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Cambrian, the eastern Narcea area was covered with continental red-bed sediments supplied by the more oriental assyntic orogenic axis, while the western part is occupied by a marine basin and the Lugo and Ollo uplifting areas. The lower Cambrian Vegadeo second cycle is marine (Fig. 1) and mostly carbonatic, the middle-upper Cambrian cycle is composed of detrital and pelitic materials. The transgressive Arenig "armorican" sandstones are followed by middle Ordovician pelitic deposits. Ekne movements built new structures (Fig. 1) and the upper Ordovician climate gave lateritic alterations on the new continental area. These alterations were mobilized in a "siderolithic" formation during the Taconic event, before the Silurian black shales transgression. Devonian-Dinantian sediments are almost lacking in the area west of Narcea. Hercynian intrusions are quite restricted to Ollo and Lugo anticlinoriums where the Hercynian metamorphism has reached the amphibolite facies. Note présentée par Georges MILLOT. 0249-6305/88/03071655 S 2.00 © Académie des Sciences C. R., 1988, 2e Semestre (T. 307) Série II 111 1656 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1655-1662, 1988 Ten samples of 100-150 crystals of zircon smaller than 150 um, were studied after grinding, riffling, and separation "using" or "from" dense liquid. Their classification follows the grid of Pupin and Turco [21] (PL I, Fig. 2 a) based on the distribution of crystalline faces according to temperature and aspect. In the region studied, the zircon types distribution shows that the old basement of Ollo provided materials to Lugo Precambrian, then, directly or by this relay, to the different Cambrian and lower Ordovician basins (PL I, Fig. 2b, PL II, and Fig. 3). After the Ekne event, the upper Cambrian and lower Ordovician levels outcropped, were affected by the Ashgill lateritic alteration phase, then supplied the late Ordovician sandstones with materials once more recycled. According to the freshness of zircons and to the occurrence of a volcanic population (Pl. II, No. 9), the Narcea Precambrian formation seems to have been fed by another older Precambrian source of the Ollo type, more oriental and buried now. In conclusion, the typology of zircon can be used in
follows the grid of Pupin and Turco [21] (PL I, Fig. 2 a) based on the distribution of crystalline faces according to temperature and aspect. In the region studied, the zircon types distribution shows that the old basement of Ollo provided materials to Lugo Precambrian, then, directly or by this relay, to the different Cambrian and lower Ordovician basins (PL I, Fig. 2b, PL II, and Fig. 3). After the Ekne event, the upper Cambrian and lower Ordovician levels outcropped, were affected by the Ashgill lateritic alteration phase, then supplied the late Ordovician sandstones with materials once more recycled. According to the freshness of zircons and to the occurrence of a volcanic population (Pl. II, No. 9), the Narcea Precambrian formation seems to have been fed by another older Precambrian source of the Ollo type, more oriental and buried now. In conclusion, the typology of zircon can be used in a metamorphic region for paleogeographic restitutions, in association with classic paleogeographic methods. I. INTRODUCTION. — Since Thürach (1884) in [1], the morphology of zircon has been used by many authors for characterizing igneous rocks [1]. In the domain of weathering, this mineral resists alteration and, if it is in small crystals, to erosion. The study of zircons detrital permits thus to determine the origin of certain terrigenous inputs [2]. This utilization remains possible within sedimentary series visited by a metamorphism of low to moderate intensity [3], as the example of the NW of the Iberian Peninsula shows. II. PRESENTATION GEOLOGIQUE. — The eastern part of the Hercynian segment of the NW of the Iberian Peninsula (Provinces of Lugo, Orense, León and Oviedo) (fig. 1), is constituted by a Precambrian basement ([4] to [7]) and by a covering arranged in stages from Cambrian to Carboniferous ([6] to [8]). Although this ensemble has undergone three orogenic cycles, one can still recognize the great lines of its paleogeography by relying both on classical methods and on geological data [9]. Four ridges, formed of Precambrian materials, play a decisive role. Elevated during the entire Paleozoic, they delimit the basins and feed the detrital deposits.
crystals, to erosion. The study of zircons detrital permits thus to determine the origin of certain terrigenous inputs [2]. This utilization remains possible within sedimentary series visited by a metamorphism of low to moderate intensity [3], as the example of the NW of the Iberian Peninsula shows. II. PRESENTATION GEOLOGIQUE. — The eastern part of the Hercynian segment of the NW of the Iberian Peninsula (Provinces of Lugo, Orense, León and Oviedo) (fig. 1), is constituted by a Precambrian basement ([4] to [7]) and by a covering arranged in stages from Cambrian to Carboniferous ([6] to [8]). Although this ensemble has undergone three orogenic cycles, one can still recognize the great lines of its paleogeography by relying both on classical methods and on geological data [9]. Four ridges, formed of Precambrian materials, play a decisive role. Elevated during the entire Paleozoic, they delimit the basins and feed the detrital deposits. It is about, from South to North and from West to East : — of the Ollo de Sapo meridional, formed of orthogneiss issued from granites monzonitiques and calco-alcalins, remolded at their summit ([5] to [7]), — of the Ollo de Sapo septentrional and central, of the same composition, separated from the previous ridge by a transverse depression which functioned since the Upper Cambrian [10], — of the Dome of Lugo ([6], [11]), to the Northeast, formed of metasediments grezzo-pelitic, — and, much more to the East, of the Anticlinal of Narcea ([7], [12]), with materials sédimentaires plus détritiques. The history of these units of basement illustrates the regional evolution. — At the end of the Proterozoic, the Assyntic movements structure the region situated to the East of the Anticlinal of Narcea [7]. Toward the West, where the units of Precambrian of the Ollo de Sapo and the Dome of Lugo are already individualized, the deformations diminish then cease. — The first sedimentary cycle, at the transition between Proterozoic and Cambrian, corresponds to the East to a deposit of type « red continental series » ([13], [14]) to copper. — This formation ends toward the West at the height of
from the previous ridge by a transverse depression which functioned since the Upper Cambrian [10], — of the Dome of Lugo ([6], [11]), to the Northeast, formed of metasediments grezzo-pelitic, — and, much more to the East, of the Anticlinal of Narcea ([7], [12]), with materials sédimentaires plus détritiques. The history of these units of basement illustrates the regional evolution. — At the end of the Proterozoic, the Assyntic movements structure the region situated to the East of the Anticlinal of Narcea [7]. Toward the West, where the units of Precambrian of the Ollo de Sapo and the Dome of Lugo are already individualized, the deformations diminish then cease. — The first sedimentary cycle, at the transition between Proterozoic and Cambrian, corresponds to the East to a deposit of type « red continental series » ([13], [14]) to copper. — This formation ends toward the West at the height of the Anticlinal of Narcea, where it passes to marine levels which secrete at the approaches of the Dome of Lugo and of the Ollo de Sapo meridional. — The sediments carbonatés of the second cycle, Lower Cambrian, transgress toward the East ([15], [16]) and occupy what becomes the Astur-Galician Basin. The Anticlinal of Narcea individualizes, forming a high (fig. 1). — The following cycle, of age Middle to Upper Cambrian, is represented by detrital materials grezzo-pelitic transgressive ([6], [7]) which will separate the Ollo central from the Ollo meridional [10]. — Always transgressive, the sedimentation becomes frankly detrital with the Armorican Sandstones of Arenig. — At the end of the Ordovician, the movements compressive Calendonians of the phase of Ekne induce new structures, such as the incipient future variscan anticline of Caurel [17] (fig. 1). During the Ordovician, the emerged zones are subjected to a late weathering phase [18]; the deposits marine are essentially carbonates. — The phase Variscan, which separates the Ordovician from the Silurian, remolds the continental alteration products in siderolithic ([13], [3], [17], [18], [19]). In the littoral domain, this formation passes laterally to the « upper sandstones » Fini-Ordovician. The transgression of the ampelites seals this
The Anticlinal of Narcea individualizes, forming a high (fig. 1). — The following cycle, of age Middle to Upper Cambrian, is represented by detrital materials grezzo-pelitic transgressive ([6], [7]) which will separate the Ollo central from the Ollo meridional [10]. — Always transgressive, the sedimentation becomes frankly detrital with the Armorican Sandstones of Arenig. — At the end of the Ordovician, the movements compressive Calendonians of the phase of Ekne induce new structures, such as the incipient future variscan anticline of Caurel [17] (fig. 1). During the Ordovician, the emerged zones are subjected to a late weathering phase [18]; the deposits marine are essentially carbonates. — The phase Variscan, which separates the Ordovician from the Silurian, remolds the continental alteration products in siderolithic ([13], [3], [17], [18], [19]). In the littoral domain, this formation passes laterally to the « upper sandstones » Fini-Ordovician. The transgression of the ampelites seals this episode. — Except for exceptions, the Devonian-Carboniferous sediments do not develop but much more to the East, beyond the Narcea [7]. — The Variscan movements structure the entire region ([6], [7]). The metamorphism, generally epizonal, reaches a higher degree at the heart of the anticlinoriums of the Ollo de Sapo and the Dome of Lugo [6]. III. TYPOLOGY OF THE ZIRCONS OF THE FORMATIONS STUDIED. — We rely here on the typology elaborated by Pupin and Turco ([20], [21]) (Pl. I, fig. 2 a) to classify the zircons extracted after crushing, sieving and separation to dense liquids [3]. The fraction studied, inferior to 150 μm, presents crystals only slightly eroded, but often fragmentized (Pl. II F). Ten assemblages of zircons magmatic or remolded have been studied within the considered sector, from the stratigraphic sections raised and sampled from 1965 to 1972 by one of us (J.-J. G.) ([9], [17]) (fig. 1). It consists of populations of 100 to 150 crystals taken at random from the treated samples [3]. One can distinguish two types of populations (Pl. I, fig. 2 b and Pl. II) : — 1° the zircons of the Ollo de Sapo meridional (sampled in its northern part, at
and the Dome of Lugo [6]. III. TYPOLOGY OF THE ZIRCONS OF THE FORMATIONS STUDIED. — We rely here on the typology elaborated by Pupin and Turco ([20], [21]) (Pl. I, fig. 2 a) to classify the zircons extracted after crushing, sieving and separation to dense liquids [3]. The fraction studied, inferior to 150 μm, presents crystals only slightly eroded, but often fragmentized (Pl. II F). Ten assemblages of zircons magmatic or remolded have been studied within the considered sector, from the stratigraphic sections raised and sampled from 1965 to 1972 by one of us (J.-J. G.) ([9], [17]) (fig. 1). It consists of populations of 100 to 150 crystals taken at random from the treated samples [3]. One can distinguish two types of populations (Pl. I, fig. 2 b and Pl. II) : — 1° the zircons of the Ollo de Sapo meridional (sampled in its northern part, at Rio and San Francisco, Province of Orense, cf. fig. 1), where the type « S17 » of Pupin and Turco predominates, associated with the type « S22 », with prism (100) and pyramid (101) well expressed (nos 2 and 3, Pl. II), — 2° l'ensemble formé des schistes gréseux du Précambrien du Dôme de Lugo (région de Sarria, Province de Lugo) et de l'Anticlinal du Narcea (Villanovo, León), des grès du sommet du Cambrien inférieur (Linares, Lugo), des grès du Cambrien moyen à supérieur (Parada dos Montes, Lugo), des grès armoricains de l'Arenig (Santa Eulalia, Lugo et Sierra del Teleno, León), des « grès supérieurs » du stade ultime, régressif, de l'Ordovicien supérieur (Villarabe, Lugo), qui contient des zircons aux formes plus variées; les types « S2S », « S24 », « S19 » et « S18 », à prisme (100) et pyramide (101) bien exprimés, s'ajoutent aux types précités et prédominent assez nettement (pl. I, fig. 2 b). 1658 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1655-1662, 1988 Deux échantillonnages montrent un certain pourcentage de zircons de haute température, sans doute volcaniques (pl. I, fig. 2 b, 5 et 6). Il s'agit des schistes du Précambrien
Précambrien du Dôme de Lugo (région de Sarria, Province de Lugo) et de l'Anticlinal du Narcea (Villanovo, León), des grès du sommet du Cambrien inférieur (Linares, Lugo), des grès du Cambrien moyen à supérieur (Parada dos Montes, Lugo), des grès armoricains de l'Arenig (Santa Eulalia, Lugo et Sierra del Teleno, León), des « grès supérieurs » du stade ultime, régressif, de l'Ordovicien supérieur (Villarabe, Lugo), qui contient des zircons aux formes plus variées; les types « S2S », « S24 », « S19 » et « S18 », à prisme (100) et pyramide (101) bien exprimés, s'ajoutent aux types précités et prédominent assez nettement (pl. I, fig. 2 b). 1658 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1655-1662, 1988 Deux échantillonnages montrent un certain pourcentage de zircons de haute température, sans doute volcaniques (pl. I, fig. 2 b, 5 et 6). Il s'agit des schistes du Précambrien du Narcea et, dans une moindre mesure, des grès de la fin du Cambrien inférieur de la Sierra de Caurel. EXPLICATIONS DES PLANCHES Planche I Fig. 2. — a. Classification typologique des zircons selon Pupin et Turco [21] : la cadre en trait épais cerne la distribution des populations étudiées, b. Distribution des populations de zircons dans le Précambrien et le Paléozoïque inférieur du NW de l'Espagne. 1 : dans l'Ollo de Sapo méridional dans sa partie inférieure (axiale), 2 : id., dans un niveau intermédiaire, 3 : id., dans les termes supérieurs, 4 : Précambrien du Dôme de Lugo, 5 : sommet du Cambrien inférieur, 6 : Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, 7 : Cambrien moyen à supérieur, 8 : Grès armoricain (Sierra del Teleno), 9 : Grès armoricain (Sierra de Caurel), 10 : Grès supérieur, fini-Ordovicien. Fig. 2. — a. Typologie classification of zircon, after Pupin and Turco [21]: the thick frame surrounds the distribution of the types of zircons present in the studied populations, b. Distribution of the populations of zircons in the Precambrian and the lower Paleozoic of the N-W Spain. 1: in the Southern lower Ollo de Sapo in its axial part., 2: in the
b. Distribution des populations de zircons dans le Précambrien et le Paléozoïque inférieur du NW de l'Espagne. 1 : dans l'Ollo de Sapo méridional dans sa partie inférieure (axiale), 2 : id., dans un niveau intermédiaire, 3 : id., dans les termes supérieurs, 4 : Précambrien du Dôme de Lugo, 5 : sommet du Cambrien inférieur, 6 : Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, 7 : Cambrien moyen à supérieur, 8 : Grès armoricain (Sierra del Teleno), 9 : Grès armoricain (Sierra de Caurel), 10 : Grès supérieur, fini-Ordovicien. Fig. 2. — a. Typologie classification of zircon, after Pupin and Turco [21]: the thick frame surrounds the distribution of the types of zircons present in the studied populations, b. Distribution of the populations of zircons in the Precambrian and the lower Paleozoic of the N-W Spain. 1: in the Southern lower Ollo de Sapo in its axial part., 2: in the intermediate levels of Southern Ollo, 3: in the top of Southern Ollo, 4: in the Precambrian of Lugo Dôme, 5: level at the top of the lower Cambrian, 6: Precambrian of the Narcea Anticline, 7: middle and upper Cambrian, 8: Arenig armorican sandstones (Sierra del Teleno), 9: id., (Sierra de Caurel), 10: sandstones from the top of Ordovician. Fig. 1. — Schéma paléogéographique de la région étudiée à la fin du Cambrien inférieur. 1 : affleurements actuels de Précambrien, 2 : ligne de rivage à l'Ouest, 3 : axe du futur anticlinal tectonique de Caurel, 4 : points ou secteurs d'échantillonnage du Précambrien, 5 : id., du Cambrien inférieur, 6 : id., du Cambrien moyen à supérieur, 7 : id., de l'Arenig, 8 : id., de l'Ordovicien terminal. Fig. 1. — Paleogeographic map of the Eastern Galicia and Western Asturias at the end of Lower Cambrian: 1 : Precambrian outcrops, 2: Cambrian coast line in the western part of the basin, 3: axis of the future Taconic Caurel anticline, 4: places and areas of sampling in Precambrian, 5: id., in Lower Cambrian, 6: id., in Middle and Upper Cambrian, 7: id., in Arenig, 8: id., in the Upper Ordovician sandstones.
Caurel), 10: sandstones from the top of Ordovician. Fig. 1. — Schéma paléogéographique de la région étudiée à la fin du Cambrien inférieur. 1 : affleurements actuels de Précambrien, 2 : ligne de rivage à l'Ouest, 3 : axe du futur anticlinal tectonique de Caurel, 4 : points ou secteurs d'échantillonnage du Précambrien, 5 : id., du Cambrien inférieur, 6 : id., du Cambrien moyen à supérieur, 7 : id., de l'Arenig, 8 : id., de l'Ordovicien terminal. Fig. 1. — Paleogeographic map of the Eastern Galicia and Western Asturias at the end of Lower Cambrian: 1 : Precambrian outcrops, 2: Cambrian coast line in the western part of the basin, 3: axis of the future Taconic Caurel anticline, 4: places and areas of sampling in Precambrian, 5: id., in Lower Cambrian, 6: id., in Middle and Upper Cambrian, 7: id., in Arenig, 8: id., in the Upper Ordovician sandstones. Planche II Zircons des formations étudiées. 1 : Précambrien de l'Ollo de Sapo, niveau intermédiaire, type « S8 »; 2 : Ollo de Sapo, partie axiale, type « S22 »; 3 : Ollo de Sapo, partie axiale, type « S9 », taille : 75 um; 4 : Grès armoricain, sous le sidérolithique ordovicien (Sierra de Caurel), type « S19 », 70 um; 5 : Précambrien du Dôme de Lugo : type « S24 », 85 um; 6 : Cambrien moyen-supérieur (Sierra de Caurel), type « S19 »; 7 : grès supérieur de l'Ordovicien, type « S25 », 90 um; 8 : Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, type « S20 », 90 um; 9 : Narcea, type « J5 », 125 um. Zircons of the studied formations. 1: Precambrian of the Ollo de Sapo, intermediate level, "S8" type; 2: Ollo de Sapo, axial zone, "S22" type; 3: Ollo de Sapo, axial zone, "S11" type, length: 74 um; 4: Arenig Sandstones, under the Ordovician siderolithic formation (Sierra de Caurel), "S19" type, 70 um; 5: Precambrian of Lugo Dôme: "S24" type, 85 um; 6: middle and upper Cambrian (Sierra de Caurel), "S19" type; 7: sandstones of the top of the Ordovician, "S25" type,
le sidérolithique ordovicien (Sierra de Caurel), type « S19 », 70 um; 5 : Précambrien du Dôme de Lugo : type « S24 », 85 um; 6 : Cambrien moyen-supérieur (Sierra de Caurel), type « S19 »; 7 : grès supérieur de l'Ordovicien, type « S25 », 90 um; 8 : Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, type « S20 », 90 um; 9 : Narcea, type « J5 », 125 um. Zircons of the studied formations. 1: Precambrian of the Ollo de Sapo, intermediate level, "S8" type; 2: Ollo de Sapo, axial zone, "S22" type; 3: Ollo de Sapo, axial zone, "S11" type, length: 74 um; 4: Arenig Sandstones, under the Ordovician siderolithic formation (Sierra de Caurel), "S19" type, 70 um; 5: Precambrian of Lugo Dôme: "S24" type, 85 um; 6: middle and upper Cambrian (Sierra de Caurel), "S19" type; 7: sandstones of the top of the Ordovician, "S25" type, 90 um; 8: Precambrian of the Narcea Anticline, "S20" type, 90 um; 9: Narcea, "J5" type, 125 um. IV. INTERPRÉTATION DES DONNÉES ET CONSÉQUENCES PALÉOGÉOGRAPHIQUES. — Toutes les populations étudiées proviennent de roches de composition voisine. Si l'on se rapporte à Pupin et Turco ([20], [21]), il s'agirait de diorites, gabbros, diorites quartziques et tonalités, et de monzonites et granites monzonitiques. Dans le cas présent, la source originelle des matériaux terrigènes serait donc l'Ollo de Sapo, à une réserve près : l'échantillonnage effectué sur l'Ollo, géographiquement trop limité (3 points sur 6 km, perpendiculairement à la structure) privilégie le pôle dioritique-tonalitique, alors que les données beaucoup plus compréhensives dues aux zircons des roches détritiques recouvrent mieux les résultats pétrographiques de Capdevila [6], qui a montré que la composition générale de l'Ollo de Sapo inférieur était celle de granodiorites et de granites monzonitiques. Ainsi l'Ollo de Sapo alimente à la fin du Protérozoïque (fig. 3) : — le Précambrien gréseux-pélitique du Dôme de Lugo, situé à proximité de ses affleurements connus, — le Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, beaucoup plus éloigné de cette source. Mais ici, la fraîcheur des zircons et la présence du type volcanique J 5, rare ou absent
gabbros, diorites quartziques et tonalités, et de monzonites et granites monzonitiques. Dans le cas présent, la source originelle des matériaux terrigènes serait donc l'Ollo de Sapo, à une réserve près : l'échantillonnage effectué sur l'Ollo, géographiquement trop limité (3 points sur 6 km, perpendiculairement à la structure) privilégie le pôle dioritique-tonalitique, alors que les données beaucoup plus compréhensives dues aux zircons des roches détritiques recouvrent mieux les résultats pétrographiques de Capdevila [6], qui a montré que la composition générale de l'Ollo de Sapo inférieur était celle de granodiorites et de granites monzonitiques. Ainsi l'Ollo de Sapo alimente à la fin du Protérozoïque (fig. 3) : — le Précambrien gréseux-pélitique du Dôme de Lugo, situé à proximité de ses affleurements connus, — le Précambrien de l'Anticlinal du Narcea, beaucoup plus éloigné de cette source. Mais ici, la fraîcheur des zircons et la présence du type volcanique J 5, rare ou absent à l'Ouest, impliquent l'existence d'autres zones d'apports situées à l'Est, dans l'axe du domaine orogénique assyntique nord-ibérique [9]. Actuellement enfouies, elles seraient composées de roches de type « Ollo » mêlées de volcanites. Du Cambrien moyen-supérieur à l'Ordovicien moyen, on suit la filiation entre les zones hautes formées de matériaux précambriens et les dépôts détritiques terrigènes. En s'aidant d'autres données [9], il s'agit aussi bien : — des dorsales d'Ollo, — que des affleurements de Précambrien schisteux dont les matériaux sont donc recyclés. Fig. 3. — Héritages entre les différentes formations étudiées. Fig. 3. — Inheritances between the different studied formations on the basis of the zircon populations. 1662 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série H, p. 1655-1662, 1988 La phase calédonienne d'Ekne, fini-Ordovicien moyen, voit la mise à l'affleurement du Cambrien moyen-supérieur et de l'Arenig au cœur de structures néoformées [18]. Après un passage dans le sidérolithique fini-ordovicien, leurs matériaux repartent vers le bassin sédimentaire contemporain. Malgré ce nouveau recyclage, les zircons restent identifiables (pi. II, n° 7). Au total, l'ensemble du NW de la Meseta ibérique à l'Est de la dorsale de l'Ollo de Sapo, a été alimenté par des matériaux de type « Ollo »,