Structure of an intraplate fold-and-thrust belt: The Iberian Chain. A synthesis

Authors

  • J.J. GUIMERÀ I ROSSO

DOI:

https://doi.org/10.1344/GeologicaActa2018.16.4.6

Keywords:

Thrust belt, Intraplate, Crustal thickness, Iberia.

Abstract

The Iberian Chain is a complex intraplate fold-and-thrust belt resulting from the convergence between the Eurasian, Iberian and African plates during the late Eocene to the Miocene. The main trend of its contractional
structures is NW-SE, but E-W, NE-SW and N-S-trending structures are also present. The boundaries of the chain with its surrounding foreland basins are always thrusts. The North-Iberian Thrust separates the
chain from the Ebro Basin to the North, while the Serranía de Cuenca Thrust makes the SE boundary of the chain, separating it from the Tajo Basin and La Mancha foreland areas. Between these thrusts, the
contractional structure is basement-involved, while South of the Serranía de Cuenca Thrust only Mesozoic and Cenozoic rocks are involved in the thrust-system, detached in the evaporitic Triassic materials. Two
parts can be differentiated considering the major structure of the chain. The western and central areas hold two major anticlinoriums separated by the Almazán Synclinorium. East of the Teruel Depression, E-Wstriking
N-verging thrusts in the North, and NW-SE-striking S-verging thrusts in the center and South are the dominant structures.
The crust thickened during the Cenozoic contraction generating a mean crustal thickening of about 5km. The horizontal shortening obtained from cross-sections is 32km, and from a density-gravity section of 57.5km.
These two values may be considered end values.
The relief of the Iberian Chain has a strong areal coincidence with the contractional structures and the thickened crust, indicating that they are genetically related.

Author Biography

J.J. GUIMERÀ I ROSSO

Dept Geodinàmica i Geofísica

References

Ábalos, B., Carreras, J., Druguet, E., Escuder Viruere, J., Gómez Pugnaire, M.T., Lorenzo Álvarez, S., Quesada, C., Rodríguez

Fernández, L.R., Gil-Ibarguchi, J.I., 2002. Variscan and PreVariscan Tectonics. In: Gibbons, W., Moreno, T. (eds). The Geology of Spain. The Geological Society of London, 155-183.

Álvaro, M., 1995. La Cadena Ibérica. In: Gutiérrez Elorza, M., Meléndez Hevia, A. (eds). XXIX Curso de Geología práctica de Teruel. Universidad de Verano de Teruel, 5-14 julio 1995, Servicio de Publicaciones, Zaragoza, Universidad de Zaragoza, 1-27.

Álvaro, M., Capote, R., Vegas, R., 1979. Un modelo de evolución geotectónica para la Cadena Celtibérica. Acta Geologica

Hispanica, 14, 172-177.

Anadón, P., Roca, E., 1996. Geological setting of the Tertiary basins of Northeast Spain. In: Friend, P.F., Dabrio, C.J. (eds).

Tertiary Basins of Spain. The Stratigraphic Record of Crustal Kinematics. World and Regional Geology Series, Volume 6.

Cambridge, Cambridge University Press, 43-48.

Arche, A., López-Gómez, J., 1996. Origin of the Permian-Triassic Iberian Basin, central-eastern Spain. Tectonophysics, 266(1-

, 443-464.

Banks, C.J., Warburton, J., 1991. Mid-crustal detachment in the Betic system of the southeast Spain.Tectonophysics, 191(3-

, 275-289.

Brinkmann, R., 1960. Aperçu sur les Chaînes Ibériques du Nord de l’Espagne. In: Durand-Delga, M. (ed). Livre à la Mémoire

du Professeur Paul Fallot, Mémoires Société Géologique de France, hors série, 1, 291-299.

Canérot, J., 1974. Recherches géologiques aux confins des Chaînes Ibérique et Catalane (Espagne). PhD Thesis. Toulouse, Université Paul-Sabatier, Trabajos de Tesis, Madrid, E.N.A.D.I.M.S.A., serie 5, 4, 517pp.

Canérot, J., Cugny, P., Pardo, G., Salas, R., Villena, J., 1982. Ibérica Central-Maestrazgo. In: García, A. (ed.). El Cretácico de España. Madrid, Universidad Complutense de Madrid, 273-344.

Casas-Sainz, A.-M., 1993. Oblique tectonic inversion and basement thrusting in the Cameros Massif (Northern Spain). Geodinamica Acta, 6(3), 202-216.

Casas-Sainz, A.-M., Simón-Gómez, J.L., 1992. Stress field and thrust kinematics: a model for the tectonic inversion of the

Cameros Massif (Spain). Journal of Structural Geology, 14(5), 521-530.

Casas-Sainz, A.-M., Cortés Gracia, A.L., 2002. Cenozoic landscape development within the Central Iberian Chain, Spain. Geomorphology, 44(1-2), 19-46.

Casas-Sainz, A.-M., de Vicente, G., 2009. On the tectonic origin of Iberian topography. Tectonophysics, 474(1-2), 214-235.

Casas-Sainz, A.-M., Cortés Gracia, A.L., Maestro-González, A., 2000. Intraplate deformation and basin formation during

the Tertiary within the northern Iberian plate: Origin and evolution of the Almazán Basin. Tectonics, 19(2), 258-289.

Colomer, M., Santanach, P., 1988. Estructura y evolución del borde sur-occidental de la Fosa de Calatayud-Daroca. Geogaceta, 4, 29-31.

De Vicente, G., Vegas, R., Muñoz-Martín, A., Van Wees, J.D., Casas-Sáinz, A., Sopeña, A., Sánchez-Moya, Y., Arche, A., López-Gómez, J., Olaiz, A., Fernández-Lozano, J., 2009. Oblique strain partitioning and transpression on an inverted rift: The Castilian Branch of the Iberian Chain. Tectonophysics, 470(3-4), 224-242.

Díaz Molina, M., López Martínez, N., 1979. El Terciario continental de la Depresión Intermedia (Cuenca). Bioestratigrafía y Paleogeografía. Estudios geológicos, 35, 149-167.

Etheve, N., Mohn, G., Frizon de Lamotte, D., Roca, E., Tugend, J., Gómez-Romeu, J., 2018. Extreme Mesozoic crustal thinning in the eastern Iberia margin: The example of the Columbrets Basin (Valencia Trough). Tectonics, 37(2) DOI: 10.1002/2017TC004613 [In-press version]

Fontboté, J.-M., 1954a. Sobre la evolución tectónica de la depresión del Vallés-Penedés. Sabadell, Arrahona (Publicaciones del Museo de Sabadell), 37pp.

Fontboté, J.-M., 1954b. Las relaciones tectónicas de la depresión del Vallés-Penedés con la Cordillera Prelitoral Catalana y

con la depresión del Ebro. In: Tomo extraordinario “Libro Homenaje al Profesor Eduardo Hernández Pacheco. Madrid,

Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural, 52, 281-310.

Fontboté, J.-M., Guimerà, J., Roca, E., Sabat, F., Santanach, P., 1989. Para una interpretación cinemática de la génesis de la cuenca catalano-balear: datos estructurales de sus márgenes emergidos. Libro homenaje a Rafael Soler. Asociación de Geólogos y Geofísicos Españoles del Petróleo, 37-51.

Fontboté, J.-M., Guimerà, J., Roca, E., Sàbat, F., Santanach, P., Fernández-Ortigosa, F., 1990. The Cenozoic Geodynamic

Evolution of the Valencia Trough (Western Mediterranean). Revista de la Sociedad Geológica de España, 3(3-4), 249-259.

González, A., 1989. Análisis tectosedimentario del Terciario del borde SE de la Depresión del Ebro (sector bajoaragonés)

y cubetas ibéricas marginales. PhD Thesis. Zaragoza, Universidad de Zaragoza, 507pp. [Unpublished]

González, A., Guimerà, J., 1993. Sedimentación sintectónica en una cuenca transportada sobre una lámina de cabalgamiento: la cubeta terciaria de Aliaga. Revista de la Sociedad Geológica de España, 6(1-2), 151-165.

Gautier, F., 1980. Instituto Geológico y Minero de España, Memoria del Mapa geológico de España, 1:50,000, hoja 543

(Villarluengo). Madrid, Servicio de Publicaciones, Ministerio de Industria y Energía, 45pp.

Guimerà, J., 1983. Évolution de la deformation alpine dans le NE de la Chaîne Ibérique et dans la Chaîne Côtière Catalane.

Comptes-rendus des séances de l’Académie des sciences. Paris, Série 2, 297(5), 425-430.

Guimerà, J., 1984. Palaeogene evolution of deformation in the northeastern Iberian Peninsula. Geological Magazine, 121(5), 413-420.

Guimerà, J., 1994. Cenozoic evolution of eastern Iberia: Structural data and dynamic model. Acta geològica hispànica, 29(1), 57-66.

Guimerà, J., 2004. Cadenas con cobertera: Las Cadenas Ibérica y Costera Catalana. In: Vera, J.A. (ed.). Geologia de España.

Madrid, Sociedad Geológica de España-Instituto Geológico y Minero de España, 602-615.

Guimerà, J., Álvaro, M., 1990. Structure et évolution de la compression alpine dans la Chaîne Ibérique et la Chaîne côtière catalane (Espagne). Bulletin de la Société Géologique de France, 6(2), 339-348.

Guimerà, J., González, A., 1998. El relieve de la Cadena Ibérica como un producto de la compresión alpina. Geogaceta, 24, 163-166.

Guimerà, J., Alonso, A., Mas, R., 1995. Inversion of an extensional-ramp basin by a newly formed thrust: the Cameros basin (N. Spain). In: Buchanan, J.G., Buchanan, P.G. (eds.). Basin Inversion. The Geological Society of London, 88 (Special Publications), 433-453.

Guimerà, J., Mas, R., Alonso, A., 2004. Intraplate deformation in the NW Iberian Chain: Mesozoic extension and Tertiary

contractional inversion. Journal of the Geological Society of London, 161(2), 291-303.

Guimerà, J., González, A., Salas, R., Sancho, C., 2010. Origin and preservation of the late contractional relief of an intraplate

thrust-belt: the NE Iberian Chain (Iberian Peninsula). Vienna, 2-7 May 2010, EGU General Assembly, pg. 5135.

Guimerà, J. Rivero, L., Salas, R., Casas, A., 2016. Moho depth inferred from gravity and topography in an intraplate area

(Iberian Chain). Tectonophysics, 666, 134-143.

Guiraud, M., Séguret, M., 1985. A releasing solitary overstep model for the Late Jurassic-Early Cretaceous (Wealdian) Soria

strike-slip Basin (Northern Spain). In: Biddle, K.T., ChristieBlick, N. (eds.). Strike Slip Deformation Basin Formation and

Sedimentation. The Society of Economic Paleontologists and Mineralogists,Special Publication, 37, 159-175.

Hahne, C., 1930a. Das Keltiberische Gebirgsland östlich der Linie Cuenca-Teruel-Alfambra. Beiträge zur Geologie der westlichen Mediterraneangebiete, 5 (Translated into Spanish in 1943). Publicaciones alemanas sobre Geología de España, 2, 7-50.

Hahne, C., 1930b. Stratigraphische und tectonische Untersuchungen in der Provinzen Teruel, Castellón und Tarragona (Spanien). Zeitschriftder Deutschen Geologischen Gesellschaft, 82, 79-112. [Translation to Spanish, 1943. Publicaciones alemanas sobre Geología de España, 2, 51-98]

Instituto Tecnológico Geominero de España, 1990. Documentos sobre la Geología del subsuelo de España. Madrid, Servicio

de Publicaciones del Ministerior de Industria y Energía, 13vols.

Julivert, M., 1954.Observaciones sobre la tectónica de la depresión de Calatayud. Sabadell, Arrahona (Publicaciones del Museo de Sabadell), 17pp.

Julivert, M., Fontboté, J.M., Ribeiro, A., Conde, L., 1974. Mapa tectónico de la Península lbérica yBaleares. 1:1,000,000.

Madrid, Instituto Geológico y Minero de España, 113pp.

Matte, P., 2001. The Variscan collage and orogeny (480-290 Ma) and the tectonic definition of the Armorica microplate: a

review. Terra Nova, 13(2), 122-128.

Mezcua, J., Gil, A., Benarroch, R., 1996. Estudio Gravimétrico de la Península Ibérica y Baleares. Madrid, Instituto Geográfico

Nacional, Ministerio de Fomento, 1-7.

Mouthereau, F., Filleaudeau, P.-Y., Vacherat, A., Pik, R., Lacombe, O., Fellin, M.G., Castelltort, S., Christophoul, F., Masini, E., 2014. Placing limits to shortening evolution in the Pyrenees: Role of margin architecture and implications for the

Iberia/Europe convergence. Tectonics, 33(12), 2283-2314.

Muñoz Martín, A., de Vicente, G., 1998. Cuantificación del acortamiento alpino y estructura profunda del extremo suroccidental de la Cordillera Ibérica (Sierras de Altomira y Bascuñana). Revista de la Sociedad Geológica de España, 11(3-4), 233-252.

Muñoz, A., Casas-Sainz, A.-M., 1997. The Rioja Trough (N Spain): tectosedimentary evolution of a symmetric foreland basin. Basin Research, 9(1), 65-85.

Nebot, M., Guimerà, J., 2016a. Structure of an inverted basin from subsurface and field data: the Late Jurassic-Early Cretaceous Maestrat Basin (Iberian Chain). Geologica Acta, 14(2), 155-77.

Nebot, M., Guimerà, J., 2016b. Kinematic evolution of a fold-andthrust belt developed during basin inversion: The Mesozoic

Maestrat basin, E Iberian Chain. Geological Magazine, 155(3), 630-640

Omodeo Salè, S., Guimerà, J., Mas, R., Arribas, J., 2014. Tectono-stratigraphic evolution of an inverted extensional basin: the Cameros Basin (north of Spain). International Journal of Earth Sciences, 103(6), 1597-1620.

Roca, E., 1996. La cubeta mesozoica de las Columbrets: aportaciones al conocimiento de la estructura del surco de Valencia. Geogaceta, 20(7), 1711-1714.

Roca, E., Guimerà, J., 1992. The Neogene structure of the eastern Iberian Margin: structural constraints on the crustal evolution of the Valencia Trough (WesternMediterranean). In: Banda, E., Santanach, P. (eds.). Geology and Geophysics of the Valencia Trough, Western Mediterranean. Tectonophysics, 203(1-4), 203-218.

Rodríguez Pascua, M.A., 1993. Cinemática y dinámica de las deformaciones alpinas en la zona del Alto Tajo (Guadalajara).

Degree Thesis. Madrid, Universidad Complutense de Madrid, 118pp.

Riba, O., Reguant, S., Villena, J., 1983. Ensayo de síntesis estratigráfica y evolutiva de la cuenca terciaria del Ebro. In:

Comba, J. (ed.) Libro Jubilar J.M. Ríos, Geología de España 2. Madrid, Instituto Geológico y Minero de España, 131-159.

Rivero, L., Guimerà, J., Salas, R., Casas, A., 2008. Constraints on the Moho depth in the Iberian Chain. Geo-Temas, 10, 673-675.

Roest, W.R., Srivastava, S.P., 1991. Kinematics of the plate boundaries between Eurasia, Iberia, and Africa in the North

Atlantic from the Late Cretaceous to the present. Geology, 19(6), 613-616.

Salas, R., Casas, A., 1993. Mesozoic extensional tectonics, stratigraphy and crustal evolution during the Alpine cycle of

the eastern Iberian basin. Tectonophysics, 228(1-2), 33-55.

Salas, R., Guimerà, J., Mas, R., Martín-Closas, C., Meléndez, A., Alonso, A., 2001. Evolution of the Mesozoic Central Iberian

Rift System and its Cainozoic inversion (Iberian Chain). In: Ziegler, P.A., Cavazza, W., Robertson, A.H.F., CrasquinSoleau, S. (eds.). Peri-Tethys Memoir, 6: Peri-Tethyan Rift/Wrench Basins and Passive Margins. Mémoires du Muséum national d’Histoire naturelle, 186, 145-186.

Seillé, H., Salas, R., Pous, J., Guimerà, J., Gallart, J., Torné, M., Romero-Ruiz, I., Diaz, J., Ruiz, M., Carbonell, R., Mas, R., 2015. Crustal structure of an intraplate thrust belt: The Iberian Chain revealed by wide-angle seismic, magnetotelluric soundings and gravity data. Tectonophysics, 663, 339-353.

Serrat, D., 1992. La xarxa fluvial dels Països Catalans. In: Guimerà, J., Serrat, D. (eds.). Història Natural dels Països Catalans. Geologia II, Barcelona, Fundació Enciclopèdia Catalana, 376-389.

Solé Sabarís, L., 1978. La Meseta. In: De Terán, M., Solé Sabarís, L., Bolos, M., Bosque Maurel, J., Cabo, A., Capel, H., López

Gómez, A., Roselló, V., Vila Valentí, J., Villegas Molina, F. (ed.). Geografía Generalde España. Barcelona, Editorial Ariel, 42-62.

Valcárcel Rodríguez, M.M., 2015. Reconstrucción y restitución 3D del anticlinal de Puerta-Pareja y estudio de su evolución

deformacional y cinemática en su contexto regional (cuenca de Loranca y Sierra de Altomira). PhD memoir, Universitat de Barcelona, 270pp. [Available at: https://www.tdx.cat/handle/10803/336373]

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Published

2018-12-20