Original paper

The Early Palaeozoic in Iberia a plate-tectonic interpretation

von Raumer, Jürgen F.; Stampfli, Gérard M.; Hochard, Cyril; Gutiérrez-Marco, Juan Carlos

Abstract

The present-day distribution of the Ossa-Morena, Central Iberian, West Asturian-Leonese, and Cantabrian tectono-metamorphic Zones resulted from the complex Variscan evolution, juxtaposing along the Eurasian margin domains formerly located at the Gondwana margin in Early Palaeozoic times. Characterized by mainly thick detrital Cambrian and/or Ordovician sediments, all four regions with their different sedimentary evolution indicate specific emplacements along the Gondwana margin. The elaboration of tectonic subsidence curves for each region and their comparison during the Cambrian, result in a time-space relationship characterized by the following stages: Late Proterozoic to Early Cambrian Cadomian active margin setting (Ossa-Morena and Central Iberian Zones), potential accretion to Gondwana; since the Early Cambrian extending continental crust, leading to an initial subsidence in the Ossa-Morena Zone and to a strong subsidence in the West Asturian-Leonese Zone lasting until the Late Cambrian, related to the opening of the Prototethys. A new pulse of subsidence is recorded since the Arenigian, during the deposition of the "Armorican Quartzite" in the Central Iberian Zone, which is thought to represent a rim-basin forming behind the shoulder of the opening Rheic Ocean. The moderate subsidence in the Cantabrian Zone could be the expression of its evolution of a hinterland between the two passive margins. Spanish La distribución actual de las Zonas tectonometamórficas Cantábrica, Asturoccidental-Leonesa, Centroibérica y Ossa-Morena es el resultado de una compleja evolución que yuxtapuso, durante la deformación varisca, dominios emplazados en distintos lugares del margen de Gondwana durante el Paleozoico Inferior. La diferente evolución sedimentaria de estas cuatro regiones, caracterizadas principalmente por su potente sedimentación detrítica durante el Cámbrico-Ordovícico, indica un emplazamiento específico para cada una de ellas dentro del margen gondwánico. La reconstrucción de las curvas de subsidencia tectónica de cada zona y su comparación den-tro del marco de la evolución cambro-ordovícica perigondwánica, permite distinguir varias etapas en sus relaciones espacio-temporales. Así, en la primera (Neoproterozoico-Cámbrico inicial), un margen activo sobre corteza de tipo cadomiense se desarrollaba en la periferia de Gondwana (Zonas de Ossa-Morena y Centroibérica). La segunda etapa supuso la extensión de dicha corteza entre el Cámbrico Inferior a Superior, con subsidencia incipiente en Ossa-Morena, y fuerte subsidencia en la Zona Asturoccidental-Leonesa. Finalmente y a partir del Arenigiense, se registra un nuevo pulso subsidente en la Zona Centroibérica, ligado al depósito de la Cuarcita Armoricana, lo que permite interpretarla como una cuenca marginal (rim basin) a espaldas del borde sobreelevado (shoulder) creado en la apertura del Océano Rheico. La subsidencia moderada durante esta época en la Zona Cantábrica puede ser el resultado de su evolución como un traspaís (hinterland) situado entre dos márgenes pasivos.

Kurzfassung

Die heutige Zonengliederung des Iberischen Massivs in die Südportugiesische, Ossa-Morena, Zentraliberische, Westasturisch-Leonesische und Kantabrische Zone ist Folge einer komplexen variszischen Entwicklung, die verschiedene frühpaläozoische Kontinentaleinheiten des ehemaligen Gondwanarandes am Südrand von Eurasien zusammenführte. Durch eine mächtige detritische Entwicklung während des Kambriums und Ordoviziums charakterisiert, zeigen alle der vier letztgenannten Blöcke unterschiedliche Sedimentationsbedingungen und damit unterschiedliche Ablagerungsbedingungen am Gondwanarand an. Die Sedimentation ist in allen vier Gebieten durch spezifische tektonische Subsidenzkurven charakterisiert, und es lassen sich für die Zeit des Kambriums und Ordoviziums folgende plattentektonische Entwicklungsabschnitte unterscheiden: neoproterozoisch bis frühkambrischer aktiver Plattenrand (Ossa-Morena und Zentraliberische Zonen) und mögliche Akkretion an den Gondwanarand; seit dem Unterkambrium Dehnung der kontinentalen Kruste mit initialer Subsidenz in der OssaMorena Zone, und mit starker Subsidenz im Bereich der Westasturisch-Leonesischen Zone bis zum oberen Kambrium im Zusammenhang mit der Öffnung der Prototethys. Mit der Ablagerung des Armorikanischen Quarzits seit dem Arenig wird in der Zentraliberischen Zone eine neue Subsidenzphase erkennbar, die auf eine ,,Rim-Basin Situation hinter der Riftschulter des sich öffnenden Rheischen Ozeans gedeutet werden kann. Die relativ geringen Subsidenzraten in der Kantabrischen Zone könnten Ausdruck einer Entwicklung zwischen zwei passiven Rändern im Hinterland des Riftsystems sein.

Keywords

early palaeozoiciberiagondwana marginsubsidence-patternsplate tectonic reconstruction