Geochemistry and geochronology of the Palaeozoic mafic magmatism in the Codosera, Almadén and Guadalmez synclines, Central Iberian Zone, Spain

¹ ISTO, UMR7327, Université d’Orléans, CNRS, BRGM, 45071 Orléans, France
² BRGM, 45060 Orléans, France
³ Univ Rennes, CNRS, Géosciences Rennes − UMR6118, 35000 Rennes, France
⁴ Instituto de Geología Aplicada & Departamento de Ingeniería Geológica y Minera. E.I.M.I. Almadén, Universidad de Castilla-La Mancha, Plaza Manuel Meca1, 13400 Almadén (Ciudad Real), Spain
⁵ Department of Geosciences and Geography, University of Helsinki, Gustaf Hällströminkatu 2, 00014 Helsinki, Finland
⁶ Departamento de Mineralogía y Petrología, Facultad de Ciencias Geológicas, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid, Spain

^* Corresponding author: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Received: 29 July 2024
Accepted: 27 March 2025

Abstract

The Central Iberian Zone (CIZ) hosts several mafic suites showing variable geochemical affinities and signatures evolving through time. To provide a better understanding of magmatic processes, possible sources and the temporal evolution of the mafic magmatism in the CIZ, this work presents new geochemical and geochronological data on mafic intrusions hosted by three structures: the Guadalmez syncline (GS), the Almadén syncline (AS) and the Codosera syncline (CS). According to the U-Pb dating on apatite, the alkaline dolerites from the GS and AS were emplaced during at least two events, the first one at the end of the Silurian, and the second one during the upper Devonian to Carboniferous. The mafic rocks from the CS present a transitional affinity and were emplaced during the Carboniferous, either as a single major event around 348±33Ma or as a series of discrete events between 359 ± 22 Ma and 332 ± 17 Ma. They are therefore associated with the first stages of the Variscan orogeny. The mafic suites of the AS and GS show no evidence of crustal contamination, whereas the rocks from the CS may have experienced slight crustal contamination. All studied rocks show an enrichment in LREE, high Gd/Yb>2.9 and Ti/Y>554 ratios; likely indicating the presence of residual garnet in the mantle source. Some of the mafic rocks in this study are contemporaneous with a mafic magmatic event already reported in the Armorican Massif. This allows us to propose the existence of a widespread mafic magmatic event that took place between the Upper Devonian to the Mississippian in both the Central Iberian Zone and in the Armorican Massif at around 360 Ma.

Résumé

La Zone Centro Ibérique (CIZ) présente plusieurs suites mafiques ayant des signatures et des affinités géochimiques variables qui ont évoluées au cours du temps. Afin de mieux comprendre les différents processus magmatiques, les sources possibles et l’évolution spatio-temporelle du magmatisme mafique dans la CIZ, ce travail présent des nouvelles données géochimiques et géochronologiques sur des intrusions mafiques localisées dans trois structures : le synclinal de Guadalmez (GS), le synclinal d’Almadén (AS) et le synclinal de la Codosera (CS). D’après les datations U-Pb sur apatite, les dolerites alcalins du GS et AS ont été mis en place au cours d’au moins deux événements, le premier à la fin du Silurien, et le deuxième entre le Dévonien et le Carbonifère. Les roches mafiques du CS présentent une affinité transitionnelle et ont été mises en place au cours du Carbonifère, soit lors d’un événement majeur unique vers 348±33Ma, soit lors d’une série d’événements discrets entre 359 ± 22 Ma et 332 ± 17 Ma. Ils sont par conséquent associés aux premiers stades de l’orogenie Varisque. Les suites mafiques du AS et du GS ne montrent aucun signe de contamination crustale, tandis que les roches du CS auraient pu subir une légère contamination crustale. Tous les échantillons étudiés sont enrichis en LREE et présentent des rapports Ti/Y>554 et Gd/Yb>2,9 élevés, indiquant ainsi probablement la présence de grenat résiduel dans la source mantellique. La plupart des roches mafiques analysées dans cette étude sont contemporaines d’un événement magmatique mafique déjà signalé dans le Massif Armoricain. Cela nous permet de suggérer l’existence d’un événement magmatique mafique largement répandu qui s’est déroulé entre le Dévonien supérieur et le Mississippien, aussi bien dans la Zone Centro-Ibérique que dans le Massif Armoricain autour de 360 Ma.