El pueblo de Camarasa se sitúa en el cruce del valle del río Segre con el frente del cabalgamiento surpirenaico, constituido por las sierras de Mont-roig y Carbonera, sobre la cuenca de antepaís del Ebro (Fig. 1). En esta zona afloran una amplia variedad de formaciones sedimentarias mesozoicas y paleógenas, deformadas en mayor o menor grado por la tectónica surpirenaica, que han sido descritas principalmente en los estudios estratigráficos y estructurales de Garrido & Ríos (1972), Pocoví (1978a, 1978b), Martínez Peña & Pocoví (1988), Sáez et al. (1991), Vergés (1993), Ullastre & Masriera (1995, 1996), Saula & Samsó (1996), Moragas et al. (2013), Soto et al. (2015), así como en la cartografía geológica 1:50.000 del Institut Geològic de Catalunya (IGC, 2006, 2010). Como un aspecto destacable, la zona incluye diversas formaciones yesíferas, de distintas edades y orígenes sedimentarios. Estas formaciones son, de Norte a Sur (Fig. 2): (1) los yesos del Jurásico Inferior, que se extienden al pie de las sierras de Mont-roig y Carbonera, formando un continuo afloramiento de hasta 8 km de longitud, que se reconoce bien en el paisaje por su característico color blanco debajo de las formaciones calizas grisáceas y rojizas de estas sierras; (2) los yesos del Triásico Superior (Keuper), que engloban barras carbonatadas del Muschelkalk y bloques de ofitas, formando en conjunto una franja discontinua de afloramientos de compleja estructura, cabalgada por los yesos jurásicos; y (3) los yesos del tránsito Eoceno-Oligoceno, que forman una estrecha franja en el antepaís plegado (anticlinal de Cubells) adosada al frente Surpirenaico. Las características de estas formaciones yesíferas son similares y han dado lugar a algunas confusiones en su atribución estratigráfica. Sin embargo, presentan claras diferencias en su composición y estructura sedimentaria, hasta ahora poco documentadas.

El presente estudio tiene por objetivo profundizar en las características litoestratigráficas de las unidades yesíferas del Keuper y del Jurásico de la zona de Camarasa (Figs. 1 y 2), y establecer criterios para una clara diferenciación entre ellas. Incluye: la cartografía geológica del área de estudio, las series estratigráficas levantadas en el campo, y el control mineralógico (difracción de rayos-X) y petrológico (lámina delgada) de sus diferentes litofacies. Para los yesos del Jurásico se presenta una serie prácticamente completa de esta unidad, en continuidad estratigráfica normal con las unidades carbonatadas suprayacentes y limitada inferiormente por falla. Para el Keuper el estudio se limita sólo a su parte inferior (Fm. Canelles, de Salvany & Bastida, 2004), en continuidad estratigráfica normal sobre los depósitos carbonatados del Muschelkalk. La parte superior de la serie está incompleta y muy alterada por la tectónica y la meteorización, y no permite ser estudiada en detalle. Se discute también las similitudes y diferencias sedimentológicas entre ambas formaciones.

En el área estudiada, los materiales más antiguos aflorantes son los del Muschelkalk. Forman una serie carbonatada en la que se pueden distinguir dos unidades principales (Fig. 3A): una unidad inferior masiva, de 12 m de espesor, compuesta por capas de caliza micrítica de espesor métrico; y una unidad superior de calizas tableadas de 24 m de espesor. Esta segunda unidad culmina con un característico nivel bioclástico (grainstone de equinodermos y gasterópodos) que marca el techo de la serie (nivel guía). Estas unidades son equivalentes, respectivamente, a la “Unidad de Calizas grises” y a la “Unidad de Calizas y/o dolomías tableadas” de Calvet et al. (1994), atribuidas al Ladiniense-Carniense basal.

El Keuper está representado por dos unidades claramente diferenciables por el color de sus materiales: una unidad inferior bien estratificada, de yeso blanco con capas subordinadas de carbonato; y una unidad superior de yeso arcilloso rojizo. Corresponden, respectivamente, a las formaciones Canelles y Boix, de Salvany & Bastida (2004), de edad Carniense. La Fm. Canelles aflora escasamente deformada y en continuidad estratigráfica normal sobre el Muschelkalk, con un espesor próximo a los 100 m. La Fm. Boix aflora siempre muy alterada por la tectónica y la meteorización. No se reconoce la Fm. de Les Avellanes (Salvany & Bastida, 2004), que representa la parte superior de la serie del Keuper en todo el dominio surpirenaico, y que alcanza hasta 100 m de espesor en zonas próximas a Camarasa. Tampoco se reconocen las “Calizas Inferiores” de Garrido & Ríos (1972) o Fm. Isàbena de Arnal et al. (2002), que caracterizan el techo de la serie triásica surpirenaica, ni las unidades basales del Jurásico Inferior (“Brecha ferruginosa” y “Caliza de ostrácodos” de Garrido y Ríos, 1972). Se entiende que estas unidades en la zona de estudio han estado laminadas por la tectónica y no llegan a aflorar.

Los yesos del Jurásico Inferior tienen un espesor del orden de 300 m. Constituyen una monótona sucesión de yesos grises y blancos que incluyen frecuentes capas de carbonato de hasta varios metros de espesor en la parte inferior de la serie, y gradualmente de menor espesor hacia el techo de la misma (Fig. 3B). Esta unidad yesífera ha sido descrita en el área surpirenaica por Garrido y Ríos (1972) y Fauré (1984) como parte de una unidad más amplia a la que denominan, respectivamente, “Brecha dolomítica” y “Complejo evaporítico basal”. A escala peninsular, estos yesos han sido denominados Fm. Lécera en la Cordillera Ibérica por Gómez & Goy (1998). En los trabajos posteriores de Gómez et al. (2007) y Ortí et al. (2017) esta denominación se ha utilizado en otras regiones peninsulares donde esta unidad yesífera está también desarrollada. En el presente estudio se ha optado por seguir con esta misma denominación.

Por encima de los yesos jurásicos de Camarasa se identifica una unidad masiva de brecha dolomítica, de hasta 40 m de espesor en el extremo occidental del área de estudio, que se acuña gradualmente hacia el Este hasta tener sólo unos pocos metros (Fig. 2A). El contacto con los yesos subyacentes es neto, probablemente erosivo. Para esta unidad se ha optado por la denominación Fm. Cortes de Tajuña, que es el nombre que reciben estas brechas situadas por encima o lateralmente equivalentes a los yesos jurásicos en la Cordillera Ibérica (Cadillac et al., 1981; Gómez & Goy, 1998), así como en otras regiones peninsulares (Ortí, 1987; Ortí et al., 2017).

Por encima de la brecha dolomítica, se presenta una unidad de calizas y dolomías bien estratificadas, de hasta 30 m de espesor, denominada “calizas listadas y dolomías” por Garrido y Ríos (1972), que podría ser equivalente a la Fm. Cuevas Labradas de Gómez & Goy (1998).

Todas estas formaciones jurásicas son azoicas pero han sido atribuidas al Hettangiense superior-Sinemuriense al situarse por debajo de una unidad de margas fosilíferas que marca la base del Jurásico Medio (Delmás et al., 1971).

El Paleógeno de Camarasa (tránsito Eoceno-Oligoceno) ha sido descrito por Sáez et al. (1991, figura 19). Incluye: una unidad inferior limosa, con niveles de arenisca y yeso, y con un nivel basal de brechas, con un espesor total del orden de 100 m; una unidad intermedia de yesos y lutitas grises, de 83 m; y una unidad superior de lutitas con capas de arenisca y conglomerados a techo, del orden de 500 m. La unidad intermedia se conoce como “Yesos de Artesa” y ha sido descrita con cierto detalle en los estudios de Sáez (1987), Sáez et al. (1991) y Serra et al. (1992). Constituye un miembro de la Fm. Barbastro, desarrollado entre los depósitos detríticos de la Fm. Solsona (Sáez, 1987). Equivale también a la unidad Y2 de Ullastre & Masriera (1995).

El mejor lugar para el reconocimiento de la Fm. Canelles es el corte que forma el escarpe del margen oriental del valle del río Segre, al Norte del pueblo de Camarasa (Fig. 2, corte I, y Fig. 3A). Tiene fácil acceso tanto por la pista que bordea la base del escarpe, como por el camino que discurre por la parte alta del escarpe y que sale desde el final de una de las calles de la parte alta del pueblo. En este corte el Triásico forma tres láminas cabalgantes superpuestas (Fig. 2). La lámina inferior está compuesta por el yeso arcilloso rojizo de la Fm. Boix, que cabalga sobre el Paleógeno. La lámina intermedia está compuesta por el Muschelkalk y los yesos de la Fm. Canelles, que en conjunto forman una estructura monoclinal, inclinada hacia el norte, que cabalga sobre la lámina inferior. La lámina superior está compuesta por bloques despegados de la unidad masiva inferior del Muschelkalk y por los yesos de la Fm. Boix, que cabalgan sobre el techo de la Fm. Canelles de la lámina intermedia. A su vez, esta lámina superior es cabalgada por los yesos de la Fm. Lécera.

En la lámina intermedia, la serie de la Fm. Canelles aflora completa. En ella se pueden distinguir tres diferentes unidades (Fig. 4): unidad inferior yesífera con capas de carbonato, de 62 m de espesor; unidad intermedia carbonatada, de 18 m de espesor; y unidad superior yesífera de 16 m de espesor. Por encima de esta última unidad afloran puntualmente los yesos rojos de la Fm. Boix que, en esta lámina intermedia, están en contacto normal a techo de la Fm. Canelles.

En la formación Lécera pueden diferenciarse dos unidades litológicas (Fig. 7): una unidad inferior con importante desarrollo de capas de carbonato y uniformidad de yesos con litofacies laminadas; y una unidad superior con menor desarrollo de carbonatos y mayor variedad de litofacies yesíferas. El mejor corte para estudiar la unidad inferior es el que forma el escarpe del margen oriental de valle del río Segre, al que se accede fácilmente desde la carretera C-13 hacia Tremp, poco después de pasar el pueblo de Camarasa (Fig. 2A, corte II). En la zona de contacto con el Keuper, esta unidad está muy deformada y no queda claro si sus niveles inferiores son la base de la formación o bien ésta ha quedado en parte laminada por la tectónica (Fig. 3B). La unidad superior de la formación aflora mejor para su estudio en la parte alta del barranco del Canudell (Fig. 2A, corte III), que tiene también fácil acceso desde la pista que desde Camarasa sube hacia la ermita de Sant Jordi situada en la cumbre de la Sierra Carbonera. La correlación entre los dos cortes es fácil gracias a la existencia de un continuo nivel guía carbonatado (nivel guía “f”) que se sigue bien a lo largo de todo el barranco del Canudell y que en el presente estudio se ha considerado como el límite entre ambas unidades. En este corte III, la serie es continua hasta la base de la brecha dolomítica, que en esta parte del área de estudio tiene unos pocos metros de espesor. En el corte de la pista, las capas de yeso del techo de la Fm. Lécera pasan directamente a la base de las “calizas listadas”, sin ningún nivel de brecha entre ambas. En afloramientos más al Este del barranco del Canudell, la brecha aparece de nuevo. No queda claro si en el corte de la pista la brecha está ausente debido a algún accidente tectónico o por la estructura original de esta unidad que, como ya se ha dicho, es de desarrollo lateral muy variable.

Se ha estudiado la mineralogía de las diferentes litofacies de yeso y carbonato identificadas en el Muschelkalk, Fm. Canelles y Fm. Lécera, mediante lámina delgada (24 muestras) y difracción de rayos-X (18 muestras, Tabla 1).

Todos los yesos son de carácter secundario, procedentes del reemplazamiento de anhidrita. Son yesos principalmente de textura alabastrina, con niveles porfiroblásticos ocasionales, pero también de textura megacristalina en algunos tramos de la Fm. Canelles (Fig. 4). El yeso alabastrino reproduce bien la estructura laminada original del sedimento evaporítico. Por el contrario, el yeso megacristalino enmascara la estructura laminada original y se muestra como aparentemente masivo. En algunas láminas delgadas, estos yesos incluyen pequeños cristales de celestina y relictos de anhidrita.

Los carbonatos del Muschelkalk son únicamente de composición calcítica. Para los carbonatos de las formaciones Canelles y Lécera la composición es dominantemente dolomítica en las brechas y carbonatos micríticos, y calcítica en los niveles oolíticos. La presencia relativamente abundante de calcita en algunas brechas puede interpretarse como el resultado de su parcial desdolomitización y/o la precipitación de cementos tardíos de este mineral en grietas y pequeñas cavidades. El cuarzo, frecuente en la mayoría de las muestras analizadas, podría ser de neoformación (silicificación de carbonatos). El yeso en los carbonatos está en forma de cemento rellenando pequeñas cavidades. La presencia de arcillas y otros minerales detríticos es prácticamente nula.

Desde un punto de vista sedimentológico, los yesos y carbonatos de las formaciones Canelles y Lécera se originaron en ambientes evaporíticos similares (Ortí et al., 2017). Ambos casos representan el desarrollo de lagoons sulfatados, muy estables, alimentados por aguas marinas, con sedimentación de yeso o carbonato, respectivamente, en estadios de relativa concentración o dilución de sus aguas. A diferencia de otros ambientes evaporíticos marinos, estos lagoons se caracterizan por: (1) una práctica ausencia de niveles detríticos finos (limos, arcillas); (2) la precipitación de yeso principalmente con litofacies laminada (sólo ocasionalmente facies nodulares); y (3) la ausencia de sales más solubles (halita). La ausencia de detríticos sería el resultado de su relativa lejanía respecto al área fuente. La uniformidad de litofacies laminadas representa el carácter estable de los lagoons, sin registro de estadios de desecación y sabkhatización. La ausencia de niveles de sal sería el resultado de la eliminación de las salmueras más concentradas hacia el mar, o bien su drenaje hacia zonas evaporíticas más internas.

A pesar de estas características sedimentológicas comunes, ambas formaciones muestran en Camarasa notables diferencias entre sí. Por un lado está el tipo de litofacies desarrollado. Así, no hay facies oolíticas de carbonato en los yesos jurásicos, ni yesos masivos blancos en el Keuper. Por otro, el tipo de ciclicidad desarrollado es distinto en cada caso.

La segunda diferencia es especialmente relevante. Para el caso de la Fm. Canelles, la ciclicidad está limitada a la unidad intermedia. Este aspecto es común a los otros cortes de esta formación estudiados en la Zona Surpirenaica (Salvany & Bastida, 2004). Se trata de ciclos de somerización (shallowing upward) esencialmente carbonatados, que empiezan con facies margodolomíticas y culminan con facies oolíticas. Las unidades yesíferas inferior y superior no muestran carácter cíclico. Por el contrario, la Fm. Lécera constituye en su conjunto una continua sucesión de ciclos esencialmente yesíferos, donde el carbonato tiene siempre escaso desarrollo. Las características de estos ciclos siguen un mismo patrón, con un nivel basal carbonatado de tipo brecha dolomítica y/o dolomicrita y, por encima, un tramo superior yesífero más desarrollado. Los ciclos más completos de la unidad superior de la Fm. Lécera representarían una evolución de carácter somerizante con una etapa inicial carbonatada de lagoon más profundo, una etapa intermedia menos profunda con sedimentación de yeso laminado gris, y una etapa superior de lagoon gradualmente más somero con sedimentación de yeso laminado y masivo blanco. Las capas de yeso masivo blanco pueden representar niveles laminados precozmente anhidritizados en los que en mayor o menor grado la anhidritización ha difuminado la estructura laminada original. Los ciclos de la unidad inferior sólo muestran facies de yeso laminado gris, y representarían una situación de lagoon profundo más estable.

El lagoon sulfatado representado por la Fm. Canelles sólo se ha identificado en las Sierras Marginales (Zona Surpirenaica meridional), siendo el corte de Camarasa el que representa un mayor desarrollo de esta unidad. En el área de Les Nogueres (Zona Surpirenaica septentrional), el Keuper inferior está representado por la Fm. Adons, equivalente lateral de la Fm. Canelles (Salvany & Bastida, 2004). Esta formación está principalmente compuesta por margas versicolores y dolomías que constituyen facies de plataforma carbonatada abiertas por el Norte hacia el océano. Por el Sur, en el subsuelo de la Cuenca del Ebro y en la Cordillera Costero Catalana, el Keuper inferior está representado, respectivamente, por las formaciones K-1 de Jurado (1990) y Miravet de Salvany & Ortí (1987), también equivalentes laterales de la Fm. Canelles. Las formaciones K-1 y Miravet, representan ambientes evaporíticos de plataforma interna, en este caso con una notable influencia de aportes de sedimentos arcillosos de origen aluvial distal. La unidad K-1 constituye un importante depocentro salino (pond halítico) rodeado por facies de salina sulfatada, identificado por sondeos en el subsuelo del sector aragonés de la Cuenca del Ebro. La Fm. Miravet representa el desarrollo de una extensa salina sulfatada con alternancia de facies laminadas y nodulares de yeso, en este caso con escaso registro de sal (Ortí & Bayó, 1977).

El lagoon sulfatado representado por la Fm. Lécera tuvo una mayor extensión paleogeográfica que el de la Fm. Canelles. Al Sur de Camarasa, sus depósitos yesíferos se extienden por el subsuelo de la cuenca del Ebro (Castillo, 1974; Gómez et al., 2007), y hasta la rama aragonesa de la Cordillera Ibérica (Gómez et al., 1998, Ortí & Salvany, 2004). Los diferentes cortes estudiados, en sondeos y afloramientos, muestran siempre una monótona sucesión de yesos (o anhidrita en subsuelo) con capas subordinadas de carbonatos, y sin niveles de sal, formando ciclos de características parecidas a los observados en Camarasa. Los yesos son generalmente laminados o masivos, pero también se han identificado facies seleníticas y nodulares que representarían el margen Sur de este extenso lagoon del NE peninsular (Ortí & Salvany, 2004). Hacia el Norte de Camarasa (zona surpirenaica del Montsec y cuenca de Graus-Tremp), las facies de lagoon sulfatado de la Fm. Lécera pasan lateralmente a depósitos carbonatados, en facies de brecha dolomítica (Delmás et al., 1971; Garrido & Ríos, 1974). Un cambio lateral de facies parecido se da en la Cordillera Ibérica oriental (Gómez et al., 1998). En la Cordillera Costero Catalana las facies de lagoon sulfatado de la Fm. Lécera no están desarrolladas. En su lugar tenemos también una potente unidad de brechas carbonatadas sedimentarias, principalmente expuestas en la Mesa de Prades (Giner, 1978).

En el NE peninsular existen otras unidades evaporíticas triásicas con características de lagoon sulfatado similares a las representadas por las formaciones Canelles y Lécera. Estas unidades son: los Yesos de Paüls de la base del Muschelkalk medio de la Cordillera Costero Catalana (Ortí et al., en preparación), los Yesos de Senterada del Keuper superior de la Zona Surpirenaica septentrional (Salvany & Bastida, 2004), los Yesos de Ayora (K5) del Keuper superior de la Cordillera Ibérica (Ortí, 1987), y probablemente también (no hay una descripción precisa de litofacies) la unidad anhidrítica superior (K-3) del Keuper del subsuelo de la Cuenca del Ebro (Jurado, 1990). En Ortí et al. (2017) se expone la relación estratigráfica, sedimentológica y paleogeográfica de todas ellas y sus unidades asociadas.

Las formaciones yesíferas del Keuper inferior (Fm. Canelles) y Jurásico Inferior (Fm. Lécera) de Camarasa muestran aspectos litológicos y estratigráficos similares, pero también importantes diferencias entre sí.

Las similitudes entre ambas formaciones son las siguientes: (1) las dos están dominantemente formadas por capas de yesos laminados secundarios (alabastrinos), con niveles carbonatados subordinados; (2) no presentan prácticamente niveles de sedimentos detríticos finos; (3) muestran una total ausencia de facies nodulares de yeso.

Las diferencias entre ambas formaciones son las siguientes: (1) el tipo de carbonatos que presentan: principalmente brechas dolomíticas en la Fm. Lécera, y margodolomías, dolomicritas y calizas oolíticas en la Fm. Canelles; (2) el tipo de yesos: laminados grises o blancos y masivos blancos en la Fm. Lécera, y laminados blancos con tonos marrones en la Fm. Canelles. Además, al microscopio, los yesos de la Fm. Canelles muestran una textura pseudomórfica característica de cristales prismáticos de anhidrita (ahora como yeso secundario) mezclados con carbonato que no se reconoce en los yesos de la Fm. Lécera; (3) el tipo de ciclicidad: presente en toda la serie de la Fm. Lécera, con alternancia de capas de carbonato y yeso en ciclos de gran espesor (hasta 33 m), y limitada sólo a la unidad intermedia de la Fm. Canelles, con un tipo de ciclos esencialmente carbonatado, que presentan un nivel margodolomítico basal, uno intermedio dolomicrítico con yeso, y uno superior oolítico.

Desde un punto de vista sedimentológico, ambas formaciones corresponden a ambientes evaporíticos similares. En ambos casos son sedimentos de yeso y carbonato depositados en lagoons sulfatados alimentados por aguas marinas, con prácticamente nula influencia de aportes detríticos continentales. En estos lagoons no es común el registro de sales solubles (halita) pues las salmueras más concentradas fueron eliminadas hacia el mar abierto o bien hacia zonas evaporíticas más internas. Ello sugiere, para estas formaciones (Fm. Lécera y Fm. Canelles), una probable ausencia de niveles de sal en subsuelo. Este no sería el caso de la Fm. Boix, aquí no estudiada, que representa un ambiente evaporítico bien diferente, que sí que dio lugar a importantes niveles de sal mezclados con anhidrita, preservados en el subsuelo de esta formación.