Estudi estructural i estratigràfic del sud d’Andorra

Abstract

Aquesta tesi es centra en l'estudi estratigràfic i estructural d'un sector de la zona axial del Pirineu, concretament al sud d'Andorra, en què hi afloren roques del Paleozoic que han estat afectades per les orogènesis herciniana i alpina.

Els objectius principals d'aquesta tesi es centren en millorar el coneixement de la geologia regional d'Andorra, i es poden agrupar en els següents punts:

- Millorar el coneixement de l'estratigrafia de les roques d'Andorra. - Proposar una evolució estructural del sector d'estudi a partir de la realització de talls geològics i d'observacions de camp. - Comparar el sector d'estudi amb altres massissos hercinians i establir relacions entre ells.

Aquesta tesi parteix de la realització d'un mapa geològic del sector a l'escala 1:25.000 (que es presenta a l'escala 1:50.000 per facilitar-ne la lectura) que és la base del treball i l'element de visualització de part dels resultats. Les unitats estructurals estudiades són el dom de la Rabassa, la part més oriental del sinclinal de Llavorsí i de l'anticlinal de la Massana, i un sector del massís de la Pallaresa, al nord est d'Andorra.

En el capítol d’estratigrafia es caracteritzen les formacions que afloren a l’àrea d’estudi i que inclouen des de la Fm d’Alins (Cambroordovicià) fins al Devonià mitjà.

El següent capítol tracta sobre la datació de zircons detrítics amb mètodes radiomètrics U-Pb de tres mostres corresponents a les quarsites del sostre de la Fm de Jújols i a una mostra de la Fm quarsita de Bar. Els objectius són: 1) determinar l'edat màxima de sedimentació d'aquestes dues formacions, i 2) determinar la situació dels Pirineus al marge nord de Gondwana durant el Paleozoic inferior a partir de la comparació amb les poblacions d'edat d'altres terrenys perigondwànics dels que ja se'n coneix la posició, i proposar àrees font d'aquests sediments.

Pel que fa a l’estructura, s’han realitzat tres talls geològics compensats de direcció nord - sud que abasten tota la zona d'estudi. En aquests talls queden reflectits els diferents episodis de deformació que s'han descrit en aquest treball, que es poden agrupar en dos episodis anteriors a la foliació principal, l'episodi de deformació principal i els episodis posteriors. La fase de deformació principal és herciniana i es caracteritza per la formació de plecs, encavalcaments i una foliació S2, tots ells vergents cap al sud. Aquest episodi de deformació es desenvolupa en tres estadis: en el primer es formen encavalcaments vergents cap al sud arrelats al Silurià i plecs associats en els materials suprajacents, en el segon es formen els grans plecs quilomètrics que afecten a tota la sèrie i que són els responsables de la forma cartogràfica actual de les grans unitats i la foliació principal en aquest sector S2, i finalment es formen els grans encavalcaments que tallen totes les estructures anteriors i que estarien arrelats en els materials del Cambroordovicià. La deformació alpina de la zona d'estudi es limita a moviments de tota la làmina que donen lloc a la rotació i/o basculament de les estructures prèvies, i a la reactivació d'algunes falles i encavalcaments hercinians. Gràcies a la restitució dels talls s'ha pogut calcular un escurçament màxim en aquest sector d'un 60%, la major part del qual és degut a les deformacions hercinianes.

Per últim, es discuteix la relació de la meitat sud d'Andorra amb altres sectors del Pirineu i amb els massissos hercinians més propers, fent èmfasi en les característiques sedimentològiques, estructurals i magmàtiques d'aquests territoris, així com de l'anàlisi de procedència realitzat a partir de l'estudi dels zircons detrítics.

This thesis centres on a stratigraphic and structural study of a sector of the axial zone of the Pyrenees in the south of the Principality of Andorra, where Paleozoic rocks affected by the Hercynian and Alpine orogenies outcrop.

Its main objective – to improve knowledge of the regional geology of Andorra – can be broken down into three principal aims:

- Improve knowledge of the stratigraphy of the rocks of Andorra; - Propose a structural evolution of the study area using geological cross-sections and field observations; - Compare the study area with other Hercynian massifs and establish possible relationships between them.

The thesis is based on the geological mapping of the study area at 1:25,000 scale (included here only at 1:50,000 scale to facilitate its legibility), which affords a visual representation of part of the results of the study.

In the stratigraphy chapter, the formations that outcrop in the study area have been characterized. These outcrops include rocks from the Alins Fm (Cambro-Ordovician) until Middle Devonian.

The next chapter deals with detrital zircon dating using U-Pb radiometric techniques to study three samples of quartzites from the uppermost part of the Jújols Formation and one sample of quartzite from the Bar Formation. The principal aims were to estimate the maximum depositional age of these two formations and to determine the position of the Pyrenees on the northern margin of Gondwana in the Lower Paleozoic by comparing the ages of these samples with populations from other Perigondwanan terranes of known ages, thereby enabling source areas for these sediments to be proposed.

As for the structure, the structural analysis included three north-south geological cross-sections that cover the whole study area. The different deformation episodes that are described in this thesis are identifiable in these cross-sections, and can be grouped into episodes from before the main foliation, the main hercynian deformation episode and subsequent episodes.

Finally, we discuss the relationship between the southern sector of Andorra and other sectors of the Pyrenees and the nearest other Hercynian massifs, with an emphasis on the sedimentological, structural and magmatic characteristics of these areas, as well as on the analysis of their provenance determined by the study of detrital zircons.