La historia del Sistema Central, nuestra área fuente

Con motivo de la primera salida de campo de la asignatura "Geología para Biólogos" que realiza el Departamento de Paleontología, el profesor Otto Kälin y la prof. Alejandra García Frank han preparado mapas y cortes geológicos y un bloque-diagrama que son una magnífica introducción a la Geología del Sistema Central. Su trabajo, que generosamente nos han dado para incluirlo en nuestro blog, nos proporciona una excelente base para entender de dónde proceden los sedimentos de Somosaguas.

Lo primero que han hecho Otto y Alejandra es buscar una zona de la Sierra que tuviera mucha diversidad de materiales geológicos. Han escogido la zona de la falla de La Berzosa, que pone en contacto los materiales ígneos y metamórficos de alto grado de Guadarrama-Somosierra, al Oeste, con los materiales metamórficos de medio y bajo grado de El Cardoso-Sierra de Ayllón al Este. Al sur de esta zona afloran los materiales del Cretácico-Cenozoico (Paleógeno, Neógeno y Cuaternario) de la cuenca de Madrid con todo tipo de contactos (concordantes, discordantes y mecánicos).

Después Otto y Alejandra han preparado el mapa geológico del sector escogido y han reunido toda la información disponible sobre la composición, edad y estructura de los materiales geológicos. Así han comprobado que los gneises de Somosierra serían los materiales más antiguos (edad Cadomiense? indeterminada) y pueden llegar a la misma edad (Ordovício inferior) que las cuarcitas, esquistos y pizarras de la Sierra de Ayllón. La falla normal de la Berzosa, que hunde el bloque Este, es de edad varisca (Devónico-Carbonífero) y hacia el final de esa época orogénica se emplazaron los granitos de El Berrueco, La Cabrera y otros.

Durante el Pérmico y el principio del Mesozoico no hay depósitos en esta zona, aunque sí los encontramos más al Este. El Cretácico supone una gran subida del nivel del mar en todo el mundo, llegando sus sedimentos transgresivos hasta esta zona y aún más al Oeste, primero arenosos y luego carbonáticos, discordantes por encima de todos los materiales preexistentes. Luego la orogenia alpina levanta la Sierra, forma la cuenca de Madrid, la rellena y va plegando los materiales, produciendo un engrosamiento cortical de más de 4 km (más de un 10%) en muy poco tiempo.

Pues una vez conseguida la historia geológica, Otto ha preparado una serie de cortes geológicos sucesivos en el tiempo y un bloque-diagrama con plastelina de colores, que es la mejor manera de visualizar la estructura geológica en 3D (a la izquierda), para luego dibujarlo y colorearlo (a la derecha).

Otto y Alejandra nos han brindado su magnífico trabajo para que podamos conocer mejor la Sierra. ¡Disfrutadlo!

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Astro-Seditour 2009

Este mes de Septiembre ha sido bastante complicado para todos, por lo que la organización del Seditour 2009 está siendo bastante improvisada y precipitada.

Perdonad todos estos fallos y sentiros, los que queráis, convocados mañana sábado 26-S a una subida a Peñalara, que trata de combinar dos importantes fuentes de observación: la geológica y la astronómica.


Aprovechando el año astronómico internacional, la afición de muchos de nosotros a la observación astronómica, y la proximidad de la cumbre señera de Guadarrama fuente de nuestros queridos sedimentos, hemos pensado realizar una salida geoastronómica con dos actividades: una diurna de observación geológico-paisajística, y otra nocturna de observación astronómica, que incluiría (para quien lo desee) pernoctar en el refugio "El Pingarrón" de la Comunidad de Madrid (los que no quieran o no puedan, vuelven a Madrid esa noche).

Lamentamos no poder contar con la presencia muy deseada de Javier Ruiz, coautor de tres interesantes trabajos sobre la estructura de la litosfera en Iberia Central. Hablaremos de ellos y esperamos que más adelante Javier nos pueda ayudar a entender las implicaciones de sus trabajos geoendógenos, de interés también para los que nos movemos en el mundo geoexógeno. Él con su experiencia puede dar fe de las importantes relaciones que existen entre la Geología y la Astronomía.

SEDITOUR II (2008): metamorfismo en el cauce del río Aceña

Los pasados días 4 y 5 de Octubre se organizó desde el EIIGPBS el SEDITOUR II, una sesión de trabajo de campo en la Sierra de Madrid que tuvo como objetivo observar de cerca las formaciones ígneas y metamórficas candidatas a constituir el área fuente de los sedimentos de Somosaguas. Esta excursión da continuidad a la realizada el año pasado, la cual ya es conocida como SEDITOUR I, en donde se observaron las facies más proximales conservadas de los abanicos aluviales que se extienden hacia el centro de la cuenca y su relación con los materiales rocosos de la Sierra.

En esta ocasión hemos contado con la colaboración de César Arango y Raúl Bastante, dos excelentes geólogos de campo que fueron los encargados de introducirnos en el apasionante mundo de la Petrología Endógena. En cuanto a la participación dentro del EIIGPBS, ha sido más que abrumadora ya que contamos con 12 miembros del grupo y 2 acompañantes... o sea, un total de 16 asistentes. Todo un éxito de participación.

El principal objetivo de la excursión era observar de cerca las rocas endógenas del entorno de El Escorial, ya que el trayecto más probable de los sedimentos hacia la zona de Somosaguas está alineado con este lugar. Con el objetivo de poder observar tanto rocas metamórficas como ígneas, se eligió el cauce del río Aceña en el tramo que discurre desde Peguerinos hasta Santa María de la Alameda (provincias de Ávila y Madrid respectivamente), el cual atraviesa ambos tipos de materiales.

Sábado 4

Tras un reconfortante café mañanero en el puerto de la Cruz Verde nos dirigimos hacia Santa María de la Alameda para comenzar nuestra ruta por las rocas metamórficas. El comienzo del recorrido lo hicimos en el puente que tiene la carretera M-538 sobre el río Aceña, lugar amplio que nos sirvió de parking base para los cinco vehículos que llevábamos. Desde allí recorrimos el cauce del río en sentido norte guiados por César, quien nos fue explicando detenidamente cada material y sus estructuras asociadas.

Lo primero que aprendimos fue el método de observación para la descripción de materiales metamórficos. Los geólogos de “baja temperatura” describimos nuestras rocas separando claramente su génesis de las estructuras tectónicas que las retocan (por ejemplo fallas, pliegues, cabalgamientos,...). En la Petrología Endógena (donde se alcanzan valores enormes de presión y temperatura) los procesos de formación de las rocas (petrogénesis) y su contexto estructural son inseparables, de modo que la metodología de descripción obliga al observador a hacer grandes esfuerzos para imaginar las condiciones necesarias que dieron lugar a los materiales metamórficos. Así que allí nos teníais a todos, con el ceño fruncido, intentando ver las enormes masas de corteza litosférica que doblaron y arrugaron como plastilina nuestro queridos e inocentes sedimentos.

Primera parada: Situada en una pequeña cantera a unos 100 metros al norte del puente. En este afloramiento se observaron lo que parecían ser cuarcitas y filitas muy masivas, que en muestras de menos de un centímetro podrían ser comparables en color y textura a los fragmentos que tomamos por pizarras en el yacimiento de Somosaguas. La sorpresa vino cuando César nos explicó que en realidad eran filonitas, o sea, una mezcla entre filitas y milonitas. Estas rocas no son muy frecuentes y tienen su origen en el relleno, a altas presiones y temperaturas, de fluidos silicatados en los huecos que generó una gran falla distensiva hercínica con comportamiento dúctil. La exfoliación que nos hizo confundir estas rocas con filitas, se formó por la presencia de esfuerzos durante el enfriamiento de estos fluidos. Junto a estas filonitas se encuentran las milonitas de Santa María de la Alameda, asociadas al anticlinal del mismo nombre y que tienen una extensión cartográfica de orden kilométrico.

Esta figura es un extracto de Bellido et al. (1981), donde podéis ver las dimensiones de la estructura anticlinal (en la figura, C.S. = Cabalgamiento de Sta. Mª de la Alam.)

Segunda parada: Continuando el cauce del Aceña aguas arriba, entramos en la siguiente formación a pocos metros de la cantera. En ella encontramos ortogneises glandulares, con glándulas de feldespato no mayores de un centímetro y tonos grisáceos claros. Estas son rocas muy interesantes ya que están formadas a partir de plutones graníticos metamorfizados: geología endógena en estado puro. A lo largo del recorrido por estos materiales reconocimos numerosos sigmoides de deformación a diferentes escalas. Estas estructuras están producidas por esfuerzos de cizalla y son indicadores de la posición de estas rocas en uno de los flancos del anticlinal de Santa María de la Alameda.

Según nos contó César, las rocas metamórficas de alto grado son bastante inestables en condiciones de superficie, ya que el campo de estabilidad metamórfico está a profundidades de varios kilómetros en el interior de la litosfera, así que a medida que ascienden se van haciendo cada vez más inestables. Esta inestabilidad unidad al intenso retoque tectónico, tanto dúctil como frágil, que tienen estas rocas provoca que la erosión frente a los procesos de meteorización sea muy rápida, quizá a un ritmo superior que la de un macizo de origen sedimentario (marino carbonático, por ejemplo).

Tercera parada:
Tras caminar aproximadamente un kilómetro por lo ortogneises, pasamos a otro tipo de rocas metamórficas. En este caso eran metavulcanitas (depósitos volcánicos metamorfizados). Su aspecto recordaba a los ortogneises anteriores pero con glándulas mucho mayores y con tonos rojizos. Esta fue la última parada antes de comer, así que estuvimos un buen rato deleitándonos con las caprichosas formas que se veían en estas rocas.

Cuarta parada: Después la comida fuimos a un afloramiento de rocas carbonáticas metamorfizadas, en teoría mármoles, aunque el aspecto que ofrecían era muy distinto a la imagen del mármol que todos teníamos en la cabeza. En este caso eran metasedimentos que en origen, antes del “cocinado” metamórfico, debieron corresponder a una clásica alternancia de marga-caliza. El contenido en carbonato no era homogéneo ya que el HCl hervía más en unas zonas que en otras dentro de una misma capa. Según nos contó Raúl esto podría ser debido a un proceso de silicificación parcial que habría sustituido el carbonato en buena parte de la formación. Un detalle importante es que estos fueron sedimentos paleozoicos y nada tiene que ver con los famosos carbonatos de la sierra, de Torrelaguna por ejemplo, ya que estos últimos son Cretácicos.

La extensión de estos materiales es relativamente amplia, estando presentes de forma discontínua en todo el área del anticlinal de Santa María de la Alameda.

Quinta parada: A última hora de la tarde subimos hasta el pantano de Peguerinos. Allí, junto al cierre del pantano hay una pequeña cantera donde aflora el contacto de la serie metamórfica con los cuerpos plutónicos que dominan el Sistema Central, que en el caso de este afloramiento eran gabros (en la foto con tonos oscuros). Pudimos observar unos ortogneises parecidos a los de la parada 2 en contacto con estos gabros plutónicos, los cuales mostraban ausencia total de estructura interna y de orientación de sus cristales. Fue interesante la observación de César sobre la ausencia de aureola de contacto en la roca metamórfica por la influencia del plutón caliente. Esto es debido a que en el momento del emplazamiento del plutón, ambos cuerpos no tenían temperaturas muy diferentes. Estaban bajo condiciones similares de presión y temperatura impuestas por el metamorfismo regional.

César y Raúl nos explicaron como el Sistema Central estuvo afectado en su mayoría por el metamorfismo regional asociado a la Orogenia Hercínica, el cual aportó el mismo grado metamórfico a extensas regiones de la litosfera. Toda la deformación posterior producida por la Orogenia Alpina es de comportamiento frágil y no tiene metamorfismo asociado.

Hay una observación del domingo 5 que, aunque queda fuera de contexto en esta memoria del sábado, creo que es muy interesante para entender el papel de los materiales metamórficos de la Sierra de Guadarrama como posibles áreas fuentes de los sedimentos del interior de la cuenca. En el viaje de vuelta hacia Madrid pudimos observar de pasada en la carretera M-600 a la altura de Valdemorillo, como los carbonatos Cretácicos apoyaban directamente sobre unos ortogneises. Estas rocas son características de alto grado metamórfico así que, aunque el corte se merezca una sesión de campo detallada, esta situación apunta a que las rocas de metamorfismo de bajo grado, cuya posición les corresponde en niveles corticales superiores a las de alto grado, pudieran estar parcial o totalmente desmanteladas al final de la Orogenia Hercínica. Por tanto, el metamorfismo de bajo grado estaría prácticamente ausente a la hora de rellenar la cuenca de Madrid en el terciario.

Sugerencias y conclusiones: Tras esta experiencia de campo se pueden extraer algunas conclusiones, aunque el estudio de las rocas que muestreamos en campo y un análisis mineral detallado en lupa binocular de nuestros sedimentos de triado podrían aportar muchas más. Por ejemplo, César sugirió buscar la presencia de Silimanita en nuestros sedimentos, ya que este mineral informa sobre el grado metamórfico de las rocas que lo contienen.

Las conclusiones que vienen a continuación parten del supuesto de que la falla de borde, la cual pone en contacto el Sistema Central con los sedimentos aluviales terciarios de la cuenca de Madrid, no ha sufrido un desplazamiento en dirección significativo.

- Las filonitas asociadas a las milonitas de Santa María de la Alameda tienen una extensión cartográfica suficientemente como para que puedan ser reconocidas en los sedimentos del interior de la cuenca.
- La inestabilidad característica de las rocas metamórficas de alto grado frente a los procesos de meteorización producen grandes tasas de formación de sedimentos hacia el interior de la cuenca.
- Existen formaciones paleozoicas de carbonato metamórfizado (mármoles) que podrían haber funcionado como área fuente de este mineral.
- Las rocas metamórficas que se observan en los alrededores de El Escorial están formadas bajo condiciones de metamorfismo regional asociado a la Orogenia Hercínica.
- La Orogenia Alpina fracturó con comportamiento frágil (en frío) el basamento hercínico, generando así los relieves actuales del Sistema Central.
- Los carbonatos cretácicos de Valdemorillo, junto a observaciones previas de carbonatos sobre granitos, apuntan a un importante desmantelamiento de materiales metamórficos en Guadarrama antes del Terciario.
- El trabajo en colaboración con profesionales de otras disciplinas es enriquecedor a más no poder.

Con estas conclusiones finaliza esta memoria sobre el primer día de trabajo de campo en materiales metamórficos. En breve llegarán las experiencias de nuestro segundo día de campo en materiales ígneos. Ese día los pasamos en el entorno del refugio de La Naranjera, en pleno plutón granítico. Hasta pronto.

Jaime

Tectónica de Guadarrama

TECTONICA DE GUADARRAMA by Carlangas
Hola mainada, mi primera entrada en este nuestro maravilloso blog está dirigida, como pequeña introducción, a la tectónica de la zona que visitaremos en el Seditour´08. Espero que os guste.

Tectotour´08:

Es normal que cuando hablemos entre geólogos sobre abanicos y sistemas de abanicos, enseguida pensemos en fallas asociadas, en dirección, normal, inversa...etc. Pero empecemos por el principio: La Cuenca de Madrid, se encuentra delimitada al norte por una alineación montañosa NE-SW. Los materiales aflorantes tienen edades comprendidas entre el Precámbrico y el Paleozoico Superior, y se encuadran dentro del Macizo Hespérico (cinturón hercínico europeo, análogo al E de Canadá). Las rocas que ocupan esta región sufrieron varias etapas de deformación y metamorfismo durante la Orogenia Hercínica, por lo que podremos observar rocas de metamorfismo de alto grado (Gneises, mármoles, migmatitas) y bajo-medio grado (pizarras, esquistos), los cuales están intruidos por numerosos cuerpos graníticos post-tectónicos, más frecuentes en la zona occidental, mientras que los materiales metamórficos dominan en el sector oriental del Sistema Central. Es necesario remarcar un periodo de fracturación intensa desde el final de esta orogenia, posiblemente por el acomodamiento de las rocas frente a los esfuerzos que la Península Iberica estaba sufriendo en ese momento (predominio de fallas de desgarre).

Los materiales antes comentados constituyen el basamento sobre el que se depositan los sedimentos Mesozoicos, Paleógenos y Neógenos. Pero la morfoestructura actual es resultado de la Orogenia Alpina (Mioceno medio-Actualidad). Dicha orogenia reactivó viejas líneas de falla (Hercínicas) en el basamento, y provocó numerosos pliegues y fracturas en la cobertera Mesozoica-Paleógena. El resultado final es la elevación del basamento en la zona axial de estas montañas, y el fallamiento-plegamento de la cobertera (pliegues falla en Sierra de Altomira, pliegue en rodilla de Sepulveda, ...).


Pero tenemos una peculiaridad: las estructuras Hercínicas aparecen reorientadas y plegadas en las proximidades de las fallas alpinas congruentemente con las deformaciones terciarias. Esto quiere decir que la presencia de fallas inversas en todos los bordes del Sistema Central se debe a una tectónica transpresiva (esfuerzos en dirección), originando unas pequeñas cuencas interiores del tipo Pull-Apart. En grandes rasgos la estructuración alpina en el Sist. Central muestra una clara relación con los acortamientos producidos por dicha orogenia en otras cadenas de la Península. Por tanto el campo de esfuerzos compresivos que originan estructuras de plegamiento tardías, se transmite hacia el interior del cratón ibérico; entonces el centro de la península ha experimentado un acortamiento de ¡35Km! (Warburton, 1989). Por lo que Megías (1983) dice que la estructura en profundidad es de tipo "flor positiva".

Otro modelo planteado que me gustaría comentar, terciaria los movimientos de tipo transtensivos, modelo de la “deformación distribuida”, Vegas(1990). Es el que considera que previo a la deformación supone una cizalla dextral, que origina rotaciones en una serie de bloques espaciados regularmente. La estructuración definitiva durante el Mioceno Medio y Superior, sería por una cizalla pura que produciría reactivaciones de estas rotaciones (he aquí el origen de nuestros abanicos).

Entonces conociendo las rocas que veremos y que queremos encontrar, y si todo ello lo asociamos al movimiento relativo de las rocas, podremos conocer el área fuente de los sedimentos de Somosaguas. Pero pensemos en lo siguiente: la mayor cantidad de pizarras se encuentran al E de la falla de Berzosa (muy al NE de Somosaguas), al igual que algunos minerales duros encontrados. ¿Cómo explicar la distancia recorrida?. ¿Acaso pudo un sistema fluvial desde el N transportar sedimentos que luego nuestros abanicos reciclaron?....porque también al norte abundan los feldespatos rosados.... Todo queda en el aire. "La respuesta está en la mineralogía".

Bibliografía:
Cenozoic thick-skinned deformation and topography evolution of the Spanish Central System. G. de Vicente , R. Vegas , A. Muñoz Martín. 2007
Deformaciones Alpinas del Sistema Central, Coloquios de la Comisión de Téctonica. 1991

SEDITOUR II (2008): La preproducción

Debido a la proximidad de tan esperado (y tan demorado) evento y aprovechando el correo de Jaime, pues sólo tenía pinceladas de lo que se habló (malditos exámenes...), me dispongo a comentar lo que se acordó en la reunión que tuvimos el lunes 15 por la tarde, a eso de la hora del té, para que la blogosfera conozca de qué va a ir el Seditour 2008.

Antes de comenzar, los antecedentes: el verano pasado, un pequeño grupo de selectos miembros del GIIS, pasaron unos días en la Sierra de Guadarrama, trazando posibles rutas y cogiendo multitud de muestras, para una futura salida de campo con el grupo, en la que veríamos los materiales del área fuente de la Cuenca de Madrid. Por diversos motivos la salida se retrasó y está prevista para el próximo 4 de octubre. El resumen de la primera salida del 2007 la podéis leer aquí y el de la futura salida... paciencia, ya legará...

Bueno, pues como iba diciendo, el lunes 15 nos reunimos con César Arango, colega de Jaime y experto en las lindes metamórficas, para buscar zonas interesantes para visitar en el campo. Las conclusiones fueron las siguientes.

Sábado 4: Objetivo: las pizarras. Parte de los sedimentos encontrados en Somosaguas son pizarras, rocas metamórficas de bajo grado. Pero en el ápice de los abanicos las rocas son de muy alto grado y no hay pizarras. Entonces ¿de dónde vienen estos curiosos materiales? Trataremos de averiguarlo en el campo.

Domingo 5: El objetivo será los famosos granitos rojos que se encontraban en los tramos T1 y en menor medida en T3, en el yacimiento de Somosaguas. Intentaremos buscar afloramientos de esta formación en la sierra, pero la zona que visitaremos aun no está concretada.

Antes de esto tendremos una reunión en los próximos días para ver los sedimentos recogidos en el primer Seditour y la lista de muestras obtenidas este año en las excavaciones, cuya clasificación fue encomendada a Omid y Guillito. De su trabajo dependerá el éxito o el fracaso de esta salida...

Seguiremos informando.

SEDITOUR 2008

Jaime Cuevas coordina la segunda excursión de campo SEDITOUR 2008, continuación de la primera organizada en 2007. Está prevista su celebración los próximos días 4 y 5 de Octubre (sábado y domingo). Contamos con la participación del geólogo César Arango, quien ha trabajado intensamente en los materiales de la Sierra de Guadarrama origen de los sedimentos de Somosaguas.
El alojamiento al igual que en la primera excursión será en el Ventorrillo (laboratorio de montaña del Museo Nacional de Ciencias Naturales). En esta ocasión se han inscrito hasta el momento 12 personas: Blanca, Carlos, Daniel, Gema, Humberto, Juanan, Laura Ch, Manuel, María, Miriam, Pimen y Sergio. Los amables directores del Ventorrillo, Jose y Pilar, intentarán acomodar a tan numeroso grupo.

Uno de los objetivos de la excursión, además de pasarlo bien en contacto con la naturaleza, es averigüar la procedencia de los fragmentos de rocas metamórficas de bajo grado (esquistos, pizarras y cuarcitas principalmente) que se encuentran en Somosaguas, pero que son rocas muy escasas en Guadarrama. Habría que moverse bastante hacia el Este (hacia Somosierra) para encontrar este tipo de rocas en el área fuente. En Guadarrama por el contrario, los depósitos de edad Cretácica (arenas silíceas y calizas) parecen cubrir directamente a los granitos y las rocas metamórficas de alto grado (gneiss). ¿Donde estaba pues, el área fuente de estos tipos de fragmentos de rocas de Somosaguas?

Esperamos que los participantes aprendan mucho, hagan muchas fotos, contribuyan a resolver el problema, y nos cuenten en este blog lo que han visto a los que no podremos ir (snif!)