Experimental Setup

stock de Peñas de Aya tiene un desarrollo muy variable. Normalmente, por lo que se de- duce de los cortes realizados, no sobrepasa en muchos el centenar de metros de espe- sor, si bien su limite externo es en la ma- yoría de los casos difícil de precisar por cuan- to, a escala más amplia, las sucesiones del Carbonífero manifiestan un ligero metamor- fismo térmico, en muchos casos similar en intensidad al presentado por las corneanas.

Junto al pantano de Articutza se incremen- ta la extensión de afloramiento de la aureola, pero ese sector se sitúa precisamente en la cúpula del granito, como se manifiesta por la disposición del contacto granito-aureola, que se hunde hacia el S.

(1) Para el orden de cristalización véanse los epígra- fes 3.1.1.2. y 3.1.2.1.

Las isogradas de la aureola se disponen concéntricamente al stock, aunque con cier- tas irregularidades. En la zona más interna se desarrollan asociaciones minerales indica- tivas de la facies de corneanas con hornblen- da, hecho normal para este tipo de intrusio- nes: pero en ciertas ocasiones las rocas in- mediatamente en contacto con el granito no reflejan un metamorfismo tan intenso, hecho que se puede interpretar como indicio de que la aureola ha sido laminada, ya sea durante el propio proceso de encajamiento del grani- to, que podría haberse efectuado en varias etapas, o a causa de deformaciones posterio- res ligadas a esfuerzos tectónicos regionales. En cualquier caso, los espesores actualmente visibles de la aureola de Peñas de Aya, no se encuentran seriamente afectados por la tec- tonificación posterior al encajamiento del stock.

3.1.3.1. Las corneanas de Peñas de Aya y sus asociaciones minerales

En la zona externa de la aureola, el me- tamorfismo de contacto empieza a ponerse de manifiesto con la aparición de pizarras mo- teadas, con motas que van variando su com- posición según su proximidad al stock, es decir conforme aumenta el grado de meta- morfismo.

En el estadio metamórfico más bajo las motas están constituidas exclusivamente por pequeñas concentraciones de óxido de hie- rro con forma ovalada y alargadas mimética- mente según la foliación más generalizada a escala regional (S1). A medida que la recris- talización se-va haciendo más intensa, el in- terior de las motas aparece ocupado por agre- gados desorientados con asociaciones que van desde cuarzo-albita-clorita hasta biotita roja-andalucita: el óxido de hierro primitivo va quedando reducido, en las motas nuclea- das, a una aureola, cada vez más pequeña.

Con la proximidad del granito las rocas se van haciendo cada vez más compactas, sin que se llegue a perder su estructura esquis- tosa original. El aumento de tamaño de los minerales micáceos proporciona a las rocas un aspecto satinado, sin que habitualmente lleguen a distinguirse a simple vista los mi- nerales originados en el metamorfismo tér-

mico. Solo cerca del contacto con la roca in- trusiva se pueden observar, en algunas oca- siones, corneanas con andalucita, en las que este mineral ha alcanzado un extraordinario desarrollo, encontrándose cristales de más de 5 cm., dispuestos desordenadamente.

En la inmediata vecindad del stock existe una zona que no suele sobrepasar el metro de espesor en la que hay señales de asimi- lación. Allí, las rocas tienen un aspecto com- pacto y en ellas se ha perdido toda trata de su anterior estructura: se forma, en tales casos, un entramado visible de pequeños cristales de feldespato, de un tamaño próximo al milí- metro, desorientados entre una mesostasis de color oscuro con tonalidades verdosas. El examen microscópico revela la abundancia de fenoblastos de plagioclasa (alrededor de An30) y, en ocasiones, de hornblenda verde; la mesostasis se compone de cuarzo intersti- cial, biotita verde, clorita y cordierita. La ac- ción hidrotermal ha sido muy intensa en es- tas rocas, con formación de turmalina y apa- tito: también se encuentran gran cantidad de productos de alteración, tales como epidota, calcita, sericita, etc., que impregnan a los minerales originales, haciendo muy difícil su identificación.

PRINCIPALES ASOCIACIONES MINERALES Salvo en el mismo contacto en donde apa- recen normalmente las rocas que acaban de ser descritas, en la aureola se suelen encon- trar asociaciones mineralógicas que permiten agrupar a las corneanas en dos facies: las fa- cies de corneanas con albita-epidota, en la zona externa, y la facies de corneanas horn- bléndicas en la zona más interna de la aureola. La facies de corneana con albita epidota está más ampliamente desarrollada que las corneanas hornbléndicas, ya que éstas, cuan- do se conserva, se limitan a los 25 metros más internos. En el sector de Articutza, es donde se observa un mayor desarrollo super- ficial de las rocas más metamorfizadas, de- bido a la geometría del afloramiento según ha sido expuesto.

Las asociaciones minerales presentes se caracterizan por la constante presencia de cuarzo y moscovita. Además de estos dos mi- nerales, las asociaciones más frecuentes que

se observan, siempre en rocas de composi- ción originalmente pelítica, son:

a) Facies de corneanas con albita-epidota.

— Clorita - óxido de hierro

— Clorita - óxido de hierro - epidota — Clorita - albita — Albita - epidota — Albita - biotita — Biotita - clorita — Biotita - andalucita — Biotita - cordierita — Andalucita - cordierita

b) Facies de corneanas hornbléndicas.

Superpuesta a la fase de metamorfismo térmico suele haber otra, no muy intensa de carácter hidrotermal, en la que cristalizan tur- malina marrón y verde en cristales que no sobrepasan normalmente un tamaño de 200 micras; se provoca, además, la alteración de los minerales anteriormente formados, pro- duciéndose clorita, óxidos de hierro, sericita, titanita y rutilo. En relación con esta acción hidrotermal se forman también venillas relle- nas de cuarzo y pinnita.

La cristalización ligada al metamorfismo de contacto es posterior a la formación de las dos esquistosidades principales observables a escala regional; dichas esquistosidades son parcialmente obliteradas por la blastesis de nuevos minerales, que crecen desordenada- mente. Sin embargo, en algunas ocasiones se puede asegurar que en medio del proceso metamórfico se sitúa una etapa cinemática, en la cual se desarrolla esquistosidad de frac- tura. Algunos ejemplos han sido puestos de manifiesto en relación con la evolución me- tamórfica de las motas de óxido de hierro; estas concentraciones de hierro se formaron con anterioridad al desarrollo de la esquisto- sidad de fractura aludida y son atravesadas por ella; posteriormente el metamorfismo progresivo determina el crecimiento sobre la marcha y a expensas de su concentración en hierro, de biotitas y cloritas desorientadas y peciloblásticas, en cuyo interior hay reliquias de la esquistosidad de fractura y de las an- teriores (fig. 21).

Con posterioridad a la blastesis principal del metamorfismo de contacto existe una de- formación por aplastamiento («flattening»),

que se pone de manifiesto sobre todo en las relaciones texturales de la andalucita; debe guardar relación con el propio encajamiento del stock (fig. 22).

DESCRIPCION MINERALOGICA

CUARZO: Normalmente procede de la recris- talización de granos detríticos existentes en la roca original. Con el metamorfismo crecien- te suele cambiar sus rasgos texturales: en la auréola externa presenta bordes indentados y los granos están alargados en el sentido de la esquistosidad más manifiesta (S1) y, a medida que aumenta el grado metamórfico con la proximidad al granito, los granos, se van haciendo más equidimensionales, dejan

Fig. 21. Esquema mostrando la relación de las motas de óxido de hierro (algunas parcialmente sustituidas por biotita) con la esquistosidad de fractura. Cornea- nas de la auréola de contacto del stock de Aya.

Fig. 22. Esquema mostrando la disposición de grandes cristales de andalucita con deformación por aplasta- miento («flattening»).

de tener extinción ondulante y los bordes se hacen más rectos, formándose numerosos puntos triples cuando se ponen en contacto varios cristales del mismo mineral. En la auréola interna se suelen encontrar granos de contorno poligonal con inclusiones grafito- sas, que dibujan las esquistosidades origina- das anteriormente al metamorfismo de con- tacto.

También se encuentra cuarzo formado en relación con una etapa hidrotermal tardía. En ese caso aparece en pequeños cristales poligonales que rellenan pequeñas fracturas. MOSCOVITA: Lo mismo que en el caso del cuarzo, la moscovita procede sobre todo de la recristalización de los minerales arcillosos de origen detrítico, que están orientados y recrecidos según S1; por eso es frecuente encontrarse a este mineral mimetizando a esta esquistosidad. Cuando se pone de ma- nifiesto S2, esquistosidad de crenulación, sue- le aparecer la moscovita formando arcos po- ligonales.

Con el aumento del metamorfismo térmi- co, la mica blanca, que en la aureola exter- na escasamente llega a tener un tamaño de 100 micras, va presentándose en cristales ca- da vez mayores, a la vez que deja de estar orientada según S1 y aparece en agregados desorientados en los cuales se pueden dar lá- minas desordenadas que alcanzan hasta 600 micras.

ALBITA: Puede proceder de la recristaliza- ción de feldespatos detríticos, pero normal- mente aparece en pequeños cristales pecilo- blásticos de tamaño generalmente inferior a las 300 micras, con bordes lobulados e in- clusiones de cuarzo. En algunas ocasiones presenta maclas polisintéticas.

Las determinaciones efectuadas para cal- cular su contenido en calcio revelan que, en general, suelen ser inferiores a An5 y lo más común es encontrar composiciones entre An0 y An2.

Su alteración hidrotermal es muy intensa provocando la formación de pajillas de seri- cita que ensucian la superficie de los cris- tales.

CLORITA: Se ha formado como mineral de

metamorfismo en la facies de corneanas con albita-epidota; su desaparición al elevarse la temperatura, favoreciendo la formación de cordierita, marca el límite inferior de las ro- cas que hemos considerado como pertene- cientes a la facies hornbléndica.

Suele aparecer en pequeños cristales que, en lámina delgada, presentan pleocroismo en color verde pálido, que va creciendo en in- tensidad con el aumento del metamorfismo. Generalmente están orientados al azar, pero pueden al igual que la moscovita, disponer- se paralelamente a las esquistosidades anti- guas, mimetizándolas.

También puede ser un producto de retro- metamorfismo o proceder de la alteración hi- drotermal de la biotita. Entonces puede apa- recer interestratificada con dicho mineral y contener inclusiones de rutilo y óxido de hie- rro (este último mineral dispuesto según los planos de exfoliación) procedentes de esa al- teración.

Por último, se puede encontrar clorita re- llenando pequeñas fracturas de origen hidro- termal; se trata entonces de cristales radia- les de pinnita con color verde claro, casi in- coloros, y con color de interferencia azul. EPIDOTA: Se manifiesta siempre en peque- ños agregados irregulares muy sucios que están desorientados. Su color de interferen- cia suele ser elevado.

BIOTITA: Sus características varían con el in- cremento del grado de metamorfismo. En la parte más externa de la aureola aparece en pequeños cristales pleocroicos de color ver- de y a medida que uno se acerca al plutón em- piezan a aparecer biotitas que, al principio, tienen color marrón pálido, para acabar, en la zona más interna, formándose grandes cris- tales desorientados de color rojo intenso y muy pleocroicos, que llegan a alcanzar un ta- maño de hasta 1 mm.

Es frecuente la alteración hidrotermal de la biotita, dando clorita, rutilo y óxido de hierro, como productos más frecuentes de esa alteración.

ANDALUCITA: Sólo aparece en relación con las corneanas hornbléndicas, en la zona más interna de la aureola. Al principio se suele presentar en pequeños cristales peciloblásti-

cos de contornos irregulares, que contienen inclusiones grafitosas y micáceas, para ir después, en zonas de mayor grado metamór- fico, pasando a formar cristales idiomorfos de andalucita que pueden alcanzar un tamaño enorme. En el sector de Articutza afloran corneanas con andalucita en las que se pue- den ver cristales prismáticos de este mine- ral que alcanzan casi los 10 cm. de longitud: alrededor de estos cristales se suele presen- tar un ligero «flattening», que se supone re- lacionado con el aplastamiento de la roca en- cajante en la zona de bóveda del granito por efecto de la propia intrusión.

CORDIERITA: Es un mineral siempre difícil de identificar, no sólo por sus propias caracte- rísticas, sino también porque suele encontrar- se muy alterado a minerales micáceos.

Habitualmente es peciloblástico y presen- ta contornos irregulares, contiene inclusio- nes de otros minerales y raramente aparece en maclas cíclicas. Su ángulo 2Vx oscila al- rededor de los 80º.

3.1.3.2. Consideraciones sobre el desarrollo y evolución de la aureola

Dos hechos importantes han de ser teni- dos en cuenta al tratar el problema de la evo- lución del metamorfismo de contacto en re- lación con la intrusión granítica: el grado me- tamórfico alcanzado por las rocas de la aureo- la y el espesor de la misma.

El grado metamórfico alcanzado (facies de corneanas hornbléndicas) es el normal en este tipo de intrusión. Como es sabido, en las rocas situadas en contacto directo con el cuerpo intrusivo no se alcanza una tempe- ratura superior al 60% de la del propio mag- ma más aquella a la que se encontraban las rocas encajantes antes de la intrusión: de tal manera que suponiendo que el magma graní- tico tuviera una temperatura original entre 700º y 800º y la intrusión se realizara a una profundidad de 5-6 km., se alcanzarían en di- cho contacto los 600º-650º C. (JAEGER, 1957;

in WINKLER, 1974).

En el caso que nos ocupa la intrusión de- bió de ser poco profunda, dada la posición estratigráfica de los materiales encajantes, con lo cual las temperaturas en el contacto serían algo más bajas que las anotadas, pe-

ro todavía se estaría dentro del intervalo de temperaturas que caracterizan a la facies de corneanas hornbléndicas propias de los 530º a 610º C, a presión de 1000 bars (aprox. 4 km. de profundidad).

A partir de esa temperatura de borde (la más alta de la auréola) y teniendo en cuen- ta la amplitud del afloramiento, se puede en- sayar la reconstrucción aproximada de las iso- gradas alrededor del stock.

En efecto, la anchura cartográfica mínima del plutón es de unos 4 km. y la temperatura del magma no debía ser muy superior a 700ºC. Si la profundidad de encajamiento era de unos 2 km., la temperatura propia de las rocas para un gradiente geotérmico normal sería de unos 60º.

De acuerdo con estos datos y conforme a valores generalmente aceptados (WINKLER, 1965, p. 59), a unos 400 m. del contacto, la roca encajante llegaría a alcanzar algo más de 400°C. Por otra parte, las corneanas con albita-epidota comienzan a formarse a partir de 400º C, aproximadamente, lo que vendría a concluir que las facies de la aureola podrían prolongarse teóricamente hasta casi 400 m. del borde del plutón.

Sin embargo, la aureola del stock de Pe- ñas de Aya, por término medio, no deja ver efectos apreciables de metamorfismo de con- tacto a más de 100 m. del granito. Por otra parte, las facies de corneanas con hornblen- da, aunque desigualmente repartidas no tie- nen un desarrollo superior a los 25 m. de

espesor.

De acuerdo con todo lo anteriormente ex- puesto, es necesario hacer algunas observa- ciones acerca de las causas que puedan ha- ber contribuido al desarrollo aparentemente anormal de la aureola de Peñas de Aya. De entre estas causas, las más destacables pa- recen ser las siguientes:

1. Temperatura de intrusión bastante ba- ja.

2. Emplazamiento superficial.

3. Intrusión no realizada en una sola eta- pa.

Analizaremos someramente, una tras otra, estas tres posibilidades.

en el momento de su emplazamiento fuera in- ferior a los 700º C supuestos anteriormente, con lo cual el flujo de calor hacia el medio circundante habría sido relativamente bajo; MARMO (1968) indica la posibilidad de for- mación de granito en un medio hidrotermal a temperaturas inferiores a 650º C (incluso del orden de 400-500ºC), pero en este caso no hay pruebas para admitir tal proceso. No obs- tante, cabe que un magma rico en elemen- tos volátiles y H20 pueda alcanzar, aún en estado fundido, temperaturas por debajo de los 700º-800º C, supuestamente normales para magmas graníticos; esto puede influir en el escaso desarrollo de la aureola de contacto de Peñas de Aya.

Por otra parte, la intrusión pudo hacerse en niveles muy próximos a la superficie, con el doble efecto de que las pérdidas de calor podrían haber sido importantes y que la ro- ca encajante se encontraría originalmente a temperaturas bajas (del orden de 60º C a 2 km. de profundidad). Es un hecho indudable la superficialidad de emplazamiento del granito de Peñas de Aya, no hay que olvidar que in- truye en los materiales estratigráficamente más altos de las sucesiones paleozoicas; efectivamente, el Carbonífero en su totalidad no debe exceder los 2.000 m. y esto inclu- yendo el posible incremento del espesor pri- mitivo por efecto de las deformaciones su- fridas en las fases de deformación anteriores a la intrusión. Como consecuencia, las pér- didas de calor de la masa ígnea debieron ser considerables y el enfriamiento relativamen- te rápido.

Finalmente, en relación con la tercera de las causas invocadas puede indicarse que el magma pudo haber sido emplazado primera- mente en una zona más profunda y más tar- de, a temperatura más baja, haber ascendido hasta el nivel de encajamiento actual. Como se ha señalado en el epígrafe 3.1.3.1., al des- cribir las corneanas de la aureola, una esquis- tosidad de fractura se ha desarrollado local- mente, mientras las rocas sufrían los efec- tos derivados de la proximidad del cuerpo ígneo. Las primeras motas de óxidos de hie- ror están deformadas por la esquistosidad de fractura, mientras que los minerales de ma- yor temperatura, crecidas sobre la mota, obli- teran dicha esquistosidad. Creemos admisi-

ble que tal esquistosidad se relacione con la presión generada en una segunda etapa de encajamiento del granito.

En definitiva, el reducido espesor de la aureola parece controlado por la baja tem- peratura del magma intruido, menor que 700°C (?), la temperatura de intrusión sien- do a su vez dependiente del apreciable con- tenido en volátiles y de la escasa profundidad de emplazamiento (menos de 2 km. de pro- fundidad). A todo esto hay que añadir la ve- rosímil posibilidad de que el ascenso ocu- rriese en más de una pulsación.