Publication: A geochemical study of the materials associated with the Jurassic paleokarst of the Sierra Gorda (International Subbetic, southern Spain)
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Publication Date
1990
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Sociedad Geológica de España
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Abstract
A dense network of cavities formed by a Jurassic palaeokarst exists within the Mesozoic materials of the Sierra Gorda (Subbetic Zone, Southern Spain). These cavities are best developed in the southern part of the sierra, where they penetrate more than 100 metres down into the underlying rock (Gavilán.Fm.). The walls of these cavities are often coated in speleothems, while the rest of the cavity is filled in with carbonate sediment (crinoidallimestones, pelagic limes tones and/or laminated sediment) as well as calcitic cements. The limestone filling of many of the cavities contains pelagic marine fauna, thus indicating that they are neptunian dykes.
We have studied the speleothems covering the walls of the karstic cavities and also the cement and carbonatesediment
infillings, using both cathodoluminescence and trace-element microanalysis. These results were then compared with those for the host rocks. Various phases of infilling can be discerned (precipitation and sedimentation) under differing genetic conditions at different times. One of the main features of these conditions was changes in energy. During high-energy episodes, caused by wave and current action, non-luminescent, calcitic cements with a lesser Mn content were formed, whilst dudng low energy periods cements with a dull and/or zoned luminescence, in which the Fe/Mn ratio was at its highest, were generated. These alternations in energy
conditions reflect the fluctuations in the relative sea level in the region, due to eustatic and/or tectonic events.
A comparison of the results of the tests described aboye with those obtained from isotope analysis (15 13e and 15 180) leads us to affirm that the cements and speleothems were created under phreatic marine conditions but that fresh water, probably flowing from adjacent islands, had an influence on the formation of the sediments within the cavities. The palaeotemperatures and palaeosalinity have been calculated from the 15180 data and Sr/Na ratios respectively. The palaeosalinity results also point to fresh water having been involved in the generation of the internal sediments.
En los materiales mesozoicos de Sierra Gorda (Zona Subbética, sur de España) se reconoce una densa red de cavidades ligadas a un paleokarst jurásico. Estas cavidades alcanzan su mayor desarrollo en la parte meridional de la sierra donde penetran más de 100 metros en la roca infrayacente (Fm. Gavilán), medidos desde el techo hacia el muro. Las cavidades con frecuencia presentan espeleotemas tapizando sus paredes; el resto de la cavidad está ocupado por sedimentos carbonatados (calizas de crinoides, calizas pelágicas y/o un sedimento laminado),-además de cementos calcíticos. Muchas de las cavidades tienen rellenos calizos con fauna marina pelágica y, por tanto, constituyen diques neptúnicos. Se estudian mediante catodoluminiscencia y microanálisis de elementos traza (microsonda) los espeleotemas que tapizan las paredes de cavidades kársticas, así como los cementos y sedimentos carbonatados que rellenan dichas cavidades. Los resultados obtenidos se comparan con los de la roca encajante. Se reconocen diversas fases de relleno (precipitación y sedimentación) con condiciones genéticas diferentes a lo largo del tiempo. Estas condiciones permiten reconocer episodios de energía cambiante. En los episodios de gran energía (debida a la acción de olas y corrientes) se formaron, en condiciones subacuáticas, cementos calcíticos no luminiscentes y con menor contenido en Mn. En los episodios de escasa energía se formaron cementos con luminiscencia mate o zonada y en ellos la relación Fe/Mn alcanza los valores más altos. Esta alternancia en las condiciones energéticas son el reflejo de las fluctuaciones del nivel relativo del mar en la región debidas a factores eustáticos y/o tectónicos. El estudio comparado de los resultados anteriores con los del análisis isotópico (013e y 0180) permite afirmar que los cementos y espeleotemas se formaron en condiciones freáticas marinas. Sin embargo en el depósito de los sedimentos internos de las cavidades hubo influencia de aguas dulces que se interpretan como procedentes de las islas adyacentes. A partir de los datos del 0180 y de la relación Sr/Na se hacen estimaciones de paleotemperaturas y paleosalinidades, respectivamente. Las paleosalinidades deducidas para los sedimentos de relleno de las cavidades muestran igualmente influencia de aguas dulces.
En los materiales mesozoicos de Sierra Gorda (Zona Subbética, sur de España) se reconoce una densa red de cavidades ligadas a un paleokarst jurásico. Estas cavidades alcanzan su mayor desarrollo en la parte meridional de la sierra donde penetran más de 100 metros en la roca infrayacente (Fm. Gavilán), medidos desde el techo hacia el muro. Las cavidades con frecuencia presentan espeleotemas tapizando sus paredes; el resto de la cavidad está ocupado por sedimentos carbonatados (calizas de crinoides, calizas pelágicas y/o un sedimento laminado),-además de cementos calcíticos. Muchas de las cavidades tienen rellenos calizos con fauna marina pelágica y, por tanto, constituyen diques neptúnicos. Se estudian mediante catodoluminiscencia y microanálisis de elementos traza (microsonda) los espeleotemas que tapizan las paredes de cavidades kársticas, así como los cementos y sedimentos carbonatados que rellenan dichas cavidades. Los resultados obtenidos se comparan con los de la roca encajante. Se reconocen diversas fases de relleno (precipitación y sedimentación) con condiciones genéticas diferentes a lo largo del tiempo. Estas condiciones permiten reconocer episodios de energía cambiante. En los episodios de gran energía (debida a la acción de olas y corrientes) se formaron, en condiciones subacuáticas, cementos calcíticos no luminiscentes y con menor contenido en Mn. En los episodios de escasa energía se formaron cementos con luminiscencia mate o zonada y en ellos la relación Fe/Mn alcanza los valores más altos. Esta alternancia en las condiciones energéticas son el reflejo de las fluctuaciones del nivel relativo del mar en la región debidas a factores eustáticos y/o tectónicos. El estudio comparado de los resultados anteriores con los del análisis isotópico (013e y 0180) permite afirmar que los cementos y espeleotemas se formaron en condiciones freáticas marinas. Sin embargo en el depósito de los sedimentos internos de las cavidades hubo influencia de aguas dulces que se interpretan como procedentes de las islas adyacentes. A partir de los datos del 0180 y de la relación Sr/Na se hacen estimaciones de paleotemperaturas y paleosalinidades, respectivamente. Las paleosalinidades deducidas para los sedimentos de relleno de las cavidades muestran igualmente influencia de aguas dulces.