El sòcol hercinià

Els fragments del sòcol paleozoic

Els sistemes del paleozoic. Els números indiquen l’edat en milions d’anys.

Maber.

Les roques més profundes i més antigues que afloren dins l’àmbit dels Països Catalans, i que s’han pogut datar amb seguretat, pertanyen a l’Era Paleozoica. Aquestes roques sofriren una evolució complexa que culminà amb el seu plegament i amb la formació d’un relleu que conduí a l’aixecament d’una gran serralada, anomenada Serralada Herciniana o Varisca. Aquesta serralada, atacada per l’erosió, quedà completament arrasada cap al final del Paleozoic, i es formà una gran superfície més o menys plana —peneplana— sobre la qual es dipositaren després els sediments mesozoics. Amb el dipòsit d’aquests materials s’inicià un nou cicle geològic: el cicle alpí. Això permet de distingir dos grans conjunts, no tan sols en la constitució geològica dels Països Catalans sinó també en la de moltes parts del món: el sòcol, format per roques, tant d’origen sedimentan com igni, d’edat paleozoica i, localment, tal vegada precambriana, fortament deformades i sovint metamorfitzades, i la cobertora, constituïda per roques essencialment sedimentàries, que reposa discordantment sobre el sòcol. Aquesta és deformada en graus molt variables segons la seva situació, pero no metamorfitzada, llevat, en el cas dels Països Catalans, d’una estreta franja al llarg de la falla nordpirinenca.

Distribució dels afloraments del sòcol hercinià als Països Catalans, amb la situació dels exemples regionals de la geologia herciniana. L’esquema ha estat realitzat a partir del "Mapa Geológico de la Península Ibérica, Baleares y Canarias", a escala 1:1000 000, editat per l’IGME (1980).

Maber, original de l’autor

Així doncs, els fragments de materials premesozoics que afloren en major o menor extensió al llarg dels Països Catalans són petits retalls visibles d’una gran serralada que s’aixecà durant el Paleozoic superior i que quedà destruïda abans d’acabar l’era esmentada. Aquests retalls, actualment visibles, són: la zona axial pirinenca, la Serralada Litoral catalana des dels voltants de Barcelona cap al N (Collserola, Montnegre, Costa Brava, Gavarres i cap de Begur), una part de la Serralada Prelitoral catalana (l’escata cavalcant entre Capellades i la Garriga i el bloc del Montseny-Guilleries) i el bloc del Priorat, la perifèria de les muntanyes de Prades i la serra de Miramar. A aquestes tres àrees, de dimensions relativament grans, cal afegir uns quants afloraments més petits o menys coneguts: els diversos afloraments del País Valencià (voltants de Vilafamés i serra d’Espadà, entre d’altres), la regió de Tramuntana de Menorca i el petit aflorament descobert fa poc a la serra de Tramuntana de Mallorca.

Els afloraments esmentats, fins i tot els més grans, representen només minúsculs fragments de la Serralada Herciniana. Per a poder-la reconstruir i conèixer-ne les característiques, cal considerar un domini molt més extens que el que ocupen els Països Catalans. La Serralada Herciniana, per les seves dimensions, era perfectament comparable a les grans serralades actuals (Andes, Alps, Himàlaia); i això només es pot copsar si es mira a escala continental. Considerant tot el continent europeu, les àrees on afloren fragments de la Serralada Herciniana se situen en dos dominis diferents, bé sigui fora del domini de les serralades de plegament modernes, això és, del sistema alpí, dins de l’anomenada Europa estable —l’Europa que no ha estat afectada per les grans deformacions que han donat naixença a les serralades del sistema alpí— o bé dins de la feixa orogènica alpina. En el primer cas, res no ha modificat substancialment les estructures ni les roques paleozoiques des del final de l’Era Paleozoica, i la geologia que hom hi observa és la conseqüència dels esdeveniments que tingueren lloc durant l’era esmentada, i que culminaren amb l’orogènesi herciniana. En el segon cas, en canvi, l’orogènia alpina ha produït profundes modificacions, tant a l’estructura com a les característiques petrogràfiques de les roques del sòcol; les deformacions alpines i el metamorfisme alpí, sobreimposats a les estructures i les roques paleozoiques, han produït, en algunes regions, modificacions prou substancials com perquè sovint sigui difícil de reconstruir la història prealpina.

El traçat de la serralada

Els plecs dels marbres llistats de Begur es formaren durant l’orogènia herciniana i són una estructura de l’antiga Serralada Herciniana que, cap a final del Paleozoic havia estat ja completament arrasada i convertida en una peneplana. La Serralada Herciniana era formada pels materials dipositats durant el Paleozoic i per d’altres més antics, els quals sofriren una evolució complexa que culminà amb el seu plegament i amb la formació d’un relleu que conduí a l’aixecament d’una gran serralada.

Jordi Carreras.

La primera cosa que cal definir per a aproximar-se al coneixement de la Serralada Herciniana és el seu traçat. Aquest no és marcat pel relleu com passa amb les serralades modernes, ja que al final de l’Era Paleozoica la Serralada Herciniana quedà completament arrasada. Els massissos muntanyosos actuals que són formats per materials paleozoics deuen el seu relleu a moviments recents, és a dir, són blocs de roques antigues aixecats modernament i no pas restes de l’antiga serralada, encara no del tot destruïda.

Per a reconstruir el traçat de la Serralada Herciniana s’han de tenir en compte les direccions de les estructures, ja que, com passa amb les serralades modernes, el relleu seguia el seu traçat. A més, com que els afloraments del sòcol paleozoic són separats els uns dels altres, cal poder fer correlacions entre els diferents afloraments a fi de poder fer interpolacions amb un grau suficient de seguretat. El grau de seguretat amb què es poden establir aquestes correlacions és variable, i això fa que el traçat de la serralada es pugui seguir bé en alguns segments, mentre que en d’altres els enllaços són encara problemàtics. Cal tenir en compte que l’enllaç entre els diferents massissos paleozoics és dificultat no només pel fet que actualment es troben separats per àrees cobertes per terrenys més moderns, sinó també pels desplaçaments relatius que els diferents massissos han pogut sofrir després d’acabada l’Era Paleozoica.

A l’inici de l’Era Secundària es produí la segmentació dels continents, i els diferents fragments sofriren importants canvis de posició relativa al llarg dels temps secundaris i terciaris. Cal, doncs, retornar els diferents blocs continentals a la posició que tenien al final del Paleozoic, abans de discutir el traçat de la Serralada Herciniana. La restitució més important que cal fer és el tancament de l’Atlàntic, a fi de col·locar Amèrica del Nord i Amèrica del Sud adjacents respectivament a Europa i Àfrica, tal com estaven al final del Paleozoic. Altres restitucions quantitativament menys importants són el tancament del golf de Biscaia i la rotació del bloc corso-sard. Per a tancar el golf de Biscaia, cal girar la península Ibèrica respecte a la resta d’Europa, de tal manera que el marge continental cantàbric quedi adossat al marge S d’Armòrica. La rotació del bloc corso-sard s’ha de fer apropant Còrsega i Sardenya a les costes franceses i catalanes. És amb aquesta nova imatge de la distribució dels continents que pot ésser abordada la qüestió del traçat de la Serralada Herciniana.

Esquema tectònic d’Europa. Hom hi ha remarcat el traçat de la Serralada Herciniana, però no hi han estat representats els afloraments englobats a l’interior de la faixa orogènica alpina, ni tampoc llur traçat a l’Interior d’aquesta faixa.

Maber, original de Manuel Julivert.

A Europa, la serralada continua des del Massís de Bohèmia cap a l’W, a través del Massís Esquistos Renà i d’altres fragments menors (Selva Negra, Vosges, Odenwald) fins al Massís Central francès i finalment al Massís Armoricà. A l’W del Massís Armoricà, la serralada queda interrompuda per les àrees oceàniques de l’Atlàntic i el golf de Biscaia. La seva prolongació en aquest sentit ha estat objecte de discussió durant un cert temps, però actualment hi ha acord general en el fet que les estructures hercinianes del Massís Armoricà enllacen amb les del Massís Ibèric —recordeu que el golf de Biscaia no era encara obert—. Així doncs, la Serralada Herciniana que, des del centre d’Europa fins a França, té un traçat si fa no fa rectilini, o en tot cas amb una curvatura suau, gira en arribar a l’extrem occidental d’Europa i descriu un gran arc que ha estat anomenat arc iberoarmoricà. Aquest arc és comparable als arcs que descriuen les serralades més modernes del sistema alpí, tals com l’arc dels Càrpats orientals, el carpatobalcànic, el de Gibraltar o bé el que descriuen els Alps des de Suïssa fins a la Mediterrània.

Traçat de les serralades Caledoniana (en ratllat blau) i Herciniana (en verd) i la seva prolongació a Amèrica. Ambdues serralades se superposen en els Apalatxes. Hom hi indica: UR, Urals; H, faixa herciniana a Europa; M, Mauritànides; AP, Apalatxes.

Ricardo Génova, original de Manuel Julivert.

Les prolongacions oriental i occidental del segment de serralada que acabem de descriure presenten més problemes. Cap a l’E, la serralada queda interrompuda al Massís de Bohèmia: una sèrie de fractures de direcció NW-SE semblen tallar-la i desplaçar-la, de manera que el segment de Serralada Herciniana del centre d’Europa es posa en contacte brusc amb l’àrea de Paleozoic horitzontal, indeformat, de la plataforma russa. Això no obstant, tampoc no s’ha de descartar la possibilitat que la serralada descrigui un arc simètric a l’arc iberoarmoricà, més o menys emmascarat per les falles abans esmentades. Sigui com sigui, la serralada queda desplaçada cap al S i emmascarada per la superposició de les serralades del Sistema Alpí. De tota manera, devia continuar cap a l’E fins a enllaçar amb els Urals. A l’extrem occidental d’Europa, al S de la península Ibèrica, la Serralada Herciniana queda tallada bruscament pel front bètic. El seu traçat, sota les actuals serralades Bètica, el Rif i l’Atlas, és molt problemàtic. És possible que dibuixi un altre arc, en sentit contrari a l’iberoarmoricà i enllaci amb les Mauritànides i els Apalatxes.

L’estructura de la serralada

Una vegada establert el traçat de la serralada, queda clar el seu caràcter lineal: es tractava d’una feixa llarga i estreta de roques deformades, que formava un orogen o feixa orogènica, comparable per les seves dimensions (llargada i amplada) als orògens actuals.

Considerant exclusivament el segment europeu, la millor secció transversal és la que s’obté del Massís Ibèric. D’altres transversals, si bé no tan completes, poden ésser obtingudes des del S d’Anglaterra fins al S del Massís Armoricà, a través del Massís Central francès i a través del Massís Esquistós Renà.

Enllaç entre els diferents massissos hercinians d’Europa. Entre el domini de l’Europa estable, al nord, i la faixa orogènica alpina, al sud, hom ha representat les zones de l’orogen hercinià, allà on aflora (amb color intens) i les àrees on no aflora (amb tons més suaus). Les fletxes indiquen la vergència de les estructures, i això permet de visualitzar ràpidament la simetria de la Serralada Herciniana d’Europa. Amb lletres hi ha els noms que reben les diferents zones al centre d’Europa, al Massís Armoricà i al Massís Ibèric.

Javier Génova, original de Manuel Julivert.

En el Massís Ibèric, les estructures hercinianes porten una direcció SE-NW, a excepció de la part més septentrional, on giren descrivint un arc que queda tallat per la costa cantàbrica; es tracta de l’arc iberoarmoricà ja esmentat, que es completa amb les estructures del Massís Armoricà. El mapa geològic del Massís Ibèric mostra una certa disposició simètrica en la distribució dels diferents terrenys: al N i al S predominen els terrenys més joves (Carbonífer i Devonià) i, cap a la part central, predominen els terrenys més antics (predevonians) i els granitoides. A una part i a l’altra del massís, a més, les vergències són oposades; a la part N les estructures vergeixen cap al NE (o cap a l’E, segons llur posició a l’arc) i a la part S, cap al SW. Així doncs, la Serralada Herciniana constava de dues branques, si bé no del tot simètriques, divergents a partir d’un eix no sempre ben marcat.

Com és normal en una serralada de plegament, longitudinalment a les estructures, les característiques estratigràfiques, estructurals, del metamorfisme i del magmatisme es mantenen constants o semblants en llargues distàncies, mentre que transversalment a la serralada els canvis són molt més ràpids. Això dona lloc al fet que en tota serralada de plegament pugui ésser establerta una zonació, les zones de la qual es disposen longitudinalment a les estructures en distàncies més o menys llargues, i es caracteritzen per llurs successions estratigràfiques peculiars: les fàcies particulars que hi presenten les roques sedimentàries, l’estil de les estructures, i les característiques de les manifestacions magmàtiques o del metamorfisme que puguin presentar. Això no obstant, aquestes zones, per més que puguin ésser seguides longitudinalment al llarg de distàncies més o menys grans, no mantenen indefinidament les seves característiques. Això, juntament amb el fet que, fins a temps relativament recents, els diversos massissos eren estudiats per grups diferents de geòlegs escassament relacionats entre ells, ha estat la causa que en cada massís hom hagi establert una zonació pròpia.

Talls a través de la Serralada Herciniana d’Europa. Podeu observar la simetria de la serralada: els granitoides al centre i els terrenys del Paleozoic superior a la perifèria.

Ricardo Génova, original de Manuel Julivert.

Les seccions representades donen una idea de l’estructura general de la serralada. Tan sols en el tall a través del Massís Ibèric són presents, d’una manera completa, les dues branques de l’orogen. En la secció que va des del S d’Anglaterra fins a la part meridional del Massís Armoricà, les dues branques també són presents, però hi ha la interrupció de la Mànega i, a més, al S del Massís Armoricà no aflora la part més frontal, tapada pels sediments mesozoics i terciaris de la plataforma continental. En el tall a través del Massís Central francès només aflora una de les branques i, encara, incompleta. Finalment, en el tall a través del Massís Esquistós Renà se’n veu també una de sola, l’oposada a la del Massís Central francès. Així doncs, la descripció de l’estructura es farà prenent com a base la secció a través del Massís Ibèric.

En el Massís Ibèric, el tall de la branca N mostra clarament una organització que es pot considerar típica de totes les feixes orogèniques. La part més frontal de la feixa (zona cantàbrica) és formada per materials que fins a l’inici del Carbonífer presenten fàcies pròpies d’una mar de poca fondària, és a dir dipositades en una plataforma continental. Aquests materials, desenganxats del seu substrat, en ésser empesos cap a la part frontal de la serralada a mesura que la deformació progressava, es van anar plegant i trencant al mateix temps que s’anaven desplaçant. D’aquesta manera fou bastida l’estructura actual de la zona cantàbrica, que consisteix en una sèrie de plecs i encavalcaments, alguns dels quals tenen les dimensions dels mantells de corriment, però que no involucren mai materials més antics que el Cambrià. Una altra característica de la zona és la manca de metamorfisme i de granitoides. És a dir, la zona cantàbrica forma allò que en anglès hom anomena un "fold and thrust belt" (cinturó d’encavalcaments i plecs), que és un tipus d’unitat, tant paleogeogràfica (una antiga plataforma continental) com estructural (una cobertora deformada i desenganxada del seu substrat), que es presenta típicament a la part més frontal dels orògens, tant dels antics ("fold and nappe province" als Apalatxes), com dels moderns (Jura respecte als Alps, Muntanyes Rocalloses respecte a la Serralada Pacífica Americana), almenys des del principi del Fanerozoic i, fins i tot, des del Proterozoic modern. Una altra peculiaritat d’aquesta part frontal de la serralada és el seu enfonsament a mesura que la deformació progressava i que, per tant, la serralada s’anava aixecant. La part més frontal, doncs, s’enfonsava i donava lloc a una conca de sedimentació que anava rebent els materials que l’erosió arrancava ja de la serralada naixent. D’aquesta manera es formaren les gruixudes sèries carboníferes de la zona cantàbrica, que es dipositaven a mesura que la zona ja s’anava deformant. El desenvolupament de conques de sedimentació frontals respecte a les serralades que van formant-se també és una característica de tots els orògens fanerozoics.

La part immediatament a l’W de la zona cantàbrica (zona d’Astúries occidental i Lleó) es caracteritza perquè presenta un metamorfisme generalitzat que afecta totes les roques que afloren a la zona. Igualment, existeix un clivatge generalitat per tota la zona. En general, el metamorfisme és epizonal (fàcies dels esquistos verds), però cap a l’W apareixen àrees amb metamorfisme mesozonal (fàcies amfibòlica). Igualment, en aquesta zona apareixen amb una certa abundància els granitoides, que, paral·lelament amb el metamorfisme, augmenten en importància cap a l’W. Pel que fa a l’estructura, aquesta consisteix en una sèrie de plecs asimètrics, vergents cap a l’E —cap a l’interior de l’arc—, que a la part més occidental de la zona arriben a ésser plecs ajaguts de grans dimensions, com és el cas del mantell de Mondoñedo.

Més a l’W encara, a la Galícia central i occidental (extrem NW de la zona centribèrica), les característiques principals són: la gran abundància de granitoides, el metamorfisme d’alt grau que s’estén sobre la major part de l’àrea i l’existència d’uns complexos de materials variats, que inclouen roques metabàsiques i ultrabàsiques, i que són afectats perun metamorfisme d’alta temperatura i alta pressió, diferent del de la resta de la zona. Aquests complexos (cap Ortegal, Ordes, Morais, Bragança i unitat de Malpica-Tui) són restes ("klippen") d’un o de diversos grans mantells de corriment que havien recobert la Galícia central i occidental i el N de Portugal.

Les tres zones que acabem de descriure tenen unes característiques i un significat ben diferents, i representen, d’E a W: un prisma de sediments de plataforma desenganxat del seu sòcol i desplaçat cap a la part frontal de la serralada, a la vegada que es plegava i trencava en una multitud d’escates (zona cantàbrica); una àrea metamòrfica plegada i amb els materials precambrians involucrats en les estructures més importants (zona d’Astúries occidental i Lleó); i una àrea amb un metamorfisme d’alt grau i amb abundants granitoides, encavalcada per una gran làmina de materials profunds provinent de la base de l’escorça (Galícia central i occidental).

Vist en conjunt, el tall que s’obté a través de les tres zones posa de manifest que des de la part més frontal fins a la més interna de la branca de l’orogen es troben involucrats en l’estructura nivells corticals progressivament més profunds. Sembla tractar-se d’un gran tascó de material deformat, tal com la sísmica profunda ha posat de manifest als Apalatxes, i que tal vegada podria ésser la conseqüència d’una col·lisió continental.

La branca S de l’orogen és més estreta que la branca N. En la seva estructura, hom observa una polaritat oposada a la de la branca N. La part més frontal (zona sudportuguesa) és una feixa de plecs i encavalcaments ("fold and thrust belt"), resultat del desenganxament d’una part o de la totalitat de la cobertora (probablement del Carbonífer i del Devonià). Com correspon a les parts frontals dels orògens, hi ha gairebé una absència completa de metamorfisme i hi manquen els granitoides. Les vergències són oposades a les de la branca N, és a dir, que són cap al SE. Més al N, a la zona d’Ossa-Morena, existeix ja un metamorfisme i els granitoides es troben amb una certa abundància. També s’observa que els materials precambrians són involucrats en l’estructura. És a dir que, similarment a la branca N, a mesura que es passa de la part frontal a la interna de l’orogen, queden involucrats en l’estructura nivells corticals progressivament profunds. El límit entre les dues zones descrites, la zona sudportuguesa i la zona d’Ossa-Morena, és un gran encavalcament, a prop del qual afloren flasergabros i serpentinites, cosa que fa pensar en un accident profund.

El límit entre les dues branques de l’orogen és format per una franja de roques molt deformades, que ha estat anomenada feixa de Badajoz-Còrdova i que correspon a una zona de cisalla amb un important moviment lateral. Això indica que les dues branques de l’orogen han experimentat en aquest sector un moviment lateral de l’una respecte a l’altra.

L’evolució de la serralada

L’estructura que hem descrit és el resultat d’una evolució llarga que inclou una successió d’esdeveniments, com són: canvis en la sedimentació, períodes d’activitat volcànica, diverses etapes de deformació, metamorfisme i intrusió de granitoides. Simplificant, i considerant de moment tan sols els esdeveniments des del principi del Paleozoic, podem diferenciar dos períodes: el primer, que es podria denominar preorogènic, durant el qual no hi ha senyals que hi haguessin tingut lloc compressions importants, i el segon, període orogènic en el sentit ampli, durant el qual es produïren les deformacions, el metamorfisme i la intrusió dels granitoides. A aquests dos períodes se’n podria afegir un tercer, tarditectònic, en el qual la serralada ja constituïda fou simplement destruïda d’una manera progressiva per l’erosió fins al seu arrasament total.

Durant el temps preorogènic tingué lloc una complexa evolució de la conca de sedimentació i ocorregueren diversos episodis de vulcanisme. Sobre la major part del domini que formarà més tard l’orogen hercinià es produí una sedimentació de poca fondària, de plataforma continental: existiren també, però, alguns períodes durant els quals la mar fou més profunda, almenys en determinades àrees. Igualment, devien haver existit àrees oceàniques, tancades durant l’orogènesi, el reconeixement de les quals, però, és encara molt problemàtic. La dinàmica de l’escorça durant aquest temps preorogènic fou probablement controlada per processos extensius. Les manifestacions volcàniques i la intrusió de granitoides en condicions anorogèniques, que tingueren lloc durant el Paleozoic inferior, es poden relacionar amb aquesta dinàmica extensiva, però pretendre explicar tots els esdeveniments del Paleozoic inferior mitjançant un quadre geodinàmic exclusivament extensiu és, potser, una simplificació.

El període orogènic començà quan es registraren els primers signes clars de compressió. A la península Ibèrica no hi ha signes de l’inici de l’orogènesi fins al Carbonífer, però en el Massís Central francès les edats radiomètriques devonianes que han donat diversos granitoides fan pensar que l’inici de l’orogènesi es produí ja durant el Devonià. El desenvolupament de l’orogènesi es caracteritza per una successió de fases de deformació. Al principi es formaren estructures de tipus tangencial, tals com encavalcaments, mantells de corriment i plecs fortament asimètrics. Després, com a conseqüència de les etapes finals de deformació, es formaren plecs de plans axials redreçats que reprengueren, replegantles, les estructures més antigues. Durant el desenvolupament orogènic, juntament amb la deformació, tingueren lloc el metamorfisme i la intrusió de granitoides. El metamorfisme, que afecta tan sols les zones internes de la serralada, es produí, en línies generals, simultàniament amb la deformació, si bé, en el detall, les relacions entre la deformació i el metamorfisme són complexes. La intrusió dels granitoides tingué lloc, a l’igual que la deformació, durant un període llarg, i les seves relacions amb la deformació i el metamorfisme són complexes.

Distribució de materials en el Massís Ibèric. A partir de la distribució de materials, del metamorfisme i d’altres trets diferencials, tant estructurals com estratigràfics, hom ha establert les cinc zones representades a la figura. Els seus límits assenyalen les direccions de les estructures. Observeu la simetria de la disposició dels materials del Paleozoic superior, situats cap a la perifèria del massís, i dels granitoides, al centre. Les zones amb baix grau de metamorfisme se situen a la perifèria i les d’alt grau, al centre.

Maber, original de Manuel Julivert.

En línies generals, hom pot dir que hi ha un grup de granitoides vells, intruïts després de la primera fase de deformació, però abans de les fases tardanes, i un grup de granitoides joves, intruïts posteriorment a les últimes deformacions. Els granitoides vells es presenten sovint en forma de cossos laminars i són deformats d’una manera variable. Des del punt de vista geoquímic, poden ésser dividits en dos grups: un grup de granitoides calcoalcalins —essencialment granodiorites—, d’origen profund, i un grup de granits de tendència alcalina —granits de dues miques—, d’origen mesocrustal, formats a partir de fusions en el nivell mitjà de l’escorça, gràcies a l’aportació calorífica que va provocar també el metamorfisme regional. Els granitoides joves, sovint, formaren plutons de planta aproximadament circular i s’introduïren quan la deformació i el metamorfisme regional ja havien cessat. Entorn d’ells hi ha una aurèola de metamorfisme de contacte de poca extensió. Des del punt de vista geoquímic, són roques de la sèrie calcoalcalina. Els granitoides vells es troben només en les àrees on el metamorfisme regional és d’alt grau. Els granitoides joves, en canvi, penetren fins a zones més superficials de l’escorça, que havien estat afectades tan sols per un metamorfisme regional epizonal. En aquests casos es veu clarament la superposició del metamorfisme de contacte sobre el metamorfisme regional. A la Serralada Costanera catalana i als Pirineus, els granitoides joves són, de bon tros, els més abundants. Els granitoides vells es troben només en petits afloraments a les Guilleries, en el nucli del dom del Canigó i en d’altres àrees d’alt grau metamòrfic, però en el Massís Ibèric ocupen grans extensions.

El pas de condicions preorogèniques a condicions orogèniques es reflecteix també en la sedimentació. A les serralades alpídiques, el desenvolupament orogènic va lligat a l’aparició de les fàcies "flysch". L’equivalent del "flysch" a la Serralada Herciniana són els dipòsits de la fàcies que ha estat anomenada "culm". Tant el "flysch" com el "culm" són dipòsits terrígens propis de mars d’una certa fondària i presenten una àmplia varietat de fàcies, com són les de lòbul de ventall submarí, de canal, de sobreeiximent sobre els marges del canal, dipòsits de fons submarins entre lòbuls, etc.; la ritmicitat pròpia dels dipòsits turbidítics és freqüent en les successions de tipus "culm".

La successió de fàcies en el Carbonífer registra molt bé el pas de condicions preorogèniques a sinorogèniques i, finalment, a postorogèniques. El canvi d’un tipus de fàcies a un altre no es produí simultàniament en tot el Massís Ibèric, però l’ordre en què aquestes fàcies aparegueren és sempre el mateix: en primer lloc, fàcies condensades; a continuació, fàcies "culm"; després, fàcies paràliques; i, finalment, fàcies fluvials i límniques.

Les fàcies condensades (lidites, calcàries noduloses) indiquen encara condicions preorogèniques i són pròpies del Carbonífer inferior. Les fàcies "culm" són sinorogèniques precoces. Les fàcies paràliques són sinorogèniques tardanes: són les fàcies que contenen molts dels jaciments de carbó: per exemple, els de la conca carbonífera central d’Astúries. Les fàcies límniques i les fluvials són essencialment posttectòniques, si bé materials d’aquestes fàcies poden presentar, localment, deformacions importants. Ja hem indicat que les fàcies "culm" equivalen al "flysch" alpí; les fàcies paràliques i les límniques i fluvials representen allò que a la serralada alpina ha estat anomenat molassa; aquests dipòsits molàssics són la conseqüència de l’erosió de la serralada i en registren el progressiu desmantellament per l’erosió.

Els afloraments paleozoics dels Països Catalans en el marc de la Serralada Herciniana

La correlació entre els diferents massissos hercinians d’Europa permet de traçar la Serralada Herciniana, però la posició exacta dins de la feixa herciniana d’afloraments de dimensions menors, com són els de la Serralada Costanera catalana i els dels Pirineus, planteja de vegades molts problemes. Un d’essencial i de difícil solució és, per exemple, la relació entre els terrenys situats a banda i banda —al N i al S— de la falla nordpirinenca. Aquesta dificultat deriva del desconeixement sobre la posició exacta de la península Ibèrica un cop tancat el golf de Biscaia, tot i que se’n conegui la rotació. És a dir, es desconeix la magnitud de la translació soferta per la península Ibèrica al llarg de la falla nordpirinenca.

Hi ha, no obstant això, alguns punts que sembla que poden ésser considerats com a ben establerts. Per una banda, sembla clar que tant els afloraments paleozoics dels Pirineus com els de la Serralada Costanera catalana pertanyen a la branca N de l’orogen hercinià ibèric, branca que en descriure l’arc iberoarmoricà queda com a branca S de l’orogen a França i a l’Europa central; les vergències de les estructures a la Serralada Costanera catalana donen suport a aquesta interpretació. Un altre punt que sembla clar és que els afloraments dels Pirineus occidentals i els de la Serralada Costanera catalana han de quedar alineats amb la zona d’Astúries occidental i Lleó, almenys essencialment, si bé no es pot descartar que algunes de les estructures més septentrionals ja s’alineïn amb les estructures de la Galícia central.

L’aplicació dels principis de la tectònica de plaques a la Serralada Herciniana

Com és ben sabut, els principis de la tectònica de plaques s’han establert a partir de l’estudi de la dinàmica actual del planeta i han tingut una aplicació plenament satisfactòria per a explicar els esdeveniments geològics des del començament del Mesozoic fins a l’actualitat. Però en estendre a temps més antics els principis de la tectònica de plaques hom ha trobat dificultats, tant més grans com més antics són els temps considerats. D’aquesta manera, hom ha arribat a la idea que el comportament de l’escorça terrestre ha anat canviant en el transcurs del temps, i ha perdut mobilitat progressivament.

Des de la perspectiva anteriorment exposada pot plantejar-se la qüestió de en quin moment l’escorça terrestre deixà de tenir un comportament mòbil generalitzat, com el que degué tenir durant l’Arcaic, per a quedar constituïda per un mosaic de plaques estables, separades per estretes zones mòbils, com en l’actualitat. En general, és acceptat que el període mòbil de l’escorça és propi de l’Arcaic i que després es passà per un període de transició que conduí progressivament a la situació actual. En general, es considera que a partir del Proterozoic superior la dinàmica cortical s’apropa ja a l’actual, però hi ha també qui sosté la idea que els principis de la tectònica de plaques no regeixen sinó des de l’inici del Mesozoic.

No obstant això, sense entrar en més detalls, hom pot concloure que les semblances amb les serralades modernes són prou importants com per a acceptar que durant el Paleozoic la dinàmica de l’escorça era controlada pels mateixos processos que en l’actualitat i, per tant, que els principis de la tectònica de plaques han de ser aplicables a la Serralada Herciniana.

Les escorces oceànica i continental

Una altra qüestió, més problemàtica, és trobar un model concret aplicable a la Serralada Herciniana. Per a poder establir aquest model, cal en primer lloc poder reconèixer les restes dels antics oceans i confirmar així l’existència durant els temps paleozoics d’unes àrees amb escorça oceànica i d’altres amb escorça continental diferenciades. A partir d’aquí s’hauria de poder establir la disposició dels antics oceans i reconèixer si la Serralada Herciniana responia a un model de tipus circumpacífic (tipus andí) o a un model de col·lisió (tipus himalaià).

A les serralades modernes, les restes de les antigues àrees oceàniques queden registrades per les sèries ofiolítiques. Aquestes representen fragments d’una antiga escorça oceànica que ha sofert obducció i han quedat incorporades a la serralada de plegament. A les serralades de col·lisió marquen, doncs, la línia de sutura, resultat del tancament de l’oceà que separava els dos continents que han col·lidit. A més, les zones de subducció també poden ésser reconegudes per la presència de materials caòtics, formats per blocs desordenats de roques diverses, resultat de la fragmentació i la mescla de les diferents roques a la zona de subducció —tipus de dipòsit anomenat "mélange". Finalment, també poden ésser reconegudes per la presència d’un metamorfisme de baixa temperatura (la placa que sofreix subducció és superficial i "freda") i alta pressió. A les serralades antigues hom haurà de seguir els mateixos criteris, però les restes d’escorça oceànica, les antigues zones de subducció, les sutures, etc., seran més difícils de reconèixer.

Un altre aspecte a considerar encara és el de l’existència o no d’una vertadera escorça continental, ja que la diferenciació entre els dos tipus d’escorça implica no tan sols l’existència d’una escorça oceànica típica, sinó també la d’una de continental. L’escorça actual d’Europa és el resultat final de l’evolució herciniana; el metamorfisme hercinià, les deformacions i la intrusió de granitoides que afectaren els materials paleozoics i precambrians donaren lloc a l’escorça del continent europeu, tal com existeix en l’actualitat. Ara bé, cal preguntar-se: hi havia ja en amplis sectors del domini hercinià una escorça continental anterior, és a dir precambriana? Alguns autors responen negativament a aquesta qüestió i pensen que a Europa no hi havia escorça continental abans dels temps cadomians (final del Proterozoic), a excepció, potser, d’algun microcontinent. El fet que, llevat de poquíssimes excepcions —la part N del Massís Armoricà—, no s’arribin a veure mai terrenys precambrians metamorfitzats per sota del Paleozoic, no permet d’invocar proves directes de l’existència d’una escorça continental damunt la qual s’haurien dipositat les sèries paleozoiques. Això no obstant, hom pot invocar proves indirectes. D’entre aquestes, destaca el fet que en la major part del domini hercinià, amb anterioritat al Carbonífer, es troben sovint fàcies de poca fondària, cosa que requereix un tipus d’escorça capaç de mantenir-se en equilibri isostàtic i que dona lloc a una mar soma, és a dir, una escorça lleugera.

Segons el que acabem de dir, hom podria pensar, com ho han fet alguns autors, que la Serralada Herciniana és una serralada ensiàlica, és a dir, que s’ha desenvolupat tota ella en un domini continental, sense la intervenció d’àrees oceàniques, ni marginals, ni desaparegudes per col·lisió. Si això fos així, la Serralada Herciniana diferiria notablement de les serralades modernes, ja que entre aquestes, les serralades ensiàliques són sempre serralades menors —com, per exemple, la Ibèrica dins de la península—, on no han tingut lloc processos metamòrfics ni magmàtics i on la deformació és realment poc important. Això no obstant, el fet que sembli que la Serralada Herciniana tingui un caràcter ensiàlic no ha d’ésser sobrevalorat sense abans haver-ne fet un examen acurat. Cal tenir en compte que les àrees oceàniques deixen molts menys indicis de la seva existència que les àrees continentals, a causa que l’escorça oceànica és subduïda i desapareix, i a la serralada en formació són incorporats tan sols fragments comparativament menors que, en lloc d’ésser subduïts, sofreixen obducció. Acceptada doncs, almenys al començament del Paleozoic, l’existència d’una escorça continental que formaria el substrat de les sèries paleozoiques epicontinentals, cal buscar els indicis dels antics oceans i de les zones de subducció: les sèries ofiolítiques, les "mélanges", i les feixes de metamorfisme de baixa temperatura i alta pressió.

Durant bastant de temps s’ha considerat que la manca d’ofiolites era un dels trets característics de la Serralada Herciniana que, alhora, la diferenciava de les serralades més modernes. Igualment era considerat un tret característic i diferencial el seu metamorfisme d’alta temperatura i baixa pressió. Era precisament aquesta suposada manca d’ofiolites i de feixes de metamorfisme d’alta pressió i baixa temperatura allò que donava suport als partidaris del caràcter ensiàlic de l’orogènesi herciniana. Això no obstant, s’ha vist que existeixen una sèrie de complexos amb roques metabàsiques i ultrabàsiques, l’origen de les quals s’ha de buscar en una escorça oceànica i/o en material del mantell. L’estudi d’aquests complexos ha conduït recentment molts autors a postular l’existència de feixes ofiolítiques dins de la Serralada Herciniana, si bé més difícils de reconèixer que en les serralades més modernes. Els basalts de les serralades antigues afectats pel metamorfisme han estat transformats en eclogites. Així doncs, és a partir de l’estudi de les roques eclogítiques i de la determinació de les seves característiques geoquímiques que hom pot intentar de reconèixer el caràcter oceànic o continental dels basalts que han originat aquest tipus de roques. De tota manera, ara per ara, les dades existents són encara molt fragmentàries. Pel que fa a les "mélanges", s’han reconegut materials d’aquest tipus per sota dels complexos amb roques metabàsiques i ultrabàsiques, que formen làmines encavalcants. A la península Ibèrica, es pot observar una "mélange" particularment ben desenvolupada que inclou, entre altres, blocs de calcàries, de roques volcàniques i de serpentinites, vorejant per l’E el complex de cap Ortegal. Finalment, el metamorfisme d’alta pressió i baixa temperatura ha estat reconegut modernament a diverses localitats: a la Galícia occidental, a l’entorn del Massís de Morais al NE de Portugal i a l’illa de Croix, al S del Massís Armoricà. Com podem veure, roques bàsiques i ultrabàsiques, "mélanges" i metamorfisme d’alta pressió i baixa temperatura es troben associats a les mateixes àrees, fet que dona suport a la idea de la validesa de la tectònica de plaques durant el temps hercinià.

El model adoptable

Hi ha, doncs, indicis de l’existència d’antics oceans tancats i de velles zones de subducció, però encara no es possible de presentar una bona reconstrucció de la disposició d’aquestes àrees oceàniques ni, per tant, de donar un bon model que expliqui l’estructura global de la serralada. Un dels possibles oceans és l’anomenat oceà Mitjà Europeu, del qual serien restes el complex de Lizard Point i un complex de roques bàsiques que hi ha per sota de la cobertora mesozoica de la Mànega, si bé, la prolongació d’aquests indicis de sutura a través d’Alemanya no sembla clara. Si hagués existit l’oceà esmentat, la serralada respondria al tipus col·lisional, de manera que un continent de l’Europa meridional hauria col·lidit amb un continent nordeuropeu.

Aquest esquema, de tota manera, no explica tots els fets observats a la Serralada. Així, per exemple, els complexos amb roques bàsiques i ultrabàsiques gallecs i les localitats amb metamorfisme d’alta pressió i baixa temperatura de Galícia i de l’illa de Croix no queden alineats amb l’oceà esmentat, i haurien.de procedir, en tot cas, d’una àrea oceànica diferent. Aquesta àrea és difícil de situar i de traçar amb precisió; hauria d’haver estat a l’W de la costa atlàntica gallega actual i estendre’s girant cap a l’E pel S del Massís Armoricà, fins al Massís Central francès on, tal vegada, les eclogites que es coneixen serien les restes d’una escorça oceànica que marcaria la zona de sutura. Segons això, l’esquema seria més complex que el d’un sol oceà Mitjà Europeu tancat per la col·lisió dels continents que el limitaven. La Serralada Herciniana podria ésser el resultat de l’evolució de tot un mosaic de microcontinents i àrees oceàniques de dimensions petites o mitjanes, en certa manera com passa també en el domini mediterrani durant els temps alpins.