Das Cap-de-Creus-Massiv ist ein rund 200 Quadratkilometer großer Aufbruch im Grundgebirge der östlichen Pyrenäen, der vorwiegend aus metamorphen paläozoischen Schiefern und Granitoiden aufgebaut wird. Es ermöglicht den kontinuierlichen Einblick in eine rund 2.000 Meter mächtige Gesteinsserie, deren Metamorphosegrad von recht niedriggradigen Grünschiefern bis hin zu hochgradigen Migmatiten reicht. Das Massiv gehört zur Achsenzone der Pyrenäen und stellt deren am weitesten östlich gelegenen Grundgebirgsaufbruch dar.
Geographische Lage mini|300px|Das Cap de Creus mit Leuchtturm. Die steilstehenden hochmetamorphen Schiefer werden hier von Pegmatitzügen durchsetzt.
Das Cap-de-Creus-Massiv, benannt nach dem Cap de Creus, ist die südöstliche Fortsetzung des Albères-Massivs, von dem es durch die Valleta-Verwerfung abgetrennt wird. An dieser Verwerfung südlich von Llançà wurde das Cap-de-Creus-Massiv im Vergleich zum Albères-Massiv herausgehoben, erkennbar am jähen Übergang von der niedriggradigeren Chloritzone des Albères-Massivs zur Biotitzone und Andalusitzone des nördlichen Cap-de-Creus-Massivs.
Die maximale Längserstreckung des Massivs in Südostrichtung beträgt rund 18 Kilometer, seine maximale Breite senkrecht hierzu ist knapp 13 Kilometer. Die Südwestseite des Massivs verschwindet unter den neogenen Sedimenten des Empordà-Beckens. Die Nordost- und Südostseite wird vom Mittelmeer begrenzt, in das es abtaucht.
Überblick mini|500px|Geologische Karte des Cap-de-Creus-Massivs
Wie auch andere Grundgebirgsmassive in der primären Achsenzone der Pyrenäen besteht das Cap-de-Creus-Massiv aus einer neoproterozoisch-paläozoischen Sedimentserie, die während der variszischen Orogenese metamorphosiert und gegen Ende der Gebirgsbildung von zwei Granitoiden, dem Rodes-Granodiorit und dem Roses-Granodiorit, intrudiert wurde. Eingelagert in die Sedimentserie finden sich Magmatite des Paläozoikums, die jetzt ebenfalls metamorphosiert vorliegen. Eine Rarität sind winzige basaltische Intrusionskörper wie beispielsweise der Puig Ferral bei Cadaqués, die im Neogen in das Massiv eindrangen.
Metasedimente Die Metasedimente der Cap-de-Creus-Halbinsel sind rund 2.000 Meter mächtig. Sie lassen sich in eine Untere Serie und in eine Obere Serie gliedern, welche durch eine Diskordanz voneinander getrennt werden. Die Untere Serie besteht ihrerseits wiederum aus zwei Serien (vom Hangendem zum Liegendem): Montjoi-Serie Cadaqués-Serie (auch als Cadaqués-Cap-de-Creus-Serie bezeichnet) Die Cadaqués-Serie ist eine Wechselfolge von Metapsammiten und Metapeliten, vorwiegend eine monotone Abfolge vorherrschender metamorphosierter, ockergrauer Grauwacken mit untergeordneten, bleigrauen Peliten und seltenen Einschaltungen andersgearteter Lithologien. Gewöhnlich handelt es sich um Dezimeter mächtige Grauwackenlagen, die von nur sehr dünnen Pelitlagen abgetrennt werden. Die Mächtigkeit der Grauwackenschüttungen kann aber sehr stark anschwellen und beispielsweise an der Cala Culip und der Cala Portaló 10 Meter erreichen. Da die Grauwackenbänke seitlich nicht aushalten, lassen sie sich nicht auskartographieren. Zum Hangenden werden die Metasedimente der Cadaqués-Serie dunkler und pelitischer, bis sie schließlich in der Montjoi-Serie als Schwarzschiefer vorliegen, in die kleinere Marmorlinsen eingebettet sind.
Die Obere Serie wird auch als Norfeu-Serie bezeichnet. Die Norfeu-Serie ist eine siliziklastisch-karbonatische Abfolge, die vorwiegend im Südosten der Halbinsel vorkommt. Außerdem umgürtet sie in einem Nordwest-Südost-streichenden Band die Ostbegrenzung der beiden Granodiorite.
Die schon angesprochenen Fremdeinschaltungen in der Cadaqués-Serie sind vorwiegend Plagioklas-Amphibol-reiche, nicht aushaltende Lagen im Millimeter- und Zentimeterbereich, die mit den Grauwacken assoziiert sind. Sie ähneln Amphibolitlagen in den Ollo-de-Sapo-Gneisen in der Zentraliberischen Zone oder Einschaltungen in der Villalba-Serie. Sie sind gewöhnlich konkordant und stehen im Gradierungsverhältnis mit den Grauwacken. Ihre linsige Absonderung ist meist tektonisch bedingt (Boudinage), kann aber auch primär sedimentär verursacht sein.
mini|300px|Gebänderter und teils boudinierter Quarzit
In der Cadaqués-Serie treten gut gebankte, mehrere Zentimeter bis Meter mächtige Quarzitlagen auf. Die dunkle Varietät, der so genannte Rabassers-Quarzit, besteht aus meterdicken, schwarz-weiß gestreiften Quarziten, deren prädominant dunklen Anteile reich an organischer Materie sind. Die reinweiß gefärbten Culip-Quarzite sind wesentlich grobkörniger als der Rabassers-Quarzit. Übergangstypen mit schwarz-weiß gestreifter Bänderung sind ebenfalls anzutreffen.
Auch die Montjoi-Serie enthält Fremdeinschaltungen, so beispielsweise eine größere Marmorlinse und im Hangenden Metaporphyre. Als weitere Einschaltung (womöglich tektonischen Ursprungs) fungiert der Sant-Baldiri-Komplex – kohlenstoffreiche Schwarzschiefer, Kalk-Silikatgeteine, Marmore, weiße Quarzite, Leukogneise und Amphibolite. Der Sant-Baldiri-Komplex wird von rostfarbenen Schiefern umgeben. Zusammen mit den beiden bereits angeführten Quarziten kann er als markanter Horizont zu Kartierungszwecken verwendet werden.
mini|300px|Die Norfeu-Serie am Cap Norfeu
In der Norfeu-Serie kommen ebenfalls Marmore vor. So beginnt die Serie mit einer basalen Marmorlage, über der sich eine Sandsteinlage und eine Konglomeratlage absetzten. Es folgen dann erneut Marmore, die im Hangenden dolomitisch ausgebildet sind.
Prävariszische Magmatite In den Metasedimenten treten zwei Arten von ehemaligen Magmatiten auf: Orthogneise und Metabasite. Zu den Orthogneisen gehören der Port-de-la-Selva-Gneis und mehrere leukokratische Linsen im Sant-Baldiri-Komplex. Der schichtartig intrudierte Port-de-la-Selva-Gneis hat granitische bis quarzmonzonitische Zusammensetzung und besitzt ein reliktartiges Porphyrgefüge mit gelegentlichen Feldspat-Phänokristallen. Die in verschiedenen Niveaus der Metasedimente und auch im Sant-Baldiri-Komplex vorkommenden Metabasite waren ursprünglich Intrusionen von Gabbros oder Doleriten. Aufgrund der variszischen Metamorphose liegen sie jetzt als Grünschiefer oder Amphibolite vor.
Variszische Magmatite Noch während der variszischen Orogenese drangen entlang der Südwestgrenze des Cap-de-Creus-Massivs zwei größere, in der Südostrichtung ausgelängte, synkinematische Granodioritstöcke in die Metasedimente ein, der Rodes-Granodiorit im Nordwesten und der Roses-Granodiorit am Golf von Roses. Ihr Wärmegehalt induzierte eine Kontaktmetamorphose in den umgebenden Phylliten mit Fleckschiefern und Hornfelsen. Die Intrusionen müssen noch vor der Deformationsphase D 2 erfolgt sein, da neu geformte Porphyroblasten in der Kontaktzone über die regionale Schieferung S 1 hinwegwachsen, jedoch ihrerseits von Krenulationen der zweiten Deformationsphase D 2 durchsetzt werden.
Das ursprünglich magmatische Gefüge der beiden Granodiorite wurde sodann im magmatischen Endstadium von leukokraten Apliten und Pegmatiten durchdrungen, die Dehnungsrisse als Aufstiegswege benutzten. Wahrscheinlich hatten diese Restschmelzen eine rheologische Versteifung herbeigeführt.
Nach Beendigung des Magmatismus entstanden tieftemperierte, anastomosierende Scherzonen-Netzwerke in den Granodioriten, denen ganz am Ende des Abkühlungsprozesses noch Kataklasis in millimeterdicken Bändern folgte.
Insbesondere der Roses-Granodiorit ist sehr reich an Einschlüssen und enthält unter anderem auch Metasedimente.
Chemische Zusammensetzung Hauptelemente OxidGew. % PhyllitMuskovitzone SchieferSillimanitzone GneisPort de la Selva Pegmatit MigmatitMelanosom Plagioklas-Amphibolit Tonalit Granodiorit Leukogranit SiO2 63,00 69,21 65,40 73,46 46,14 52,60 57,50 66,80 75,10 TiO2 0,74 0,62 0,32 0,08 1,13 1,66 0,89 0,75 0,14 Al2O3 16,40 13,22 16,90 14,78 22,73 14,67 18,60 15,80 13,80 Fe2O3 6,03(tot) 5,22(tot) 2,43(tot) 0,70(tot) 11,81(tot) 12,03(tot) 9,87(tot) 4,97(tot) 1,06(tot) MnO 0,07 0,07 0,04 0,14 0,18 0,22 0,12 MgO 2,55 2,45 1,34 0,05 5,35 5,39 1,51 1,66 0,18 CaO 0,83 2,04 2,75 0,13 2,56 6,41 4,62 3,06 0,88 Na2O 2,63 3,22 5,37 4,82 3,66 4,19 3,40 3,12 3,27 K2O 3,67 3,33 3,16 3,72 4,37 0,46 2,26 2,81 5,09 P2O5 0,24 0,18 0,10 0,08 0,26 0,40 H2O 2,25 0,55 0,68 0,46 1,33 1,91 0,66 0,60 0,34 Bei den angeführten Gesteinsproben handelt es sich vorwiegend um intermediäre bis saure Gesteine dioritischer, tonalitischer, granodioritischer bis granitischer Zusammensetzung. Sie sind recht reich an Kalium und auch an Natrium; sie sind daher als kaliumreiche (hoch-K) Alkaligesteine einzustufen. Die MgO-, CaO- und auch die Gesamteisenwerte sind insgesamt recht niedrig. Die Leukogranite und die Migmatite sind peralkalisch, die restlichen Magmatite gehören einer kalkalkalischen Cafemic-Gesteinsassoziation an.
Metamorphose mini|300px|Migmatit der Sillimanitzone
Wie auch die restlichen Pyrenäen wurde das Cap-de-Creus-Massiv gegen Ende des Oberkarbons von einer Hochtemperatur-Niedrigdruck-Metamorphose (HT-LP) mit sehr steilen Temperaturgradienten erfasst. Hierbei durchliefen die Metasedimente nahezu die gesamten Metamorphosebedingungen, von niedriggradig (Grünschieferfazies) bis hin zu hochgradig (obere Amphibolitfazies) inklusive Anatexis. Der in den Metasedimenten dokumentierte Metamorphosegrad zeigt einen deutlich ansteigenden Gradienten vom Südwesten hin zum Nordostrand der Halbinsel. Eine Ausnahme bilden hierbei die beiden Granodioritintrusionen am Südwestrand des Massivs, die den nordöstlich benachbarten niedriggradigen Schiefern noch eine zusätzliche Kontaktmetamorphose aufzwangen, erkennbar an Hornfelsen und Knotenschiefern. Die in etwa Südsüdost-streichende Kontaktaureole ist rund einen Kilometer breit. Nach Nordosten schließen sich dann verfaltete Phyllite der Chloritzone (auch Chlorit-Muskovitzone) an, charakterisiert durch die Anwesenheit von Chlorit und Muskovit. Die Chloritzone erreicht entlang der Südostküste eine maximale Breite von 7 Kilometern, keilt aber nach Nordwesten sukzessive aus. Auf die Chloritzone folgt nördlich von Cadaqués die südost-streichende, maximal 2 Kilometer breit werdende Biotitzone (Auftreten von neugebildetem Biotit in Glimmerschiefern) und ab der Cala s'Alqueria die 2 Kilometer breite Andalusitzone (auch Andalusit-Cordieritzone), gekennzeichnet durch das erstmalige Erscheinen von Andalusit und Cordierit.
mini|300px|Mylonitisierter Pegmatit, Cala de Portixo
Mit Erreichen der Biotitzone werden erstmals mylonitische Scherzonen in den Metasedimenten angetroffen, die in Richtung Nordost immer häufiger werden. Die abschließende Sillimanitzone, charakterisiert durch die Anwesenheit von Sillimanit und unterteilbar in eine Sillimanit-Muskovitzone und eine Sillimanit-Kalifeldspatzone, folgt in einem 1,5 Kilometer breiten Band der Nordostküste vom Cap de Creus bis hin zum Cap Gros. Sie zeichnet sich durch Scherzonennetzwerke, die Anwesenheit von Migmatiten sowie bis zu 10 Meter mächtigen, hellen Pegmatitgängen aus, insbesondere am Cap Gros und bei Tudela.
Für die während der Metamorphose herrschenden p-T-Bedingungen konnte Druguet (1997) einen Temperaturbereich von 450 °C für die Chloritzone bis hin zu 670 °C für die Sillimanitzone ermitteln. In der Sillimanitzone wurden maximale Drucke von 0,47 GPa registriert. In Migmatiten der Punta dels Farallons waren die Temperaturen sogar auf 700 °C angestiegen und die Drucke hatten immerhin 0,74 GPa erreicht. Dies entspricht Versenkungstiefen von rund 15 bis 20 Kilometern.
Tektonik mini|300px|In einer Scherzone verfalteter und boudinierter Pegmatitgang