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Carbonates and Evaporites

, Volume 16, Issue 1, pp 46–70 | Cite as

The stratigraphical record and activity of evaporite dissolution subsidence in Spain

  • Francisco GutiérrezEmail author
  • Federico Ortí
  • Mateo Gutiérrez
  • Alfredo Pérez-González
  • Gerardo Benito
  • Javier Gracia Prieto
  • Juan José Durán Valsero
Article

Abstract

The evaporite formations (in outcrop and at shallow depth) cover an extensive area of the Spanish territory. These soluble sediments are found in diverse geological domains and record a wide time span from the Triassic up to the present day. Broadly, the Mesozoic and Paleogene formations (Alpine cycle) are affected by compressional structures, whereas the Neogene (post-orogenic) sediments remain undeformed.

The subsidence caused by subsurface dissolution of the evaporites (subjacent karst) takes place in three main types of stratigraphical settings: a) Subsidence affecting evaporite-bearing mesozoic and Tertiary successions (interstratal karst); b) Subsidence in Quaternary alluvial deposits related to the exorheic evolution of the present-day fluvial systems (alluvial or mantled karst); c) Subsidence in exposed evaporites (uncovered karst). These types may be represented by paleosubsidence phenomena (synsedimentary and/or postsedimentary) recognizable in the stratigraphical record, or by equivalent currently active or modern examples with surface expression.

The interstratal karstification of the Mesozoic marine evaporites and the consequent subsidence of the topstrata is revealed by stratiform collapse breccias and wedge-outs in the evaporites grading into unsoluble residues.

In several Tertiary basins, the sediments overlying evaporites locally show synsedimentary and/or postsedimentary subsidence structures. The dissolution-induced subsidence coeval to sedimentation gives place to local thickenings in basin-like structures with convergent dips and cumulative wedge out systems. This sinking process controls the generation of depositional environments and lithofacies distribution. The postsedimentary subsidence produces a great variety of gravitational deformations in the Tertiary supra-evaporitic units including both ductile and brittle structures (flexures, synforms, fractures, collapse and brecciation).

The Quaternary fluvial terrace deposits on evaporite sediments show anomalous thickenings (>150 m) caused by a dissolution-induced subsidence process in the alluvial plain which is balanced by alluvial aggradation. The complex space and time evolution pattern of the paleosubsidence gives place to intricate and anarchical structures in the alluvium which may be erroneously interpreted as pure tectonic deformations. The current subsidence and generation of sinkholes due to suballuvial karstification constitutes a geohazard which affects to large densely populated areas endangering human safety and posing limitations to the development. An outstanding example corresponds to Calatayud historical city, where subsidence severely damages highly valuable monuments. The subsidence resulting from the underground karstification of evaporites has determined or influenced the generation of some important modern lacustrine basins like Gallocanta, Fuente de Piedra and Banyoles lakes. The sudden formation of sinkholes due to the collapse of cave roofs is relatively frequent in some evaporite outcrops. Very harmful and spectacular subsidence activity is currently occurring in the Cardona salt diapir where subsidence has been dramatically exacerbated by mining practices.

Keywords

Gypsum Evaporite Foreland Basin Ebro Basin Duero Basin 
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Copyright information

© Springer 2001

Authors and Affiliations

  • Francisco Gutiérrez
    • 1
    Email author
  • Federico Ortí
    • 2
  • Mateo Gutiérrez
    • 1
  • Alfredo Pérez-González
    • 3
  • Gerardo Benito
    • 4
  • Javier Gracia Prieto
    • 5
  • Juan José Durán Valsero
    • 6
  1. 1.Geodinámica, Edificio GeológicasUniversidad de ZaragozaZaragozaSpain
  2. 2.Departamento de Petrología, Geoquímica y Prospección Geológica, Facultad de Geología, Universidad de BarcelonaZona Universitaria de PedralbesBarcelonaSpain
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