Els temps tardihercinians

La delimitació dels temps tardihercinians

Els temps tardihercinians són els compresos entre el final de les fases més intenses del plegament hercinià i l’arrasament generalitzat del relleu creat durant aquests plegaments, és a dir, fins a la peneplanització de la serralada. Corresponen a l’estadi final de l’evolució de la Serralada Herciniana, quan aquesta, en la seva gran part, és emergida. A les vores externes de la serralada, com per exemple a la Serralada Cantàbrica, no hi ha interrupció de la sedimentació i hi ha dipòsits anteriors, sincrònics i posteriors al plegament hercinià en continuïtat sedimentària. A l’interior de la serralada, en canvi, hi ha un lapse de temps no registrat per dipòsits. Quan hi són, els dipòsits, detrítics, més o menys grollers, i discordants sobre les estructures hercinianes, es troben a l’interior de petites conques aïllades. Són el producte del desmantellament de la serralada. Aquest estadi de l’evolució d’una serralada és conegut amb el nom de molàssic i els sediments corresponents, les molasses. En aquest cas seran, doncs, les molasses hercinianes. Definits d’aquesta manera, els temps tardihercinians comprenen un lapse d’uns 60 milions d’anys, dels quals, en el fragment de Serralada Herciniana que aflora als Països Catalans, n’hi ha uns 10 —entre el Westfalià mitjà i l’Estefanià B— que no han estat registrats per dipòsits. Els terrenys més moderns involucrats en el plegament hercinià són del Westfalià mitjà, i els discordants més antics que fossilitzen els plecs hercinians són de l’Estefanià B.

Les molasses hercinianes són limitades, per la seva part superior, pels terrenys del Buntsandstein, primer estatge de l’Era Secundària. Aquests es disponen discordantment tant sobre les molasses hercinianes com sobre el basament, tot desbordant àmpliament les conques molàssiques, expandint-se per sobre d’una gran part de la peneplana postherciniana. Els temps tardihercinians es caracteritzen, a l’àrea que ens ocupa, per una tectònica i un vulcanisme que contribueixen a individualitzar-los i donar-los personalitat pròpia dins de la història geològica. Havent cessat, pràcticament, els processos de plegament, l’activitat tectònica es manifesta fonamentalment per la presència de falles que tallen els plecs formats anteriorment i que són les responsables de la formació de les conques sedimentàries intramuntanyoses i de la localització del vulcanisme, facilitant l’accés del magma a la superfície. El vulcanisme és bàsicament calcoalcalí, això és, un vulcanisme en les roques del qual, per un percentatge de sílice determinat, el percentatge de sodi i potasi és, en general, relativament baix respecte al de calci. Aquest tipus de vulcanisme és característic de regions continentals sotmeses a compressió, entenent aquest terme en un sentit ampli. Només en els estadis terminals del rebliment de les conques molàssiques el vulcanisme adquireix caràcter alcalí —el percentatge de sodi i potasi és, en general, alt respecte al de calci per un percentatge de sílice donat—. Aquest tipus de vulcanisme es dona en àrees continentals en règim extensiu. Així doncs, bàsicament, els temps tardihercinians es caracteritzen per un vulcanisme calcoalcalí que correspon al vulcanisme subseqüent de l’orogenia herciniana. Aquesta activitat volcànica superficial és lligada a un plutonisme profund, també de caràcter calcoalcalí, que ja hem descrit en anteriors pàgines per facilitar-ne la descripció en relació a les estructures hercinianes.

Tant el caràcter del vulcanisme com la disposició de les conques al llarg de les falles, així com d’altres observacions estructurals, fan pensar que la tectònica d’aquest període és condicionada per l’existència de grans falles de direcció, falles relativament verticals que separen blocs que s’han mogut horitzontalment l’un respecte de l’altre. És freqüent que aquestes grans falles de direcció tinguin associades falles de dimensions menors que provoquen l’enfonsament de blocs. Així, es formen petites conques al llarg de falles de direcció, com per exemple les que avui dia hi ha al llarg de la falla de la mar Morta, una de les quals és la depressió que ocupa aquesta mar.

Els temps tardihercinians corresponen, doncs, al període molàssic de la Serralada Herciniana, a l’interior de la qual predominen els processos erosius; la sedimentació queda restringida a petites conques intramuntanyoses associades a grans falles de direcció. En relació amb aquestes estructures té lloc un vulcanisme calcoalcalí. Només en els estadis terminals de l’evolució d’aquestes conques el vulcanisme esdevé alcalí, fet que delata l’inici d’un llarg període extensiu que presidirà la dinàmica de les conques durant una gran part dels temps mesozoics.

L’estratigrafia dels terrenys tardihercinians

Unitats estratigràfiques dels temps tardihercinians a diferents regions europees i les seves correlacions.

Maber, original de Josep Gisbert.

La datació i la subdivisió dels temps tardihercinians presenten problemes especials, a causa del caràcter continental de les roques que els representen. Mentre que el medi marí assegura una important dispersió geogràfica dels organismes que hi habiten, les conques sedimentàries continentals constitueixen entorns relativament aïllats, i hi és molt marcat el desenvolupament de flores i faunes circumscrites a determinats límits geogràfics. Aquest caràcter local de les restes fòssils acumulades ha afavorit el desenvolupament d’escales estratigràfiques diferents, segons quina sigui la regió geogràfica estudiada. Ultra la seva poca dispersió, els éssers vius d’ambients continentals presenten, com a mesuradors del temps geològic, un altre desavantatge. Els canvis dels caràcters de les espècies d’aquests éssers vivents són tan relacionats o més amb els canvis ambientals —això és, amb els climàtics i els altitudinals— que no pas amb l’evolució temporal. Consegüentment, les escales tipus de fòssils utilitzades per a la datació dels temps tardihercinians poden tenir, en part, un significat climàtic i conduir a imprecisions en la mesura del temps geològic. Al contrari, l’existència de roques volcàniques interstratificades facilita la datació, ja que en aquesta mena de roques es poden realitzar datacions radiomètriques i mesures paleomagnètiques. Malauradament, en el nostre país encara no s’ha dut a terme cap datació d’aquest tipus en roques tardihercinianes; això no obstant, diversos treballs en curs permeten d’afirmar que ben aviat en podrem disposar. En qualsevol cas, l’establiment d’una escala estratigràfica definitiva en terrenys continentals requereix el coneixement d’una sèrie on coexisteixin fòssils marins i continentals per tal de poder-ne establir les relacions. A l’Europa occidental, aquestes relacions encara no són prou estudiades i, en conseqüència, hi ha certes imprecisions en l’escala estratigràfica utilitzada.

Una de les imprecisions més notables en l'escala estratigràfica correspon a la definició del Saxonià, nom amb el qual s’ha conegut fins ara la part superior del Permià inferior a l’Europa occidental. De fet, el Saxonià és constituït per uns nivells rojos discordants sobre els materials de l’Autunià i recoberts, en algunes regions, pels terrenys del Turingià. En aquestes fàcies roges —d’ara endavant, fàcies saxonianes— no s’ha trobat flora en quantitat suficient per a poder definir un estatge d’una manera correcta. Encara més, les poques restes de flora trobades recentment mostren una gran afinitat amb la flora autuniana, fet que mena una gran part dels investigadors que estudien aquests terrenys a anomenar Autunià tot el Permià inferior, i a diferenciar-hi a la part alta les fàcies saxonianes, sense atribuir-hi, però, categoria d’estatge. En aquesta obra, quan el terme Saxonià no vagi precedit de la paraula fàcies caldrà entendre’l com el temps comprès entre l’Autunià i el Turingià, en el sentit clàssic, encara que, com hem dit, la definició d’aquests estatges sigui poc precisa. Així mateix, utilitzarem el terme Autunià en el sentit restringit, és a dir, sense comprendre les fàcies saxonianes.

El terme Buntsandstein presenta un problema semblant. Amb aquest nom es coneix el Triàsic inferior a les regions on el Triàsic presenta fàcies germànica, com és el cas dels Països Catalans. De fet, amb aquest nom es designen les pudingues quarsítiques, els gresos i les lutites d’origen fluvial que no sempre coincideixen en el temps amb l’Escitià, estatge que correspon al Triàsic inferior. Aquestes fàcies fluvials —d’ara endavant, fàcies buntsandstein— comprenen un temps, no sempre ben determinat, entre el Permià superior i el Triàsic mitjà.

Els terrenys tardihercinians a l’Europa sudoccidental

Els afloraments de terrenys tardihercinians del SW d’Europa es disposen orlant la Serralada Herciniana o bé en el seu interior, alineats al llarg de les grans falles que tardanament afectaren aquesta serralada. Es poden agrupar en regions, en les quals aquests terrenys presenten característiques comunes, i que definim a continuació.

A la Serralada Cantàbrica es caracteritzen per presentar un Carbonífer superior molt complet amb abundants capes productives de carbó: tot i així, els dipòsits permians hi són escassos i mal estudiats.

Als Pirineus hi ha els afloraments de terrenys tardihercinians més complets de la península Ibèrica. Encara que als Pirineus bascos només siguin presents materials del Permià superior, als Pirineus aragonesos i als catalans es troben sèries relativament completes que comprenen des de l’Estefanià mitjà (B) fins al Triàsic inferior.

La Costa Blava francesa, Còrsega, Sardenya, les Balears i la Serralada Costanera catalana, regions avui allunyades les unes de les altres, constitueixen peces soltes d’un únic conjunt que començà a fragmentar-se durant els temps tardihercinians i que ha assolit la seva disposició actual després de lents moviments durant el Secundari i el Terciari. A la Costa Blava francesa hi ha registres sedimentaris tardihercinians molt complets, acompanyats per nombroses roques volcàniques que s’han relacionat amb el plutonisme de Còrsega i Sardenya. La Serralada Costanera catalana presenta una certa afinitat amb Còrsega i Sardenya, ja que hi afloren roques plutòniques i filonianes d’edat possiblement tardiherciniana. A les Balears, els terrenys tardihercinians que afloren corresponen exclusivament a dipòsits del Permià superior.

Als Alps meridionals o als italians hi ha una potent faixa de dipòsits tardihercinians, tant sedimentaris com volcànics. Hom hi troba representats tot el Carbonífer superior i tot el Permià.

Al Massís Central francès hi hagué una important sedimentació durant l’Estefanià i el Permià, la qual ha donat lloc a abundants recursos de carbó. La seqüència estratigràfica mostra una notable similitud amb els Pirineus aragonesos i catalans.

A la Serralada Ibèrica i a la vora del Sistema Central Ibèric els afloraments tardihercinians són petits i dispersos. Els dipòsits geogràficament més extensos són les pudingues d’edat turingiana, de fàcies buntsandstein, dispostes discordantment sobre un substrat hercinià o, en alguns casos, sobre petits retalls de roques estefanianes o permianes. A la part oriental de la Serralada Ibèrica, entre les pudingues del Buntsandstein i el sòcol hercinià, hi ha seqüències detrítiques roges del Turingià. Al Massís Ibèric, a la zona d’Ossa-Morena, hi ha alguns afloraments de dipòsits estefanians i permians que contenen una flora fòssil d’afinitats asiàtiques. A les unitats internes de la Serralada Bètica, les roques tardihercinianes foren afectades, durant l’orogènia alpina, per un intens metamorfisme, el qual esborrà, en una gran mesura, les característiques originals d’aquestes roques. Amb les dades actuals no és possible de determinar-les, ni tampoc d’establir-ne l’edat.

Llevat dels afloraments de la Serralada Bètica on, com hem dit, el metamorfisme alpí ha esborrat els caràcters primaris de les roques, els afloraments esmentats, tot i presentar diversos graus de deformació, permeten d’estudiar les característiques originals dels terrenys tardihercinians. Els menys afectats per les deformacions de l’orogènia alpina són els del Massís Central francès i els del Massís Ibèric. Aquests presenten una disposició estructural extraordinàriament senzilla i, per tant, es poden estudiar més fàcilment. Cal fer notar que, malgrat que en aquestes regions totes les roques tardihercinianes presenten una disposició igualment senzilla, els dipòsits estefanians i autunians, a causa de les reserves de carbó i urani que contenen, són molt més ben estudiats que no pas els del Permià mitjà superior. A més de les regions breument descrites, en les quals els terrenys tardihercinians afloren a la superfície, és possible que, en profunditat, hi hagi roques tardihercinianes a les àrees on, en superfície, afloren materials secundaris, terciaris i quaternaris. Atesa la dificultat d’observació, hi ha un desconeixement gairebé absolut d’aquests dipòsits profunds. Només en posseïm alguna dada puntual, gràcies als sondatges i als perfils sísmics.

Els afloraments tardihercinians principals als Països Catalans

Situació dels principals afloraments de terrenys tardihercinians als Països Catalans.

Maber, original dels autors.

Tota la informació disponible per a la reconstrucció de l’entorn geològic del nostre país durant els temps tardihercinians es redueix a tres grans grups d’afloraments. Es troben, lògicament, en el límit entre els terrenys secundaris i els deformats durant l’orogènia herciniana. Aquestes regions, amb una certa homogeneïtat pel que fa als terrenys tardihercinians, són els Pirineus, la Serralada Costanera catalana i els afloraments del basament de la Serralada Ibèrica al País Valencià, i les Balears. Als Pirineus catalans els afloraments són alineats seguint una faixa relativament estreta, però molt contínua, que, d’W a E, s’estén des del Pont de Suert fins a Camprodon. Són els afloraments més potents i complets dels Països Catalans i, consegüentment, hi dedicarem una atenció especial. Són també els afloraments que presenten una disposició estructural més complexa: són involucrats en l’estructura d’encavalcaments que es desenvolupà, durant l’orogènia alpina, a la vora meridional de la zona axial. A la Serralada Costanera catalana i al País Valencià, els afloraments de roques tardihercinianes són escassos i discontinus. A la Serralada Costanera catalana, el Triàsic inferior, de fàcies buntsandstein, reposa, en la majoria dels casos, discordantment sobre els diferents terrenys hercinians, i els 50 milions d’anys que separen el plegament hercinià del Buntsandstein només hi són representats per afloraments lenticulars no superiors a algunes dotzenes de metres. Tan sols al Priorat adquireixen major importància, la qual s’incrementa en els afloraments del País Valencià. A Mallorca els afloraments són molt reduïts i es limiten a una petita faixa costanera a la serra de Tramuntana, entre Estallencs i Banyalbufar. Malgrat la petita extensió d’aquest aflorament, la sèrie estratigràfica que s’hi observa presenta una gran potència —superiora la de la sèrie que aflora a Menorca— i hom pot suposar que a l’illa de Mallorca hi ha un substrat tardihercinià important, tot i que en la seva més gran part estaria recobert pels materials secundaris i terciaris. L’estructura geològica de Menorca fa que els afloraments de terrenys tardihercinians es concentrin a la regió de Tramuntana. El Permià de Menorca és el més ben conegut de les illes i és fàcilment correlacionable amb el dels Pirineus. A Eivissa, Formentera i Cabrera no hi ha afloraments de roques tardihercinianes.

L’estructura i l’evolució de les conques tardihercinianes

Gènesi de les conques estefano-permianes al llarg de falles de direcció. Hom ha representat: A situació inicial; B inici de l’actuació de la falla de direcció i desenvolupament de fracturació secundària en un dels blocs; C actuació de les fractures secundàries com a falles normals i formació de les fosses localitzades, que constitueixen les conques de sedimentació tardihercinianes.

Ricardo Génova, original de Josep Gisbert.

Com a resultat de les fases més intenses del plegament hercinià que tingué lloc principalment durant el Westfalià mitjà, una gran part de la regió que avui és l’Europa occidental passà a constituir una zona emergida. Només a les zones perifèriques d’aquest continent carbonífer hi ha materials tardihercinians que registren una sedimentació contínua durant el plegament. Sobre les àrees emergides sempre hi hagué un temps, variable segons la regió considerada, durant el qual no tingué lloc cap mena de sedimentació. En el cas dels Països Catalans, la sedimentació anterior al plegament hercinià cessà en el Westfalià inferior (300 milions d’anys) i no fou represa fins al començament de l’Estefanià superior (290 milions d’anys). La sedimentació tardiherciniana fou restringida a petites conques aïllades, limitades per falles. Normalment es troben alineades al llarg de grans falles. Aquesta disposició, juntament amb el vulcanisme calcoalcalí (andesites-dacites-riolites) associat a la fracturació que genera les conques, ha fet pensar que aquestes conques eren degudes a enfonsaments de blocs, provocats per extensions locals, conseqüència dels moviments horitzontals al llarg de grans falles verticals. Aquest mecanisme permet d’explicar la presència de fosses extensives en una regió on es dona una situació geodinàmica compressiva i s’ha pogut comprovar en regions poc afectades per l’orogènia alpina. Es molt probable que fos això que originés les úniques conques estefanianopermianes dels Països Catalans: les conques pirinenques. De tota manera, a causa de la forta empremta de les estructures alpines és difícil d'associar, en l'estat actual dels coneixements, les fosses tardihercinianes dels Pirineus a cap gran falla concreta. La majoria d'autors admeten que durant els temps tardihercinians la península Ibèrica es traslladà cap a l'W respecte d'Europa, actuant la falla nordpirinenca com a gran falla de direcció destra; probablement les conques tardihercinianes són controlades per falles menors relacionades amb aquella. Avui en dia, però, encara no és possible de dibuixar un esquema cartogràfic del sistema de falles que durant el Tardihercinià devia controlar el funcionament de les conques de sedimentació. A grans trets, des de l’Estefanià superior (290 milions d’anys) fins al final dels temps tardihercinians (248 milions d’anys), les conques presenten una tendència expansiva, de manera que les unitats successives en són cada cop més, és a dir, ocupen una àrea cada cop més extensa. De tota manera, cal indicar que, localment, en alguna conca, la unitat Roja Inferior és més restrictiva que els materials estefanians, fet local que no invalida, però, la tendència general esmentada.

El règim tectònic esbossat perdura pràcticament al llarg de tots els temps tardihercinians fins que, al final de la sedimentació de les fàcies saxonianes, el règim tectònic esdevé progressivament extensiu, fet que, com hem dit, es manifesta primer de tot per l’aparició d’un vulcanisme alcalí. Durant tot aquest procés les conques van passar d’ésser endorreiques i aïllades a connectar-se entre elles i, finalment, a comunicar amb la mar. Aquest procés s’acabà amb el rebliment de les conques, possiblement durant el Turingià, fet que coincidí amb l’acabament del procés de peneplanització de la Serralada Herciniana, moment en el qual poden donar-se per acabats els temps tardihercinians.

Les fàcies buntsandstein descansen sobre tots els dipòsits precedents a través d’una discordança, desborden les conques tardihercinianes i recobreixen, a més, una gran part de la peneplana tardiherciniana. És l’inici de la nova etapa geodinàmica que implica un aprimament de l’escorça continental. El règim tectònic és extensiu i les falles actuen com a falles normals, és a dir, provocant moviments verticals dels blocs, però sense conduir a la formació de conques aïllades. Durant aquest període es produeix l’enfonsament de grans parts de les àrees emergides, enfonsament, però, desigual, en el qual el moviment de les falles mena a la formació de solcs i llindars dins d’una gran conca que finalment serà recoberta per la mar durant el Triàsic mitjà.

Assaigs de reconstrucció paleogeogràfica i ambiental dels temps tardihercinians

L’Estefanià superior (unitat Grisa)

A la regió que avui és l’Europa sudoccidental, durant l’Estefanià inferior, el clima era tropical, humit, i la majoria d’àrees continentals eren cobertes pels extensos boscos de la selva carbonífera. La regió corresponent als Països Catalans era emergida.

A mitjans dels temps estefanians es formà el sistema de fractures que provocà la formació de les conques sedimentàries i, alhora, permeteren l’ascensió de magmes generadors d’un vulcanisme important. Pels Pirineus devien passar algunes d’aquestes falles. En aquell moment amb prou feines hi havia relleu i el substrat era afectat pel desenvolupament de sòls ferralítics tals com els que avui es formen a les regions intertropicals. Les conques creades al llarg de les falles eren zones aïllades i relativament reduïdes en les quals el substrat s’enfonsava d’una manera lenta, però contínua. El començament de la subsidència conduí al desenvolupament de zones entollades limitades per les falles que havien provocat la conca sedimentària. En aquestes conques s’acumulaven dipòsits de diferents tipus. Arran de les falles, l’erosió del bloc aixecat originà acumulacions de bretxes que s’organitzaven en petits cons de dejecció. Al començament, les depressions acabades de formar no tenien encara una xarxa de drenatge pròpia. Eren conques endorreiques i els dipòsits fluvials hi eren molt rars. Malgrat tot, al llarg d’algunes falles d’especial importància es formaren cursos incipients que donaren lloc a dipòsits de conglomerats i gresos, com els que es poden observar a Guiró. Posteriorment, en desenvolupar-se la xarxa fluvial, els dipòsits de gresos esdevingueren més abundants. La selva carbonífera assolí el seu màxim desenvolupament a la perifèria de les depressions entollades; aquests eren ambients ideals per a l’acumulació de restes vegetals que, amb el temps, esdevingueren capes de carbó. Així doncs, les primeres roques dipositades a les vores de les depressions lacustres foren bretxes, lutites, capes de carbó —les mines de Malpàs i Adrall explotaven antracites estefanianes— i, més rarament, conglomerats i gresos.

Els dipòsits de "lahars" calents són característics a la unitat Grisa, a la serra del Cadí. La figura en mostra, esquemàticament, la geometria i les estructures.

Javier Génova, original de Josep Gisbert.

En el centre de les depressions lacustres es dipositaren fonamentalment cendres volcàniques, producte de l’activitat volcànica que arribava a la superfície tot aprofitant les mateixes falles que havien generat les conques sedimentàries. Així, a les depressions allunyades dels cons volcànics predominava l’acumulació de materials sedimentaris junt amb cendres volcàniques. En canvi, a les zones properes als centres efusius s’acumulaven aglomerats volcànics —en alguns casos amb blocs d’alguns metres—, lapil·li i colades volcàniques de composició andesítica. A les regions intermèdies la varietat del tipus de dipòsit és molt gran. A més de tots els materials sedimentaris i volcànics ja descrits s’hi acumulaven dipòsits de "lahar", freds o calents, i piroclastos ignimbrítics. Els dipòsits de "lahar" són el resultat d’esllavissades de fang pels costers d’un volcà que es produeixen quan es barregen materials volcànics amb grans quantitats d’aigua. En el nostre cas, l’aigua devia provenir dels llacs que, a causa de la gran pluviositat d’aquells temps, ocupaven els cràters. L’estudi dels paleosòls presents a les roques estefanianes ha permès d’avaluar uns valors de pluviositat superiors als 1200 mm/any, una temperatura mitjana superior a 25°C i una altitud sobre el nivell de la mar inferior als 1200 m. Les esllavissades de fang arrencaven els arbres de la selva carbonífera i, consegüentment, els dipòsits de "lahar" es caracteritzen per contenir un gran nombre de troncs fòssils.

Els vulcanismes andesítics, com el de l’Estefanià superior, són molt explosius —rics en matèries volàtils—, fet que provoca el desenvolupament de núvols roents, que transporten fragments volcànics semifosos, i la corresponent formació de dipòsits ignimbrítics. Els núvols roents també arrasen la vegetació que troben davant seu tot carbonitzant-la i incorporant-la al dipòsit ignimbrític.

Durant l’Estefanià superior, doncs, la major part de l’àrea que avui ocupen els Països Catalans era una zona emergida poblada per una selva i on presumiblement tenien lloc processos erosius. Només als Pirineus, al llarg de falles, s’havien desenvolupat petites conques, on es dipositaren roques molt variades degudes als processos explicats i que, avui, constitueixen la unitat Grisa. Els éssers vius que poblaven aquestes regions eren nombrosos. Els més notables eren els vegetals de la selva carbonífera, plantes higròfiles que necessitaven una gran humitat per a poder subsistir. La presència d’una curta estació seca ens fa sospitar que ja en aquells temps hi havia una flora xerofítica —resistent a la sequera— instal·lada a les zones més elevades i que, de ben segur, devien ésser més seques durant l’estació sense pluges. Malauradament, aquestes zones eren lluny de la conca sedimentària i aquest fet impossibilità la fossilització d’exemplars d’aquesta flora. La seva existència només és una hipòtesi. Els tolls carbonífers i els seus voltants devien ésser poblats per insectes, artròpodes, tetràpodes i peixos, tal com succeïa en les conques semblants del Massís Central francès, com per exemple a la conca d’Autun, on s’han recollit fòssils de tots els grups d’animals esmentats. A les conques dels Pirineus catalans no s’ha descrit cap d’aquests fòssils, suposem que més per manca d’estudis detallats que no pas per la seva absència.

El trànsit Carbonífer - Permià (unitat de Trànsit)

Esquema de la reconstrucció ambiental dels dipòsits estefanopermians, que correspon a la situació dels ambients, la flora i el color de les roques de la unitat de Trànsit. Cal tenir present, però, que els ambients i les roques sedimentàries són semblants al llarg de tots els temps tardihercinians. Durant el trànsit Estefanià-Autunià coexisteixen flores xeròfites (1 Walchia, 2 Cordaites arborescent) i higròfiles (3 Calamites, 4 Lepidodendron, 5 Sigillaria, 6 Psaronius, 7 Cordaites), les segones al centre de la conca i les primeres a les vores; en moments més humits (unitat Grisa), la flora higròfila colonitza tota la conca, mentre que en temps de clima àrid (unitats roges) només es desenvolupa la flora xeròfita. El color de les roques també varia amb el clima: a la unitat Grisa, l’abundància de vegetació i de matèria orgànica fa que els colors vermells i verds quedin restringits a les parts més altes de les regions proximals, mentre que a la resta de la conca dominen els colors grisos; en els materials formats sota clima àrid (unitats roges), el color vermell davalla de les zones proximals fins a la plana lutítica i és només en aquest ambient on ocasionalment es troben nivells verdosos o grisosos dins de les unitats vermelles. Els símbols químics de la part baixa del dibuix representen els dipòsits de precipitació sinsedimentaris que provoquen l’inici de la consolidació del sediment; a les zones proximals precipita Fe+3 i dona lloc a goethita i hematites. Les parts intermèdies dels cons de dejecció són cimentades per calcita i les distals principalment per sílice i, en menor proporció, per carbonats magnèsics i ferrosos.

Ricardo Génova, original de Josep Gisbert.

Al final de l’Estefanià es produí un canvi climàtic. La unitat de Trànsit començà a formar-se quan l’estació seca, fins aleshores molt curta, es féu més llarga i adquirí, així, importància. Aquest fet perdurà al llarg d’aquest trànsit i quedà reflectit en les característiques dels seus dipòsits. A més, en escurçar-se el període de pluges, adquirí un caràcter més torrencial i violent que durant l’Estefanià superior. L’estudi dels paleosòls suggereix que les precipitacions mitjanes anuals devien oscil·lar entre 1200 i 600 mm. Els dipòsits sedimentaris més abundants són les pudingues, els gresos, les lutites i, més accessòriament, les calcàries. Les conques sedimentàries continuaren tenint unes característiques semblants a les que havien tingut durant l’Estefanià superior; sembla que durant el trànsit del Carbonífer al Permià les depressions eren allargades en direcció E-W i que la zona entollada se situava al seu extrem occidental. Una xarxa de canals fluvials que circulava tot al llarg de la depressió, d’E a W, donà lloc als dipòsits de pudingues; també hi havia una xarxa de drenatge de menor importància que es traduïa en la formació de petits cons de dejecció a les vores N, S i W de la conca, i originava els dipòsits gresosos.

A les vores de la zona entollada la sedimentació de gresos i pudingues alternava amb la de lutites i de restes vegetals, que amb el temps esdevindrien capes de carbó. Les explotacions d’hulla de Surroca, Ogassa i el coll de Jou es realitzaven en capes d’aquesta edat. En aquell temps, més que abans, la selva carbonífera s’agrupava al voltant de les depressions entollades. En el centre d’aquestes depressions es dipositaren, primerament, lutites riques en matèria orgànica i cendres volcàniques; posteriorment, en fer-se més àrid el clima, l’evaporació féu canviar el caràcter àcid que fins aleshores havien tingut els tolls per un d’alcalí, i donà pas així a una sedimentació carbonàtica.

La flora de l’època es distribuïa de la manera següent: a les zones elevades i a les vores N, S i W de les depressions creixia una flora xerofítica capaç de resistir la sequera de l’estació seca. Les restes de selva carbonífera s’agrupaven a les vores de la zona entollada i al llarg dels cursos fluvials de la vora oriental. Al final d’aquest període aquesta flora higròfila acabà sucumbint, víctima d’un clima cada cop més àrid. La fauna que poblava els tolls devia ésser semblant a la de l’Estefanià superior, encara que probablement fou afectada per la variació climàtica. El que sabem del cert és que cap al final d’aquest trànsit, i coincidint amb l’inici de la sedimentació carbonàtica, els tolls es poblaren d’algues del gènere Parachaeteter, les quals donaren lloc a creixements estromatolítics i els seus oogonis, denominats caràcies, també es presenten fòssils; junt amb les caràcies, els bancs calcaris amb els quals acaben els dipòsits de la unitat de Trànsit contenen ostràcodes, bivalves i gasteròpodes.

Durant el trànsit del Carbonífer al Permià el vulcanisme fou molt intens i, en moltes regions, els únics testimonis d’aquests temps són roques volcàniques. Destaquen els pitons volcànics de composició dacítica. Aquests materials són molt viscosos i donen lloc a colades de recorregut curt i amb forma de bolets; són les denominades colades-dom. La gran viscositat dels materials volcànics sol anar de bracet amb el seu caràcter explosiu; és freqüent la presència de nivells d’ignimbrita —dipòsits de núvols roents— junt amb aglomerats, lapil·lis i cendres volcàniques que presenten mides progressivament més fines a mesura que ens allunyem del pitó volcànic. També s’han trobat, d’una forma més esporàdica, colades volcàniques de composició andesítica, com la de Campelles a la vall del riu Freser, que foren emeses durant aquests temps de trànsit.

Una de les característiques més peculiars de les roques d’aquest període és la varietat de coloració que presenten. Els colors rojos indiquen que el sediment, després de la seva deposició, va restar durant extensos períodes de clima sec per sobre del nivell freàtic i es va oxidar. Al contrari, els tons grisos indiquen que des d’un bon començament el sediment romangué amarat d’aigua, i que es conservà així la matèria orgànica dispersa que contenia. Els colors verds indiquen un grau d’oxidació intermedi entre els casos límit considerats. El color gris és degut a les restes de matèria orgànica, els tons verds són el resultat del desenvolupament de certs minerals argilosos —clorita i feugites—, mentre que els colors rojos són el producte de la presència d’òxids de ferro en forma d’hematites. La coloració és sobretot el resultat d’una disposició peculiar dels minerals cromòfors al voltant dels components de la roca, sense que en calguin quantitats importants per a produir la coloració. Les roques roges solen tenir entre l’1 i el 6% d’hematites. Els tons verds i grisos es manifesten gairebé immediatament en el sediment. En canvi, l’adquisició del color roig requereix un perllongat procés de recristal·lització d’òxids i d’hidròxids de ferro que, segqns alguns autors, necessita, almenys, un milió d’anys.

Així doncs, en climes molt humits, com el de l’Estefanià superior, pràcticament totes les roques són grises, llevat de les situades a les vores de conca en posició topogràfica elevada. Si l’estació seca s’allarga, tots els sediments situats a la perifèria de la zona lacustre, a les zones més altes, adquiriran colors rojos, mentre que els dipòsits lacustres situats a la perifèria de la zona entollada continuaran essent grisos. En conseqüència, una sèrie de la unitat de Trànsit dipositada en una vora de conca presentarà tons rojos; una de dipositada en ambients intermedis presentarà una curiosa coloració alternant (roig-verd-gris) i, finalment, si les roques són de fàcies distals posseiran colors grisos.

Les sèries dipositades en condicions intermèdies d’oxidació-reducció solen contenir mineralitzacions d’urani, coure i vanadi. Aquests elements, dispersos en els sediments i les roques volcàniques, foren lixiviats en condicions oxidants, precipitaren posteriorment en condicions reductores i es concentraren d’aquesta manera, en les roques versicolors. A les fàcies saxonianes i a les fàcies buntsandstein es tornen a donar condicions semblants i per això hi són freqüents aquests tipus d’acumulacions minerals.

L’Autunià (unitat Roja Inferior)

En començar el Permià el clima prosseguí la seva aridització fins a estabilitzar-se en un règim atmosfèric semiàrid, amb unes precipitacions anuals compreses entre 250 i 400 mm. Les depressions eren semblants a les de l’episodi anterior, allargades en direcció E-W. Hi circulava una xarxa de cursos fluvials efímers que només baixaven durant les tormentes que  esporàdicament regaven aquells assedegats paisatges. Els dipòsits s’organitzaven en un pediment continu que enllaçava les zones elevades —al N, el S i l’E— amb un ambient distal, topogràficament més deprimit, situat a la regió occidental. Els pediments eren constituïts per bretxes, conglomerats angulosos i lutites arenoses, dipositades per cursos fluvials efímers. Tots aquests dipòsits adquiriren un color roig, ja que els nivells freàtics eren considerablement baixos a causa de l’aridesa del clima. A més, sofriren una cimentació mitjançant crostes de calcita ("caliche") que es formen a la superfície del terreny a les regions semiàrides.

En els ambients situats a cotes més baixes —a l’extrem occidental de la depressió— es formaven tolls després de cada tormenta, però la forta evaporació que seguia els feia desaparèixer amb una relativa rapidesa. En aquestes àrees s’acumulaven lutites amb capes primes de gresos, dolomita i guix. Aquests sediments, en assecar-se, es veien afectats per esquerdes de dessecació que en nombroses ocasions es conserven fòssils. Sobre aquestes superfícies resseques queien petites tormentes que amb prou feines aconseguien d’humitejar el sòl, però les gotes de les quals marcaven el sediment amb senyals que encara avui es poden reconèixer.

Els éssers vius que poblaven aquells paisatges devien ésser escassos i, d’altra banda, les condicions oxidants regnants no afavoriren la conservació de llurs restes en els sediments. La vegetació era xeròfila —resistent a la sequera— i s’instal·lava preferentment a les vores i a les regions intermèdies de la conca sedimentària. En les roques corresponents a ambients distals s’han trobat closques de crustacis resistents a la dessecació total i senyals de cucs, l’activitat perforant dels quals ha quedat reflectida a les roques.

El vulcanisme continuava actiu i a totes les conques es dipositaren nombroses cendres volcàniques. De tota manera, durant l’Autunià, els centres d’emissió volcànica foren molt més limitats; les roques eren molt àcides —de composició riolítica— i s’acumulaven en gegantesques calderes volcàniques. Les explosions eren extremament violentes i provocaven capes d’ignimbrites que es dipositaven en extensions de centenars de quilòmetres. Als Pirineus catalans hi ha dipòsits de caldera que s’estenen des del coll de Pendís fins a Campelles, passant per Gréixer. Molt probablement aquestes riolites i ignimbrites són el resultat de l’erupció superficial del mateix magma que, a més gran profunditat, donà lloc al plutó granític d’Andorra-Montlluís. Els nivells ignimbrítics d’envergadura generats a l’Autunià són de gran interès per als geòlegs, ja que constitueixen nivells isòcrons de gran extensió. De fet, el nivell d’ignimbrites que es diposità com a conseqüència de l’explosió que produí la caldera gegant del coll de Pendís - Gréixer - Campelles ha pogut ésser seguit des de Camprodon fins al Pont de Suert, i, fins i tot, continua més enllà, als Pirineus aragonesos.

Les fàcies saxonianes (unitat Roja Superior)

Models ambientals de les unitats estratigràfiques tardihercinianes. A: unitat Grisa. Els ambients lacustres es troben molt desenvolupats i, donat el vulcanisme que hi té lloc. s’hi acumulen dipòsits piroclàstics; un bosc de flora higròfila, que cobria la conca i els relleus dels voltants, hauria donat lloc a capes de carbó en els llacs (1), els deltes lacustres (2) i els rius semipermanents (3). A la vora de la conca es formaven cons al•luvials de diverses dimensions (4). B: unitat de Trànsit. Es redueixen els ambients lacustres permanents (1), però la flora encara era prou abundant per a donar capes de carbó en els cursos dels rius efímers (3), les planes argiloses ("mudflat", 5). els llacs (1) i als deltes lacustres (2). Quan hi havia volcans, els dipòsits lacustres eren roques piroclàstiques semblants a les de la unitat Grisa. C: unitat Roja Inferior. La flora era molt escassa i es restringia a exemplars xeròfits a les planes argiloses (5) i a les planes sorrenques i els corrents efímers (3), situats al peu d’amplis pediments (6). La salinitat dels tolls efímers (7) dificultava el desenvolupament de vegetació a les zones més humides. D: unitat Roja Superior. La flora era exclusivament xeròfita i es trobava a les zones distals (8) dels ventalls al•luvials extensos (4) i en els rius efímers (3), a les planes argiloses (5) que s’hi estenien al davant; també a les planes sorrenques (9) i als tolls semipermanents (7) de la part més baixa de la conca.

Ricardo Génova, original de Josep Gisbert.

En el Permià mitjà-superior tingué lloc un canvi important en la dinàmica de les depressions intramuntanyoses tardihercinianes. Continuaren assemblant-se molt a les que les havien precedit, però eren més àmplies i establiren connexions entre elles a través d’una xarxa fluvial que començava a obrir-se camí cap a la mar. Es trencà l’aïllament —l’endorreisme— característic de les conques estefaniano-autunianès. El clima tornà a experimentar una transformació notòria i s’instal·là un règim de sabana, amb dues estacions —la humida i la seca— molt contrastades, semblant al que devia haver existit en el trànsit Carbonífer-Permià, i amb unes precipitacions anuals compreses entre 600 i 400 m. Les àmplies depressions saxonianes eren envoltades per cons de dejecció de dues mides. En els petits s’acumulaven bretxes, mentre que als grans la disposició dels materials presentava una gradació des de bretxes (a l’àpex) fins a microconglomerats i gresos (a les parts més baixes), tot passant per conglomerats angulosos i gresos a les regions intermèdies. A les zones deprimides s’instal·laven dos tipus de subambients. Al peu dels cons de dejecció discorria una xarxa fluvial amb funcionament estacional i efímer. En algunes ocasions, aquests cursos morien en petites zones pantanoses de les quals sortien emissaris que, a poc a poc, s’anaven obrint pas cap a la mar. Els dipòsits d’aquests cursos fluvials eren essencialment gresosos i s’hi acumulaven nombrosos fragments vegetals. Durant l’estació seca el sediment només s’oxidava parcialment i, en conseqüència, aquests dipòsits són versicolors —rojos, verds i grisos—, en oposició als dipòsits dels cons de dejecció que, donat que no posseïen matèria orgànica, s’oxidaven completament i, per consegüent, són sempre rojos. A les zones pantanoses s’acumulaven nivells dolomítics en alternança amb potents sediments argilosos. Les capes dolomítiques posseeixen una laminació fina, del tipus varvat, en la qual hom pot reconèixer parelles de làmines. Cadascuna d’aquestes parelles de làmines correspon a la sedimentació d’un cicle anual; són constituïdes per una làmina fosca que es diposità durant l’estació seca, i per una de clara, que ho féu durant la humida. En els pantans vivien bivalves i algues que trobem fòssils. En aquests ambients entollats, de poca profunditat, es dipositaven fangs argilosos —en gran part formats per cendres volcàniques de gra fi que, juntament amb els nivells dolomítics, sofrien dessecacions periòdiques quan una estació seca especialment llarga evaporava les seves reserves hídriques. Testimoni d’aquestes èpoques són les esquerdes de dessecació que hom pot observar al sostre dels nivells dolomítics varvats.

Al final del Saxonià el vulcanisme adquirí caràcter alcalí. Els mecanismes eruptius no eren tan explosius com els dels temps precedents. Com ja hem indicat, era el preludi d’una nova etapa geodinàmica. A les proximitats dels centres volcànics es dipositaven colades de traquiandesites, mentre que a la majoria de conques sedimentàries s’acumulaven cendres volcàniques de mida de gra molt fi. Aquest episodi volcànic d’edat saxoniana i, potser, fins i tot turingiana, generà freqüentment masses de roques subvolcàniques que, sense arribar a la superfície, s’emplaçaren a poca profunditat i sofriren una alteració important per fluids hidrotermals. Al nostre país aquest vulcanisme només és representat per cendres volcàniques i pel pitó subvolcànic de l’ermita de Sant Salvador a la serra del Cadí, i és als Pirineus bascos i aragonesos on es manifesta més àmpliament, amb freqüents colades i pitons de composició més bàsica.