Cuaderno Lab. Xeolóxico de LaxeCoruña. 1994. Vol. 19, pp. 249-260

Los modelos tectónicos del SistemaCentral Español

Tectonic models of Spanish Central Range

UBANELL, A. G.

The author presents the different tectonic models which have been proposed, inorder to explain the origin ofthe Spanish Central Range. These tectonic modelsare divided in two main groups: the thick-skinned tectonics one, and the thin­skinned tectonics.From the study of these groups we can obtain considerations to advance in theunderstanding of the Spanish Central System.When analyzing these models, it is possible to find out that every tectonic modelestablished must explain the morfological characteristies of the whole chain ofmountains.

Key words: Spanish Central Range, tectonic models, thick-skinned tectonics,thin-skinned tectonics.

UBANELL, A. G. (Departamento de Geodinámica. Fac. de Geología. Universidad Complutense de Madrid.28040 Madrid).

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INTODUCCION

El Sistema Central se extiende en elcentro de la Península Ibérica, con unadisposición WSW-ENE a 10m largo de 600km., separando al N y al S las cuencas de losrios Duero-Mondego y Tajo respectivamen­te. Comienza por el E en la Cordillera Ibé­rica y termina por el W en el Océano At­lántico. Está formado por distintas Sierras (Alto Rey, Ayllón, Somosierra, Guadarrama,Gredas, Gata y La Estrella) cuyas máximasalturas se alcanzan en Gredos (Almanzor2592m.) Guadarrama (Peñalara 2430m.) yLa Estrella (1993m.).

Geológicamente está constituido por unbasamento de rocas metamorfizadas y defor­madas en la orogenia Hercínica con grancantidad de granitoides asociados a la mis­ma y una cobertera Mesozoico-Terciaria derocas sedimentarias. Inmediatamentedespues de esta orogenia se produce unintenso arrasamiento de la cadena hercínicaque da lugar a la formación de una extensapenillanura. Posteriormente, durante laépoca Alpina, esta superficie queda desnive­lada por el movimiento de fallas en la ver­tical, se forman sedimentos y otras superfi­cies y se origina la actual cadena montañosacomo consecuencia de una tectónica debloques, en el Terciario, que da lugar ahorsts, grabens, semigrabens, cuencasintamontanas etc.

Estas características geológicas se cono­cen desde 1923, cuando HERNÁNDEZPACHECO E. (1923), por primera vez,considera al Sistema Central formado en dosetapas, una Hercínica y otra Alpina.

A partir de esta fecha, empiezan a expo­nerse diferentes modelos tectónicos que in­tentan explicar el origen del Sistema Cen­tral. Estos son los únicos que analizaremos

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en este trabajo, ya que los modelosmorfodinámicos son objeto de estudio eneste mismo volumen porJ. DE PEDRAZA.

MODELOS TECTONICOS DEL SISTE­MA CENTRAL ESPAÑOL

Los modelos establecidos se puedenagrupar en dos grandes grupos tectónicos:los de «tectónica de piel gruesa» y los de«tectónica de piel fina».

Los primeros involucran a toda la cortezay ,a veces, a la litosfera, mientras que en lossegundos solo toma parte activa la zonasuperior de la corteza.

a) Modelos de Tectónica de piel gruesa

1. Hundimiento Diferencial (HernándezPacheco E. 1923)

Se puede considerar que el primer mode­lo tectónico se debe a este autor, si bien haytoda una serie de trabajos anteriores en losque se empiezan a establecer el conocimien­to geológico básico del Sistema Central.

HERNÁNDEZ PACHECO consideraque la «sierra» se forma en dos etapas:una enel Pérmico y otra al principio del Terciario.Esta última es la que produce las formasactuales de la misma. Supone que las dosmesetas y la CordilleraCentral se encuentranelevadas desde el Pérmico y que como con­secuencia de los movimientos orogénicospirenaicos, al principio del Terciario, seproduce una descompresión que da lugar alhundimiento de las mesetas dejando unbloque elevado intacto entre las dos -elSistema Central-o Como consecuencia detal hundimiento se producen los pliegues enlos materiales cretácicos de Sepúlveda, Se­govia, etc.

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Comentario

El conocimiento geológico actual delcentro peninsularpermite descartar esta idea.Sabemos que ,en general, es el SistemaCentral el que se eleva sobre las áreas cir­cundantes, aunque existen zonas desubsidencia local. Se ha comprobado quehay varias fases compresivas a lo largo delTerciario (CAPOTE et alto 1990) causantesde fallas, pliegues etc. que invalidan el ca­rácter de hundimiento distensivo de lasmesetas. Basta recordar que los bordes N yS de la cadena montañosa son fallas inversasque responden a esfuezos compresivos.

2. Compresión-Descompresión (Birot y Solé1954)

Para estos autores (fig. 1) el SistemaCentral se forma como consecuencia de unafase compresiva comtemporánea con losplegamientos béticos que da lugar en elbasamento a pliegues de radio medio y fallasinversas causantes de la aparición de horstsy grabens. Esta compresión induce unaacumulación de corteza inferior que formaraices debajo de la cordillera, lo cual traeconsigo movimientos de compensaciónisostática, en una fase distensiva, que seríanlos que producen la fuerte elevación de losdiferentes macizos. Todo esto comienza enel Eoceno y prosigue hasta el Mioceno su­perior.

Comentario

Hay que valorar muy positivamente aestos autores que fueron los primeros endarse cuenta de la compleja evolución delSistema Central.Destacaron la diferente se­cuencia de movimientos verticales en cada

Modelos tectónicos del Sistema Central 251

macizo, la distinta evolución de los sectoresoriental y occidental y las complicadas rela­ciones morfológicas.Sin embargo, hoy dia,se pueden presentar dos objeciones a estemodelo: 1) Como se ha dicho anteriormen­te, son varias las fases compresivas y dis­tensivas que actúan durante el Terciario. 2)El fuerte engosamiento cortical que propo­nían se ha comprobado (VEGAS ySURIÑACH 1987) que es de 5 km. Talengosamiento puede sustentar isostática­mente a la cordillera en su conjunto pero nopermite el juego individual de macizos cu­yas dimensiones no alcanzan el mínimo parala respuesta isostática.

3. Bóveda Castellano-Extremeña (Alía1976)

Este autor interpreta las Sierras de Gredosy Guadarrama como componentes de unaunidad mayor denominada la «BóvedaCastellano-Extremeña» (fig. 2). Es unamegaestructura cortical, de forma elíptica,con el eje mayor orientado según la direcciónNE-SW, que forma un amplio abom­bamiento de la corteza y que se extiendedesde Badajoz hasta la Sierrade Guadarrama.Esta estructura queda dividida por la BandaEstructural de Toledo, de directriz E-W, endos semibóvedas, la septentrional y la me­ridional. La primera es la que conforma lasSierras de Gredos y Guadarrama. La evolu­ción de ésta es compleja y comprende desdeel Paleógeno hasta la actualidad, produ­ciéndose primero movimientos de elevacióny despues hundimiento de los flancos com­binado con movimientos diferenciales. Estoestaría motivado o bien por esfuerzos latera­les compresivos de la corteza, que se tradu­cen en el movimiento vertical, o bien enesfuerzos transmitidos por el manto por

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Fig. 36.-.Esquema ilustrativo de la posible evolución de la Cordillera Central.Arriba., d~SI)I\lés de la f~ de COlllrtresión. En ,superficie aparecen una. ~erie de horsts y defo&'tS froc"uentt~nente linlitados poor fallalS i,tnversas. En profundidad ~ ha fÜ'rnlftdo unaraíz de sial. Su espesor es tal Que entr(ll ..-1 y JI exc~ por su enlpuje hddrostático al (IUel)uede ~portar, 3m defo~rse, la ('orteza rígi(la. X-Y, lhnite del sial rígido y del sial

plástico.Abajo, movimientos de compensación i~o~h\ti(~os entre A y n durante una fase de disten­sión. Loo horsts e y D se ~evan sepa.rándo~ liger-8JII1ente, lo qu,~ deterlnina la fonu.ación<le Untl fosa intermedia. Las zona~ externas pernulnecen estables y la erosión las modela

en su perticies de lllon tes isla.

Fig. 1. Reproducción de la figura 36 de Birot y Solé (1954), en la que se expone gráficamente laevolución del Sistema Central Español.

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Fig. 3.-Principales alineaciones eSltructumles definidoras de ,la Báveda Castellano-Extremeña, que aparece prácticamen­te dividida en dos por las alineaciones E-W de la Banda Estructur<lil de Toledo. En gris: principales zonas de coberterarelacionadas con ·Ia Bóveda. Las líneas de trazo representan probables alineaciones estructurales más periféricas. La zo­na recuadrada, en el centro de la figura, corresponde a la -representada en 13JS figuir3J9 1 y 2, con los mismos símholospara las capitales. Además, ZA: Zamora, VA: VaJlodolid, SO: Soría, GU: Guadalajar'a, CR: Ciudad Real, CE: Cáce-

res, BA: Badajoz, Ci: Cíjara y D.P.: Dique de P!lasellcia.

Fig.2. Reproducción de la figura 3 de Alía (1976), en la que se define la Bóveda Castellano­Extremeña.

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empujes verticales o desplazamientos late­rales.

Comentario

Este modelo, cuidadosamente elaboradono explica las unidades situadas al oeste d~la falla de Plasencia, Sierras de Gata y LaEstrella. Por otra parte, los bordes N y S delSistema Central con su carácter de fallasinversas implican una compresión difícil desituar en la Bóveda justamente en dondedeben aparecer estructuras distensivas.

4. Rhomb-Horst (Portero y Aznar 1984)

En realidad, esta teoría es una combina­ción de la anterior -Bóveda castellanoExtremeña- y de una nueva unidad deno­minada «rhomb-horst». Consiste en que elSistemaCentral comienza a individualizarseen el Paleoceno mediante el desarrollo de laBóveda Castellano Extremeña, prosigue enel Eoceno-Oligoceno (gig. 3) acentuándosela bóvedapor la compresión NO-SE. Duranteel Oligoceno superior y Mioceno inferior seproduce el plegamiento fundamental y elrelieve mas enérgico, comportándose ya, elSistema Central, como un «rhomb horst» dehistoria compleja debido al giro de los es­fuerzos. Al principio del Mioceno mediocontinúa el carácter de «rhomb horst»despues en el Mioceno medio-superior l~sedimentación es expansiva y los relievescreados se erosionan intensamente. Final­mente en el Plioceno hay nuevas fasescompresivas, con creación de relieve, y seestablecen los actuales límites con las cuencas.

Comentario

Este trabajo aporta una evolución diná­mica del centro peninsular para los tiempos

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terciarios muy interesante. Sin embargo, elmodelo no explica las Sierras de Gata y LaEstrella. Además no es consistente con algu­nas de las características morfológicas talescomo cuencas intramontanas, bascula­mientos, etc.

5. Deformación Distribuida (Vegas et alto

1986, 1990)

Esta idea supone la existencia de dosfallas preexistentes que con disposición E­W se extienden desde el borde Atlánticohasta la Cadena Ibérica. Del Cretácico su­perior al Paleógeno actúan como cizallassimples y originan rotaciones dextrales enbloques limitados por fallas de dirección 30°(fig. 4), mientras que del Neógeno a laactualidad funcionan como cizallas purascon esfuerzos N -S que dan lugar aengrosamiento de la corteza inferior, eleva­ción de la corteza superior y consiguienteformación del relieve.

Comentario

Esta deformación distribuida explicasatisfactoriamente muchas de las peculiari­dades morfológicas asi como diferentes da­tos cartográficos (la situación de las cuencasintramontanas, alineaciones de horsts ygrabens, rotación dextral de bloques etc.).

Ahora bien esta teoría se basa fundamen­talmente en dos puntos: existencia previa dedos cizallas intraplaca y engrosamientocortical bajo el Sistema Central. Las cizallas,habría que comprobarlas cartogáficamentey el engrosamiento se basa en un estudioanterior (VEGAS y SURIÑACH 1987)válido para una zona de la cadena; habría quecomprobar si a lo largo de todo el SistemaCentral se produce este fenómeno, como

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Fig.3. Situación del «Rhomb Horst», según Portero y Aznar(1984).

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Fig.4. Modelo de deformación distribuida, (Vegas et alters, 1986, 1990).

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consecuencia de esfuerzos alpinos, o bienesto es un resto de raiz hercínica.

b) Modelos de Tectónica de piel fina

1. Tectónica Cabalgante (Warburton yAlvarez 1989)

En 1989, con estos autores, se inicia otralínea de investigación basada en la tectónicade piel fina. Aquí ya no interviene toda lacorteza, sino solo una fracción de la misma,lo cual implica un nivel de despegue adeterminada profundidad dentro de ella.

Basándose en un perfil realizado desde elE de Madrid hasta la Sierra de Pradales (al Nde Somosierra) establecen la presencia de unnivel de despegue a una profundidad menorde 10 km. que bajo la compresión alpinaproduce una imbricación del basamento quea su vez da lugar a una estructura tipo «popup» que origina la Sierra de Guadarrama (Fig. 5). Este engrosamiento de la corteza noafecta a la Moho. Por otra parte, calculan elacortamiento en 35 km.

Comentario

Sin duda este trabajo tiene la virtud deser el primero que abre una línea de inves­tigación diferente que, inmediatamentedespues, ha sido seguida por otros autores.Ahora bien, como modelo que intenta ex­plicar el Sistema Central falla en algunospuntos.Así, en el perfil que dibujan haydatos que se contradicen con los de campo(ejemplo Pliegue de Sepúlveda); la Mohodicen que no está deprimida, cuando segúnVEGAS y SURIÑACH (1987) tiene unadepresión de 3km. Además aquí se explica lazona E del Sistema Central pero no toda laCordillera.

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2. Despegue en el A ntepais Alpino (Ribeiroet alto 1990)

Siguiendo la línea establecida anterior­mente, RIBEIRO et alto (1990) basándoseen el carácter inverso de los contactos delmacizo montañoso con las cuencas terciariascircundantes, suponen un despegue a nivelde la Moho que asciende después hasta lasuperficie y produce una estructura «popup» (Fig. 6) durante la compresión bética.

Comentario

El estudio está realizado en el bordeAtlántico de Portugal, por lo tanto suextrapolación a las zonas centrales de laMeseta es una hipótesis de trabajo que tieneque ser comprobada, fundamentalmente pormétodos geofísicos.

3. Cabalgamientos Imbricados (DE VI­CENTE et alto 1992)

Mediante el análisis poblacional de fallas,estos autores definen una dirección decompresión de 1550 en el Aragoniense me­dio, calculan el acortamiento en un 11 % ysuponen que el despegue basal tiene dostramos a distinta profundidad (Fig. 7), elprimero a 16km. y el segundo a 9km. deprofundidad respectivamente. El juego deeste despegue con otras fallas mas superfi­ciales produce cabalgamientos imbricadosque conducen al desarrollo de estructuras«pop up» y «pop down».

Comentario

Aunque parten de un buen estudio delas fallas de la zona oriental del SistemaCentral, las otras areas - Gredos Gata y La

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Fig.S. Despegues bajo el Sistema Central, según Warburton y Alvarez, (1987).

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Fig. 6. Estructura del Sistema Central, según Ribeiro et alters. (1990).

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Fig.7. Despegues bajo el Sistema Central según De Vicente et alters, (1992).

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ALPINE Sl'RUCTURE OF THE SPANISH

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Estrella - no se investigan por lo que elmodelo tiene carácter local no general.

DISCUSION

Después de ver estos modelos se puededecir que gracias a los que han trabajado enellos, tenemos un conocimiento mas com­pleto del Sistema Central. Pensamos quetodavía no hay un modelo definitivo, esen­cialmente porque faltan por realizar inves­tigaciones geofísicas profundas ( solo el deVEGAS et alt. 1990) tiene en cuenta datosde sísmica profunda) que demuestren clara­mente la validez de alguno de ellos o bien elestablecimiento de uno nuevo. Eso sí, cual­quiera intento de explicación del origen dela Cordillera Central tendrá que serlo de suconjunto, desde la Ibérica hasta el Atlánti-

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Modelos tectónicos del Sistema Central 259

co, considerándola como una unidad aun­que, evidentemente, hay zonas que puedenhaber evolucionado de distinta manera.

Por otra parte, es fundamental que cual­quier modelo tectónico aclare las peculiari­dades morfológicas ya que éstas son conse­cuencia de aquel. Algunos las tienen muy encuenta, pero otros las eluden por completo.De aquí se infiere la necesidad de una estrechacolaboración entre tectónicos y geomor­fólogos.

Finalmente, no debemos olvidar ciertostrabajos que aunque en si mismos no sean unmodelo tectónico del Sistema Central Españolhan contribuido a que otros autores los esta­blecieran tomándolos como punto de partida.Entreellosmerecendestacarse losde ROSALESet alto (1977), GARRIDO MEGIAS et alt.(1982) y BABIN et alto (1993).

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