Estructura y cinemática de lospliegues y cabalgamientos de Belchite-Sierra de Arcos

15 Pages·2004·5.34 MB·Spanish

CaaderaosdeGeologíaIbérica ISSN: 0378-102X
999,número25,213-227
Estructura y cinemática de lospliegues
y cabalgamientos de Belchite-Sierra de Arcos
(Cordillera Ibérica)
Structure and kinematics offolds and thrusts
ofBelchite-Sierra de Arcos (Iberian Chain)
A. L.CORTÉS GRACIA y A. M. CASAS SAINZ 2
RESUMEN
El borde norte de la CordilleraIbérica en la región de Belchite-Sierra de
Arcospresenta un conjunto depliegues y cabalgamientos dedirección E-O y
NO-SE originados por un acortamiento regional N-S a NNE-SSO durante el
Terciario. Las estructurasde lacobertera estáncontroladas porlaorientación de
pliegues yfallas en el zócalo hercínico yporlaexistencia deniveles de despe-
gue de carácterregional.El anticlinaldeBelchite se sitúasobre unanticlinaldel
zócalo que limitapor el NE la cubetaterciariadeAzuara, lacual constituye un
amplio sinclinal (o sinclinorio) deorigen compresivo. Los pliegues ycabalga-
mientos queaparecen entre elanticlinalpaleozoico de Montalbán y la Sierrade
Arcosson el resultado de la inversión positivadurante elTerciario defallasex-
tensionales mesozoicas, que actuaron almenos durante el CretácicoInferior, o
corresponden a cabalgamientos nucleados en escalones dezócalo creados por
algunas deestas fallas.
Palabras clave: Cordillera Ibérica, pliegues, cabalgamientos, fallas ex-
tensionales, inversióntectónica.
Departamentode Didácticadelas CienciasExperimentales.E.U.deProfesoradodeEGE.
¡
Departamentode Geología Facultadde Ciencias,UniversidaddeZaragoza.50009Zaragoza.
2
213
A. L Cortésetal. Estructuraycinemáticade losplieguesycabalgamientos...
ABSTRACT
The northem marginofthe iberian Chain at theBelchite-Sierra deArcosre-
gion shows a set offolds and thrusts trending E-W and NW-SE. These struc-
tures were originated during the Tertiary by a N-S fo NNE-SSW regional
shortening. Both orientation offolás and faults in theVariscan basement and
regional detachment Ievels control tbe development of structures in the sedi-
mentary cover. The Belchite anticline is located aboye a basement anticline
which constitutes the NEmarginof the Azuara Basin, awide syncline or syn-
clinorium ofcompressional origin. Mainfolds and thrusts extending in this area
between the Siena de Arcos,at the northernmargin, and theMontalbán Pala-
eozoic anticline, atthe south, result eitherfrom the positive inversion during the
Tertiary ofMesozoic extensional faultsactive during the Early Cretaceous,or
correspond to thrusts nucleated on basementextensional steps createdby these
faults.
Key words: Iberian Chain, folds, thrusts, extensional faults, tectonic in-
versIon.
INTRODUCCIÓN
LaCordillera Ibéricaconstituye una de las zonasde deformación intrapla-
ca más importantes de la Península Ibérica. Durante el Mesozoicoexperimen-
tódos etapas der~ting (Triásicoy Cretácico Inferior), con sedimentación con-
tinental y transicional, seguidas por dos estadios de subsidencia térmica
(Jurásico y Cretácico Superior), con depósitosfundamentalmente marinos (Sa-
las & Casas, 1993). La estructuración durante lacompresión terciaria(Eoceno
superior-Mioceno) dio lugar a la formaciónde pliegues ycabalgamientos con
direcciones dominantes NW-SE, NE-SWy E-W. Las estructuras compresivas
son más importantesen lazona de enlacecon las Cordilleras Costeras Catala-
nas, laRama Aragonesay el sectorde Cameros-Demanda (Guimerá& Alvaro,
1990).
El sector norte de laCordilleraIbérica, al Nortede la Rama Aragonesa, está
caracterizado por la presenciade pliegues y cabalgamientos decobertera, con
un nivel de despegue regional en el TriásicoSuperior (Cortés& Casas, 1996).
Estas estructuras afectan alPaleógeno, mientras que el Neógeno apareceprác-
ticamente horizontal, recubriendo a las estructuras anteriores ydificultando su
observacton.
El objetivo del presentetrabajo es mostrarlas principalescaracterísticas es~
tructurales de la región de Belchite-Sierra de Arcos, los modelos propuestos
para interpretar las estructuras y los condicionantes para los distintos tipos
geométricos encontrados.
C,asderoo,~ríeGeologíaIbérico 214
999.número 25,213-227
AL. Cortésetal. Estructuray cinemáticadelosplieguesycabalgamientos..
MARCOGEOLÓGICO
La Cordillera Ibérica es una cadena intracratónica situadaentrelos dos
orógenos alpinos de laPenínsula Ibérica: la cadena pirenaicay las cadenas
béticas. Durante el Mesozoico y el Terciario constituyó la zona más im-
portante de concentración de la deformación enel interior de laPlaca Ibé-
rica. En este proceso jugaron un papel importante las fallas tardihercínicas,
Ftc. 1—Situación geológicadelaregiónestudiadadentrode laCordilleraIbérica.
Fuc. ¡ —Geologicalseting ofhe siudied asca witl,intI,eIbesianChain.
Caade-rnosde-GeologíaIbérica
215
1999.número25,213-227
AL. Cortésel al. Estructuraycinemáticadelosplieguesycabalgamientos...
formadas al final del Paleozoico (Arthaud & Matte, 1975; Álvaro et a!.,
1979).
Durante el Mesozoico, la Cordillera Ibérica experimentóuna importante
extensión, con dos períodos der~fting (TriásicoyCretácicoInferior) ydos pe-
rfodos depostrÉft (Jurásicoy Cretácico Superior:Alvaro, 1991, Salas & Casas,
1993). Durante los períodos de rft se depositaron materiales en ambientes
continentales, transicionales y marinos someros, mientras que las etapas de
postríflestuvieron caracterizadas principalmente poruna importante expansión
de lasplataformas carbonatadasmarinas mas o menos someras. A partirdel fi-
nal del Cretácico se produce un cambio en el estado de esfuerzos dela Placa
Ibérica, que sufrecolisión y subducción continental, primero en su margen
norte (Pirineos) y posteriormente en su margen sur (Béticas). Este acerca-
miento entre las placas tiene como consecuencia la creación de estructuras
compresionales y la inversión de las cuencas mesozoicas en el interior dela
placa.
De acuerdo con sus características estratigráficas y estructurales, en el
conjunto de la Cordillera Ibérica se distinguen tradicionalmente siete zonas
(Fig. 1): Macizo de Cameros-Demanda, Rama Aragonesa, Rama Castellana,
Maestrazgo, SectorLevantino, Serranía de Cuenca y SierradeAltomira. Lasra-
masAragonesa yCastellanaestán separadaspor cuencas interioresrellenas de
materialesterciarios.
La -zona estudiada en este trabajo comprende el borde norte de la Rama
Aragonesa, caracterizadapor lapresenciade dos anticlinales de más de 100 km
de longitud y dirección NO-SE en cuyonúcleo afloran materiales paleozoicos
y precámbricos. Al N de los relieves de materiales paleozoicos aparece laco-
bertera mesozoica, plegada ydespegada del zócalo,a la que se adosan depósi-
tos paleógenos tambiénplegados. Discordante sobre todoel conjunto, yen po-
sición subhorizontal, se encuentra el relleno neógeno de laCuenca del Ebro,
que sedispone enon!ap expansivodesde el centro de lacuenca hacia la cordi-
llera.
ESTRUCTURA
El bordenorte dela Cordillera Ibéricaen esta región presenta unacoberte-
ra mesozoicayterciaria relativamentedelgada (1.000-1.500m de espesor), ple-
gada según direccionesque varían deE-O a NO-SE (Fig. 2). Esta se despega,
Fío.2—EsquemageológicodelextremoSEde laRamaAragonesa delaCordilleraIbérica (modifica-
dode Feneiroe-ial., ¡991) 1: anticlinaldeAguilón; 2: anriclinalde Belchite:3 sistema decabalga-
míentosde a SierradeArcos;4:sinclinaldeOliete;5: cabalgamientodeOliete-SienadelosMoros; 6:
sinclinaldeCuevaForadada;7:anticlinalde Alcaine;8: sinclinal deObún;9: anticlinaldeMontalbán.
Seindicala situacióndeloscortesgeológicosdelasfiguras 3,6(A-A’ yB-B) y 7,así comode~oses-
quemasdecampode lasfiguras4y 5.
Caade-soosdeGeologíaIbés-ira 216
999,número 25.2I3-227
AL. Cortésetal. Estructuraycinemáticade losplieguesycabalgamientos...
HG. 2—Geological sketch ofhe SE pafl ofthe Aragonian Range (niodifiedfrom Ferreiro et al,
1991). 1:Aguilón anticline;2: Belchiteanticline;23. SierradeArcosthrustsystem;4: Olietesyncline;5:
Oliete-Sierrade losMorosthrust; 6: Cueva Foradadasyneline;7: Alcaineanticline;8: Obúnsyncline;
9:Montalbánanticline. The locationofcross-secrions offigures3,6 (A-A’and B-B) and 7. andhe
fícíd skechs offigures4y 5 arealsoindicated
217 Caade19rn9o9s.dneú-mGeeroolo2g5í.a2I1b3é-r2ic2a7
A L. Cortés etal. Estructuraycinemáticade lospliegues ycabalganítentos...
So Anticlinal de Belchite
NE
0 250 500m
—- -
E’ LI
Keuper Fm. Cuevas
Labradas
LI LI
Fms. Imón-
Zócalo
Coitesde Tajuña
Fío.3—Cortegeológicodel anticlinalde Belchiteensucxtretno SE.Versituaciónen lafigura2.
Fío. 3.—Cross-sectionoftheSEpartofhe Belchite anticline. Seelocationonfigure2.
porencimadel Keuper, deun zócalopaleozoico compartimentado porgrandes
fallas tardihercínicas de dirección NNO-SSE y plegado durante el Terciario,
con dirección general NO-SE(Cortés & Casas, 1996). En general los sinclina-
les asociados a despegues de la cobertera son laxos, con grandes zonas de
estratificación subhorizontal. Los anticlinales, vergentes al N ó NE, aparecen
asociados a cabalgamientos, a los que pasan lateralmente o pueden ser inter-
pretados enprofundidad.
El anticlinal deBelchite constituye una estructura de 12 km de longitud y
0,5 km deamplitud inedia, con orientaciónNO-SE y vergenciaNE. Afecta a
materiales del Triásico Superior (Fm. Imón), Jurásico Inferior-Medioy Ter-
Fío 4—Detalledc¡azonadecharnela delanticlinal deBelchitecííelBarrancode BocafozcercadeAl-
inonaciddelaCuba(Fin. CuevasLabradas) Scobservanpicgues menoresapretadosy despegadosden-
ro dea seriejurásica. Versituaciónenlafigura2.
Fío 4—Sketchofhe hingezoneofhe Belchiteanticlinein he Baríancode Bocafozsection.nearAl-
monaciddelaCoba(CuevasLabradasFm) Tightminorfoldsdécolled-withinhe iurassicseriescanhe
observcd Seelocation onfigure2
Cíiaderi;osdeGeologíaII,é,ica 218
999. número 25.23-227
A
L
.
C
o
r
té
s
e
t
a
l.
E
s
tr
u
c
tu
r
a
y
219 cin
e
m
á
tic
a
d
e
lo
s
p
lie
g
C u
uad es
999.ernos yca
número2de-Geolo balgam
s,213gíaIbé iento
227rica s...
A. L. Cortés et al. Estructura y cinemática de los pliegues y cabalgamientos...
l:.3i1 ,1 ,~--=~' ~ .:-
,
"-
.
-
!
¡ ;::{.'/j .. ¡ (/1 j '11 ~
f.
:.(::/ '\ lL- ~
~ ~l
;.~ \
. .' ~ ,"' . ,,.
"'"
\ \ ~ ", :::::"::'"-
~\ "" ~'" """:::',--~r
'- ...,
. "'~.."~'
'":
'\ -
\'\'--
\ -
" --
,1~ -~:::=:::-= =l2~d= =;;:: 4~
~':"';' . ~~, ,,;
'i
,..\' ~ ~ {~ (' c'
¡
1\\..\ ,{ ~~ ,! .\- :.::
~~
\\~\:. :'1\ \"~ I ~
~\ " '.;.
~
'"
\\ \l.: :: .\ J.¡ ,';'~'01'r- ,
" ~
I
\,~ \ ,',i ~
i: ~ ,
\1I , I " \ ~A :S' ) ' ¡~, , ~.;i
\'~'! : .\ -~, ~II' '
WZ 1:\\ ~ 'I 1\ \ . I ~', ~~- :::- t::L
Cuadernos de Geologfa Ibérica 220
1999. número 25. 213-227
A. L Cortésetal Estructuraycinemáticadelosplieguesycabalgamientos..
ciario sinorogénico (Oligoceno superior-Mioceno inferior). Sobre la estruc-
tura plegada se apoyan discordantes y subhorizontales los materiales del
Mioceno inferior-medio de la Cuenca del Ebro (Pérez, 1989). El flanco SO
del anticlinal de Belchite buza entre 30 y 700 hacia el SO mientras que el
flanco NE se dispone subvertical o invertido (Fig. 3). Aunque la orientación
general del anticlinal es NO-SE, el estudio dedetalle muestra interferencias
con pliegues de dimensiones hectométricas de dirección E-Oen su flanco SO.
Además, aparecen pliegues menores relacionados con despegues en la zona
de charnela (Fig. 4). Estos despegues se localizan dentrode la seriejurásica:
las brechas y carniolas de la Fm. Cortes de Tajuña sobre las dolomías de la
Fm. Imón, las dolomías de la Fm. Cuevas Labradas sobre la Fm. Cortes de
Tajuña y las calizas de la Fm. Chelva sobre las margas de la Fm. Turmiel.
Esto hace que la geometríafinaldel anticlinal de Belchite presente numerosas
disarmonfas y sea difícildefinir el pliegue dentro de una clasedeterminada.
Por su geometría, este pliegue puede corresponderaun pliegue de despegue,
un pliegue de propagación o a unacombinación deambos, ya que en ningún
punto llegana aflorar ni el posible plano decabalgamiento ni el nivel de des-
pegue principal. Las relaciones geométricas entrelas unidades terciarias ado-
sadas alos flancos de esteanticlinal, talescomo abanicos decapas o discor-
dancias (Fig. 5) hacen pensar que las relaciones entre la velocidad de
levantamiento, erosión ysedimentación no se mantuvieronconstantes durante
la formación del mismo. De acuerdo con las asignaciones de edades pro-
puestas por Pérez (1989), el final del plegamientohabríatenido lugarduran-
te el Ageniense.
La cubeta terciaria de Azuara (Cortés & Casas, 1996) se interpretacomo
una estructura sinfonne situada sobre una importante depresión del zócalo
hercínico (Hg. 6A). Ésta se encuentralimitada en su borde norte porel arco de
pliegues ycabalgamientos deBelchite-Aguilón, vergentes hacia el Norte,y en
suborde sur por una serie deafloramientos que no presentan un frente tan de-
finido y cuyos pliegues presentan igualmente una vergencia general hacia el
Norte. En losafloramientos mesozoicos de los bordesnorte y surde la cubeta
se encuentranpequeños pliegues retrovergentes asociados a loscabalgamientos
demayor escalavergenteshacia el norte.
El sistemade cabalgamientos de la Sierra deArcos marcael contacto de la
CordilleraIbérica con laCuenca del Ebro (Fig. 2). En este sector, los pliegues
ycabalgamientos presentan direcciones E-O(contacto entreMesozoico yTer-
Fío 5—Esquema decampomostrandolasrelaciones geometrícasexistentesentre os matertalesjura-
sicosy terciariosenelflancoNE delanticlinalde Belchite(cortedelríoAguasvivas).J:Jurásico; UIt
Paleógeno s.l.:U2: OligocenosupeiiorMiocenoinferior;113: Miocenoinferior-medio; 9:Cuaternario.
Versituación en lafigura2.
Fío. 5—Ficíd sketchshowingthegeometricalrelationships betweenJurassicandTertiarystrataatthe
NElimhofhe Belchitetusticline(Aguasvivasriver section).it Jurassic;UItPaleogenes.l.;112: Upper
Oigocene-Lower Miocene;113: Lower-MiddleMiocene;9: Quaternary. See¡ocationonfigure2.
221 ¿nade9m9o9s,ndue-mGeeroolo2g5,ía2I1b3é-r2ic2a7
9C A
9o
9.núme ode-rnos L.Co
ro de rté
25,23-227GeologíaIbéric 1 1~ ~ z D~ selal
a y L
;
¡ II
3 D
¡/~ ¡¡ ¿) D E
s
tr
u
c
tu
r
a
2 y
22 oc LS cine
m
á
— tica
Co-e 1 de
lo
s
p
lie
g
u
e
s
y
c
a
b
a
lg
0~‘o‘o0jo’o4~ -jóu-~ e~ej04—a~O¡4-,0oej~Eho E -—ej -it O-o .0~eje ae uouozeaoejte‘oooen.2oe-eti)ej -eO~E aeo—e-~a.0‘0eae--eo ee) amiento
eO e s
..