidisciplinary nature of this thesis, each of these chapters is dedicated to one discipline. Chapter 4 focuses on the analysis of field data to obtain a conceptual model for the evolution of the paleokarst system. Chapter 5 discusses the methodology to implement the 3D paleokarst model and provides data to assess the dimensions of the system in subsurface. Chapter 6 focuses on the diagenetic stages that affected and controlled the karst development. Finally, Chapter 6 offers a paleokarst reservoir characterization. A comprehensive approach and discussion of the results obtained in each of these chapters are included in Chapter 8. General and specific conclusions are presented in Chapter 9. Appendix One contains a representative image compendium of the petrographic features observed in the paleokarst filling sequence of Fault N. Appendix Two sets out the raw data from the geochemical analysis. The paleokarst analysis using different disciplines provides a complete characterization of paleokarst heterogeneity and enables us to elucidate the controls of the system.; Aquesta tesi contribueix al coneixement dels mecanismes de dissolució que controlen el desenvolupament dels karsts singenètics i proporciona les claus per establir la seqüència de formació del sistema paleokàrstic de Rattlesnake Canyon, Guadalupe Mountains, New Mexico, EEUU. Degut al potencial com a reservori que tenen aquest tipus de sistemes, aquesta tesi no solament concorre al coneixement científic en relació als paleokarsts sinó que també pot ésser d’interès per la indústria del petroli. a) Objectius Aquest estudi cerca contribuir en el coneixement de les relacions entre les falles i fractures sindeposicionals i les estructures de dissolució a Rattlesnake Canyon, així com en el coneixement dels controls globals per la formació de karsts singenètics costaners. La tesi inclou estudis multidisciplinaris dirigits a la determinació de la heterogeneïtat multi-escala del paleokarst de Rattlesnake Canyon mitjançant els següents objectius concrets: a) l’acompliment d’un model conceptual d’evolució del sistema kàrstic, b) la construcció d’un model 3D del sistema kàrstic, c) la determinació de la història diagenètica del paleokarst i d) la caracterització de les propietats de reservori del sistema.

Geoelectrical Characterization of Sulphate Rocks

Wed, 29 Feb 2012 10:38:52 GMT

Geoelectrical Characterization of Sulphate Rocks Guinea Maysounave, Ander Gypsum rocks are widely exploited in the world as industrial minerals. The purity of the gypsum rocks (percentage in gypsum mineral –CaSO4•2H2O- in the whole rock) is a critical factor to evaluate the potential exploitability of a gypsum deposit. It is considered than purities higher than 80% in gypsum are required to be economically profitable. Gypsum deposits have been studied with geoelectrical methods; a direct relationship between the electrical resistivity values of the gypsum rocks and its lithological composition has been established, with the presence of lutites being the main controlling factor in the geoelectrical response of the deposit. This phenomenon has been quantified by means of a combination of theoretical calculations, laboratory measurements and field data acquisition. A geoelectrical classification of gypsum rocks defining three types of gypsum rocks has been elaborated. Anhydrite (CaSO4) is frequently found in gypsum quarries and in no-outcropping sulphates. Because of its highest hardness than gypsum it supposes a problem for the extraction of gypsum; the fronts of the quarries in which anhydrite is found are stopped at the moment when it appears. The electrical properties of calcium sulphates have been studied by means of geoelectrical methods. The conductivity of crystals has been tested in laboratory. A direct relationship between the electrical conductivity values of the calcium sulphate rocks and its lithological composition has been established being the lutitic matrix the main controlling factor when it is percolant (connected at long range). When the rock is matrix dominant, the electrical resistivity trend is bond to the Hashin-Shtrikman lower bound for multiphase systems. On the other hand, when the rock is calcium sulphate dominant the trend shows the one of the Hashin-Shtrikman upper bound. A geoelectrical classification for calcium sulphate rocks has been elaborated. With this classification it is possible to differentiate between calcium sulphate rocks with different composition according to their electrical resistivity value. Glauberite (Na2Ca(SO4)2) is nowadays exploited as industrial mineral. Glauberite rocks usually have high lutite content in their composition, together with other evaporictic minerals as gypsum, anhydrite or halite among others. There is no reference to the conductivity of glauberite rocks in the bibliography, but due to their impurity it is expected to observe values as the observed for other sulphates in the matrix domain (less than 55% in purity). Two areas of the Ebro river basin (the Zaragoza and La Rioja sectors) have been studied by means of electrical resistivity tomography profiles, in which glauberite has been found in boreholes. As example of application for the study of sulphate deposits, an electrical resistivity tomography survey has been carried out in the Pira Gypsum member (SE of Catalan margin of the Tertiary Ebro Basin, Spain). Additionally, a continuous coring drill was performed in order to support the study. Electrical imaging has been successfully applied to identify the gypsum deposits interlayered in lutite units. Another resistivity survey has been carried out in an active gypsum quarry in the Gelsa Gypsum unit (Zaragoza, N Spain). During the extraction of the rock, the most important parameters to know are the purity changes in the deposit. Sudden changes in the purity make the processing of the raw material less profitable. The performed profiles have shown different gypsum layers from which the purest layers have been identified. Electrical resistivity tomography lines are useful in prospection of gypsum deposits. However, electrical imaging prospection should be supported by an accurate petrological study of the deposits, in order to properly interpret the resistivity profiles.; Com a tècnica alternativa o complementària a la realització de sondejos, es proposen les tècniques geoelèctriques per a l'estudi de dipòsits de sulfats. En els estudis previs duts a terme que trobem en la bibliografia, les diferents roques sulfatades tenen assignats amplis rangs de resistivitat elèctrica i la seva classificació està pobrament desenvolupada. L'objectiu d'aquesta Tesi Doctoral és definir les propietats elèctriques de les roques sulfatades assignant-los rangs de valor de resistivitat elèctrica precisos i posant en relació la seva variació amb els canvis composicionals. A tal fi s'han dut a terme estudis a diferents escales. Addicionalment s'han dut a terme assajos de laboratori així com modelitzacions computacionals i càlculs teòrics amb els quals s'han comparat els resultats obtinguts en el camp. S'ha quantificat la relació entre la conductivitat elèctrica d'aquests materials amb la seva composició. Per a això, s'han dut a terme mesures en pastilles sintètiques amb diferents composicions i s'han elaborat models composicionals. S'han estudiat diferents formacions de sulfats amb composicions dispars mitjançant perfils de tomografia elèctrica. Gràcies a la comparació de resultats s'ha establert que la connectivitat entre les partícules de la matriu juga un paper clau. S'han analitzat les estructures que solen trobar-se en els dipòsits de sulfats mitjançant models teòrics i s'han comparat amb els perfils realitzats en el camp. Com a exemples d'aplicació, s'ha estudiat un dipòsit de guix en les rodalies de la localitat de Pira (Tarragona), on gràcies a la tomografia elèctrica ha estat possible diferenciar diferents nivells de guix i identificar el guix potencialment explotable amb finalitats industrials. En una pedrera a Gelsa (Saragossa) s'ha aplicat amb èxit la tècnica de la tomografia elèctrica per identificar nivells de guix de major puresa que estan sent actualment explotats en el front de pedrera i s'ha estudiat una zona en la qual la pedrera continuarà la seva explotació en el futur. En línies generals s'ha establert una base de dades sobre la conductivitat elèctrica de les roques de sulfats i s'ha demostrat la utilitat dels mètodes geoelèctrics en la seva exploració.

Environmental mobility of potentially toxic trace elements of Andean volcanic ashes

Thu, 06 Oct 2011 10:03:58 GMT

Environmental mobility of potentially toxic trace elements of Andean volcanic ashes Ruggieri, Flavia This research investigate the geochemical environmental impact of ancient ash deposits erupted to hundreds of thousands to several million years ago in the southern Puna and neighbouring areas (Argentina), Uruguay and five historical eruptions occurred over a 20-year period in the Andes. In the latter case, pristine ash samples of Cophue, 2000, Lonquimay, 1988, Llaima, 2008, Chaiten, 2008, and Hudson, 1999 eruptions were studied. The main purpose of this research is to investigate the geochemical environmental hazard posed by different types of volcanic ashes in general, and from the Andes, in particular. The specifics aims of this research are:(1) to develop an analytical methodology for the physico-chemical characterisation of volcanic ash;(3) to propose a new ash leaching methodology that can be useful both for recent and ancient volcanic ashes (Single Batch Leaching Test, SBLT);(4) to recognize the geochemical impact occurring after the deposition of volcanic ash on the environment through leaching experiments (Batch leaching tests, Column leaching tests, and Sequential Extraction Scheme). The main conclusions extracted from this research can be summarised as follows:(1) The physico-chemical information of ashes (mainly the morphological features by SEM, grain-size distribution by laser diffraction and Potential toxic trace elements identification and quantification of the bulk ashes) highlights the main environmental concerns related to the studied ashes and it lays the foundation of the basic knowledge required to understand the ash leaching. (2) The main body of this research has been to propose a proved methodology for a single batch leaching test (SBLT) with deionised water in order to obtain information on short term leaching behaviour of volcanic ash identifying, qualitatively and quantitatively, the potentially hazardous elements being rapidly released from both recently erupted and ancient volcanic ashes. The proposed procedure is completed within few hours and its design is simple, concise and reliable.(3) The application of the SBLT (with deionised water) method developed in this research have allowed to define the potential geochemical impact of the volcanic ashes investigated on the environment. This study shows that major elements with high mobility are Ca, Mg, Na, Si, K, and Al. Puna and Uruguay ashes could release in the environment the same trace elements (i.e., P, Ti, Fe, Mn, Zn), however, in different concentrations. These are macro- and micronutrients evidencing the fertilizing potential of the ashes. Chaiten ashes showed high concentrations for As, Pb, Fe, and Zn, whilst the other samples (i.e., COP, LON, LLA, and HUD) could release principally P, Ti, Mn, Ni, Zn, and Pb. Most of these are potentially toxic trace elements (PTTE) even at very low concentration. They are included in the drinking water guidelines due to their potential toxicity and must be especially monitored in the environmental assessment of these ashfall deposits. (4) Dynamic leaching tests conducted on raw ashes and grain-size fractions allowed to define the element implied during glass and mineral dissolution. From the data nowadays available on the temporal leaching of Andean rhyolitic ashes (from CVZ to SVZ), the association between ash dissolution and some trace elements (As, Mo, V, B, and U) through laboratory experiments was demonstrated. This study represents a great advance on the knowledge of the geochemical environmental hazard posed by volcanic ashes, in general, and from the Andes, in particular. In terms of methodological approach, the developed method of SBLT is a very important contribution because there is a need to harmonize the batch tests applied to volcanic ash. In addition, column leaching test and sequential extraction scheme complement the information obtained by SBLT and facilitate decision making on management of geochemical hazard associated with the volcanic ash fall.

El metamorfisme del vessant sud del Massís del Roc de Frausa (Pirineu Oriental)

Mon, 23 May 2011 10:43:24 GMT

El metamorfisme del vessant sud del Massís del Roc de Frausa (Pirineu Oriental) Liesa Torre-Marín, Montserrat L'objectiu d'aquest treball és l'estudi del metamorfisme hercinià del vessant sud del Massís del Roc de Frausa i de la muntanya del Montroig. Els materials representats estan constituïts per tres conjunts litològics, els metasediments i els gneissos del Massis del Roc de Frausa, els aranitoides intrusius hercinians i els materials ordovicians superiors I silurians de la muntanya del Montroig. Es distingeixen una sèrie de fases de deformació: una fase anterior a la formació de la foliació regional, una fase sincrònica i una sèrie de fases posteriors. Les tres primeres fases deformatives es produeixen en condicions metamòrfiques progrades. No s'han pogut reconèixer estructures de plegament cartogràfiques associades a aquestes fases, només són clarament visibles al microscopi. Les fases tardanes es produeixen en condicions retrògrades i són responsables de la microestructura del massís. Les fases de plegament tardanes afecten els tres tipus de materials representats en el Massís del Roc de Frausa (els gneissos, els metasediments cambro-ordovicians i els granitoides). Se'n distingeixen dues de principals: la primera, de direcció NE - SW, amb plecs vergents al sud i amb un pla axial amb cabussament feble. La segona, de direcció NW - SE presenta plecs vergents al sud i un pla axial molt redreçat. La interferència d'ambdues fases i la intersecció amb la superfície d'erosió dóna lloc a una macroestructura similar a l'observada. Ambdues fases de plegament porten associada una foliació milonitica, la qual afecta els tres conjunts litològics representats. El rnetamorfisme hercinià consta de dos episodis: un episodi regional, associat a les fases principals de la tectònica hercinica i un episodi de contacte associat a la intrusió dels granitoides hercinians. La metamorfisme regional es caracteritza per ser d'alta temperatura i de baixa pressió. El clímax metamòrfic regional se situa a 3.3 kbar de pressió i 660ºC de temperatura. El gradient estimat és de 60ºC/km. Les paragènesis observades pertanyen a la zona de l'andalusita i a la zona de la sil.limanita. Dintre de la zona de la sil.limanita s'observen canvis progressius de les composicions de les fases minerals ferromagnèsiques (biotita i cordierita) amb l'augment del grau metamòrfic. El metamorfisme de contacte presenta unes condicions de pressió i temperatura molt similars a les observades per al metamorfisme regional. Les paragènesis són, per tant, molt similars. Es distingeix una zona de la moscovita, on els punts més allunyats al batòlit i una zona de la cordierita, en contacte amb el granitoid. Localment es poden observar roques en la zona de la sil .limianita. En aquestes roques també s'observa una migració de les composicions dels minerals ferromagnèsics amb l'augment del grau metamòrfic cap a termes més fèrrics. Al nord de la zona estudiada, en contacte amb roquesíignies de composicions dioritico - gabroiques s'observen paragènesis de roques pelitiques amb granat, per a les quals han estat calculades unes temperatures d'equilibri granat – biotita properes als 700ºC. L'existència d'aquestes paragènesis posa en evidència la dificultat de separar el metamorfisme regional del metamorfisme de contacte en aquestes roques. En la muntanya del Montroig els materials ordovicians superiors i silurians presenten un grau metamòrfic molt baix. Se situen en la zona de la moscovita. El grau metamòrfic assolit pel metamorfisme de contacte és me elevat que per al metamorfisme de contacte i se situa en la zona de I 'andalusita – cordierita. La temperatura màxima estimada per aquest sector no ultrapassa els 500 ºC.; The aim of this work is the metamorphose of the Southern part of the Roc de Frausa Masslf and the Muntanya del Montroig. They are formed by three lithological units: metasediments and gneisses of the Cambro-Ordovician, Hercynian intrusive granites and Upper Ordovician and Silurian materials. Polyphasic tectonics and metamorphism took place during the Hercynian orogeny. As a result, a penetrative foliation was developed. This foliation was subsequently folded into a complex antiformal structure (Roc de Frausa dome). Regional metamorphic climax preceded the late folding event, which developed under retrograde conditions. Hylonitic deformation is related to late folds and produced a regressive metamorphic paragenesis both on the metamorphic rocks and the granitoids. Hercynian metamorphosis is formed by two episodes: a regional episode, related to the main phases of Hercynian orogeny and a contact episode, related to the intrusion of the Hercynian granitoids. Regional metamorphism is characterized by high temperature - low pressure gradient (3,1 kbar, 660 ºC). Peak metamorphism is recognized by the static crystallization of sillimanite and cordierite + potassium feldspar. Contact metamorphic parageneses indicate very similar pressure -temperature conditions to those observed for regional metamorphism. In the Muntanya del Montroig regional metamorphism shows low metamorphic grade. Contact metamorphism shows higher grade. Temperatures estimated are about 500ºC.

Génesis de carbonatos autigénicos asociados a volcanes de fango del Golfo de Cádiz (SW España): influencia de procesos bioquímicos y desestabilización de hidratos de gas

Tue, 12 Apr 2011 13:46:45 GMT

Génesis de carbonatos autigénicos asociados a volcanes de fango del Golfo de Cádiz (SW España): influencia de procesos bioquímicos y desestabilización de hidratos de gas Rejas Alejos, Marta En los últimos años se ha incrementado el interés por el estudio de los volcanes de fango ya que se ha demostrado su frecuente relación con hidrocarburos situados en profundidad. El Golfo de Cádiz, en él que se han descubierto más de 30 volcanes de fango, es una de las zonas más importantes para el estudio de los volcanes de fango y de los procesos sedimentarios, biológicos y bioquímicos asociados a estas estructuras. Relacionados con la actividad de estos volcanes se ha observado la formación de carbonatos autigénicos asociados a la presencia de metano en el sedimento.

En esta Tesis Doctoral se presentan los resultados obtenidos en el estudio de carbonatos (costras, brechas y concreciones) pertenecientes a tres zonas del Golfo de Cádiz: la zona de Diasom, dónde se estudian concreciones de los montículos de fango Ibérico, Cornide y Arcos, la zona del Complejo de Volcanes de fango Hespérides (denominada en la presente tesis como Bosta), y el Escarpe Pen Duick, situado en el Complejo de Volcanes El Arraiche. El estudio de estos carbonatos nos ha proporcionado información sobre el origen del metano, ya sea termogénico o biogénico del Golfo de Cádiz, y los procesos bioquímicos implicados en la formación de estos carbonatos.

Los objetivos generales definidos para esta tesis son: a) La caracterización de los procesos bioquímicos implicados en la génesis de los carbonatos; b) La identificación de los fluidos parentales de las costras, brechas y concreciones carbonatadas del Golfo de Cádiz, y c) La determinación del origen del metano asociado a la formación de estos carbonatos. Para poder alcanzar estos objetivos se definieron otros más concretos: a) El análisis de la morfología externa y estructuras internas de los carbonatos; b) La caracterización petrográfica, mineralógica y geoquímica de las muestras, c) La identificación de todos los productos diagenéticos (generaciones de cementos, porosidad), d) La datación de los carbonatos y de las generaciones de cementos diagenéticos con el objeto de establecer la secuencia paragenética, y e) La definición y caracterización de los estadios de precipitación observados en cada uno de los tipos de carbonato.

Los principales minerales observados en los carbonatos del Golfo de Cádiz son calcita con bajo contenido en magnesio, calcita con alto contenido en magnesio, dolomita, dolomita ferruginosa, ankerita y como minerales accesorios óxidos de hierro (secundarios de pirita preexistente), barita y como componentes terrígenos cuarzo y feldespatos.

La actividad biológica de organismos bioturbadores y de organismos bioerosionadores es el principal factor de control tanto para la morfología externa (concreciones de Diasom) como para la morfología o estructura interna (costras de Bosta y costras de Pen Duick) de estos carbonatos.

El origen del metano implicado en la mayoría de los carbonatos estudiados del Golfo de Cádiz tiene un origen termogénico y solamente en el caso de las costras de Pen Duick y en escasas concreciones del montículo de fango Ibérico y Cornide (zona Diasom) se ha apreciado la influencia de metano biogénico.

Los principales fluidos implicados son agua marina, agua marina modificada por la interacción de roca:agua y fluidos enriquecidos en 18O asociados a la desestabilización de hidratos de gas.

La formación de los carbonatos estudiados se produjo a profundidades varias. La mayoría de ellos se formaron cerca de la interfase agua-sedimento, excepto en el caso las costras carbonáticas de Pen Duick, que se formaron en la zona de metanogénesis, lejos del sulfato marino y bajo la influencia de fluidos asociados a la desestabilización de hidratos de gas.

PALABRAS CLAVE: Carbonatos antigénicos, volcanes de fango, golfo de Cádiz, Metano, Hidratos de gas, Desestabilización - hidratos de gas, Metanogénesis; PH.D. THESIS ABSTRACT "Origin of authigenic carbonates associated to mud volcanoes from the Gulf of Cadiz (SW Spain): influence of biochemical processes and destabilization of gas hydrates ".

TEXT:

During the last years, it has grown a progressive interest in the study of mud volcanoes, since it has been highlighted the recurrent relationship between these mud volcanoes and the presence of deep hydrocarbons. The Gulf of Cadiz, where more than 30 mud volcanoes have been discovered, is one of the most important zones to study the sedimentological, biological and biochemical processes related to these mud volcanoes. Authigenic carbonate formation has been related to the activity of the mud volcanoes, owing to the presence of methane.

The present Ph.D. Thesis presents the results derived from the carbonate characterization (crusts, breccias and concretions) from three areas of the Gulf of Cadiz: Diasom zone (mud mounds concretions from Ibérico, Cornide and Arcos), Hespérides mud volcanoes complex zone (identified as Bosta in the present Ph.D. Thesis), and Pen Duick escarpment zone, located in El Arraiche mud volcanoes complex area. The characterization of the carbonate samples from these three zones has provided insights about the methane origin (thermogenic or biogenic) and the biochemical processes involved in their formation.

The main goals of this Ph.D. Thesis are: a) characterization of the biochemical processes responsible of the carbonate formation, b) Identification of the parental fluids of the carbonate crusts, breccias and concretions present in the Gulf of Cadiz, and c) Determination of the methane origin responsible of the carbonate formation. In order to fully achieve these main goals, a number of more specific objectives have been established: a) External and internal morphological descriptions of the carbonate samples, b) Petrographical, mineralogical and geochemical characterization of the carbonate samples, c) Identification of all diagenetic products (cement generations, porosity), d) Radiometric dating of the carbonate samples and of the diagenetic cement generations in order to establish the paragenetic sequence, and e) Definition and characterization of the precipitation stages for the different carbonate types.

Estudio petrológico y estructural de las rocas metamórficas y graníticas del sector N-oriental del macizo del Montseny (Prov. Barcelona-Gerona)

Tue, 12 Apr 2011 13:46:43 GMT

Estudio petrológico y estructural de las rocas metamórficas y graníticas del sector N-oriental del macizo del Montseny (Prov. Barcelona-Gerona) Viladevall Solé, Manuel DE LA TESIS:

El Macizo del Montseny, constituido por materiales del Paleozoico, Triásico y Terciario, ha sido afectado con gran intensidad por la orogenia herciniana mediante una elevada tectonización con tres fases deformativas principales y un metamorfismo regional de baja presión y temperatura elevada, con emplazamiento de una serie de granitoides que desarrollan a su vez un metamorfismo de contacto y traducido este por una fuerte aureola alrededor de estos granitoides tardihercínicos ante estefaniense y correspendientes a la fase astúrica de dicho diastrofismo.

Posteriormente todo el conjunto estuvo afectado por los movimientos alpinos que reactivaron, en parte, toda una serie de fracturas tardi-emplazamiento de los granitoides y que han originado la configuración actual del macizo.

El propósito de esta tesis doctoral constaría de dos partes:

1. La revisión de los trabajos y estudios ya realizados tanto en su aspecto petrológico como estructural.

2. Debido a las características geográficas y geológicas de este macizo, el tener un punto de partida para, en trabajos posteriores, poder realizar el estudio de todo el metamorfismo hercínico que se desarrolla en el paleozoico de las unidades litorales y prelitorales de la costa catalana y, de esta manera tener un posible punto de apoyo.

El interés que supone la realización de este trabajo una vez realizados los estudios en el Paleozoico Superior del Tibidabo (Barcelona) por el Sr. Vaquer, en el Paleozoico Inferior en el Pirineo oriental por los Drs. Carreras, Santanach, y Estévez, por las escuelas francesas de Nancy, Paris, Toulouse, Montpellier etc., y las escuelas holandesas de Leiden, permite su correlación con dichas áreas para dar una visión global del Paleozoico del NE.

Este trabajo consistirá en un profundo estudio, que subdividiremos en cuatro capítulos, sobre las características litológicas y petrológicas de la Covertera Cambro-Ordovícica, las deformaciones tectónicas que han afectado a dicha covertera y al conjunto en general, al metamorfismo regional y de contacto y por último la petrogénesis de los macizos graníticos del Montseny.

Aplicació de diferents metodologies d'anàlisi i representació de dades per a l'avaluació de la qualitat ambiental d'una conca hidrogràfica

Tue, 12 Apr 2011 13:46:39 GMT

Aplicació de diferents metodologies d'anàlisi i representació de dades per a l'avaluació de la qualitat ambiental d'una conca hidrogràfica Terrado Casanovas, Marta En aquesta tesi doctoral es proposa la integració de metodologies de tipus quimiomètric i determinista per a l'avaluació la qualitat ambiental d'una conca hidrogràfica. Amb aquesta integració es busca ampliar el coneixement sobre la distribució espacial i temporal de les principals fonts de contaminació que existeixen dins de l'àmbit d'una determinada conca. Les fonts de contaminació poden ser identificades mitjançant mètodes quimiomètrics i de l'estadística multivariant. En concret, en aquesta tesi s'ha posat especial èmfasi en l'aplicació de dos mètodes diferents: l'Anàlisi de Components Principals (PCA) i la Resolució Multivariant de Corbes per Mínims Quadrats Alternats (MCR-ALS). Mentre que PCA és un mètode àmpliament utilitzat en l'anàlisi exploratòria de dades, l'aplicació d' MCR-ALS per a l'estudi de taules de dades ambientals és més incipient. En aquest treball es realitza la validació d'MCR-ALS per a l'estudi de la contaminació en aigües superficials i, a més, s'estén la seva utilització al cas d'altres compartiments ambientals com són les aigües subterrànies, els sòls i els sediments.
Un cop identificades mitjançant mètodes quimiomètrics, les fonts de contaminació poden ser modelitzades amb l'aplicació de models deterministes, que facilitaran la presa de decisions respecte a les possibles mesures de gestió per al control i millora de la qualitat ambiental de l'àrea d'estudi. No obstant, això requerirà l'adaptació dels models deterministes a l'estudi de factors multivariables, com són les fonts de contaminació, enlloc d'aplicar-los a l'estudi de variables individuals, com s'ha fet fins al moment.
Aquesta tesi recull l'estudi de diferents conques i problemàtiques ambientals: a) contaminació per metalls pesants, compostos orgànics i productes farmacèutics en diferents compartiments ambientals de la conca del riu Ebre; b) contaminació per compostos orgànics en aigües superficials del delta de l'Ebre; i c) contaminació per compostos orgànics en aigües superficials de la conca del riu Llobregat.
Addicionalment, es proposa la utilització d'un índex fisicoquímic per a l'avaluació de la qualitat de les aigües superficials que pugui ser aplicat sobre dades generades per xarxes automàtiques de presa de mostra. Les xarxes automàtiques acostumen a mesurar simultàniament diverses variables a diferents localitzacions amb una elevada resolució temporal. L'índex del Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME WQI) ha estat seleccionat per a la categorització de la qualitat de les aigües a partir de dades de les estacions automàtiques, gràcies a la seva flexibilitat en la selecció de les variables utilitzades en el seu càlcul, així com per la llibertat en la fixació dels objectius màxims i mínims segons l'ús final específic assignat a la massa d'aigua. D'altra banda, el procediment Combined Monitoring-based and modelling-based Priority Setting scheme (COMMPS) de la Comunitat Europea, ha estat adaptat per a l'establiment d'una llista de substàncies prioritàries de risc de contaminació a l'àmbit de Catalunya. En base a aquest índex també s'ha elaborat un índex prioritari de contaminació a les localitzacions, el qual permet obtenir una indicació de les localitzacions considerades de risc més elevat pel que fa a la contaminació per substàncies químiques orgàniques, tenint en compte els seus efectes toxicològics sobre humans i sobre l'ecosistema aquàtic.; The integration of chemometric and deterministic methods is proposed in this work to evaluate the environmental quality of river basins. This integration allows improving current knowledge about the spatial and temporal distribution of the main contamination sources existing in the river basin under study. The application of Principal Component Analysis (PCA) and Multivariate Curve Resolution using Alternating Least Squares (MCR-ALS) methods is presented. While PCA is a widely-used method for exploratory data analysis purposes, MCR-ALS application to the study of environmental data tables is more incipient. In this work, validation of MCR-ALS for the study of contamination in surface water is performed, and its usage is also extended to other environmental compartments such as groundwater, soil and sediment.
Once identified, contamination sources can be modelled by the application of deterministic models. This makes the procedure of decision-making easier in the sense of possible management measures to be applied for improvement of the environmental quality in the study area. However, the adaptation of deterministic models to the study of multivariate factors will be needed in this case.
Additionally, a physico-chemical index has been used for the evaluation of surface water quality using data obtained from automated sampling networks (which measure different variables simultaneously at high temporal resolution). The index of the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) has been selected as the most suitable one for categorization of water quality in this case. The procedure of Combined Monitoring-based and Modelling-based Priority Setting scheme (COMMPS) from the European Community, has been adapted to establish a list of priority substances of contamination risk in Catalunya. Based on it, a priority contamination index at locations has been obtained in order to identify those locations with a higher risk by contamination for organic substances, according to toxicological effects over humans and aquatic ecosystems.

Estratigrafía y sedimentología de las formaciones lacustres del tránsito Eoceno-Oligoceno del NE de la Cuenca del Ebro

Tue, 12 Apr 2011 13:46:37 GMT

Estratigrafía y sedimentología de las formaciones lacustres del tránsito Eoceno-Oligoceno del NE de la Cuenca del Ebro Sáez Ruiz, Alberto Durante el tránsito Eoceno-Oligoceno en el sector NE de la Cuenca del Ebro y por encima de los depósitos marinos eocénicos, se diferencian tres complejos o sistemas deposicionales: el Sistema Aluvial Pirenaico, el Sistema Aluvial Catalánide y el Sistema Lacustre Catalán o Central.

El estudio de mamíferos y carófitas fósiles hallados en los materiales del Sistema Lacustre Catalán ha permitido distinguir tres biozonas de carófitas y cuatro de mamíferos de valor estrictamente local. Estas biozonas abarcan desde el Priaboniense superior hasta la parte alta del Estampiense inferior.

La asociación de facies evaporíticas y detríticas presentes en la Fm. Yesos de Barbastro y la Fm. Limolitas de Torà (Priaboniense superior) corresponden a depósitos de "playa-lake". Los procesos de deposición lacustre en este ambiente están controlados esencialmente por la estabilidad y posición del nivel freático y, subordinadamente, por otros factores como el desarrollo de tapices algales y el retrabajamiento por corrientes acuosas de materiales yesíferos previamente depositados. El relieve prácticamente llano que corresponde al momento y lugar de la sedimentación de los depósitos de las Fms. Barbastro y Torà, favorece la formación de lagunas efímeras cerradas, con márgenes someros extensos en una amplia llanura lutítica. Estos depósitos de "playa-lake" pasan gradualmente, en la vertical, a los depósitos carbonatados de lagos someros con influencia evaporítica de la Fm. Calizas de Castelltallat.

Los depósitos detríticos de carácter mixto aluvial lacustre de la Fm. Areniscas de Súria (Priaboniense sup. Estampiense inf.) se depositaron en un sistema de abanicos terminales desarrollados en las partes distales del Sistema Aluvial Pirenaico. Este sistema prograda hacia el centro de la cuenca (hacia el S) sobre los depósitos de tipo "playa-Iake" priabonienses. Los depósitos del abanico se forman principalmente por agradación vertical de los materiales transportados en avenidas repentinas ("flash floods") con forma de lámina o manto ("sheet floods"). Las secuencias de progradación de los lóbulos frontales de los abanicos muestran cómo los lóbulos pueden tener su parte distal sumergida en una lámina de agua somera e hipersalina, motivo por el cual se producen procesos turbidíticos de transporte y sedimentación. La parte proximal de los lóbulos suele corresponder a la parte emergida de éstos y sus depósitos se forman a partir de corrientes deceleradas subaéreas en lámina del tipo "sheetflow".

Los depósitos carbonatados con niveles de carbón asociados de la Fm. Lignitos de Calaf se encuentran intercalados entre los depósitos fluviales de la Fm. Solsona y corresponden ya a la parte alta del Estampiense inferior. Su sedimentación corresponde a lagos someros, no salinos y, seguramente, con aliviaderos. Estos lagos se sitúan en las partes más distales de los sistemas fluviales distributarios pirenaico (Fm. Solsona) y catalánide (Fm. Artés) y su lámina de agua, aunque relativamente más estable que la de las lagunas evaporíticas, sufre rápidas expansiones y retracciones. Los contornos, extensión y sedimentación de los márgenes de los lagos están fuertemente influenciados por la dinámica sedimentaria de los sistemas fluviales distributarios. Las características del carbón de la Fm. Calaf indican que su acumulación es autóctona y que está compuesto principalmente por material leñoso que se acumula y entierra rápidamente en condiciones anaerobias. El estudio del reparto espacial de los porcentajes litológicos acumulativos en los sondeos de la zona de Calaf indica que los depósitos de carbón más importantes de la Fm. Calaf se acumulan en las zonas palustres marginales de los lagos y, dentro de éstas, en los sectores más protegidos de la influencia detrítica. El desarrollo de turberas se ve favorecido durante los períodos de mayor estabilidad de la lámina de agua.

El análisis mineralógico y geoquímico de las arcillas contenidas en las litofacies lutíticas refleja una relación entre la abundancia de algunos minerales del grupo de las arcillas y el paleoambiente en que se depositaron las lutitas. Buena palie de las esmectitas e interestratificados minerales con un componente expansible que componen la litofacies lutitas grises (Lg) son producto de procesos de transformación y/o neoformación mineral en ambientes lacustres. Estos procesos se ven favorecidos en los ambientes lacustres subacuáticos con mayor concentración salina y lámina de agua más perenne. La illita, clorita, caolinita y una parte de las esmectitas y arcillas expansibles presentes en los niveles de lutitas grises, más la totalidad de los minerales de arcilla presentes en las lutitas rojas, tienen un origen exclusivamente detrítico. La proporción de cada uno de los minerales detríticos en cada perfil y unidad depende de la composición de los materiales del área fuente.

El análisis geoquímico revela que el contenido en elementos traza, como el Boro, Rubidio y Litio, presente en las arcillas, está más determinado por las cantidades heredadas de estos elementos y por las cantidades absorbidas en procesos diagenéticos tardíos que por las cantidades absorbidas durante los episodios lacustres en que se depositaron las arcillas.

La reconstrucción paleogeográfica del sector NE de la Cuenca del Ebro se ha referido a tres etapas significativas de la evolución sedimentaria durante el tránsito Eoceno-Oligoceno: 1ª) Durante el Priaboniense superior el centro de la cubeta y buena parte de la aragonesa están ocupadas por una amplia llanura lutítica del tipo "playa-lake". En los márgenes catalánide y pirenaico se desarrollan sendos cinturones fluviales distributarios que se nutren de la carga aportada por los abanicos aluviales conglomeráticos adosados a los frentes tectónicos. 2ª) Durante el límite Priaboniense-Estampiense en el centro de la cuenca los depósitos de "playa-lake" quedan relegados a la parte occidental, si bien en aquella parte se expanden hacia el N y SE debido a la retracción de los depósitos aluviales terminales. En la parte occidental del centro de la cuenca se crea un área de sedimentación lacustre carbonatada con menor influencia evaporítica. Los depósitos aluviales de los márgenes sufren, durante esta etapa, retracciones en sectores determinados favoreciendo la expansión de la llanura lacustre central. 3ª) Durante el Estampiense inferior la deposición lacustre ha perdido su carácter evaporítico y debido al avance de los sistemas aluviales y a la colmatación de la cubeta, la sedimentación lacustre se restringe a la parte suroriental del área central de la cubeta. En las zonas marginales palustres situadas al NE del depocentro lacustre se desarrollan turberas.

Los materiales continentales terciarios depositados después de la regresión priaboniense quedan divididos en dos secuencias deposicionales: una secuencia inferior a Secuencia Castelltallat y otra superior a Secuencia Solsona. El límite entre estas dos secuencias prácticamente coincide con el límite Priaboniense-Estampiense. La Secuencia Castelltallat está integrada por los depósitos lacustres eocenos de las formaciones Barbastro, Torà, Castelltallat y parte inferior de la Fm. Súria. La Secuencia Solsona la integran los depósitos fluviales de las formaciones Solsona, Peraltilla, Calaf y parte alta de las Fms. Artés y Súria. El cambio sedimentario brusco que supone el paso de una secuencia a otra, en el sector central cuenca, se refiere al paso de la cuenca de condiciones de deposición lacustre evaporítica generalizada (Secuencia Castelltallat) a condiciones de sedimentación fluvial dominante con episodios lacustres aislados (Secuencia Solsona).; The purpose of this work is the stratigraphic and sedimentologic study of the Eocene-Oligocene lacustrine deposits outcroping at the must-eastern part (Catalan sector) of the Pyrenean foreland basin (Ebro Basin). Continental deposits shows thicknesses from 1.000 m in the centre and SW margin of the basin to 2.500 m in the northern margin (Pyrenean). These deposits may be subdivided in three depositional systems: Pyrenean Alluvial System, Catalanides Alluvial System and Catalan Lacustrine System. Lacustrine sediments developed on the centre of the basin distaly to the alluvial systems.

Two depositional sequences have been distinguished: 1) Castelltallat Sequence (Upper Priabonian) constituted by evaporic lacustrine sediments widely extended throught the centre of the basin, and 2) Solsona Sequence (Lower Rupelian) mainly constituted by fluvial-alluvial deposits with isolated sedimentary bodies corresponding to lacustrine sediments. From the late Eocene to the early Oligocene the lacustrine depocenters shifted from NE to SW as a consequence of tectono-sedimentary evolution of the basin.

Castelltallat Sequence begins with playa-lake associations (Barbastro and Torà Fms.). Playa-lake sediments change upwards gradually into shallow lacustrine carbonate rich deposits displaying also with evaporitic influence (Castelltallat Fm).

At the early Oligocene, the generalized lacustrine sedimentation developed at the centre of the basin changed abruptly into a mainly fluvial-alluvial (Solsona, Artés and Súria Fm.) sedimentation with isolated and less laterally extensive lacustrine episodes (Solsona Sequence). One of these episodes (Calaf Fm.) shows shallow carbonate rich lacustrine facies and coal deposits associated, developed in no evaporitic conditions. Coal and carbonate isopleth maps in the Calaf area shows that the coal accumulation maxima took place in the margins of the lakes and in the areas of minor detritic influence.

The transition of the Pyrenean Alluvial System to the Catalan Lacustrine System took place trought a terminal fan complex (Súria Fm.) which prograded over the Eocene playa-lake deposits.

Ammonits de l'Aptià inferior de la península Ibèrica. Bioestatigrafia i aportacions a l'estudi del Oceanic Anoxic Event 1a

Tue, 12 Apr 2011 13:46:37 GMT

Ammonits de l'Aptià inferior de la península Ibèrica. Bioestatigrafia i aportacions a l'estudi del Oceanic Anoxic Event 1a Moreno-Bedmar, Josep Anton Aquesta tesi doctoral tracta sobre el registre d'ammonits de l'Aptià inferior de la península Ibèrica (Conca del Maestrat, Domini Prebètic, Conca de Salou-Garraf, Conca Basco-Cantàbrica i Conca d'Organyà) on es proposen cinc biozonacions regionals per cada zona d'estudi que són sintetitzades en una global per l'Aptià inferior de la península Ibèrica. La biozonació global es contrasta amb la biozonació d'ammonits mediterrània estàndard per a aquest període de temps, l'Aptià inferior. La biozonació proposta per a l'Aptià inferior de la península Ibèrica, proposada en aquesta tesi doctoral, és més precisa que l'estàndard estant constituïda pel mateix nombre de zones (Deshayesites oglanlensis, Deshayesites forbesi, Deshayesites deshayesi i Dufrenoyia furcata) i cinc subzones (Deshayesites luppovi, Roloboceras hambrovi, Deshayesites grandis, Dufrenoyia furcata i Dufrenoyia dufrenoyi) a diferència de l'estàndard que únicament té una subzona (Deshayesites grandis).

Es concreta l'edat de les formacions Margues del Forcall i Villarroya de los Pinares de la Conca del Maestrat i es precisa substancialment el coneixement cronostratigràfic anterior a la present tesi. A la Conca de Salou-Garraf es millora la cronostratigrafia de les unitats Margues de Vallcarca i Calcàries del Farreny. Pel que fa a la Conca Basco-Cantàbrica, es concreten les edats de les formacions Errenaga i Patrocinio. Finalment a la Conca d'Organyà es precisa l'edat de la Formació Margues de Cabó.

Per primera vegada s'ha caracteritzat el Esdeveniment anòxic oceànic 1a (OAE 1a) a la Conca del Maestrat mitjançant el registre d'isòtops estables de carboni 13 (δ13C). S'ha calibrat l'edat de l'OAE 1a amb ammonits, a la Conca del Maestrat, el Domini Prebètic i la Conca Basco-Cantàbrica, atribuint-lo a la part mitjana-alta de la biozona Deshayesites forbesi. A la Conca del Maestrat i el Domini Prebètic s'ha realitzat un acurat calibratge biostratigràfic d'aquest registre isotòpic de l'Aptià inferior. Com a fet destacable, en el Domini Prebètic s'ha caracteritzat una petita però notable excursió, cap a valors menors, en la base de la biozona Dufrenoyia furcata que es pot reconèixer també en algunes seccions franceses de l'Aptià inferior (Plataforma Provençal i a la Conca Vocontiana).; This thesis is about the lower Aptian ammonite record of the Iberian Peninsula (Maestrat Basin, Prebetic Domain, Salou-Garraf Basin, Basque-Cantabrian Basin and Organyà Basin). The author propose a five regional biozones for each study area that are synthesized into a global one. The global biozonation contrasts with the Mediterranean standard ammonite biozonation for this period of time, the lower Aptian. The proposal biozonation for the lower Aptian of the Iberian Peninsula is more accurate than the standard being established by the same number of zones (Deshayesites oglanlensis, Deshayesites forbesi, Deshayesites deshayesi and Dufrenoyia furcata) and five subzones (Deshayesites luppovi, Roloboceras hambrovi, Deshayesites grandis, Dufrenoyia furcata and Dufrenoyia dufrenoyi) unlike the standard is only one subzone (Deshayesites grandis).

This thesis has clarified the age of the formations Margas del Forcall and Villarroya de los Pinares of the Maestrat Basin. In Salou-Garraf Basin improving chronostratigraphic knowledge of the units Margas de Vallcarca and Calcàries del Farreny. In addition the Basque-Cantabrian Basin the ages of the Formations Errenaga and Patrocinio have been precise. Finally, in Organyà Basin, specifying the age of the Cabó and Prada formations.

For the first time we characterized the Oceanic Anoxic Event 1a (OAE 1a) in the Maestrat Basin by means the record of the stable isotopes of carbon 13 (δ13C). The age of OAE 1a are calibrated with ammonites in Maestrat Basin, Prebetic Domain and Basque-Cantabrian Basin, in the upper middle part of the Deshayesites forbesi zone. I also precise the biostratigraphic calibration of this isotopic record of the lower Aptian with ammonite biozonation in Maestrat Basin and Prebetic Domain. In addition a remarkable fact, in Prebetic Domain has been marked a small but conspicuous excursion, toward lower values, at the base of the Dufrenoyia furcata zone can be recognized also in some French sections of the lower Aptian.

Sedimentologia, petrologia i geoquímica (elements traça i isòtops) dels estromatòlits de la Conca Eocena Sudpirinenca

Tue, 12 Apr 2011 13:46:34 GMT

Sedimentologia, petrologia i geoquímica (elements traça i isòtops) dels estromatòlits de la Conca Eocena Sudpirinenca Travé i Herrero, Anna El Complex Terminal inclou l'interval de materials dipositats en el vorell de la conca per sobre de la Seqüència Deposicional de Milany, i per sota de la Seqüència Deposicional de Solsona. Comprén tres nivells carbonatats separats per materials siliciclàstics progradants. Els nivells estromatolítics presents en els diferents vorells de la Conca Eocena Sudpirinenca estan formats per una associació de microfàcies algunes d'origen orgànic i d'altres d'origen inorgànic.

En les Unitats Carbonatades Inferior i Mitja del Complex Terminal s'han diferenciat en total sis microfàcies carbonatades, una d'elles dividida en dues submicrofàcies. En la Unitat Carbonatada Superior, constituïda pels nivells estromatolítics, s'han descrit 26 microfàcies diferents que presenten una distribución complexa en les diferents àrees.

En base a les característiques petrogràfiques s'han diferenciat tres tipus diferents d'organismes formadors de l'estromatòlit: els cianobacteris filamentosos, els cianobacteris coccoides, i els bacteris.

Pel que fa a la geoquímica, dels diferents elements analitzats (sodi, calci, estronci, magnesi, manganès, i ferro), el sodi és el que mostra una major relació amb el tipus de microfàcies, de manera que els estromatòlits cianobacterians presenten baix contingut en sodi, i els estromatòlits bacterians presenten alts continguts en aquest element.

Dins de l'interval estromatolític, l'increment de la salinitat no és progressiu, sinó que existeixen canvis sobtats que indiquen dilucions de les aigües remanents en la conca.

Per la relació existent entre el contingut en sodi i el contingut en manganès, s'estableix una relació entre les condicions més evaporades i les condicions més reductores, de manera que quan hi ha un dilució en el medi, disminueix en la vertical el contingut en ambdos elements.

En els estromatòlits estudiats, el contingut en manganès, magnesi, ferro i estronci, indica un origen més relacionat amb aigües meteòriques que amb aigües marines. Aquesta evidència de forta influència d'aigües continentals és fa més palesa en els estromatòlits cianobacterians que en els bacterians.
Els estromatòlits cianobacterians, els biolaminoides i els estromatòlits bacterians mostren una evolució progressiva cap a valors més enriquits en (18)O, el que interpretem com un pas cap a condicions progressivament més evaporades.

Degut a que els tres tipus d'estromatòlits no mostren diferencies apreciables en la (13)C, podem interpretar que els efectes vitals d'aquests microorganismes no produeixen fraccionament isotòpic en la 13(C), o bé, que si en produeixen és del mateix ordre.

La composició isotòpica en (18)O dels estromatòlits cianobacterians indica que s'han format en unes aigües amb molta influència continental, poc o gens evaporada. El desplaçament progressiu cap a valors més enriquits en (18)O per als biolaminoides, i finalment per als estromatòlits bacterians, indica la progressiva evaporació i concentració d'aquesta aigua a messura que la conca s'anava restringint, el vorell anava migrant cap a zones més centrals, i els estromatòlits' es desenvolupaven en àrees més distals sota condicions més restringides.
L'estudi de la fauna epifítica (foraminífers, algues vermelles coral.lines) del registre fòssil, en un medi de substrat tou, ens ha permès renonèixer, segons els cicles de maduració, el tipus de cobertora vegetal. En les unitats carbonatades Inferior, Mitjà i Superior del Complex Terminal, s'han descrit en total, 5 biofàcies diferents.
Pel que fa a l'evolució de la conca, podem dir que previ al desenvolupament del Complex Terminal, la sedimentació en la conca es caracteritzava pels sistemes deltaics progradants i el desenvolupament d'esculls coral.lins de la seqüència deposicional de Milany.
El Complex Terminal reflecteix moments de desenvolupament de plataformes somes i moments de progradació i rebliment de la conca.

En la vertical, les diferents microfàcies que formen les tres unitats del Complex Terminal mostren una fondària progressivament més soma, un pas de medis on predominen les condicions oligotròfiques a medis on predominen les condicions eutròfiques, i un pas d'una cobertora vegetal perenne a una cobertora macroalgal estacional i finalment auna colonització de tot el fons per tapisssos microbians.

L'ambient deposicional dels estromatòlits cianobacterians podria correspondre a una maresma costanera protegida, separada de la conca per les barres infrajacents de la Unitat Mitja carbonatada, i sotmesa a emersions periòdiques.

L'ambient deposicional dels estromatòlits bacterians podria correspondre a una zona extensa molt soma, amb condicions restringides, però sense existir una barrera física que la separès del reste de la conca.

Els estromatòlits de tipus bacterià s'han format posteriorment als estromatòlits de tipus cianobacterià, en unes aigües sotmeses a una major evaporació i més concentrades.

L'acabament del desenvolupament dels estromatòlits en la conca s'hauria degut a l'arribada d'aports siliciclàstics en les zones més proximals, i a l'alta salinitat del medi en les zones més distals, que originarien directament el desenvolupament de les sèries evaporítiques.; The Eocene Terminal Complex is constituted by three carbonate units, separated by siliciclastic prograding sediments.

The Lower and Middle Carbonate Units are mainly formed by epiphytic foraminifera and coralline algae limestones, constituting vast homoclinal platforms. Different types of vegetation cover can be recognized by the longevity cycles of the epiphytic organisms found in these limestones.

Normal marine salinity conditions prevailed in the basin during deposition of the Lower and Middle Carbonate Units, the environment was globally oligotrophic, and the bottom
was colonized by perennial vegetation during deposition of the Lower Unit and by seasonal vegetation in the Middle Unit.

The Upper Unit is mainly composed of stromatolites occurring as planar-stratiform macrostructures. The microbiota responsible for building these stromatolites are cyanobacteria (filamentous and coccoidal) and bacteria.

The delta(18)O values of cyanobacterial stromatolites point out to a fresh, non evaporated, water influence, during stromatolite growth. The progressive shift towards more enriched values of delta(18)O in the biolaminoids, and finally into the bacterial stromatolites, suggests a continuous evaporation and concentration of water.

The delta(13)C signature is similar in all the stromatolitic microfacies studied. Suggesting that either the vital cycle of these microbiota (filamentous and coccoidal cyanobacteria, and bacteria) did not produce isotopic fractionation in the (13)C, or it fractionation has occurred, it was of the same order of magnitude.

The different range of values in cyanobacterial and bacterial micrites, and bulk rock samples, largely demonstrate the role of primary fabric in controlling the extent ot diagenetic alteration.

The different microfacies of the Terminal Complex reflect a shallowing upwards trend and a change from oligotrophic to eutrophic dominant conditions, a variation from perennial to macroalgal seasonal vegetation cover and finally a bottom colonization by microbial mats. The hypersalinity conditions are recorded in the stromatolites.

The relationship between delta(18)O and trace elements suggests that different microfacies correspond to variations in depositional conditions. Therefore, the environmental geochemical conditions (Le. degree of salinity ot the waters) determine the kind of microbiota responsible for building these stromatolites. The end of stromatolite growth was probably caused by siliciclastic input in the more proximal areas, and by extremely high salinities in the more distal areas. The stromatolites predate the gypsum deposits.

Estudio litogeoquímico del Paleozoico del macizo del Montseny y su aplicación a la prospección minera

Tue, 12 Apr 2011 13:46:30 GMT

Estudio litogeoquímico del Paleozoico del macizo del Montseny y su aplicación a la prospección minera Casas Ponsatí, Albert DE LA TESIS:

El tema central de la presente memoria es la utilización del análisis químico en serie de elementos trazas en muestras de roca para delimitar las áreas de repartición y el estudio de las relaciones entre los distintos elementos en vistas a su aplicación en la prospección minera. Para ello se ha procedido a la recogida de muestras en el Macizo del Montseny, siguiendo la línea de investigación iniciada en su momento por mi compañero Manuel Viladevall con su estudio sobre la petrología y geología estructural del sector nororiental y la geoquímica de los granitoides del mismo macizo.

La existencia de indicios minerales dispersos y de antiguas labores mineras ofrecían el aliciente de poder efectuar el estudio desde una doble perspectiva: prospección de nuevas zonas anómalas y retrospección de las anomalías producidas por indicios y mineralizaciones ya conocidas. También se ha abordado la problemática de los materiales políticos Cambro-ordovícicos que integran casi las tres cuartas partes del Montseny, en un intento de establecer las variaciones químicas de la serie que nos permitan una interpretación de su litología.

Para la consecución de los objetivos propuestos ha sido necesaria la recogida de casi quinientas muestras a partir de una malla irregular, dadas las condiciones del terreno, que nos permitiesen cubrir suficientemente el área de estudio. También ha requerido nuestra atención la puesta a punto de las diversas técnicas analíticas, especialmente el análisis de mercurio debido a los extraordinariamente bajos contenidos de este elemento en las rocas. La realización de los correspondientes análisis, tanto de elementos mayores como de trazas, nos ha proporcionado un conjunto de datos para cuya interpretación ha sido necesaria la utilización de diversos procedimientos de representación automática y de análisis estadístico mediante ordenador.

Niveles, composición y origen del material particulado atmosférico en los sectores Norte y Este de la Península Ibérica y Canarias

Tue, 12 Apr 2011 13:46:29 GMT

Niveles, composición y origen del material particulado atmosférico en los sectores Norte y Este de la Península Ibérica y Canarias Viana Rodríguez, María del Mar El creciente interés existente en la actualidad por la investigación en el campo del material particulado atmosférico se debe a la identificación de efectos adversos de este contaminante sobre la salud y los ecosistemas. El principal objetivo de este trabajo de investigación es evaluar los niveles, composición y origen del material particulado atmosférico en tres zonas seleccionadas de España: el País Vasco, el sector mediterráneo (Cataluña y Valencia) y Canarias. Para ello, se pretende obtener una visión de los procesos y las fuentes que regulan los niveles de material particulado a escala sinóptica y en la meso-escala, así como de las fuentes específicas con repercusión sobre los niveles y composición química del material particulado a escala local. Con estos fines se diseñó un proyecto basado en: a) la interpretación de series antiguas (1996-2000) de niveles de PST y PM10, y b) la interpretación y caracterización química de series temporales de niveles de PM10, PM2.5 y PM1 durante 2001. Los resultados obtenidos por medio de la interpretación de las series antiguas y modernas de material particulado atmosférico se contrastaron con mapas de aerosoles, imágenes de satélite y modelos de predicción de los niveles en superficie y espesor óptico de material particulado, sulfatos y materia carbonosa.

A través de la interpretación de series temporales antiguas y modernas de niveles de material particulado atmosférico se logra identificar los principales procesos naturales y antropogénicos que dan lugar a episodios con altos y bajos niveles de material particulado atmosférico. A escala sinóptica y en la meso-escala estos procesos son:

1. Intrusiones de masas de aire africano
2. Advección de masas de aire atlántico
3. Circulación regional de masas de aire
4. Advección de masas de aire de origen europeo

A escala local, los principales episodios de partículas tienen su origen en las emisiones ligadas a la actividad industrial o del tráfico. Se aportan datos cuantitativos para cada estación.

Los resultados obtenidos acerca de la composición química del material particulado se interpretan siguiendo dos enfoques distintos: por medio del análisis químico de los principales componentes del material particulado atmosférico (materia mineral, materia carbonosa [OM+EC], compuestos inorgánicos secundarios [CIS] y aerosol marino), y aplicando un análisis estadístico de contribución de fuentes mediante un modelo receptor.

Para finalizar este análisis se han comparado los resultados obtenidos con trabajos realizados en otros 6 Estados Miembros de la Unión Europea en los que se ha aplicado una metodología similar. Las concentraciones de componentes de origen típicamente antropogénico (materia carbonosa y compuestos inorgánicos secundarios) en dichos estudios europeos son análogos a los obtenidos en el presente trabajo. Sin embargo, los niveles de materia mineral son marcadamente superiores en las estaciones en España, y ello es debido principalmente a tres factores: a) la incidencia de episodios de intrusión de masas de aire africano con elevada carga particulada mineral; b) la mayor aridez de los suelos que favorece la mayor resuspensión; y c) la menor tasa de precipitación anual, que impide el lavado del material particulado depositado sobre las vías de tránsito (por erosión del firme de rodadura) y que por tanto es susceptible a volver a entrar en suspensión. Consecuentemente, no sólo es el fondo mineral en España más elevado, sino que existe también una causa antropogénica que contribuye a elevar los niveles de materia mineral en suspensión.

Lago de Sanabria: un sensor de las oscilaciones climáticas del Atlántico Norte durante los últimos 6.000 años, El.

Tue, 12 Apr 2011 13:46:27 GMT

Lago de Sanabria: un sensor de las oscilaciones climáticas del Atlántico Norte durante los últimos 6.000 años, El. Luque Marín, José Antonio El lago oligotrófico de Sanabria se encuentra situado en la vertiente Atlántica de la Península Ibérica, región geográfica cuyo régimen de precipitaciones está determinado por las fases negativas y positivas de la NAO (North Atlantic Oscillation).

Con el objeto de reconstruir la evolución paleoambiental durante el Holoceno, se ha efectuado un estudio paleolimnológico y sedimentológico del registro sedimentario del Lago de Sanabria en muy alta resolución. Para ello, han sido obtenidos varios testigos sedimentarios en el lago (4 testigos mediante la técnica del "piston coring", y 2 testigos mediante la técnica del "gravity coring").

Los testigos sedimentarios han sido correlacionados mediante datación radiométrica (C-14, Pb-210 y Cs-137), así como mediante los criterios aportados por los parámetros descriptivos. Los parámetros utilizados en la reconstrucción paleoambiental han sido:

- Contenido en agua
- LOI (Loss on ignition)
- TOC (Total Organic Carbon) y TN (Total Nitrogen)
- Granulometría
- Mineralogía
- Geoquímica
- Contenido en Diatomeas
- Contenido en Polen
- Lámina Delgada y SEM (Scanning Electron Microscope)

Considerados en conjunto, estos parámetros indican que el LOI constituye un buen parámetro descriptivo para obtener una reconstrucción paleoambiental en el Lago de Sanabria.

El carácter cristalino de su cuenca hidrográfica (rocas plutónicas y metamórficas) determina la ausencia de Carbono inorgánico en el sistema sedimentario, tal como confirma la significativa correlación entre los valores del TOC y del LOI.

Los valores de delta[elevat a 13]C (entre -26 o/oo y -28 o/oo) indican que la materia orgánica del sedimento es de origen alóctono (plantas terrestres). La cantidad de materia orgánica está determinada por el régimen de precipitaciones de la región, dado que esta materia orgánica entra en el sistema lacustre por escorrentía.

Conclusiones:

1)El registro sedimentario del Lago de Sanabria es altamente sensible a las variaciones medioambientales. El lago se comporta como un sensor de las variaciones acontecidas tanto a escala regional (clima de la región del Atlántico Norte) como a escala local (fenómenos catastróficos acontecidos en su cuenca hidrográfica).

2)El Loss on ignition (LOI) representa el contenido en materia orgánica en el sistema sedimentario del lago, constituyendo un indicador paleoambiental. El LOI reúne las siguientes características metodológicas: a) es económico; b) es rápido, y c) es fiable.

3)El análisis de la señal del LOI (mediante análisis de Fourier, análisis Wavelet, y densidad espectral) ha evidenciado la existencia de ciclos en el contenido de materia orgánica del sedimento. Los ciclos más destacables han sido: un ciclo de 1.500 años, un ciclo de 456 años, y un ciclo de 300-311 años.

4)El registro sedimentario es sensible a importantes cambios medioambientales: a) al ciclo climático de 1.500 años ampliamente detectado en la región del Atlántico Norte (eventos Dansgard/Oeschenger), b) a la tendencia de enfriamiento general característica de un ciclo de Bond, c) detecta con detalle el periodo climático Medieval Warm Period - Little Ice Age (MWP-LIA), d) a ciclos climáticos de mayor frecuencia (ciclos de 300-311 años y 456 años), e) al ciclo solar de Gleissberg, f) a los mínimos solares, g) a avenidas torrenciales acontecidas en su cuenca hidrográfica (flash floods).

5)La significativa correlación entre el contenido en materia orgánica del sedimento y el registro de C-14 atmosférico sugiere que las oscilaciones del contenido en materia orgánica están moduladas por la actividad solar.

6)La existencia del ciclo climático de 1.500 años, así como la de ciclos de más alta frecuencia (300-311 años y 456 años), podría suponer la futura implantación de condiciones climáticas frías hacia el 2.100-2.150 AD (300 años después de la Pequeña Edad de Hielo). Estas oscilaciones climáticas sugieren que el calentamiento actual de la Tierra no está siendo determinado únicamente por la acción del Hombre, sino que también está actuando una tendencia climática natural ya existente.

Prospección gravimétrica en zonas urbanas: Aplicación al estudio del subsuelo en la ciudad de Barcelona.

Tue, 12 Apr 2011 13:46:24 GMT

Prospección gravimétrica en zonas urbanas: Aplicación al estudio del subsuelo en la ciudad de Barcelona. Lázaro Salinas, Ricardo La prospección gravimétrica es una herramienta adecuada para estudios de Evaluación de Riesgo Sísmico, con objeto de determinar la profundidad de un basamento rocoso, especialmente en zonas urbanas. Este trabajo estudia los factores que afectan en este medio a la precisión de toma y procesamiento de los datos gravimétricos, presentando el ejemplo de aplicación en la ciudad de Barcelona.

Las correcciones topográficas se han realizado a partir de un MDT a 45 m de intervalo de malla, comparándolo con uno propio de alta resolución, a paso de 10 m. Se ha aplicado una densidad de reducción variable según la litología, a partir de un mapa de síntesis de la geología del área de estudio. Se han caracterizado asimismo los efectos antrópicos producidos por edificios y túneles, permitiendo elegir la posición de la estación con menor corrección.

La realización de los mapas de anomalía de Bouguer y residual se ha optimizado mediante geoestadística a partir de la distribución de las estaciones. Tras aplicar restricciones geológicas al cálculo de la anomalía regional, se ha localizado un mínimo gravimétrico de -6 mGal bajo el Llano de Barcelona, relacionado con una cubeta rellena de sedimentos miocénicos y pliocuaternarios.

A partir de un modelo de inversión 3D, se han obtenido diversos modelos probables de profundidad del basamento, controlando la altura de los prismas entre iteraciones a partir del criterio de Bott, y ajustando una curva de variación de densidad a partir del sondeo MARTORELL-1. Este procedimiento ha determinado un rango de profundidades entre 421 y 512 m.

La interpretación estructural del basamento se ha llevado a cabo mediante la comparación del mapa de isobatas obtenido con un mapa de gradiente horizontal de la anomalía residual, permitiendo localizar un conjunto de fracturas que limitan la cubeta y dividen el sustrato en un conjunto de bloques.

Estudi de la dolomització del Juràssic superior-Cretaci inferior de la Cadena Ibèrica Oriental i la Cadena Costanera Catalana. Relació amb la segona etapa de rift mesozoica.

Tue, 12 Apr 2011 13:46:22 GMT

Estudi de la dolomització del Juràssic superior-Cretaci inferior de la Cadena Ibèrica Oriental i la Cadena Costanera Catalana. Relació amb la segona etapa de rift mesozoica. Nadal Feixas, Judit En aquesta memòria s'estudien les dolomies del Juràssic superior-Cretaci inferior relacionadas amb la segona etapa de "rift" mesozoica de la Cadena Ibèrica Oriental i la Cadena Costanera Catalana.