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LA MI~GASI~QUENCE TRANSGRESSIVE-REGRESSIVE DU CI~NOMANIEN SUPI~RIEUR

DANS LA Rt~GION MI~RIDIONALE DE LA CHAINE IBt~RIQUE (provinces de Valence et d'Albacete, Espagne)

par

RocIo GIMt~NEZ*

Rt~SUMt~ ABSTRACT

Des analyses lithostratigraphiques et s6dimentolo- giques de d6p6ts d'~ge C6nomanien sup6rieur de la r6gion m6ridionale de la Cha~ne Ib6rique permettent de reconstituer une m6gas6quence transgressive- r6gressive asym6trique. A la base se d6veloppent des milieux de rampe distale qui passent vers le haut it des environnements de rampe proximale et enfin ~ des milieux intertidaux et supratidaux/t forte influence con- tinentale et ~t pal6osols. La faune permet de dater la majeure pattie de la m6gas6quence du C6nomanien sup6rieur et permet aussi de souligner l'absence du Turonien sous facies matin franc. Cet 6tage serait repr6- sent6 par des niveaux d'alt6ration p6dologique qui mar- quent une interruption s6dimentaire au sommet du cycle.

Lithologic and sedimentological analysis of Upper Cenomanian series of Southern Iberian Range make possible to reconstitute an asymetrical transgressive- regressive sequence. The lower part of the sequence shows distal ramp environments which evolve gradually upwards to proximal ramp and finally to a strongly continental influenced tidal flat, with soils develop- ment. New paleontological data allow to date this sequence as Upper Cenomanian. The absence of Turo- nian marine deposits is pointed out by these data ; this period is probably included in the paleosol levels at the top of the sequence.

MOT-CLIffS : TRANSGRESSION, RI~GRESSION, ClffNOMANIEN SUPt~RIEUR, TURONIEN, PALI~OGI~OGRAPHIE, CHAINE IBERIQUE Mt~RIDIONALE, ESPAGNE.

KEY-WORDS : TRANSGRESSION, REGRESSION, UPPER CENOMANIAN, TURONIAN, PALEOGEOGRAPHY, SOUTHERN IBERIAN RANGE, SPAIN.

* Departamento de Estratigraffa, Facultad de Ciencias Geol6gicas, Universidad Complutense, 28040 MADRID.

Geobios, m6moire sp6cial n ° 11 p. 59-67, 6 fig. Lyon, 1989

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INTRODUCTION

Ce travail concerne les formations des Calcaires et Marnes de Casa Medina, des Dolomies de la Ciu- dad Encatada et des Marries d'Alarc6n (Vilas et alii 1982) telles qu'elles affleurent dans le secteur m6ridio- nal de la Chaine Ib6rique, au voisinage des Cordill6res B6tiques (fig. 1).

Le Cr6tac~ sup6rieur de cette r6gion a 6t6 l 'objet de nombreux travaux, tant du point de vue stratigra- phique (Viallard 1966, 1968 ; Fourcade 1970 ; Cham- petier 1972 ; Mas et alii 1975, 1982 ; Vilas et alii 1982, 1983) que s6dimentologique (Alonso & Mas 1981 ; Gim6nez 1987). Cependant, l'intense dolomitisation qui

affecte la s6rie rend souvent difficile la caract6risation de ses faci6s et la d6couverte de fossiles pour les dater avec pr6cision.

Les formations 6tudi6es ont 6t6 classiquement con- sid6r6es comme d'Age Turonien par corr61ation avec les formations comparables et dat6es dans les secteurs plus septentrionaux de la Chaine Ib6rique ; cependant la d6couverte de foraminif6res benthiques dans ces for- mations et de nouvelles donn6es s6dimentologiques nous ont permis de leur donner un fige C6nomanien sup6rieur et d'analyser leurs milieux de d6p6t et leur 6volution verticale.

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F i g . 1 - - Situation gt~ographique et g~ologique de l a r ~ g i o n ~tudi~e.

Geographical and geological setting of the studied area.

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DESCRIPTION STRATIGRAPHIQUE

Aprbs le d6p6t des unit6s qui marquent la trans- gression de la T6thys sur le Bassin Ib&ique (Albien sup&ieur-C6nomanien inf&ieur) Alonso & Mas 1981 ; Vilas et alii 1982 ; Gim6nez 1987) une p6riode de stabilit6 s'6tablit dans route la r6gion durant la s6dimentation

de la formation des Dolomies lit6es de Villa de V6s, caractbre intertidal. Sur celles-ci arrive une rapide

transgression atlantique et l'6pisode qui constitue Fob- jet de ce travail commence. Cet 6pisode est marqu6 par le d6p6t des trois formations suivantes (fig. 2) :

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F i g . 2 - - S c h e m a lithostratigraphique des s~ries ~tudi~es.

Lithostratigraphical organization of the studied series.

L a format ion des Calc~Jres et Marnes de C a s a M e d ina

Cette formation est constitu6e par des calcaires et des calcaires argileux, souvent noduleux et tr~s biotur- b6s, qui passent progressivement vers le haut h des mar- nes vertes et grises. Les calcaires sont g6n6ralement des biomicrites wackestone et wackestone-packstone avec quelques niveaux de mudstone et de grainstone (ces der- niers trbs r6duits). Les fossiles sont tr6s abondants : des foraminif&es benthiques et planctoniques (Lituolidae, Ataxophragmiidae, Discorbidae, Alveolinidae, Milio- dae, Soritidae et Globotruncanidae) associ6s ~t des algues gymnocodiac6es et des d6bris de spongiaires,

de crinoides et d'6chinides. La formation a fourni : Praealveolina simplex REICHEL, Ovalveolina ovum (D'ORBIGNY). Pseudorhipidionina casertana (DE CASTRO), Hedbergella paradubia SIGAL, Pithonella sphaerica KAUFFMANN, Pithonella ovalis KAUFFMANN et Permocalculus budaense JOHNSON.

Cette unit6 occupe uniquement la partie NE du sec- teur 6tudi6 (fig. 3A). Darts la partie SW de la r6gion elle disparait par passage lat&al aux Dolomies de la Ciudad Encantada. Sa distribution traduit l'existence d'un sillon ouvert vers le Nord avec un 6paississement progressif des d6pots dans cette direction (fig. 3A).

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- - L a f o r m a t i o n des D o l o m i e s de la C i u d a d E n c a n t a d a

I1 s'agit d 'une formation tr~s caract6ristique du Cr6tac6 sup6rieur de la ChaTne Ib6rique m6ridionale. Elle est constitu6e presque exclusivement par des dolo- mies tr6s recristallis6es, riches en d6bris bioclastiques grossiers off dominent les restes de rudistes. Ces dolo- mies sont dispos6es en gros bancs, souvent/~ stratifi- cations obliques. Apparaissent aussi de petites construc- tions ~t rudistes.

Les faci6s d'origine sont des biomicrites et des biosparites (packstone, grainstone et rudstone) et, vers le haut, des oobiosparites et des oosparites grainstone.

Les rudistes sont les organismes les plus abon- dants ; ils sont associ6s/t des restes d'6chinides et de

gast6ropodes. Les foraminif6res les plus fr6quents sont les Nezzazatidae, Ataxophragmiidae, Miliolidae et Rotalidae, associ6s ~t des algues vertes. Cette forma- tion a livr6 : Biconcava bentori HAMAOUI & SAINT MARC, Biplanata peneropliformis HAMAOUI & SAINT MARC, Trochospira avnimelechi HAMAOUI & SAINT MARC, Merlingina cretacea HAMAOUI & SAINT MARC, Cuneolina pavonia D'ORBIGNY et cf. Chrysalidina gra- data D'ORBIGNY.

Les Dolomies de la Ciudad Encantada occupent toute la r6gion 6tudi6e et leur 6paisseur varie entre 54 et 84 m (fig. 3B). Elles reposent sur la formation des Calcaires et Marnes de Casa M6dina. L/~ off cette der- nitre unit6 n'est pas pr6sente, elles s'appuient directe- ment sur les Dolomies lit6es de Villa de V6s (fig. 2).

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Fig. 3 - - Distribution des 6paisseurs des formations des Caicaires et Marnes de Casa Medina (A) et des Do|omies de la Cindad Encantada (B).

Thickness distribution of the Casa Medina (A) and Ciudad Encantada (B) formations.

- - L a f o r m a t i o n d e s M a r n e s d ' A l a r c 6 n

Cette formation est constitu6e par des marnes ver- tes et grises fi nodules calcaires abondants et par des calcaires noduleux, parfois gr~seux. Les calcaires sont des biomicrites, biointramicrites et pelbiomicrites (wac- kestone et packstone), des intrabiosparites et pelspari- tes (grainstone) et des micrites (mudstone). Ces facies montrent tr6s souvent des structures fenestr6es (bird's eyes) et d'abondants cailloux noirs. Tous ces mat6riaux apparaissent intensement nodulis6s et pr6sentent des structures d'alt6ration p6dog6n6tique (fissuration plane et courbe, microkarstification, figures typiques de diag6n~se en milieu vadose et traces de racines). La

colonisation par les Microcodium est assez importante : on trouve des colonies irr6guli~res de dimensions m6tri- ques et des colonies en 6pis de maYs ; on peut rencon- trer aussi des d6bris remani6s.

La microfaune est essentiellement repr6sent6e par des Miliolidae, Ataxophragmiidae, Lituolidae, Discor- bidae, Rotalidae et Fischerinidae associ6s/t des algues dasycladales, des oogones de charophytes et des rudis- tes. Un niveau tr6s riche en Chrysalidina gradata a 6t6 identifi6 vers la base de la formation.

Cette formation occupe toute la r6gion 6tudi6e sans variation notable de l'6paisseur, qui est de l 'ordre de 12/i 18 m.

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MILIEUX DE DEPOT

- - La formation des Calcaires et Mames de Casa Medina

Les faci6s de cette formation traduisent des con- ditions marines ouvertes, distales, h salinitS normale et une situation dans la zone photique, h l'abri de la houle. Dans ce milieu de basse 6nergie, la sSdimenta- tion par dScantation domine, troubl6e par de brefs 6pi- sodes d'agitation produits par des temp~tes qui corres- pondent h de minces niveaux calcarSnitiques. L'ensem- ble des faci6s de cette units indique un milieu de rampe carbonat6e distale (fig. 4A).

m La format ion des D o l o m i e s de la Ciudad Encantada

Les faci6s indiquent un milieu h salinitS normale, peu profond mais demeurant subtidal et soumis h l'ac- tion de la houle. Des bancs calcar6nitiques s'y dSve- loppent ainsi que des constructions h rudistes qui four- nissent d'abondants dSbris bioclastiques aux milieux adjacents et dans les aires protSg6es. Par rapport h ceux de la formation pr6c6dente, ces facibs caract6risent un

milieu moins profond, plus proche de la ligne de rivage et correspondent, globalement, h une s6dimentation de rampe carbonatSe proximale (fig. 4A).

La f o r m a t i o n des Marnes d 'Alarc6n

La derni~re units de la m6gasSquence prSsente des caract6ristiques s6dimentaires et diagSnStiques tr~s com- plexes. En effet, la nodulisation p6dog6n6tique intense, la bioturbation par racines et la pr6sence de nombreu- ses colonies de Microcodium indiquent qu'il s'agit d'un milieu h forte influence continentale. Les facies sSdi- mentaires et p6dogSnStiques, ainsi que leurs relations, indiquent des environnements de vastes estrams off une lSg~re baisse du niveau marin provoque l'6mersion de grandes Stendues alors colonis6es par la vSg6tation et soumises h Faction de la p6dogSn~se. Inversement, une faible Sl6vation relative du niveau marin ennoie ces sur- faces qui retrouvent ainsi une salinitS normale. L'in- fluence marine est 16g~rement plus sensible dans la par- tie N e t NE du secteur 6tudiS (fig. 4B).

AGE DES FORMATIONS

La formation des Calcaires et Marnes de Casa Medina

Cette formation, tr~s pauvre en fossiles caractS- ristiques dans ce secteur de la Chaine Ib6rique, a St6 datSe classiquement du Turonien infSrieur par corrd- lation avec la formation Squivalente de la Serrania de Cuenca dans laquelle Viallard (1968) mentionne la pr6- sence de Vascoceratidae (Vascoceras amieirense CHOF- FAT, Vascoceras cf. gamai et Vascoceras aff. silva- nense). Cependant, comme d6jh l'ont signal6 de nom- breux auteurs (Berthou & Lauverjat 1974 a et b, 1975 ; Kennedy et alii 1982 ; Berthou et alii 1985) on admet maintenant gSnSralement l'appartenance de ces Vasco- ceras au C6nomanien supSrieur.

La faune que nous avons trouv6e dans cette unit6, notamment : P. simplex, 0. ovum, P. casertana, P. budaense et H. paradubia (fig. 5) confirme l'~ge CSnomanien supSrieur (Schroeder & Neumann 1985).

- - La format ion des D o l o m i e s de la Ciudad Encantada

Dans toute la Chaine IbSrique ces dolomies ont 6t6 considSrSes comme turoniennes en raison de leur position stratigraphique sur Funks prScSdente. Les

mentions bibliographiques les plus significatives sont celles de Fernfindez Calvo (1981), qui a cit6 vers le som- met de 1'units Radiolites peroni CHOFFAT, Durania arnaudi CHOFFAT et Caprinula sp., et de QUINTERO et alii (1980) qui citent Capirnula boissyi D'ORB~GNY. Ces auteurs attribuent cette faune au Turonien alors que Philip (1978) a dSmontr6 son age CSnomanien supdrieur en Provence.

Darts la rSgion Studi6e, la riche association de fora- minif6res benthiques nous permet de rattacher cette for- mation au CSnomanien supSrieur (Schroeder & Neu- mann 1985) (fig. 5).

- - La f o r m a t i o n des Marnes d 'Aiarc6n

L'~ge de cette formation est tr~s probl6matique puisque, malheureusement, l'alt6ration de ses mat6- riaux a d6truit presque totalement son contenu pal6on- tologique. Le niveau, tr6s riche en C. gradata h la base de la formation (fig. 5), caract6rise le C6nomanien supSrieur (De Castro 1985). Le reste de Funks n'a pas fourni de fossiles h valeur biostratigraphique. NSan- moins, la formation qui la surmonte directement, c'est- h-dire la formation des Calcaires et Br~ches calcaires

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CHINCHILLA

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Fig. 4 - - Reconstitution des milieux de d~pSt. A : Partie inf6rieure du cycle (Calcaires et Marnes de Casa Medina et Dolomies de la Ciudad Encantada). B : Sommet du cycle (Marnes d'Alarc6n).

Reconstruction of the sedimentary environments for the studied cycle. A : Lower part (Casa Medina Limestones and Marls, and Ciuded Eneantada Dolostones). B : Upper part (Alare6n Marls).

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de la Sierra de Utiel, pr6sente d6s la base d'abondants foraminif6res caract6ristiques du S6nonien : Idalina antiqua D'ORBIGNY, Vidalina hispanica SCHLUMBER- GER, Nummofallotia cretacea (SCHLUMBERGER), Pseu- docyclammina sphaeroidea GENDROT et Lacazina sp. Ces donn6es et l'analyse des milieux de d6p6t des Mar- nes d'Alarc6n, qui traduit une vitesse de s6dimentation

tr6s lente, fl 6pisodes d'exposition suba6rienne, permet- tent de supposer que cette mince unit6 repr6sente un intervalle de temps tr6s important. Tr6s vraisemblable- ment le Turonien et, probablement, la partie inf6rieure du Coniacien, sont inclus dans les niveaux d'alt6ration p6dologique.

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Fig. 5 - - R~partition stratigraphique des prineipales espi~ces dans les formations ~tudi~es.

Stratigraphic distribution of the main species in the studied units.

/~VOLUTION St~DIMENTAIRE

A la fin du d6p6t des Dolomies lit6es de Villa de V6s (C6nomanien moyen), qui constituent le sommet du cycle pr6c6dent, il se produit au C6nomanien sup6- rieur une restructuration totale du Bassin Ib6rique qui bascule vers le Nord (Alonso & Mas 1981 ; Mase t alii

1982 ; Vilas et alii 1982 ; Garcia et alii 1985 ; Gim6nez 1987). Ce basculement s'accompagne d'une transgres- sion atlantique brutale qui envahit cette r6gion, jusqu'alors de polarit6 tethysienne ; corr61ativement se d6veloppe une rampe carbonat6e ouverte vers le Nord.

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Le ph6nom6ne de basculement s'accompagne d'un arr~t de s6dimentation qui se traduit par une surface ferru- ginis6e au sommet du cycle ant6rieur.

Dans la Chaine Ib6rique m6ridionale, le maximum de la transgression est repr6sent6 par les facibs de rampe distale des Calcaires et Marnes de Casa Medina. Cepen- dant, cette unit6 est peu d6velopp6e et reste localis6e du c6t6 NE (fig. 3A). Le reste de la r6gion est occup6 par les facies de rampe proximale de la formation des Dolomies de la Ciudad Encantada (Gim6nez 1987).

Apr6s cette transgression, une r6gression s'amorce progressivement en liaison avec la progradation de la rampe vers le Nord (Garcia et alii 1985) tandis que se g6n6ralisent des conditions de rampe proximale.

La tendance r6gressive culmine au sommet de la m6gas6quence avec les d6p6ts & forte influence conti- nentale de la formation des Marnes d'Alarc6n. L'en- semble des couches ~t pal6osols repr6senterait un laps de temps qui correspond/t la totalit6 du Turonien et probabtement ~ la partie inf6rieure du Coniacien.

En conclusion, la m6gas6quence 6tudi6e est asy- m6trique. Elle refl6te une transgression tr6s rapide la base puis un comblement et une r6gression progres- sive. En cons6quence, les formations qui constituent ce cycle sont fortement h6t6rochrones (fig. 6) : elles sont de plus en plus r6centes en direction du Nord off les Calcaires et Marnes de Casa Medina appartiennent au Turonien inf6rieur, comme le montre la pr6sence de Mammites nodosoides (SCHLOTHEIM) dans la r6gion de Sigiienza (Segura & Wiedmann 1982). Ainsi, l'intervalle de temps repr6sent6 par les couches ~ pal6o- sols de la formation des Marnes d'Alarc6n est plus important vers le Sud ofJ l 'alt6ration est plus d~velopp6e.

Dans le domaine pr6b6tique, au S de la r6gion 6tu- di6e, les Dolomies de la Ciudad Encantada disparais- sent aussi, si bien que la m6gas6quence est constitu6e exclusivement par les Marnes d'Alarc6n qui repr6sen- tent ici un intervalle de temps encore plus important.

CHINCHILLA AYORA REQUENA

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Fig. 6 - - Essai d'interpr6tation sch~matique des relations g~om6triques el temporelles entre les trois formations de la m6gas6quence.

Diagram showing the geometrical and temporal relationships between the formations of the studied megasequence.

R e m e r e i e m e n t s

Je tiens g rernercier les Drs. De Castro, Garcia Quintana et Ramirez del Pozo pour leur contribution aux d6termina- tions pal6ontologiques. J 'adresse aussi ma plus vive gratitude aux Drs. Vilas et Arias qui ont apport6 leurs connaissances

pr6cieuses sur le Cr6tac6 des domaines pr6b6tique et ib6ri- que, aux Drs. J .P. Masse et N. Mel6ndez pour leur aide apport6e ~t la correction du texte et aux Drs. Coti l lon et Floquet pour la lecture critique du manuscrit.

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