Albitization of the granitic basement of the Guilleries and Roc de Frausa Massifs (NE Spain) in relationship to the Permian - Triassic palaeosurface

Abstract

The granitic basement below the Triassic unconformity in the Guilleries and Roc de Frausa massifs (NE Iberia), presents widespread red stained facies characterized by plagioclase albitization, biotite chlhoritization, K-feldspar microclinization and quartz precipitation. These main alterations are accompanied by precipitation of secondary hematite, maghemite, Cesynchisite, calcite and apatite and replacement of monazite by secondary monazite. The alteration forms a 150-200 m thick vertical profile beneath the regional Triassic unconformity. The most intense and pervasive alteration occurs in the upper part, close to the Triassic unconformity, and progressively decreases towards depth and becomes restricted to the fracture walls in the lowermost part. The alteration presents a large lateral continuity and can be followed along tens of kilometers. This spatial arrangement below the Triassic unconformity indicates that the alteration was probably triggered by the interaction of the granites with stable and long-lasting groundwater tables. The oxygen isotope composition of the albitized plagioclase (11-13‰), the microclinized K-felds par (12-14‰) and s econdary quartz (˜ 12‰) systematically have higher values respect to the primary counterparts and suggest that albitization developed at temperatures around 55ºC, at a depth of several hundreds of meters below surface. The dating of the microclinized K-feldspar by K-Ar and the secondary monazite by U-Th-Pbtotal occurring in the red stained albitized rocks indicates that the alteration developed during Permian - Triassic times. The zone between the albitized profile and the true palaeosurface was probably occupied by a thick regolith eroded during Early Triassic times. All these features strongly support that this red albitized profiles record a widespread Na-alteration of the crystalline basement formed in close relationship with the Permo- Triassic palaeosurface and the salty environtments of the Permo-Triassic landscape. Similar Permian - Triassic red albitization profiles have been reported in the French Central Massif and the Polish Sudetes, pointing to the hyphotesis that this kind of albitization was a common process that affected the Variscan basement of Western Europe situated relatively close to the surface during Late Permian to Early Triassic times.

Els granitoides Hercinians que conformen el nucli dels massissos de les Guilleries i el Roc de Frausa (NE Espanya) presenten una facies vermella d’alteració sota la discordança Permo-Triàssica caracteritzada per una intensa oxidació, albitització de la plagiòclasi, cloritització de la biotita, microclinització del feldspat potàssic i dissolució parcial del quars. L’albitització forma un perfil vertical de 150-200 m de potència on la major intensitat de l’alteració es produeix a la part superior del perfil a prop de la discordança i va decreixent amb la profunditat de forma progressiva, fins a quedar restringida a les parets de les fractures en les parts més inferiors dels perfil. L’albitització presenta una gran continuïtat lateral, de l’ordre de des enes de quilòmetres, sota la discordança Permo-Triàssica regional. Aquesta disposició espacial suggereix que l’albitització es va produir per la interacció del sòcol Hercinià pròxim a la superfície Permo-Triàssica amb aqüífers estables, desenvolupant-se també de forma similar en les altres litologies del paleozoic. La composició isotòpica de l’oxigen de la plagiòclasi albititzada (11-13‰ ), el feldspat potàssic microclinizat (12-14‰) i el quars secundari (≈12‰) presenta valors significativament més alts que els seus equivalents primaris i indiquen que la interacció de la roca amb l’aigua s’hauria produït a temperatures al voltant de 55ºC, i a profunditats de l’ordre de centenars de metres. Les datacions del feldspat potàssic microclinitzat (K-Ar) i la monazita secundària (U-Th-Pbtotal) presents a les fàcies albititzades indiquen que els perfils es van desenvolupar durant el període Permo-Triàssic. La zona situada entre el perfil d’albitització i la paleosuperfície sensu stricto consistiria probablement en un regolit tou desenvolupat en els mateixos granitoides i posteriorment erosionat durant el Triàssic Inferior i Mitjà, tal com indiquen els extensos dipòsits detrítics vermells rics en quarsarenites (i.e. facies Buntsandstein) dipositats en els rifts Triàssics de les Serralades Costaneres Catalanes i dels Pirineus. Tots aquests factors suggereixen que els perfils d’albitització vermells registren una extensa alteració sòdica del basament cristal·lí en estreta relació amb la paleosuperfície Permo-Triàssica i els ambients salins del paisatge Permo-Triàssic. Perfils d’albitització de les mateixes característiques han estat descrits al Massís Central Francès i al massís dels Sudetes (Polònia), suggerint la hipòtesi que aquest tipus d’albitització va ser una alteració àmpliament estesa durant el periòde Permo-Triàssic que va afectar de forma similar a les diferents litologies del basament Hercinià pròxim a la superfície