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Caracterización del vulcanismo carbonatítico de Catanda (Angola)

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Universitat de Barcelona. Departament de Cristal·lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals

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[spa] Las carbonatitas volcánicas de Catanda son las únicas descritas hasta el momento de carácter extrusivo en Angola. Esta localidad es, además, significativamente interesante por la presencia de lavas carbonatíticas, las cuales se han descrito en tan solo 14 lugares a nivel mundial. Sin embargo, la información publicada referente a Catanda se reducía, hasta ahora, a unos pocos trabajos elaborados por investigadores portugueses en la década de los años 1960 y 1970, en los cuales se aportaban datos sobre geología regional y se describían características de las carbonatitas, aunque estos resultados eran muy limitados. La falta de información geológica que hasta ahora había sobre la zona de estudio se debe, principalmente, a la inestabilidad política y social reinante en Angola por los conflictos bélicos que asolaron su territorio durante más de cuarenta años y que imposibilitaron el acceso y el estudio de la región de Catanda, así como de otras muchas áreas en el conjunto del país. Bajo este contexto general se planteó el presente proyecto de tesis doctoral, con el objetivo de aportar nueva información y conocimientos referentes al vulcanismo carbonatítico de la región de Catanda y, en particular, a las características litológicas, mineralógicas, petrológicas, geoquímicas, petrogenéticas y de emplazamiento de las carbonatitas volcánicas. A partir de las observaciones realizadas se ha podido constatar que las carbonatitas de Catanda están formadas por un conjunto de hasta siete edificios volcánicos con morfologías de anillos de tobas y maares que afloran en un graben de unos 50 km2 de extensión. Además, asociado a este conjunto principal, se ha descrito un octavo centro eruptivo, con morfología de maar, localizado a unos cinco kilómetros al este del graben de Catanda, en la zona conocida como laguna de Chiva. Los afloramientos de rocas piroclásticas y lávicas de la región forman series de materiales vulcano-sedimentarios que alcanzan 100 metros de potencia, hallándose dispuestos sobre un basamento de granitos de edad Arcaica que, a su vez, se encuentran recubiertos por sedimentos aluviales y coluviales de edad reciente. Se ha podido determinar que las carbonatitas de Catanda se formaron a partir de procesos volcánicos eminentemente explosivos y que la actividad efusiva que dio lugar a las lavas carbonatíticas fue escasa y está concentrada en las zonas externas del graben, asociadas a importantes fracturas regionales. El estudio petrográfico de las rocas de Catanda ha permitido diferenciar hasta cinco facies distintas de rocas piroclásticas y tres tipologías distintas de lavas carbonatíticas. Estas lavas pueden clasificarse como calciocarbonatitas (con un contenido de calcita superior al 70% modal), aillikitas (con contenidos de calcita inferiores al 35% y 5102 por encima del 14 % en peso) y natrocarbonatitas alteradas (formadas por cristales tabulares de calcita pseudomórficos de carbonatos alcalinos). La caracterización geoquímica de las lavas ha permitido constatar que a pesar de sus diferencias texturales y composicionales, todas ellas se formaron a partir de un mismo magma parental carbonatítico que, tras el estudio de las inclusiones fundidas incluidas en magnetita, se ha podido determinar que tenía una composición eminentemente alcalina. Los estudios realizados en Catanda por Silva y Pereira (1973) afirmaban que las carbonatitas de la región se formaron en el Cretácico superior (92 Ma), dato que obtuvieron a partir de la datación de un dique de rocas alcalinas (tinguaíta) que consideraron contemporáneo con las carbonatitas. Sin embargo, durante la realización del presente proyecto de tesis, se han llevado a cabo dataciones de minerales presentes en las carbonatitas de Catanda, utilizando los métodos de Rb/Sr en flogopita y U-Th-He en apatito. La edad obtenida ha sido de 0,65-0,66 Ma (Pleistoceno medio), variando sustancialmente la edad establecida en primera instancia por esos autores y obligando a replantear el contexto geodinámico y volcanológico del graben de Catanda y, en general, del margen Atlántico de Angola.

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[eng] The volcanic carbonatitic region of Catanda is the only extrusive carbonatite locality reported in Angola. The Catanda area is also significant due to the occurrence of carbonatitic lavas; those have been only reported in 14 localities worldwide. However, the available information about these carbonatites was restricted to a few works developed in the 60's and the 70's, in which the reported data about the geological setting and main features of the carbonatites were strongly limited. The information gap about Catanda was especially generated by the politic and social instability caused by the Angolan civil war, which made impossible the access to the Catanda region and entire Angola, for more than forty years. According to this general approach, the aim of the present Ph.D. project was to obtain new information and knowledge about the carbonatitic volcanism of the Catanda region and, especially, in relation to its lithological features, mineralogy, petrology geochemistry, genetic and emplacement processes related to the formation of the extrusive carbonatites. Coupled analyses of satellital images and field data demonstrated thatCatanda carbonatites are formed by a group of seven small volcanic edifices with maar and tuff ring morphologies, outcropping in a graben of 50 km2 in extension. In addition, we also discovered and maar at 5 km east from the main volcanic area, in the region known as Chiva lagoon. The pyroclastic rocks from the Catanda region may achieve up to 100 metres in thickness deposited over Archaean granites and broadly covered by recent alluvial and colluvial sediments. We have determined that Catanda carbonatites were especially formed by explosive events, while carbonatitic lavas were very minor and restricted to the external parts of the graben, associated to the most important fractures. The petrographic study of the Catanda rocks allowed us to distinguish 5 different facies of pyroclastic rocks and 3 typologies of carbonatitic lavas. These lavas can be classified as calciocarbonatites (containing more than 70% of modal calcite), silicocarbonatites-aillikites (with less than 35% of modal calcite and more than 14 wt.% of SiO2) and altered natrocarbonatites (formed by tabular calcite crystals pseudomorphs of primary alkaline carbonates). Geochemical data also permits to confirm that, even their compositional and textural differences, all Catanda lavas were formed from the same parental melt. The study of melt inclusions hosted in magnetite grains also indicates that the parental melt composition was broadly alkaline. The studies carried in Catanda by Silva & Pereira (1973) argued for the late Cretaceous age of the carbonatites (92 Ma). This age was obtained from the dating of a tinguaite dyke that the authors considered contemporaneous to the carbonatitic rocks. However, in the present Ph.D. project we carried out the first direct dating of the Catanda lavas, using Rb/Sr and U-Th-He methods in fluorapatite and phlogopite, respectively. The age obtained from these dating has been approximately 0.65-0.66 Ma. This new dating changes the general view of the volcanic and geodynamic setting of the Catanda graben and, in general, the entire Angolan Atlantic margin.

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Tesis Doctorals - Departament - Cristal·lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals

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Caracterización del vulcanismo carbonatítico de Catanda (Angola)