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Evolución sedimentaria y estructural del Cretácico inferior en elsector Benicàssim-Orpesa, Cadena Ibérica oriental

Sedimentary and structural evolution of the Lower Cretaceous facies in the sector Benicàssim-Orpesa, EasternIberian Chain

H. Climent-Domènech (1), T. Bover (2) y M.A. Caja (1)

(1) Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica. Facultat de Geologia, Universitat de Barcelona. C/ Martí i Franquès s/n, 08028Barcelona. hclimentdomenech@ub.edu; miguelangel.caja@ub.edu(2) Abteilung Geologie. Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Universität Bayreuth. C/ Universitätsstr, 30. D-95440 Bayreuth. (Deutschland).Telm.Bover@uni-bayreuth.de

ABSTRACT

The Penyagolosa sub-basin is located in the south-eastern margin of Maestrat basin. Its structure ischaracterized by a system of listric faults NE-SW to ENE-WSW. These faults record two well differentiatedperiods of rifting: 1) Triassic-Jurassic initial 2) Late Jurassic-early Cretaceous, which are related to theopening of the Maestrat basin. The synrift succession of the Lower Cretaceous is formed by a carbonaticsequence of facies of more than 1300 m in thickness, Early Barremian to Albian in age, which includesnine cartographic units (from Kw to K5 and unit D). The postrif t succession is constituted by two cartographicunits (FU and K5). The Lower Cretaceous synrif t succession in the Penyagolosa sub-basin, does not presentsignificant differences with the other areas of the Maestrat basin. Never theless, the Benassal Fm (cartographicunits K3m, K3s and K4) is much thicker than in depocenter of the basin. This significant increase in theaccommodation space is produced by the sin-sedimentary activity of the Benicàssim fault (F.B). Featuresthe Benicàssim fault was reactivated later during the Neogene extension, it still conserves clear characteristicsof their early Cretaceous activity, such as the disposition of layers in fans of the Benassal Fm and thedepositional polarity of the involved carbonate facies.

Key words: Maestrat basin, Iberian chain, Penyagolosa sub-basin, Early Cretaceous, rif ting

Geogaceta, 41 (2007), 47-50ISSN: 0213683X

Introducción y antecedentes

La evolución de la Cadena Ibérica com-prende cuatro grandes etapas mesozoicasseguidas de dos eventos terciarios (Salas etal ., 2001). Durante el segundo ciclo derifting (Oxfordiense superior-Albiense me-dio), se desarrollaron las cuencas delMaestrat, Cameros, Suribérica y de LesColumbrets. La cuenca del Maestrat fue unacuenca extensiva limitada por fallas norma-les. Dichas fallas se disponen en dos siste-mas al norte y al suroeste de la cuenca. Lasvariaciones de potencia de los sedimentospueden ser explicadas asumiendo una geo-metría lístrica para las fallas de ambos siste-mas. La combinación de los roll-over pro-ducidos en los bloques superiores de los dossistemas de fallas, ocasionó la formación delas dos subcuencas (de la Salzedella, al nor-te, y de Penyagolosa, el sur), separadas porun umbral (área de Vistabella) localizado enel sector de menor subsidencia entre los dosroll-over opuestos (Salas et al., 2005).

El sector de Benicàssim-Orpesa consti-tuye la continuación hacia el NE de la zonade El Desert de les Palmes (Fig. 1) y ambosestán situados en el margen suroriental de la

subcuenca de Penyagolosa. Su estructuraestá caracterizada por el desarrollo de unsistema de fallas NE-SW a ENE-WSW ex-tensivas lístricas (Fig. 1), con un nivel dedespegue poco profundo en la corteza supe-rior (1,7-2,2 km). Estas fallas registran dosperiodos de rifting bien diferenciados (Fig.1): 1) un primer periodo de rifting triásico-jurásico inicial, que dividió al umbral delDesert de les Palmes en varios bloques; 2)un segundo periodo rifting jurásico supe-rior-cretácico inferior, que solamente se de-sarrolló en el sector oriental del umbral delDesert de les palmes (sector de Benicàssim-Orpesa) y que está relacionado con la aper-tura de la cuenca del Maestrat y de lasubcuenca de Penyagolosa (Roca et al.,1994).

El sistema de fallas que afectansólamente al Triásico es de dirección NE-SW y actuó antes de la sedimentación dellas brechas del Jurásico basal (Fm.carniolas de Cortes de Tajuña) que fosilizaa dichas fallas. Los planos de falla buzanhacia el NW, como en la Serra de les Santes,el castell de Montornés y el Bartolo. Duran-te el segundo periodo de rifting se puedenobservar dos estructuraciones distintas (Fig.

1) en dos sistemas de fallas que presentansensiblemente direcciones análogas NE-SW a ENE-WSW. El sistema de fallas queactuó y controló el Jurásico inferior y elBarremiense en facies Weald presenta fallascon planos que buzan hacia el NW, mien-tras que las fallas que controlaron la sedi-mentación aptiense, como la falla deBenicàssim (F. B.), buzan hacia el SE.

La zona de El Desert de les Palmes-Benicàssim-Orpesa estaría poco afectadapor la inversión paleógena, por esta razónse habrían conservado los sistemas de fa-llas extensivas mesozoicas de los dos ci-clos de rifting. Sin embargo algunas fallasextensivas mesozoicas fueron reactivadasdurante la extensión neógena, caso de lafalla de Benicàssim.

El análisis estratigráfico y cartográficorealizado (Fig. 2) tiene por objeto caracte-rizar los materiales cretácicos sinrift ypostrift y la relación de los primeros con laestructuración mesozoica.

La sucesión sinrift

La sucesión sinrift cretácica inferiorestá formada por una secuencia de facies

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esencialmente carbonatada de más de1300 m de potencia que registra el interva-lo Barremiense-Albiense inferior. Com-prende ocho unidades cartográficas (deKw a K4 y la unidad D, Fig. 2). La equiva-lencia de las unidades cartográficas con lasunidades litoestratigráficas regionales de-finidas por Canérot et al. (1982) y Salas(1987) se comenta a continuación en eltexto y se indica en la Fig. 2.

Unidad KW.Regionalmente corresponde a la Fm.

areniscas de Camarillas y a las denominadasFacies Weald (hasta 70 m. de potencia). Anivel regional, la base de esta unidad es dis-cordante sobre cualquier término de la seriejurásica, triásica y del zócalo paleozoico. Seinicia con un tramo de 20 m., que está consti-tuida por una alternancia de areniscas muysilíceas, marrón claro, en bancos no supe-riores a 2 m., margas de color gris oscurocon Teruella gautieri (Mongin, 1966), y pe-queños niveles de calizas dolomitizadasmuy arenosas. Por encima aparece un tra-mo de 30 m. de potencia, que corresponde aunas areniscas muy silíceas de color marrónclaro y grano grueso, con gran cantidad demica, estratificación cruzada y baseserosivas. A techo se dispone una alternanciasimilar a la del tramo inferior, con margasoscuras finamente estratificadas que contie-nen Carófitas. La edad de esta unidadcartográfica es Barremiense.

Unidad K1.Corresponde en su mayor parte a la Fm.

calizas y margas de Chert y puede conteneren su base a la parte alta de la Fm. calizas deArtoles (hasta 125 m de potencia). Esta uni-dad está constituida esencialmente por unasucesión de calizas grises del tipowackestone y packstone con estratificacióncentimétrica y decimétrica, muy ricas enPalorbitolina lenticularis (Blumenbach,1805), Eopalorbitolina charollaisi(Schroeder y Conrad, 1968) y fragmentos deequinodermos. La base de esta unidad repre-sentaría el inicio de la trasgresión urgonianaen este sector de la cuenca. El límite superiorde esta unidad está frecuentemente represen-tado por un hardground, el cual estaría rela-cionado con la superficie de inundación de labase de la unidad transgresiva suprayacentede la Fm margas del Forcall. La edad de estaunidad cartográfica comprende la parte su-perior del Barremiense y la parte baja delAptiense inferior.

Unidad K2.La unidad K2 corresponde a la Fm.

Forcall (hasta 150 m de potencia). Esta uni-dad, está constituida básicamente por margasde color gris verdoso, con intercalaciones

delgadas de calizas del tipo mudstone al te-cho de las parasecuencias de somerización.Estas margas suelen presentar abundantesdecoloraciones y bioturbación, y contienenorbitolínidos Palorbitolina lenticularis(Blumenbach, 1805), Praeorbitolina cormyi(Schroeder, 1965), fragmentos de bivalvos,braquiópodos, ammonites Deshayesitesdeshayesi (Leymerie in d’Orbigny, 1842),equínidos (Toxaster) y fauna planctónicaabundante. A nivel regional representan laetapa transgresiva más importante delAptiense inferior.

Unidad K3i.Esta unidad cartográfica corresponde

a la Fm. calizas de Villaroya de los Pinares(hasta 70 m de potencia). Informalmentese le ha denominado: unidad inferior derudistas y orbitolinas. Esta formada porcalcarenitas masivas con estratificacióncruzada con rudistas requiénidos yorbitolínidos Orbitolina parva (Douglass,1960), Orbitolinopsis praesimplex(Schroeder, 1972). La edad de esta unidadcomprendería la parte alta del Aptiense in-ferior y el Aptiense superior pp.

Unidad K3m.Esta unidad corresponde al tramo

margoso de la parte basal de la Fm. calizasde Benassal (hasta 25 m de potencia) y estáconstituida por margas ocres y grises ricasen glauconita y pequeños braquiópodos detipos terebrátulidos y rinconélidos. Estaunidad aflora muy bien en la parte sur delmapa, al norte de la localidad deBenicàssim, donde se ha podidocartografiar sin dificultad. Sin embargo, enel resto del mapa aparece siempre muy cu-bierta y se ha incluido dentro de la unidadcartográfica compresiva K3. La edad de launidad cartográfica margosa K3m seríaprobablemente Aptiense superior basal.

Unidad K3s.Equivale a la parte superior calcárea de

la Fm. calizas de Benassal (hasta 875 m. depotencia) y se presenta como una sucesiónde calizas grises del tipo packstone ygrainstone en bancos de potenciadecimétrica a métrica con intercalacionesde niveles decimétricos de calcarenitas yniveles de floatstones de rudistasrequiénidos y boundstones métricos de co-rales microselénidos. Las agrupaciones decorales pueden ser de formas hojosas conincrustaciones estromatolíticas (Riding yTomás, 2006), o de formas planas y dedomo. Localmente se pueden intercalar al-gunos tramos de dolomías rojizas de reem-plazamiento (D) que suelen presentar fábri-cas sacaroideas. El contenido fosilífero deesta unidad está formado por gasterópodos

del tipo turritélidos, orbitolínidosOrbitolina parva (Douglass, 1960),Orbitolina texana (Roemer, 1849),Chondrodonta, fragmentos de bivalvos,foraminíferos bentónicos aglutinadosbiseriados, placas y púas de equinodermos,briozoos y algas calcáreas. La edad de estaunidad cartográfica es Aptiense superior.

Unidad k4.La unidad cartográfica K4 corresponde a

la denominada informalmente unidad supe-rior de rudistas y orbitolinas y pertenece altramo final de la Fm. calizas de Benassal(más de 85 m de potencia). Está formada poruna sucesión de wackestones y packestonesnodulosos de orbitolínidos Orbitolina texana(Roemer, 1849), Simplorbitolina manasi(Ciry y Rat, 1953), Simplorbitolina conulus(Schroeder, 1965), que alternan confloatstones de rudistas requiénidos,gasterópodos, nerineidos , bivalvos,equinodermos, corales microselénidos yorbitolínidos. El tramo final de esta sucesiónestá formado por 35 m de calizas nodulosas,constituidas por packstones más pobres enrudistas que contienen corales microselénidosy fragmentos de equinodermos. La edad deesta unidad cartográfica es Aptiense supe-rior-Albiense inferior.

Unidad D.La unidad D está constituida exclusiva-

mente por dolomías ferruginosas masivas dede reemplazamiento que presentan fábricaspredominantemente sacaroideas. Estasdolomías corresponden a tramosdolomitizados de las unidades K3 y K4. Ha-brían tenido un origen relacionado con flu-jos hidrotermales conducidos a través defracturas (Nadal, 2000). Se puede apreciaren la cartografía que en varios puntos delmapa existe una relación entre fracturas ycuerpos dolomíticos. Asimismo, estasdolomías actuaron como roca caja demineralizaciones de Pb-Zn del tipo MVT.Probablemente estas mineralizaciones fue-ron explotadas desde muy antiguo, comoatestiguan las labores antiguas de mineríaque se localizan al pie de la colina delMortòrum, situada en el extremo septentrio-nal del mapa geológico. Es muy probableque estas antiguas explotaciones tengan rela-ción con el asentamiento ibérico de la colina.

La sucesión postrift

La sucesión postrift esta constituidapor dos unidades cartográficas (FU y K5,Fig. 2) que corresponden a las FaciesUtrillas y a la Fm. calizas y margas deMosqueruela. Esta sucesión ha quedadobien preservada en la parte septentrionaldel mapa. Así, en la zona del este de

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Fig. 1.- Mapa geológico de la zona de Benicàssim-Orpesa, donde se indica la falla de Benicàssim (FB).

Fig. 1.- Geologic map of the zone of Benicàssim-Orpesa, with indication of the Benicàssim fault (FB).

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Fig. 2.- Leyenda correspondiente al mapa geológico, con su equivalencia de las unidades cartográficas con las unidades litoestratigráficas regio-nales definidas por Canérot et al., (1982) y Salas (1987).

Fig. 2.- Legend of the geologic map, with equivalence of the cartographic units and the regional litostratigraphy units as defined by Canérot et al.,(1982) and Salas (1987).

Cabanes, la sucesión postrift puede alcan-zar más de 300 m de potencia.

Unidad FU.Esta unidad cartográfica corresponde

a las denominadas regionalmente FaciesUtrillas y muy probablemente representaúnicamente a la Fm. arenas de Utrillas(hasta 100 m de potencia). En la base sepresenta en bancos decimétricos de arenis-cas amarillentas ricas en mica y bastantearcósicas (hasta 20 m) con estratificacióncruzada de mediana a gran escala. Sigue,un tramo intermedio de arenas blanqueci-nas arcósicas bastante sueltas (hasta 40 m).Termina, con un paquete de areniscas enbancos métricos que presentan estratifica-ción cruzada (hasta 40 m). La edad de estaunidad es Albiense en sentido amplio.

Unidad K5.La unidad K5 equivale a la Fm. calizas

y margas de Mosqueruela (más de 200 mde potencia). En la base de la unidad hayun tramo margoso potente (hasta 30 m),que contienen orbitolínidos comoOrbitolina texana (Roemer , 1849),equinodermos, ostras y bivalvos del tipoinocerámidos. El resto de la unidad estáformado por mudstones y wackestones conpasadas floatstones de Chondrodontas decolor crema claro, que presentan estratifi-cación en capas decimétricas y métricas y

que contienen Neorbitolinopsis conulus(Douvillé, 1912), Neoiraquia convexa(Danilova, 1963) y Orbitolina concava(Lamarck, 1816). La edad de esta unida esAlbiense superior-Cenomaniense.

Discusión y conclusiones

Los resultados obtenidos en este traba-jo han proporcionado nuevos datos sobrela evolución de las sucesiones sinrift ypostrift en el sector de Benicàssim-Orpesade la Cuenca del Maestrat.

La sucesión sinrift cretácica inferiorno presenta grandes diferencias con el restode la cuenca en cuanto a unidadeslitoestratigráficas, modelos de apilamiento yfacies se refiere. Sin embargo, la Fm. calizasde Benassal (unidades cartográficas K3m,K3s y K4) es mucho más potente, con másde 900 m, que en el depocentro de la cuenca(sector de Sant Mateu-La Jana), donde al-canza sólo 300 m. Este significativo aumen-to del espacio de acomodación está produci-do por la actividad sinsedimentaria de la fa-lla de Benicàssim. Aunque la falla deBenicàssim fue reactivada posteriormentedurante la extensión neógena, actualmenteconserva características claras de su activi-dad cretácica inferior, como son la disposi-ción en abanico de capas de la Fm Benassaly la polaridad deposicional de las faciescarbonáticas afectadas.

Agradecimientos

Este trabajo es una contribución a losproyectos CGL2005-07445-C03-01 delM.E.C.

Referencias

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Salas, R., Guimerà, J., Mas, R., Martín-Closas, C., Meléndez, A. y Alonso, A.(2001). En: Peri-Tethys Memoir 6:Peri-Tethyan Rift/Wrench Basins andPassive Margins (P.A. Ziegler, W. Ca-vazza, A.F.H. Robertson y S. Crasquin-Soleau, Eds.). Mémoires du Muséumnational d‘Histoire naturelle, 186, 145-185.

Salas, R., Martín-Closas, C., Delclòs, X.,Guimerà, J., Caja, M.A., Mas, R.(2005). Geogaceta, 38, 15-18.