3. CICLICIDAD SEDIMENTARIA EN MATERIALES

LACUSTRES DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

(GRANADA)

José Manuel García Aguilarl

RESUMEN: La cuenca de Guadix-Baza (Granada) muestra el registro sedimentario continental Mioce-

no terminal-Pleistoceno más potente (unos 300 m) y continuo de España. Este registro consta de facies de-

positadas en medios de sedimentación lacustres y aluviales con una compleja evolución espacio-tiempo. Un

rasgo común en este registro consiste en la presencia de secuencias cíclicas de orden métrico a centimétrico,

asociadas básicamente a fenómenos de somerización lacustre (secuencias margas á calizas o margas á evapo-

rizas, por ejemplo) y tránsito vertical entre ambientes deposicionales lacustres y aluviales (secuencias lutitas

á calizas, por ejemplo). Realizado un análisis espectral de tales secuencias, previa calibración cronológica, se

demuestra un orden temporal de las mismas que oscila entre 500 y 200000 años, con máximos de probabi-

lidad para periodos de 23, 41 y 100 ka. Estos periodos coinciden con ciclos climáticos globales gobernados

por fenómenos astronómicos de precesión, oblicuidad y excentricidad orbital terrestres, respectivamente. Es-

tos ciclos fueron definidos por M. Milankovitch, y habrían controlado la historia sedimentaria de laswnra

(señal akstel,IJ=3a.~Ti ora 0000 arios, induciendo la alternancia de escenarios

lacustres para periodos secos y aluviales para periodos húmedos.

Palabras-Clave: Guadix-Baza, ciclos sedimentarios, sedimentación lacustre.

ABSTRACT: The Guadix-Baza basin (South of Spain) shows the most important and thickly (about 300

m) continental upper Miocene-Pleistocene sedimentary record in Spain. The whole of sedimentary record

was deposited like lacustrine and/or alluvial facies with a complex time-space evolution. A common fact

for this sedimentary record is the appearance of centimetric to metric scale cyclic sequences, generated by

shallowing upward lacustrine facies evolution (marls á chalks or marls á evaporites) and lacustrine-alluvial

vertical sedimentary transit (lutites á chalks sequence type). A large spectral analysis made for these sedi-

mentary cycles, previous chronological calibration, prove the presence of 500 to 200000 years time-cycles,

with a main probability for 23, 41 and 100 ka time-cycles. The last periods reflect global climatic changes

controlled by astronomical phenomena: orbital preccesion, oblicuity and exccentricity respectively. These

cycles were defined by M. Milankovitch and would be the origin of basin sedimentary cycles like an

clic signa' for periods less than 200 ka by lacustrine (warm conditions) — alluvial (wet conditions) alternante

depositional environments.

Key-Words: Guadix-Baza, sedimentary cycles, lacustrine sedimentation.

RÉSUMÉ: La dépression de Guadix-Baza (Grenade) montre l'enregistrement sédimentaire continental

Miocéne terminal-Pleistocéne (300 m) et les plus contunu d'Espagne. Cet enrigestrement a des faciés dé-

posées dans les environnements de sédimentation lacustres et alluviales avec une complexe évolution space-

temps. Un trait comun dans cet enregistrement est la présence de séquences cycliques de métre á centi-

1 . Dpto. de Biología y Geología. LES Los Boliches. 29640 Fuengirola. Centro de Interpretación del Sacromonte. Bco. de los Negros s/n.18010 Granada.

2.5

ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

mitre, asociées basiquement á phénomenes de sommairation lacustre (des séquences marnesácalcaires ou

marnesáevaporites par exemple) et de paysage vertical entre ambiances dépositionales lacustres et alluviales

(séquences lutites ácalcaires, par exemple). Realisé un grand analyse spectral de ces séquences, préalable cali-

brage cronologique, on demontre un ordre temporal qui varíe entre 500 et 200000 ans, avec les plus grands

de probabilité pour périodes de 23, 41 et 100 ka. Ces périodes tombent en mime temps que les cycles cli-

matiques globals gouvernés par phénoménes astronomiques de precéssion, obliquité et excentricité orbital

terrestres, respectivement. Ces cycles ont été définis par M. Milankovitch et ils contrólaient 1' histoire sédi-

mentaire de la dépression (signe alociclique) dans périodes temporals inférieurs á 200000 ans, en induissant

1' alternance de lieux lacustres pour périodes secs et alluvials pour périodes humides.

Mots- Clefs: Guadix- Baza, cycles sédimentaires, sédimentation lacustre.

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

El análisis del registro estratigráfico continental de la cuenca de Guadix-Baza, establecido entre el Mio-

ceno terminal y el Pleistoceno, revela la existencia común de ciclos sedimentarios a distintas escalas, tanto

en materiales de afinidad aluvial como lacustre. En este último caso, diversos estudios realizados (García

Aguilar y Pardo Igúzquiza, 1995; García Aguilar, 1997; García Aguilar y Martín, 2000), plantean una cali-

bración cronológica, basada en datos bioestratigráficos y magnetoestratigráficos, entre 200000 y 500 años

para la mayoría de secuencias cíclicas observadas. Estos mismos estudios interpretan el origen de los ciclos en

relación a factores alocíclicos, y en concreto con fenómenos orbitales terrestres y otros factores astronómicos

(Einsele et al, 1991). La definición e interpretación de estos ciclos sedimentarios en unidades lacustres de la

cuenca de Guadix-Baza otorga un interés añadido a la reconstrucción geológica de esta región, y en concreto

a la evolución paleoecológica de la zona en los últimos millones de años. Realizar una síntesis sobre los datos

planteados al respecto y deducir sus consecuencias desde un punto de vista estratigráfico y paleoambiental de

la cuenca serán los objetivos principales de este trabajo.

CONTEXTO GEOLÓGICO: LAS GRANDES UNIDADES LITOESTRATI-GRÁFICAS DE LA CUENCA

La región de Guadix - Baza constituye una cuenca intramontañosa en dirección NE - SW de unos 100

km de longitud situada en el interior de la Cordillera Bética, en el contacto entre las Zonas internas (Sierra

Nevada y Sierra de Baza esencialmente) y las Zonas externas (Montes Orientales y Sierras de Castril, Cazorla,

Segura y Orce, entre otras) de la misma (fig.1). En esta cuenca aparece el registro de sedimentos continenta-

les Plio-Pleistocenos más potente y continuo de la Península Ibérica, debido entre otras razones a la calidad

de sus afloramientos y la existencia de altas tasas de sedimentación. El relleno sedimentario de la cuenca se

compone de materiales que abarcan desde el Oligoceno terminal-Aquitaniense inferior hasta el Pleistoceno

superior dentro de dos grandes conjuntos:

Conjunto A: de carácter marino, cuyas edades se sitúan entre el Oligoceno terminal / Aquitaniense

inferior y el Tortoniense superior, con unos 2000 m de potencia máxima, aflorante en los bordes de la

cuenca.

Conjunto B: de carácter continental, con unos 300 m de potencia máxima que abarca desde el Turoliense

superior hasta el Pleistoceno superior (unos 7,3 millones de años). Dentro de este conjunto se distinguen dos

unidades (García Aguilar, 1997; García Aguilar y Martín, 2000): la inferior, de edad Turoliense (B 1), ligera-

mente basculada, y la superior, de edad Plioceno — Pleistoceno, subhorizontal. En el relleno sedimentario del

conjunto Plio-Pleistoceno se diferencian a su vez tres partes (fig.1): inferior de carácter lacustre carbonatado

—B2- (Formación Gorafe — Huélago; Vera, 1970) y dos superiores: Formación Guadix —B4- (Vera, 1970)

26

OCUPACIONES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

de carácter aluvial, y Formación Baza —B3-(Vera, 1970) de carácter lacustre carbonatado v margoso - eva-

porítico. Las dos formaciones superiores se relacionan entre sí lateral y verticalmente dentro de un modelo

complejo de arquitectura estratigráfica.

Actualmente, la cuenca se encuentra sometida a un fuerte proceso de erosión tras el final del pe-

riodo sedimentario, marcado por una superficie morfológica de glacis datada en unos 10900 años

B.P (Viseras, 1991). En este contexto geomorfológico, resulta predominante la acción de aguas de

escorrentía estacionales y los paisajes típicos de bad-lands, dado el carácter semiárido del clima actual,

con precipitaciones anuales en torno a los 300 mm en el interior de la cuenca y elevados índices de

torrencialidad.

X 0-t.ut R

Fig.l. Contexto geológico de la cuenca de Guadix-Baza y síntesis del registro sedimentario observado. Los símbolos de la cartografía geológica coin-ciden con los expresados en el texto. Referencias: G (Guadix), B (Baza), H (Huéscar), G (glacis). Los afloramientos en negro corresponden a relieves

del sustrato situados en el interior de la cuenca (modificada de García Aguilar, 1997).

ARQUITECTURA DEL RELLENO CONTINENTAL: TECTÓNICA Y DIAS-TROFISMO

En el relleno sedimentario continental de la cuenca descrito anteriormente puede ordenarse a partir de

4 unidades genéticas de carácter tectosedimentario o UTS (Megías, 1982) separadas por discontinuidades

que representan hiatos de distinta duración (García Aguilar, 1997). Estas UTS (fig.2) coinciden par-

cialmente con las grandes unidades litoestratigráficas ya definidas. La primera unidad (UTS-1), de edad

Turoliense superior (conjunto B1), comprende materiales margoso - detríticos con una potencia máxima

visible de 170 m y tasas de sedimentación medias de 11 cm/ka. Esta unidad incluye facies de origen

aluvial y lacustre, relacionadas lateralmente. Los materiales aluviales son esencialmente conglomerados y

arenas de procedencia subbética (Zonas externas de la Cordillera Bética), formados por abanicos aluviales

deltáicos. Los materiales lacustres se componen de margas rosadas con paligorskita e intercalaciones de

arenas y microconglomerados.

A techo de esta unidad aparece una discontinuidad asociada a una fase tectónica compresiva y un hiato

estimado en unos 600000 años a partir de datos bioestratigráficos. Esta unidad aparece basculada unos 15°

en sentido Sur. La mayoría de afloramientos de este conjunto se limitan al área Norte de la cuenca, en el

sector Huélago - Negratín. La segunda unidad (UTS-2), representada también en afloramientos diversos

27

ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

situados en áreas marginales de la cuenca, corresponde a materiales de carácter lacustre carbonatado de edad

Plioceno inferior – base del Plioceno superior, espesores máximos de 75 m y tasas de sedimentación medias

de 4 cm/ka.

En esta unidad (conjunto B2), se distingue una parte inferior de naturaleza margosa y otra parte superior

constituida por alternancias de margas y (margo)calizas. Su extensión cartográfica es menor que el resto de

unidades. A techo se detecta una discontinuidad estratigráfica asociada a un hiato estimado en 400000 años

a partir de datos paleomagnéticos y bioestratigráficos.

t."

CD SISTEMAS DEPOSICI ONALESc:› G.)

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iá12 =.

Fig. 2. Modelo de arquitectura tectosedimentaria de la cuenca de Guadix-Baza (modificado de García Aguilar, 1997). Las tramas correspondientesa cada sistema deposicional indican códigos litológicos habituales. Los hiatos vienen expresados en ka y la columna "discon" indica la posición y

nomenclatura planteada de las discontinuidades sedimentarias más importantes detectadas.

La tercera unidad (UTS-3), es la más compleja desde el punto de vista de su evolución de facies. Su edad

es Plioceno superior - Pleistoceno inferior y comprende los conjuntos B3 y parte del B4. Cartográficamente

está bien representada y sus afloramientos ocupan gran parte de las zonas centrales de la cuenca. En ella se di-

ferencian un sistema aluvial, que ocuparía el centro de la actual depresión de Guadix, conectado lateralmente

con un sistema lacustre, representado sobre todo en la depresión de Baza. El espesor máximo observable de

esta unidad es de unos 250 m, y la tasa de sedimentación media se ha estimado en unos 15 cm/ka. En todo

caso, y a partir de datos sísmicos, se ha deducido un posible espesor total de esta unidad en la depresión

de Baza de 300 m con tasas de sedimentación cercanas a 30 cm/ka. La tendencia temporal de esta unidad

presenta una primera fase evolutiva de carácter retractivo, seguida de otra expansiva frente al desarrollo de

facies aluviales.

cuarta unidad (UTS-4) corres ollok a parte del conjunto comprende a su vez dos partes: la

inferior aparece exclusivamente representada en la depresión de Baza mues cíe ósi de unos

v vl 8 m de potencia forma os básicamente por a tern ncias de márgas...,v_mato

medio. En la depresión de Guadix, este periodo aparece representado por un hiato sedimentario estima-

do bioestratigráficamente en unos 200 ka. La parte superior de esta UTS es de edad Pleistoceno medio

- superior y representa una etapa de expansión de depósitos aluviales, con espesores medios de 15 m. En

ella dominan los sedimentos detríticos gruesos de procedencia Sur (Sierra Nevada y Sierra de Baza) junto

con zonas de extensión muy reducida de carácter lacustre. La UTS-4 ocupa una extensión apreciable, y a

techo de ella aparece la superficie morfológica de glacis asociada al final de la sedimentación principal de

la cuenca.

28

OcuPACIONES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

SEDIMENTOLOGÍA Y CICLICIDAD DE LOS DEPÓSITOS LACUSTRESDentro de la UTS-1 la secuencia - tipo corresponde a alternancias de margas rosadas con arenas y

microconglomerados de procedencia Norte (Zonas externas) y espesores medios de 5 m. Los estudios de

cidicidad llevados a cabo mediante el programa informático CYSTRATI (Pardo Igúzquiza et al. 1994)

sobre las secuencias margas - detríticos gruesos de esta unidad, asignan periodos de unos 100000 años a

Las mismas.

En la unidad UTS-2 la influencia aluvial (facies detríticas gruesas) es escasa y se limita a intercalaciones

arenosas de orden decimétrico y de procedencia Sur (Zonas internas). El rasgo más significativo es la pre-

sencia de alternancias entre margas y (margo)calizas en la parte alta de la unidad con espesores de secuencias

unitarias en torno a 3 m. Las microfacies dominantes en las calizas son micritas y biomicritas con gasterópo-

dos, bivalvos y oncolitos.

Abundan también las estructuras de desecación con porosidad fenestral, lo que indica un caráctersomero en el depósito de estos carbonatos. Los estudios de ciclicidad realizados sobre las secuenciasbásicas margas (margo) calizas a partir del programa CYSTRATI asignan frecuencias temporalescorrespondientes a los valores de 19000-23000 y 41000 años.

Dentro de la unidad UTS-3, y en las etapas de mayor expansión de sistemas aluviales conectadas virtual-

mente con épocas de mayor humedad, los ríos presentaban formas de sinuosidad media y alta y las áreas de

sedimentación lacustre, bastante limitadas en el espacio, depositaban lutitas y margas. La procedencia del

material detrítico (rocas metamórficas en su mayoría) se sitúa casi exclusivamente en las Zonas internas.

En fases climáticas más áridas, los sistemas aluviales estaban muy poco desarrollados, mientras que las áreas

lacustres someras eran de mayor extensión, con depósitos evaporíticos en etapas de máxima aridez (Plioceno

superior de la depresión de Baza) o carbonatados (alternancias entre margas y margocalizas o calizas) en eta-

pas de mayor humedad relativa (Pleistoceno inferior).

En áreas marginales de estos sistemas lacustres carbonatados se encuentran abundantes restos de ma-

cromamíferos (Agustí et al, 1987; Martín Suárez, 1988; Alberdi y Bonadonna, 1989). En los carbonatos

de esta unidad las microfacies son muy similares a las de la unidad anterior, destacando la presencia de

ostrácodos en las biomicritas. Los depósitos evaporíticos corresponden a yesos (variedad balatino) interca-

lados entre margas y lutitas. Las secuencias - tipo yeso — margas / lutitas presentan tasas de sedimentación

muy elevadas y espesores de escala centimétrica que reflejan ciclicidades de alta frecuencia (de 500 a 5000

años).

En la UTS-4 dominan a la base las facies margosas y carbonatadas con microfacies muy similares a las

de unidades anteriores. Corresponden a carbonatos someros depositados bajo una lámina de agua reducida.

Los ciclos margas - (margo) calizas presentan una periodicidad ligada a ciclos de 41000 y 100000 años y se

interpretan como procesos de somerización lacustre. Los depósitos margosos, con una cierta contaminación

detrítica, corresponden a las épocas de mayor escorrentía y posiblemente a las de mayor profundidad en la

lámina de agua.

En la parte superior de esta UTS (Pleistoceno medio - superior), la sedimentación detrítica gruesa, corres-

pondiente a sistemas aluviales de drenaje trenzado (abanicos aluviales con drenaje de tipo braided), resulta

dominante con el desarrollo local de pequeños sistemas lacustres o palustres localizados en zonas marginales

de la cuenca.

Tales sistemas depositaron lutitas, margas y eventualmente (margo)calizas que incluyen microfacies con

evidente contaminación detrítica, además de micritas, biomicritas, texturas edáficas, intraclásticas, etc. típi-

cas de contextos palustres ligados a etapas de exposición subaérea. En esta unidad la procedencia principal

del material detrítico se sitúa en el frente montañoso Sur (Sierra Nevada y Sierra de Baza).

29

ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

Fig.3. Ejemplos de secuencias sedimentarias cíclicas de afinidad lacustre en la cuenca de Guadix-Baza. Arriba izquierda: ciclos margas - calizasde la UTS-2 (Gorafe), abajo izquierda: ciclos margas - yeso de la UTS-3 (Benamaurel), derecha: ciclos margas - margocalizas de la UTS-4

(Orce).

EVOLUCIÓN DINÁMICA Y PALEOGEOGRÁFICA

En la historia sedimentaria continental de la cuenca cabe distinguir varias fases diferenciadas. La

primera de ellas (Turoliense superior, UTS-1) corresponde a un sistema lacustre de origen tectónico

heredado de la cuenca marina anterior y con un frente montañoso Norte muy activo erosionalmente.

Dicha cuenca se colmata y desaparece por acción de una fase tectónica compresiva, existiendo en este

momento un hiato de unos 600000 años. Más tarde (Plioceno inferior, UTS-2) se genera una nueva

cuenca lacustre de menor dimensión, alineada en dirección NE - SW y con poca influencia de los relie-

ves exteriores, muy desgastados desde el punto de vista erosivo. Los afloramientos de dichos depósitos,

situados en zonas marginales de la cuenca y actualmente desconectados, presentan idénticas caracterís-

ticas litoestratigráficas.

Posteriormente (Plioceno superior, UTS-3) es cuando la cuenca adquiere una configuración más pare-

cida a la actual mediante una fase tectónica extensiva NE - SW (y en menor medida NW - SE), asociada a

un hiato de unos 400000 años, que induce la individualización de dos depocentros (depresiones de Guadix

y Baza). Durante esta etapa el borde erosional y tectónicamente activo corresponde al margen Sur (Sierra

Nevada y Sierra de Baza). A la base de este margen se sitúan los abanicos aluviales que evolucionan hacia

sistemas fluviales de mayor sinuosidad y finalmente hacia un gran lago endorreico evaporítico muy somero

de tipo chott o playa-lake, que ocupa la mayoría de la depresión de Baza y constituye el nivel de base de todo

este complejo sedimentario.

Durante el Pleistoceno inferior, la paleogeografía de la cuenca aparece dominada por extensos sistemas

lacustres alimentados por una red de drenaje discontinua que evoluciona hacia una mayor actividad y ex-

pansión lateral. Posteriormente (Pleistoceno medio - superior), la cuenca presenta ya una configuración muy

semejante a la actual, estando ocupada en su mayoría por sistemas aluviales muy extensos y energéticos origi-

nados desde drenajes situados en el borde Sur (Sierra Nevada - Sierra de Baza). Solo en momentos concretos,

este escenario presenta pequeños sistemas lacustres y palustres localizados sobre todo en los sectores Norte y

Este de la cuenca.

3 0

OCUPACIONES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

FACTORES QUE DETERMINAN LA CICLICIDAD EN LA CUENCA

Como ya se ha comentado, la cuenca de Guadix-Baza expone el relleno sedimentario Plio-Pleistoceno

más potente y completo de España. Este hecho permite analizar todos aquellos factores alocíclicos y autocí-

clicos ligados a esta historia sedimentaria, así como reconstruir la evolución paleogeográfica dentro de unos

parámetros espacio – tiempo bastante precisos. Entre los factores autocíclicos puestos de relieve, destaca el

control tectónico de la sedimentación con direcciones de fracturas dominantes N50 - 70E y N150 - 170E.

Estas alineaciones tectónicas han determinado la creación y evolución del surco deposicional, así como las

tasas de subsidencia, actividad erosiva de los relieves circundantes y posiblemente el control de ciertas carac-

terísticas biohidroquímicas de los sistemas lacustres desarrollados durante el Plioceno y Pleistoceno a través

de surgencias hidrotermales que aún hoy se manifiestan (Diputación de Granada, 1990).

En cuanto a los factores alocíclicos, tenemos como señal dominante el tipo de clima y su evolución a lo

largo de los últimos millones de años. La curva climática propuesta para este periodo en la cuenca (Ruiz Bustos,

1993; García Aguilar, 1997) muestra una alternancia de etapas húmedas y secas que han inducido escenarios

paleoecológicos muy diversos (bosque caducifolio, sabana húmeda o bosque mediterráneo). En todo caso, estas

oscilaciones climáticas son más frecuentes de lo esperado, mostrando ciclos a muy diversas escalas temporales.

La detección de estas frecuencias temporales en los ciclos sedimentarios de la cuenca ha sido posible gracias a

la aplicación de un programa informático específico (CYSTRATI, Pardo Igúzquiza et al. 1994), el análisis y

reinterpretación de los datos bioestratigráficos y magnetoestratigráficos disponibles (García Aguilar, 1997), y las

excelentes secciones de campo donde se han efectuado columnas estratigráficas de alta resolución.

El resultado de estos análisis demuestra diversos rangos de frecuencia temporal, comprendidos entre

200000 y 500 años, ligados a los distintos ciclos sedimentarios observados. De todas ellas, las frecuencias

con mayor representación corresponden a valores en torno a 5000, 20000, 40000 y 100000 años. Estos va-

lores (salvo el primero) se catalogan desde un punto de vista interpretativo dentro de la banda de frecuencias

temporales de Milankovitch (Einsele et al, 1991; Schwarzacher, 1993), y corresponden al reflejo de ciclos

relacionados con movimientos de precesión orbital del eje terrestre (valores en torno a 21000 años), cambios

en la oblicuidad del eje terrestre (valores en torno a 41000 años) y cambios en el diámetro de la órbita te-

rrestre alrededor del Sol (valores en torno a los 100000 años). En todos estos casos, las variaciones orbitales

de la Tierra tienen como consecuencia cambios de insolación, y por tanto en el clima. Este clima, a su vez,

modifica la señal sedimentaria de la cuenca mediante parámetros como el aporte de terrígenos desde los

relieves exteriores, a través de la erosión hídrica, producción biogénica de sedimentos, o las condiciones hi-

droquímicas de los sistemas lacustres. Los ciclos de 5000 años, poco documentados en bibliografía, parecen

corresponder a la influencia lunar mediante mareas paralácticas (Einsele et al, 1991).

¿DÓNDE Y CÓMO APARECEN LAS SECUENCIAS CÍCLICAS?

Las secuencias cíclicas aparecen a lo largo de todo el registro sedimentario continental de la cuenca mediante

alternancias de dos a cuatro tipos fundamentales de facies según se trate de formaciones aluviales (conglomera-

dos, arenas y lutitas), mixtas (arenas, lutitas, margas y calizas) o lacustres (calcilutitas, margas, calizas y evapo-

ritas, figura 4). Los espesores asociados a estas secuencias cíclicas son muy diversos, aunque abundan los de 2 a

4 m para facies aluviales, mixtas y lacustres carbonatadas, y de 30-40 cm para facies lacustres evaporíticas. En

cuanto a las secciones donde estas secuencias pueden ser observadas con mayor claridad tenemos las siguientes:

Unidad lacustre margosa Turoliense (UTS-1): sector Villanueva de las Torres – embalse del Negratín.

Ciclos compuestos por alternancias de conglomerados y margas rojas.

Unidad lacustre carbonatada del Plioceno inferior (UTS-2): secciones de Fonelas y Gorafe. Ciclos funda-

mentales compuestos por alternancias de margas, margocalizas y calizas.

3

ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

Fig.4. Ejemplos de ciclos sedimentarios en unidades lacustres del plioceno inferior: sectores de Gorafe (VBS-6) y Fonelas (PB-27), y Plioceno superiorevaporítica en el sector de Benamaurel (BN-50), así como su posición aproximada en la cuenca. Clave de litologías: a-margas y calcilutitas, b-calizas

y margocalizas, c-yeso, d-cubierto. Referencias: G-Guadix, B-Baza (modificada de García Aguilar y Martín, 2000)

Unidad mixta fluviolacustre del Plioceno superior (UTS-3): sectores de Zújar y Cuevas del Campo. Se-

cuencias cíclicas complejas, en general compuestas por alternancias de lutitas, margas y calizas.

Unidad lacustre evaporítica del Plioceno superior (UTS-3): secciones de Benamaurel y Galera. Ciclos

compuestos en su mayoría por alternancias de margas y yeso.

Unidades lacustres carbonatadas del Pleistoceno (UTS 3 y 4): sector Orce-Venta Micena. Ciclos com-

puestos por alternancias de (calci) lutitas, margas, y (margo)calizas.

¿CUÁL ES EL ORIGEN DE LAS SECUENCIAS CÍCLICAS EN LA CUENCADE GUADIX-BAZA?

La aparición de secuencias cíclicas en el registro de una cuenca sedimentaria representa un hecho

muy común y habitual. Las causas de este fenómeno hay que buscarlas en el carácter cíclico de los

factores climáticos que controlan, junto a los tectónicos, la sedimentación. En todo caso, resulta ne-

cesaria una tasa de sedimentación suficientemente alta para registrar estas variaciones cíclicas en los

factores climáticos que van a determinar el tipo de material depositado a través de relaciones causa-

efecto en general bien conocidas. Una tasa de sedimentación elevada será el producto del volumen de

sedimento generado (sea de tipo detrítico producido por erosión o proveniente de la propia cuenca:

bioinducido o evaporítico), más la subsidencia del surco deposicional causada por factores tectónicos.

En el caso de las tasas de subsidencia, tenemos como las etapas de extensión tectónica de la cuenca,

necesarias para abrir los surcos deposicionales, han sido dominantes sobre las compresivas, ligadas a

las etapas de hiato.

En el caso de la producción sedimentaria, sabemos que tanto la actividad erosiva de los relieves externos

(inductora de sedimentos detríticos), como la producción de sedimentos bioinducidos y evaporíticos ha sido

importante.

3 2

0C7.:1"ABCION-ES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

croltectónico en la cuenca de Guadix-Baza parece seguir una pauta pseudo-rítmica en cuanto a

ci=cion de las etapas distensivas que permiten una subsidencia efectiva. El análisis del registro tectose-

,-L7rieno fig. 2), revela tres etapas de sedimentación continua del orden de 2 millones de años de du-

r-ac-..on separadas por dos hiatos, asociados a fases compresivas, de 600 ka en el tránsito Mioceno-Plioceno

7 4-00 ka en el Plioceno superior. Este registro revela la existencia de otro hiato en el Pleistoceno, aunque

con una duración muy dispar según el sector de la cuenca considerado. En todo caso, la señal tectónica

induce un control a gran escala, de modo que los ciclos sedimentarios, de orden métrico o centimétri-

co. que aparecen en las secciones estratigráficas de campo, pueden ser atribuidos al control dominante

de factores climáticos. Este control climático de la sedimentación, asociado de modo muy genérico a la

alternancia de etapas áridas y húmedas, queda reflejado respectivamente en unidades de sedimentación

lacustre evaporítica o carbonatada y sedimentación aluvial s.l o lacustre margosa. Esta relación causa –

efecto, aunque muy simplificada, coincide con los principales modelos sedimentológicos propuestos para

las facies lacustres presentes en la cuenca (Anadón et al. 1987; Arribas et al, 1988; García Aguilar, 1986;

García Aguilar, 1997) .

Sabemos que los ciclos climáticos de carácter periódico o cuasi-periódico debidos a la alternancia de eta-

pas áridas y húmedas se dan a muy distintas escalas (Einsele et al. 1991): ciclos anuales (verano -- invierno),

ciclos de 3 a 11 años (debidos al fenómeno de El Niño y manchas solares), ciclos de 100 a 5000 años (de-

bidos a la interacción Tierra -- Luna -- Sol), ciclos de 19000-23000 años (precesión orbital terrestre), ciclos

de 41000 años (oblicuidad terrestre), ciclos de 100000 y 413000 años (excentricidad en la órbita terrestre)

y otros ciclos de orden mayor poco documentados. Los ciclos comprendidos entre 18000 y 413000 años se

asignan a la llamada "Banda de frecuencia temporal de Milankovitch" por ser este científico, quién a comien-

zos del siglo XX definió distintos movimientos cíclicos terrestres, aparte de los de rotación y traslación, con

evidentes repercusiones sobre el clima.

¿QUÉ RANGO TEMPORAL EXPONEN ESTOS CICLOS SEDIMENTA-RIOS?

A partir de estas consideraciones, se han elaborado e interpretado numerosos perfiles estratigráficos de

alta resolución en las unidades lacustres de la cuenca, donde aparecen los principales tipos de ciclos sedimen-

tarios (García Aguilar, 1997), así como sus valores de potencia, facies presentes, asignación cronológica y

duración de los mismos mediante programas informáticos específicos. Fruto de este análisis, ha sido posible

determinar diversos rangos temporales en estas secuencias cíclicas (fig. 5), debido a sus diferentes valores

de espesor, tasa de sedimentación y rango temporal. Estos valores son los siguientes, ordenados de mayor a

menor potencia espectral o probabilidad de acontecimiento:

Unidad lacustre margosa Turoliense (UTS-1): Ciclos compuestos por alternancias de conglomerados y

margas rojas: 280, 112, 40 y 17 ka.

Unidad lacustre carbonatada del Plioceno inferior (UTS-2): Ciclos compuestos por alternancias de mar-

gas, margocalizas y calizas: 25, 18 y 40 ka.

Unidad mixta fluviolacustre del Plioceno superior (UTS-3): Secuencias cíclicas complejas, en general

compuestas por alternancias de lutitas, margas y calizas: 197, 176, 107, 102 y 39 ka.

Unidad lacustre evaporítica del Plioceno superior (UTS-3): Ciclos compuestos en su mayoría por alter-

nancias de margas y yeso: 5, 3 y 1,7 ka.

Unidades lacustres carbonatadas Pleistocenas: Ciclos compuestos por alternancias de (calci) lutitas, mar-

gas, y (margo)calizas: 138, 95 y 41 ka.

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ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

Ps BN-50

Ps26

PB-2718 Ps

+ f - + f

Fig.5. Análisis espectrales de ciclicidad sedimentaria efectuados mediante el programa CYSTRATI correspondientes a las columnas estratigráficas dela figura 4. Clave de signos: f - frecuencias temporales en ka. ps - potencia espectral o probabilidad de acontecimiento de las distintas frecuencias

temporales obtenidas (modificada de García Aguilar y Martín, 2000).

¿QUÉ NOS INDICAN LOS DISTINTOS RANGOS DE CICLICIDAD DE-TECTADOS?

Si analizamos los valores expuestos anteriormente y su significado genético, vemos que la mayoría

de ellos se sitúa en la banda de frecuencia temporal de Milankovitch. Este hecho demostraría que los dis-

tintos rangos de ciclicidad sedimentaria observados, desde secuencias unitarias margas calizas, por

ejemplo, hasta megasecuencias formadas por la suma de varios ciclos, estarían gobernadas por ciclos

climáticos inducidos por factores astronómicos terrestres.

Este modelo general, ya planteado extensamente para la cuenca (García Aguilar, 1997; García Aguilar y

Martín, 2000), permite una interpretación genética precisa de los diversos ciclos sedimentarios observados a

través de una relación causal lógica:

Ciclos astronómicos terrestres Ciclos climáticos Reflejo en la sedimentación Registro es-

tratigráfico.

Sabemos que las consecuencias sobre el clima de los movimientos de precesión, oblicuidad y excentri-

cidad terrestres son capaces de generar etapas glaciares, áridas o de clima templado, sobre todo en latitudes

medias, así como cambios muy dinámicos en las mismas, en función de la inclinación y posición del eje de

rotación terrestre o de la distancia media al Sol.

De este modo, y a nivel paleoecológico, es posible el cambio en pocos miles de años entre escena-

rios similares a las actuales sabanas húmedas, bosques mediterráneos o bosques caducifolios, a través

de cambios en la temperatura media anual de, por ejemplo 8 ° C. Por tanto, podemos concluir que

los principales ciclos sedimentarios observados en las unidades lacustres de la cuenca, a escala de aflo-

ramiento, estarían causados por cambios climáticos periódicos cuyo origen se halla en tres tipos de

movimientos orbitales terrestres que presentan una periodicidad en torno a 21000, 41000 y 100000

años.

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k.),:_-:=?-SCIONES HUMANAS EN EL PLEISTOCENO INFERIOR Y MEDIO DE LA CUENCA DE GUADIX-BAZA

¿QUÉ CONSECUENCIAS TIENEN ESTOS CICLOS SOBRE LA HISTORIASEDIMENTARIA?

La re,..--urrencia de modelos climáticos alternantes a lo largo de la historia sedimentaria de la cuenca de

Guadix-Baya plantea una serie de consideraciones. La primera de ellas se relaciona con la repetición de dos

varios climáticos fundamentales (húmedo y árido) que se alternan en una banda temporal de 20000

a 100000 años y que en función del contexto tectónico y climático de mayor escala induce escenarios de

sedimentación similares y repetitivos dentro de una misma UTS. Por ejemplo, durante el Plioceno inferior

tenemos los modelos de sedimentación lacustre profunda y somera ligados respectivamente al registro de

calcilutitas y (margo)calizas y relacionados en el mismo orden con etapas de clima húmedo y árido.

La siguiente consideración alude a la ruptura de esta periodicidad, que se manifiesta bajo dos supuestos:

aparición de eventos sedimentarios no repetitivos a escala de afloramiento, como por ejemplo sismitas, y

modificación a gran escala del escenario de sedimentación. Este último caso puede ser debido a la señal de

un ciclo sedimentario de mayor frecuencia (por ejemplo de 413 ka), una señal tectónica (por ejemplo el

levantamiento orográfico de la región con el consiguiente cambio climático), o bien a una señal suma de

factores autocíclicos y alocíclicos.

Estas modificaciones de gran escala han sucedido al menos en cuatro ocasiones dentro del intervalo de

sedimentación continental de la cuenca y marcan en todo caso el cambio de UTS y/o un cambio en la pola-

ridad de la megasecuencia sedimentaria (fig. 2), además de la ruptura en el modelo de sedimentación cíclica

anterior, y la aparición de un nuevo escenario que mostrará nuevos ciclos, secuencias y facies ligadas a un

nuevo contexto climático y ecológico. Por ejemplo, en el tránsito Plioceno-Pleistoceno, la cuenca muestra

un cambio de polaridad megasecuencial desde una línea retractiva a expansiva (coarsening upward) en la

aparición de facies aluviales, cuyo punto de inflexión aparece marcado por una unidad lacustre carbonatada.

Por tanto, pueden establecerse etapas recurrentes en cuanto a la aparición de ciclos y secuencias se-dimentarias y otras no recurrentes que suponen cambios mayores desde una perspectiva estratigráfica,sedimentológica y paleobiológica. Las etapas recurrentes están relacionadas con la repetición a escalade afloramiento de facies que señalan la alternancia de periodos húmedos y áridos a distintas frecuenciastemporales, en general entre 20000 y 100000 años, correspondientes según la unidad estratigráfica a se-cuencias conglomerados margas, margas -› calizas, lutitas calizas o calcilutitas margocalizas,por ejemplo. Esta recurrencia permite extrapolar de modo genérico los modelos genéticos planteadosde una secuencia a la siguiente, así como establecer modelos predictivos frente al establecimiento defactores paleoclimáticos y paleoecológicos asociados a estas secuencias.

¿QUÉ DATOS APORTAN ESTOS CICLOS SEDIMENTARIOS DE CARA ALA INTERPRETACIÓN Y DIAGNOSIS DE LOS YACIMIENTOS PALEON-TOLÓGICOS EN LA CUENCA?

La posibilidad de extrapolar modelos sedimentarios y paleoecológicos a lo largo de los ciclos de facies

presentes en una misma unidad estratigráfica representa una ventaja de cara a efectuar la interpretación y

diagnosis de un yacimiento paleontológico. De este modo, y una vez marcada la posición secuencial del yaci-

miento, podemos seleccionar aquellas litologías y ciclos con mayor calidad de observación en el afloramiento

de cara a efectuar el análisis de facies, de modo que los resultados puedan ser extrapolados. Otra ventaja

fundamental consiste en la predicción de niveles con mayor probabilidad de inclusión de restos fósiles en

aquellos donde ya han sido localizados previamente. No obstante, tendremos en cuenta que la aparición de

un evento sedimentario de escala mayor, hiato o superficie de disconformidad supondrá la ruptura de los

modelos de sedimentación establecidos a muro de la misma. Un ejemplo de lo comentado anteriormente

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ISIDRO TORO, BIENVENIDO MARTÍNEZ-NAVARRO Y JORDI AGUSTÍ

lo tenemos en Barranco León, donde los niveles de mayor concentración de fósiles corresponden a facies

detrítico-margosas interpretadas como depósitos de orla lacustre (García Aguilar, 2003). Estos niveles apa-

recen en diversos tramos de la columna estratigráfica local, lo que sugiere una prospección preferente de los

mismos de cara a establecer nuevos yacimientos en la zona.

Además, los modelos sedimentológicos y paleoecológicos establecidos para un yacimiento pueden servir

de base para la interpretación de yacimientos localizados en facies similares.

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