El paleocarst a Mallorca : paleokarst in Mallorca
ENDINS, n." 20 1 Mon. Soc. Hist. Nat. Balears, 3.1995. Palma de Mallorca.
EL PALEOCARST A MALLORCA
PALEOKARST IN MALLORCA
Joan J. FORNOS~,
Angel GINÉS~,
Joaquín GINÉS~
&Antonio RODR~GUEZ-PEREA~
Resum
Els diposits que conformen I'illa de Mallorca són roques carbonatades en una propor-
ció del tot rnajoritaria, principalrnent calcaries i dolornies. La forta tectonització soferta per
aquests rnaterials dins de la complexa estructuració que ha afectat la Mediterrania occi-
dental (corn a part del Tethys) des dels inicis de I'era rnesozoica, ha propiciat al llarg dels
ternps geologics diverses etapes d'ernersió del rnaterials carbonatats que han donat lloc al
desenvoluparnent d'irnportants fenornens paleocarstics. Entre aquests períodes destaca
-a part de puntuals ernersions d'edat intrajurassica-
la fi del Cretaci i el cornencament
del Paleogen, quan va tenir lloc la carstificació de bona part de les calcaries del Jurassic in-
ferior. Aquest paleocarst desenvolupat basicarnent sobre el Lias, així com el desenvolupat
al Mioce superior i que afecta les calcaries esculloses del Mioce terminal, són els exernples
rnés espectaculars que poden ser estudiats a Mallorca.
Abstract
The deposits building up the island of Mallorca are nearly on the whole of limestone
and dolomite lithologies. These materials underwent a strong tectonization due to the
complex structuration that affected the western Mediterranean (as part of the Tethys) since
the beginning of the Mesozoic era. These processes have propitiated, throughout the
geological times, some events of emersion of the carbonate materials, which have given
way to the development of important paleokarstic phenomena. Among these periods
-apart from eventual emersions of intrajurassic age-
the final Cretaceous and most of
the Paleogene stand out, when great part of the Lower Jurassic limestones were karstified.
Such paleokarsts developed basically on Lias deposits, as well as that formed during the
Upper Miocene, which affected the reefal limestones from the terminal Miocene, are the
most spectacular examples to be studied in Mallorca.
Introducció
lntroduction
Els estudis sobre el paleocarst a Mallorca són es-
Studies on Majorcan paleokarst are scarce
cassos, malgrat els abundants exemples que hi ha en
considering both the abundant cases present in the
la columna estratigrafica presenta I'illa (Figura 1) ai-
stratigraphic column of the island (Figure 1) and the
xí com els bons afloraments en que són representats.
good outcrops represented in it. There are only
Es tracta tan sols d'estudis puntuals que no aborden
isolated studies which merely deal with regional
la problematica regional més que d'una forma margi-
problematics. The absence of outstanding
nal. La falta de mineralitzacions de certa considera-
mineralizations, such as baritine, fluorite or bauxite
ció, com puguin ser diposits de baritina, fluorita o bau-
deposits associated to paleokarst, as well as the low
xites associades al paleocarst, així com I'escas
interest in the oil-bearing rocks of Mallorca, are
interes petrolífer de Mallorca, expliquen en gran me-
certainly the main reasons for the scarcity of studies
on the diverse karstification events.
The structuration that affected the Balearic
1 Departament de Ciencies de la Terra. Universitat de les Illes Ba-
archipelago provoked severa1 periods of emersion
l e a r ~ .
Ctra de Valldemossa km 7,5. E-07071 Palma de Mallorca.
2 Museu Balear de Ciencies Naturals. Ctra Palma - Port de Sóller
that allowed successive karstification processes and
km 30. E-07100 Sóller (Mallorca).
karst fossilization phenomena to occur. The

sura aquesta manca d'estudis sobre els diversos epi-
morphologies and fillings of the cavities as well as the
sodis de carstificació que afecten els diposits que
lithologies and geometry of the related sedimentary
afloren a la major de les llles Balears.
bodies show a wide range of phenomena al1 along the
La forta estructuració tectonica que ha afectat
sedimentary sequence, in which limestones are
I'arxipelag Balear ha ocasionat diversos períodes
widely represented.
d'emersió donant lloc a successius processos de
In the presentpaper we discuss two cases which
carstificació i, fins i tot, de fossilització del carst. Les
have been studied more accurately. They are two
morfologies i els reompliments de les cavitats, així
representative examples of the paleokarstic
com les litologies i la geometria dels cossos sedi-
phenomena involving the carbonate deposits of
mentaris relacionats, mostren un ampli ventall de
Mallorca. The first one is represented in the Jurassic
fenomens disposats al llarg de tota la seqüencia se-
limestones (FORNÓS et al., 1986/87) and the second
dimentaria, en la qual les calcaries hi són ampliament
one affects the reef deposits from the Upper Miocene
representades.
(FORNÓS et al., 1989).
3000
QUATERNARI
2
5
2500
C
2000
.S
25
i3
3 8
S
- 1500
144
m
-
E
2
m
P
I
O
u
213
237
500
243
Figura 1:
Columna litoestratigrafica sintetica de Mallorca amb in-
dicació (fletxes) dels principals episodis de carstificació i
286
principals niveils afectats.
O
Margocalcarles
Figure 1:
CoqIorneraIes
i--LiI Maliy ,;mestones
0
Synthetic lithostratigraphical
column of Mallorca showing
Gresos
(arrows) the main karstification episodes and levels
Sindstones
2
s
i-.i El
i
C
l
b
w
s

affected.
Marls
En el present treball es presenten dos casos que
Mallorca, the biggest of the Balearic lslands, is
s'han estudiat amb més detall. Es tracta de dos
immersed within the complex alpine tectonic
exemples representatius dels fenomens paleocars-
structuration that once affected the western
tics que afecten els diposits carbonatats de Mallorca.
Mediterranean. From the geomorphological point of
El primer es troba representat a les calcaries corres-
view, two mountain ranges anda flat area, El Pla, can
ponents al Jurassic (FORNÓS et al., 1986/87), i el se-
be differentiated. The most important range, Serra de
gon afecta els diposits escullosos del Mioce superior
Tramuntana, with peaks over 1,000 m, shows a NE-
(FORNÓS et al., 1989).
SW direction and a rough relief which delimits the
Mallorca, la més gran de les llles Balears, es tro-
island on its NW edge. On the opposite side, in the
ba emmarcada dins de la complexa estructuració
SE, the Serres de Llevant display a smoother
tectonica d'edat alpina que va afectar la Mediterrania
topography and lower heights in a NNE-SSW
occidental. Des d'un punt de vista geomorfologic s'hi
alignment. Both ranges are mostly composed of
diferencien dues serralades separades per una zona
mesozoic deposits folded and thrusted towards the
central deprimida. La més important, la Serra de Tra-
NW. They are separated but surrounded by the
muntana amb elevacions superiors als 1 .O00 m, pre-
central plain, El Pla, whose structure is complex and

senta una direcció NE-SW i esta formada per relleus
which is partially filled by post-orogenic tabular
abruptes que delimiten I'illa pel NW. A I'altra banda,
deposits that comprke from the Upper Miocene to the
al SE, les Serres de Llevant presenten uns relleus
Quaternary.
més suaus i una menor altura, amb una alineació si-
milar NNE-SSW. Totes dues alineacions estan for-
mades en la seva major part per diposits d'edat me-
Paleokarst on Jurassic
sozoica, plegats i afectats per una tectonica
deposits
d'encavalcaments amb una vergencia general de mo-
viments vers el NW. Estan separades i a la vegada
envoltades per una plana central, coneguda com el
Pla, d'estructura complexa i reomplerta en part per
The Jurassic from Mallorca, whose total
diposits tabulars post-orogenics que comprenen des
thickness is over 500 m (Figure 2), presents two well-
del Mioce superior fins el Quaternari.
differentiated sequences (BARNOLAS, 1984;
FORNÓS
et al., 1984). The lower one is formed by
dolomites, limestones and carbonate breccias

corresponding to littoral and inner platform deposits.
Paleocarst als diposits
At the base they show stromatolite facies and
jurassics
evaporite moulds which, on the top, become facies of
open platform containing marls with brachiopods and

ammonites. These marls are covered by a level of
reddish and well-rounded quartz sandstones. They
El Jurassic de Mallorca amb una potencia global
constitute a key level which is attributed to
de més de 500 m (Figura 2) presenta dues seqüen-
the Toarcian (COLOM, 1975). The platform
cies ben diferenciades (BARNOLAS, 1984; FORNÓS
sedimentation ends with the development of a hard
et al., 1984). La inferior esta formada per dolomies,
ground which gives way to a pelagic sedimentation.
calcaries i bretxes carbonatades que corresponen a
The pelagic deposits (the upper sequence) consist of
diposits litorals i de plataforma interna. A la base pre-
an alternation of marls and marly limestones with
senta facies estromatolítiques i abundants evaporites
levels of chert as well as with calcarenitic and oolite
que cap al sostre evolucionen a facies de plataforma
layers resulting from resedimentation processes.
oberta amb presencia de margues amb braquiopodes
They started during the Dogger and gradually
i ammonits. Aquestes margues estan recobertes per
became more pelagic (with radiolaria, tintinnids,
UNIT 11 - 111
UNIT 1 - 11
Mioce I Miocene
Ollgocb I Oiigocene
Eo& 1 Eocene
Cretacl 1 Cretaceous
Jurassic mlg I superior
Middle and upper Jurassic
Figura 2 :
-
- 3ladgmund'
Colurnnes sintetiques del Mesozoic rnig i superior i del
Terciari de la Serra de Tramuntana de Mallorca, arnb in-
dicació de les diverses rnanifestacions paleocarstiques.
Les Unitats 1, I I i I I I es refereixen a les principals unitats
encavalcants descrites per FALLOT
(1 922) (SABAT,
1986). Veure llegenda a la Figura 1.
J U ~ C S I C
inferior
Lower Jurassic
Figure 2:
Synthetic columns of the Middle and Upper Mesozoic and
the Tertiary of the Majorcan Serra de Tramuntana

showing the different paleokarstic features. Units 1, 11 and
111 refer to the main thrust sheets described by FALLOT
(1922)
(SABAT, 1986). See caption of Figure l.

un nivell de quarsarenites amb els grans de quars
presence of condensed Ammonitico Rosso facies,
ben arrodonits i vermellosos, que constitueixen un
etc.) until the Upper Cretaceous commenced. By that
bon nivell guia regional atribuit al Toarcia (COLOM,
time, the emersion of the Balearic area had been
1975). La sedimentació de plataforma acaba amb el
produced, so that no deposits at al1 can be found ti11
desenvolupament d'un sol endurit (hardground) que
the Middle Eocene.
donara pas a una sedimentació pelagica. Els diposits
pelagics (que corresponen a la seqüencia superior)
CAVlTlES AND ASSOCIATED
estan formats per una alternanca de margues i mar-
BRECCIA DEPOSITS
gocalcaries amb nivells de sílex i indentacions calca-
Cavities developed on Jurassic limestones
renítiques i oolítiques producte dels processos de re-
(Lower Jurassic in age) are of three types,
sedimentació. Aquests diposits s'inicien al Dogger i
characterized by different fillings and geometries.
segueixen de forma contínua amb facies cada cop
The widest, of decametric scale, show an
més pelagiques (nivells amb radiolaris, tintínids,
irregular pseudo-cylindrical geometry with very
presencia de series condensades tipus ammonitico
smooth and neat walls (Figure 3). They appear to be
rosso, etc.) fins el Cretaci superior. En aquests mo-
ments el procés de formació de la serralada pirinen-
ca produeix I'emersió de I'area balear i fins I'Eoce
mitja no hi tornam a trobar cap tipus de registre.
LES CAVITATS I ELS DIPOSITS
DE BRETXES ASSOCIATS

Les cavitats observades en el paleocarst desen-
volupat sobre les calcaries jurassiques, basicament
del Lias, són de tres tipus que endemés es caracte-
ritzen per tipus de reompliment diferents.
Les mes grosses, d'ordre decametric, presenten
una geometria irregular pseudo-cilíndrica, amb parets
molt Ilises i netes (Figura 3). Estan reomplertes per
bretxes oligomíctiques, heterometriques (des de
blocs d'ordre metric a matriu Ilimosa), amb clastos de
subarrodonits a subangulosos i cense cap tipus d'or-
denació. Localment a la base hi són observables,
amb geometria lenticular, calcarenites laminades ver-
melloses amb grans de quars i insolubles. Des del
punt de vista petrografic les bretxes del reompliment
estan formades per les mateixes litologies que els
diposits encaixants, que localment poden estar tam-
bé bretxats. El reompliment doncs es dóna principal-
ment pel col.lapse d'aquestes cavitats.
Un segon tipus de cavitats (Figura 4) es troba si-
tuat principalment al sostre de la seqüencia liasica.
Amb contactes amb la roca encaixant molt nets, pre-
senta parets irregulars, amb geometries pseudocilín-
driques de dimensions decametriques, que al sostre
mostren formes de volta relacionades amb les super-
Figura 3: Aflorarnent de bretxes de col.lapse rnonornictiques que
fícies d'estratificació (collapse dome). Aquestes ca-
reornplen una cavitat irregular pseudocilindrica en les
calcaries del Lias (sa Calobra, Escorca).
vitats estan reomplertes de bretxes heterometriques,
encara que no tant com les descrites anteriorment,
Figure 3: Outcrop of monomictic collapsing breccias filling an
amb els clastos de subarrodonits a subangulosos. La
irregular pseudocylindrical cavity within the Lias
composició és polimíctica essent reconeixibles ma-
lirnestones (Sa Calobra, Escorca).
t e r i a l ~
procedents de la totalitat de la seqüencia me-
sozoica, especialment Lias i Dogger. La matriu és mi-
filled by oligomictic breccias of heterogeneous sizes
crítica amb abundancia de grans de quars procedents
(from boulders of metric scale to silty matrix)
especialment dels nivells de quarsarenites supraja-
containing the whole range from subrounded to
cents del Toarcia.
subangular clasts and lacking any sorting. At the
El tercer tipus de cavitats correspon a fissures
base, insoluble reddish laminated calcarenites of
amb amplada d'ordre centimetric, allargades en la
lenticular geometry with quartz grains can be locally
vertical (Figura 5), i amb geometries del tot irregulars.
observed. From the petrographical point of view, the

refilling breccias are composed of the same fitting
deposits that can also be brecciated locally.

Therefore, the filling is mainly due to the collapsing of
such cavities.
Cavities of the second type (Figure 4) are mainly
placed on top of the Lias sequence. They show a very
clean contact surface with the fitting rock as well as
rather irregular walls with pseudocylindrical

geometries of decametric dimensions, which on the
top show dome-like forms related to the stratification
surfaces (collapse dome). These cavities are filled
with heterometric breccias, although not to the extent
of those described above, composed by clasts of
subrounded to subangular chape. Their composition

Figura 4: Cavitat al Lias superior reomplerta per materials poli-
is polymictic and materials from the whole mesozoic
mictics amb formes de volta relacionades amb les su-
sequence, especially Lias and Dogger can be
perficies d'estratificació (sa Calobra, Escorca).
recognized. The matrix is micritic and contains
Figure 4: Cavity from the Upper Lias filled by polymictic dome-like
abundant quartz grains which mainly co'me from
materials related to stratification surfaces (Sa Calobra,
Toarcian sandstones.
Escorca).
The third type of cavities corresponds to ficsures
of centimetric width that appear to be enlarged very
Estan reomplertes d'arenes i Ilims vermells, local-
irregularly length wise (Figure 5). They are filled by
ment arnb microconglomerats, formats per grans de
quars arrodonits vermells procedents també dels ni-
vells toarcians. Localment presenten laminació i gra-
noclassificació.
DESENVOLUPAMENT I EDAT
DEL PALEOCARST
La geometria i el tipus de contactes encaixants
de les bretxes dins de la formació carbonatada liasi-
ca són clars indicadors de la seva relació arnb cavi-
tats carstiques. La presencia de micrites laminades a
la base d'algunes bolsades i I'absencia d'espeleote-
mes indiquen la formació de les cavitats per sota del
nivel1 freatic; encara que també poden explicar-se per
la llarga diagenesi de tot el diposit, que en homoge-
neitzar-se provoca la seva eventual dissolució. Els
Figura 5: Reompliment de fissures a les calcaries del Lias per are-
nes i microconglomerats del Toarcia (sa Calobra, Escor-
tres tipus de cavitats, així com els seus reompliments
ca).
associats, corresponen a situacions diferents dins del
sistema carstic.
Figure 5: Fissure filling of the Lias limestones by sands and
microconglomerates from the Toarcian (Sa Calobra,
El reompliment per bretxes oligomíctiques que
Escorcal.
correspon a les cavitats més grans es donaria en les
zones més allunyades i més mal comunicades arnb
sands and red silts and, locally, there are
I'exterior. La presencia de grans blocs, juntament
microconglomerates formed by red rounded quartz
arnb clastos de menor mida i arenes, abonaria una
sands coming also from the Toarcian levels. Locally,
genesi per col.lapse de la cavitat. Les cavitats rnés
they present lamination and sorting.
ben comunicades arnb I'exterior presentarien les
bretxes polimíctiques menys heterometriques i arnb
un poc més de transport. Les fissures representarien
DEVELOPMENT AND AGE
els estadis inicials o juvenils de la porositat. El reduit
OF THE PALEOKARST
flux de circulació a través de les fissures només pot
donar lloc al reompliment per sediments fins residuals
Both the geometry and the fitting contacts of the
de la dissolució carstica, així com per alguns ele-
breccias within the Lias carbonate formation clearly
ments insolubles procedents de I'exterior (quarsare-
reveal their relation with karstic cavities. The
nites del Toarcia).
presence of laminated micrites at the base of some
El procés de desenvolupament del paleocarst en
pockets together with the absence of speleothems
els diposits carbonatats jurassics, arnb la important
may prompt us to assume that the formation of
formació d'aquestes masses de bretxes, deu haver-
cavities takes place below the phreatic level:

se donat amb posterioritat a la sequencia pelagica
nevertheless, they could be also due to the long
mesozoica ja que són clars i abundants els clastos de
diagenesis undergone by the whole deposit which,
materials pelagics reomplint les cavitats carstiques.
when becoming homogeneous, might have provoked
Estudis petrologics de detall a la zona de Pollenca
its own eventual dissolution. The three types of
(ADAMS, 1989) reconeixen dues etapes de carstifi-
cavities as well as their associated fillings correspond
cació. No obstant, a partir del coneixement regional
to different situations regarding the karstic system.
sembla clar associar la formació del paleocarst amb
The process of refilling with oligomictic breccias,
el període d'emersió paleocena, ja que a la totalitat
which occurs in the biggest cavities, would take place
de les Balears no s'han trobat materials pertanyents
in the deepest zones and in those hardly connected
a aquesta edat. Encara que també hi ha una discor-
with the open air. The presence of big blocks mingled
danca, de menor entitat, entre I'Oligoce i el Mioce, no
with sands and smaller clasts may indicate a cavity
s'han trobat materials d'edat eocena o oligocena as-
genesis through collapse. Those cavities best
sociats als diposits de bretxes de reompliment del pa-
connected to the outside would show the least
leocarst.
heterometric polymictic breccias and a slightly high
transport rate. The fissures would then represent the
initial or juvenile state of porosity. The low flux of
Paleocarst al Mioce superior
circulation through them could only allow the filling by
fine-grained sediments remaining from karstic
dissolution, as well as the presence of insoluble

elements coming from the outside (Toarcian quartz
El Mioce superior de Mallorca aflora ampliament
sands).
en forma d'una serie de plataformes tabulars al vol-
The development of paleokarst within the
tant dels relleus estructurats i donant un tipus de pai-
Jurassic carbonate deposits, involving the formation
satges que localment es coneixen com a "marines".
of such breccia masses, must have been formed after
Aquests afloraments tabulars formen a la Iínia de cos-
the Mesozoic pelagic sequence, so that clasts of
ta penya-segats litorals abruptes que, encara que
pelagic materials are abundant in what concerns the
molt continus, rarament superen la trentena de me-
filling of karstic cavities. Detailed petrological studies
tres d'altura (Figura 6). Les plataformes que aquests
on the Pollenca area (ADAMS, 1989) recognized two
stages of karstification. Taking into account the
knowledge on the region acquired to the present time,
it seems reasonable to associate the formation of

paleokarst with the Paleocene emersion period, as no
materials from this age have been found at al1 in the
Balearic Islands. Although there is also a less
remarkable discordance between the Oligocene and

the Miocene, no materials from these ages have been
found in association with the breccia deposits refilling
the paleokarst.
Paleokarst during the
Figura 6: Les calcaries del Mioce superior afloren al llarg del Mig-
Upper Miocene
jorn de Mallorca, essent rnolt frequents els fenornens de
col.lapse carstic. Els nivells basals a ran de mar corres-
UPPER MlOCENE STRATIGRAPHY
ponen a la Unitat Escullosa, els nivells ben estratificats
pertanyen a les Calcaries de Santanyi.

The Upper Miocene outcrops widely in Mallorca
as a series of tabular platforms surrounding the
Figure 6: Limestones frorn the Upper Miocene outcrop al1 along the
structured areas, which form a kind of landscape
Migjorn region in Mallorca, where collapsing karstic
phenomena tookplace. The basa1 materials at sea leve1
locally known as "marines". Such tabular outcrops
correspond to the Reefal Unit, whereas the well-stratified
produce, al1 along the sea-coast, rather continuous
levels correspond to the Santanyí Limestones Unit.
littoral cliffs which rarely exceed 30 m in height
(Figure 6). The platforms fashioned by these post-
diposits post-orogenics configuren estan solcades
orogenic deposits are furrowed by streams which,
per torrents que en arribar a la Iínia de costa formen
when reaching the coast line, form the typical littoral
les típiques morfologies litorals conegudes corn a ca-
entrance morphologies known as "cales". The
les. La continuitat i elevada qualitat dels afloraments
continuity and high quality of the coastal outcrops
costaners permeten I'estudi d'aquests diposits i dels
allow accurate studies on such deposits as well as on
processos que els han afectat, encara que en direc-
the processes that once affected them; nevertheless

ció cap a I'interior la qualitat dels afloraments baixa
their quality decreases exponentially as one
de forma exponencial.
advances inland.
El Mioce superior de Mallorca, així com el de la
The Upper Miocene of Mallorca, as in many
resta de I'area mediterrania, esta format per facies de
Mediterranean areas, consists of facies of carbonate
plataforma carbonatada amb esculls molt ben de-
platforms with well-developed reefs (ESTEBAN,
senvolupats (ESTEBAN, 1979180). A Mallorca, clas-
1979/80). Classically, three depositional units ha ve
sicament, s'hi han definit tres unitats deposicionals
been defined for Mallorca (POMAR et al., 1983;
(POMAR et al., 1983; POMAR et al., 1985) clarament
POMAR et al., 1985), al1 clearly differentiated through
diferenciades per la seva litologia i I'ambient de for-
their lithology and the formation environment they
mació que representen (Figura 7). A la base, i dispo-
represent to (Figure 7). At the base one can find a unit
sada de forma discordant sobre els diposits pre- i sin-
named "Calcisiltites with Heterostegina" which is
tectonics afectats per la tectonica alpina, hi ha la
placed discordantly over the pre- and sintectonic
Figura 7 :
Esquema estratigrafic del Mioce superior de Mallorca

Unitat Escullosa
amb la disposició del paleocarst.
Figure 7:
Stratigraphical outline of the Upper Miocene from
Mallorca showing paleokarst setting.

unitat anomenada "Calcisiltites amb Heterostegina".
deposits. This unit, formed by calcarenites and
Aquesta unitat, que esta formada per calcarenites i
calcisiltites, contains an abundant fauna of
calcisiltites amb una abundant fauna d'equínids i que
foraminifers (Heterostegina) and echinids. It shows
presenten una forta bioturbació, correspon a facies
strong bioturbation and it corresponds to open
de plataforma carbonatada oberta. Per sobre
carbonate platform facies. On top of this unit slightly
d'aquests nivells, i de forma lleugerament discordant,
unconformably outcrops the "Reefal Unit" (POMAR,
es presenta la "Unitat Escullosa" (POMAR, 1991)
1991). It is composed of bioclastic calcarenites and
afectada per un sistema de fracturació de tipus dis-
coral reefs interlayered with levels of oolite
tensiu. Esta formada per calcarenites bioclastiques i
limestones and stromatolites and it is affected by
esculls de corall arnb nivells de calcaries oolítiques i
normal faults. It corresponds to the development of a
estromatolits. La unitat descrita correspon al desen-
coral reef of barrier type with wide lagoons. The top of
volupament d'esculls de corall tipus barrera amb am-
the reefal unit presents an erosive surface partially
ples lagoons. El sostre de la unitat escullosa presen-
karstified. On the southern and eastern zones of
ta una superfície erosiva i parcialment carstificada. A
Mallorca that unit is coated by the "Santanyí
la zona del sud i del llevant de Mallorca, aquesta su-
Limestones Unit" (FORNÓS & POMAR, 1984). It is
perfície esta recoberta per la "Unitat Calcaries de
formed by carbonate deposits of a littoral type
Santanyí" (FORNÓS & POMAR, 1984). Aquesta uni-
involving a great variety of facies including oolite
tat esta formada per diposits carbonatats de tipus li-
limestones (mangroves, sand shoals). The
toral amb una gran varietat de facies (mangles, pla-
uppermost levels are formed by stromatolite
nes arenoses) on destaquen les calcaries oolítiques.
limestones which reveal an important regressive
Els nivells superiors d'aquesta unitat estan formats
event. The top appears truncated by a relevant
per calcaries estromatolítiques que enregistren un
erosion surface covered by deposits of Pliocene age.
important event regressiu. El sostre esta truncat per
una important superfície d'erosió coberta per diposits
d'edat pliocena.
On the Migjorn region (southern Mallorca), in the
cliffs surrounding Santanyí, features related to
MORFOLOGIES CARSTIQUES
subsidence phenomena caused by karstic dissolution
Al Migjorn de Mallorca, en els penya-segats de
processes are frequently found. They can be
les rodalies de Santanyí, són molt freqüents les mor-
observed from Cala Llombards, South of Santanyí, to
fologies relacionades amb fenomens de subsidencia
the North of S'Algar, in Portocolom. A series of nearly
ocasionats per processos de dissolució carstica. Des
continuous deformations in the form of sinkings follow

de Cala Llombards, al S de Santanyi, fins al N de s'Al-
the contact between the Reefal Unit and the Santanyí
gar, a Portocolom, s'observen deformacions en for-
Limestones (Figure 6). Such a type of deformations
ma d'enfonsament, de manera mes o menys conti-
(collapses) often affect the whole assemblage of
nua, seguint el contacte entre la Unitat Escullosa i les
Santanyi Limestones. They are mostly located on the
Calcaries de Santanyi (Figura 6). En detall aquest ti-
lower levels (the more plastic ones) corresponding to
pus de deformació (col.lapses) afecta freqüentment
those which have been identified as mangrove-
a tot el paquet de les Calcaries de Santanyi, tant als
related sediments (FORNOS & POMAR, 1982), but
nivells inferiors (els mes plastics), corresponents a ni-
they also affect the upper levels considered as oolite
vells interpretats com a mangles (FORNOS & PO-
sand shoal. The ~ e e f a l
Unit has been only affected
MAR, 1982), com als nivells superiors donats com de
on its upper levels.
plana arenosa oolítica (oolitic sand shoal). La Unitat
Regarding their morphology, these karstic
Escullosa esta afectada tan sols en els seus nivells
deformations present three well-differentiated parts
superiors.
from the base to the top (Figure 8). Hence, the base
Morfologicament aquestes deformacions paleo-
carstiques presenten tres parts ben diferenciades des
de la base al sostre (Figura 8). Així, la base, sempre
localitzada dins de la Unitat Escullosa, presenta una
cavitat amb una forma irregular i amb dimensions
molt variables. Esta reomplerta per fragments, d'an-
gulosos a subangulosos, tant de la propia unitat com
de la unitat superior. Al mig, un conducte en forma de
xemeneia estreta amb parets f o r ~ a
rectilínies i quasi
verticals, posa en contacte la cavitat inferior amb una
depressió sinusoidal molt marcada, que es el resultat
de la deformació plastica dels nivells inferiors de les
Calcaries de Santanyi, els quals conflueixen cap a la
xemeneia de forma concentrica. Excepcionalment
aquesta forma superior esta representada per una
area confinada de blocs caiguts corresponents als ni-
vells superiors de les Calcaries de Santanyi. El dia-
metre de la depressió oscil.la entre els 25 i 90 m en-
cara que n'hi poden haver de molt petites (<5 m
d'amplada), mentre que la seva profunditat maxima
al centre va des de 3,5 a 14 m; les parets de la de-
pressió presenten un pendent de 20" a 30°, inclinació
que supera els 4.5" fins a la verticalitat en el punt
d'inflexió que dóna pas a la xemeneia.
La morfologia general d'aquestes estructures de
col.lapse sembla la d'un rellotge d'arena, pero amb
una forma asimetrica, en esser la cavitat superior
Figura 8: Esquema morfologic dels col.lapses que afecten el Mioce
mes ampla i suau que la cavitat inferior (Figura 8).
superior. La morfologia és assimilable a la d'un rellotge
d'arena.
CARACTERÍST~QUES
DELS DIPOSITS
Figure 8: Morphological outline of the collapses affecting the Upper
CARSTICS I PROCESSOS DE FORMACIO
Miocene. Their morphology is similar to that of an
hourglass.

La formació, per dissolució, de cavitats i els ulte-
riors mecanismes de col.lapse que les afecten donen
which is always immersed within the Reefal Unit,
lloc a processos de formació de bretxes (Figura 9).
shows an irregularly shaped cavity of heterogeneous
Aquestes bretxes presenten característiques compo-
dimensions. It is filled by angulous and subangulous
sicionals i texturals molt variades en funció del pro-
fragments coming from both the Reefal Unit itself and
ces genetic, dels nivells del Mioce superior involu-
the upper one. In the middle, there is a narrow
crats, i dels diferents estadis d'evolució del col.lapse
chimney-like conduit whose walls are highly
carstic.
rectilinear and almost vertical, and which connect the
Hi ha diversos tipus de bretxes amb petites va-
lower cavity with a sinusoidal depression resulting
riacions, essent les mes evidents les bretxes de
from the plastic warping of the lower levels of the
col.lapse generades per la caiguda i el reompliment
Santanyí Limestones. Such levels merge towards the
per blocs i clastos. La porositat interpartícula, molt
chimney in a concentric way. Occasionally this upper
elevada, pot mostrar diversos episodis de creixement
structure appears to be represented by a confined
de ciment carbonatat. Sobretot llims vermells, i mes
area of fallen blocks corresponding to the upper-level

Santanyí Limestones. The diameter of such an upper
depression ranges from 25 to 90 m, although very
Iittle ones (e5 m wide) can also be found, while its
maximum depth to the centre ranges from 3.5 to 14 m;

the depression walls present a slope of 20" to 30°,
which can exceed 45" reaching even total verticality
in the inflexion point opening to the chimney.
The general morphology of the collapsing
structures resembles that of an hourglass, although
with asymetric shape, as the upper cavity is wider and
smoother than the lower one (Figure 8).
CHARACTERISTICS OF KARSTIC DEPOSITS
AND FORMATION PROCESSES
Cavity formation by dissolution, as well as further
collapsing mechanisms affecting them, give way to
the formation of breccias (Figure 9). Thesq display
very varied compositional and textura1 characteristics
depending on the genetic process, the involved Upper
Miocene levels and the different evolutionary stages

of the karstic collapse.
There are severa1 types of breccias showing
slight differences, the most obvious being the
collapsing ones generated by the falling off and filling
of rocks and clasts. The interparticle porosity, which
is very abundant, may show diverse stages of the

growth of carbonate cement . Not so frequently, clays
and, mostly, reddish silts, conform the last stage of
the cavity infilling which was not necessarily
Figura 9: Bretxes de col.lapse formades per clastos angulosos de
simultaneous with the formation of breccias.
calcaries oolítiques pertanyents a les Calcaries de San-
When the materials involved in the collapse
tanyi que reomplen cavitats dins de la Unitat Escullosa.
reach the upper levels of the Limestones of Santanyí
Figure 9:
Collapsing breccias formed by angular clasts of oolite
-001itic grainstones-
the resulting breccia deposits
limestones from the Santanyí Limestones, which fill
are oligomictic, contain very sharp clasts of sizes
Reefal Unit cavities.
ranging from a few centimeters to more than one
meter, and lack any matrix. However, in cases where
rarament argiles, acompleixen el darrer estadi de re-
the materials just reached the lower levels (mangrove
ompliment de la cavitat, que no és necessariament
facies), the breccias contain subangulous to
contemporania a la formació de les bretxes.
subrounded clasts of centimetric size a n d a matrix
Quan els materials involucrats en el col.lapse
composed of calcarenites and calcisiltites.
arriben als nivells superiors de les Calcaries de San-
The basal cavity, always set within the Reefal
tanyí -les calcaries oolítiques (grainstones)-
les
Unit, is filled by polymictic breccias with clasts of
bretxes formades són oligomíctiques i presenten
varied size (from 1 cm to over 1 m) and shape (from
clastos molt angulosos, arnb una mida que va des de
angular to subrounded) and with an important
centímetres fins a més d'un metre, sense observar-
presence of a calcarenitic matrix.
se matriu. En canvi, si els materials involucrats no-
Different types of breccias correspond to the
més arriben als nivells inferiors (facies de mangles),
diverse developing stages of karstic collapses. The
els clastos de les bretxes són de subangulosos a sub-
spatial distribution related to the present facies
arrodonits, arnb una mida d'ordre centimetric i arnb
correlates with the collapse growth stages, which
una matriu formada per calcarenites i calcisiltites.
begin with both the dissolution of the Reefal Unit and
La cavitat basal, localitzada sempre dins de la
the filling through semi-plastic breaking of the basal
Unitat Escullosa, es troba sempre reomplerta de bret-
levels of Santanyí Limestones, ending however with
xes polimíctiques arnb clastos de mida molt variable
the fragile breaking of the upper deposits of oolite
(de cm a més d'un metre) d'angulosos a subarrodo-
limestones.
nits i arnb una presencia important de matriu calcare-
nítica.
PALEOKARST DEVELOPMENT
Els diversos tipus de bretxes es corresponen als
diversos estadis de desenvolupament dels col.lapses
In the Migjorn area, the so-named Reefal Unit is
carstics. La distribució espacial relacionada arnb la
mainly formed by lagoon facies with alternating

distribució de les facies es correlaciona arnb les eta-
deposits of calcarenites and calcisiltites, and it
pes de creixement del col.lapse, que s'inicia arnb la
presents isolated coral colonies as patch reefs. The
dissolució de part de la Unitat Escullosa, el reompli-
high rate of porosity resulting from the preferent
ment per trencament semi-plastic dels nivells basals
dissolution of coral aragonite might provoke the
de les Calcaries de Santanyí, fins el trencament fra-
subsident flux of plastic materials towards those voids
gil dels dipbsits superiors arnb calcaries oolítiques.
which, would consequently, increase the porosity of
the upper levels so that, to a certain point, they would

DESENVOLUPAMENT DEL PALEOCARST
produce the breaking, the brecciation and the
collapse (then causing also the filling of such a
L'anornenada Unitat Escullosa esta formada en
second cavity) (Figure 10). Moreover, the differential
aquesta zona del Migjorn mallorquí principalment per
characteristics of the texture between the facies
facies de lagoon, arnb diposits alternants de calcare-
described from the Reefal Unit and the Santanyí
nites i calcisiltites, presentant un creixement puntual
Limestones would certainly favour a subterranean
de coralls en forma de taques (patch reef). L'elevada
drainage throughout the Reefal Unit.
porositat resultant de la dissolució de la masca ara-
There is no clear evidence on the functioning of
gonítica dels coralls provocaria el flux subsident de
this kind of paleokarstic depressed subsidence-
rnaterials plastics cap aquests forats, la qual cosa a
structures as real dolines, so that no direct connexion
la vegada ocasionaria un increment de la porositat en
with the surface has been found, although the own
nivells superiors, que en darrer terme donaria lloc al
development of the collapses could, in extreme
trencament, la bretxificació i el col.lapse (arnb el re-
cases, reach the surface. Clear morphologies of
ornpliment d'aquesta segona cavitat) (Figura 10).
subaerial exposition have not been found either.
Tarnbé les característiques texturals diferencials en-
Consequently, the model seems to be in accordance
tre les facies descrites de la Unitat Escullosa i les
with the notion of subsidence in a subjacent karst
Calcaries de Santanyí afavoririen clarament un dre-
assumed by JENNINGS (1985).
natge subterrani a través de la Unitat Escullosa.
Nivell de la mar
Sea leve1
Sedirnentary events
Paleokarst developrnent
Facies de lagoon arnb coralls
Porositat primaria
Lagoon facies with patch reefs
Primary porosify
--
4
DESENVOLUPAMENT DEL PALEOCARST
PALEOKA RST DEVELOPMENT
Exposició aeria
lnici de la carstificació
Aerial exposure
Beginning of karstification
4
~stablirnent
d'arnbients litorals arnb mangles
Engrandirnent de les cavitats
Setting of mangrove and littoral environments
Enlargement of cavities
4
Desenvoluparnent d'una plana arenosa oolítica Col.lapses i fo~rrnació
de bretxes
Oolite sand shoal development
Collapse and breccia fromation
Figura 10: Esquema evolutiu del desenvolupament del paleocarst al
Figure 10: Evolving outline of paleokarst development affecting the
Mioce superior de Mallorca.
Upper Miocene of Mallorca.

No hi ha evidencies clares d'un funcionament
The time when paleokarst developed cannot be
d'aquests enfonsaments paleocarstics com a auten-
easily determined. Its beginning seems to take place
tiques dolines, ja que en cap cas no s'ha observat una
just after the deposition of the Reefal Unit. The growth
connexió directa amb la superfície, encara que el pro-
of the subjacent cavities must have continued during
pi desenvolupament dels col4apses pugui, en darrer
the deposition of the Santanyi Limestones, at least
extrem, arribar-hi. Tampoc no s'han observat clares
unti1 they were lithified, because the deformation or
morfologies d'exposició subaeria; en conseqüencia el
breaking (brecciation) which its levels underwent
model sembla apropar-se al concepte de subsidencia
would have been impossible if the sediments were
en un carst subjacent tal com és recollit per JEN-
non-consolidated. Nevertheless, the karstification
NINGS (1985).
processes might have continued in some places
L'edat de desenvolupament del paleocarst és di-
during the Pliocene and the Pleistocene ages.
fícil de concretar. El seu inici sembla ser immediata-
ment després de la deposició de la Unitat Escullosa.
El creixement de les cavitats subjacents deu haver
Other examples of paleokarst
continuat durant la deposició de les Calcaries de San-
tanyí, almenys fins a la seva litificació, donat que la
The two examples explained above happen to be
deformació o el trencament (bretxificació) dels seus
among the most spectacular and best represented
nivells seria impossible amb sediments no consoli-
paleokarst phenomena observed in Mallorca.
dats. Així mateix el procés de carstificació pot haver
However, all along the stratigraphic series set in the
continuat durant el Plioce i, probablement, el Pleis-
island, there appear many periods of emersion likely
toce.
to produce the karstification phenomena present in
the Majorcan deposits. Severa1 events which
occurred during the Pleistocene, the Miocene-
Pliocene and the Oligocene-Miocene transitions, and

Altres exemples de
locally during the Jurassic, allowed the development
paleocarst
of features and cavities originated by means of
dissolution processes acting on carbonate rocks.

Els dos exemples comentats són els més espec-
Among them, the cavities and fillings brought to light
taculars i ampliament representats dels fenomens pa-
by the drillings carried out by the geological research
leocarstics que es poden observar a Mallorca. Mal-
team at the piping works of Sa Costera spring (Sóller)
grat tot, al llarg de tota la serie estratigrafica
are remarkable, especially due to their magnitude.
representada a Mallorca, han estat molts els períodes
They probably correspond to the deposits described
d'emersió que han donat lloc als fenomens de carsti-
above as paleokarst on Jurassic deposits, although
ficació dels diposits carbonatats. Diversos episodis
the cavities show vertical development, a few tens of
ocorreguts durant el Pleistoce, els transits Mioce-
meters in depth, a few meters in width, as well as
Plioce i I'Oligoce-Mioce, i localment intrajurassics,
polymictic fillings similar to those of the second-type
han permes el desenvolupament de morfologies i ca-
cavities also described above. The cavities are fitted
vitats originades pels processos de dissolució de les
within oligomictic breccias of supposedly Mesozoic
roques carbonatades. Entre ells hi destaquen, espe-
age and it could be assumed that the filling was
cialment per les seves dimensions, les cavitats i els
produced by the Paleocene emersion.
reompliments posats de manifest en ocasió dels son-
datges realitzats per la investigació geologica del pro-
jecte de transvasament de sa Costera (Escorca). Co-
rresponen probablement als diposits descrits en
I'apartat que tracta del paleocarst als diposits juras-
sics, pero representen cavitats de desenvolupament
vertical, amb algunes desenes de metres de fondaria,
pocs metres d'amplada i rebliment polimíctic similar
al de les cavitats del segon tipus descrites anterior-
ment. Les cavitats reblides s'encaixen dins bretxes
oligomíctiques d'edat possiblement mesozoica, i es
tractaria de rebliments produi'ts en I'emersió paleo-
cena.

Agraiments
Acknowledgements
Els autors desitgen agrair a E. Descals, N. Llo-
The authors gratefully thank to E. Descals, N.
rente i G. Pons els comentaris i correccions efectuats
Llorente and G. Pons for al1 the commentaries and
sobre el primer manuscrit que de bon segur han fet
corrections made on the first manuscript which have
millorar el text final i també, i molt especialment, a
surely improved the final text; and we would
Lluís Fiol el dibuix de les figures. Aquest treball s'ha
especially like to thank Lluís Fiol for the drawings.
visten part beneficiat pel projecte d'investigació de la
This work has been partially supported by the
DGICYT: PB94-1175.
DGICYT research project PB94-1175.
Bibliografia / References
ADAMS, A.E. (1989): Genesis of fragmenta1 carbonate rocks in the
FORNÓS, J.J.; GINÉS, A. & GINÉS, J. (1989): Paleokarst collapse
Mesozoic and Tertiary of Mallorca, Spain. Geological Journal.
features in the Uppermost Miocene of Mallorca island (Spain).
24 : 19-29.
Proceedings of the1Oth lnternational Congress of Speleology.
BARNOLAS, A. (1 984): Sedimentología del Jurásico de Mallorca. Li-
1 : 46-48. Budapest.
bro Guía de l a Excursión. Grupo Español del Mesozoico.
FORNÓS, J.J.; RODR~GUEZ-PEREA,
A. & ARBONA, J., (1986187):
I.G.M.E. - C.G.S. 263 pags.
Brechas y paleokarst en los depósitos jurásicos de la &erra de
COLOM, G. (1975): Geología de Mallorca. Institut d'Estudis Balea-
Tramuntanav de Mallorca. Acta Geologica Hispanica. 21-22 :
rics. Dip. Prov. Balears. 2 vols. Palma de Mallorca.
459-468.
ESTEBAN, M. (1979180): Significance of the Upper Miocene reefs of
JENNINGS, J.N. (1985): Karst Geomorphology. Basil Blackwell. 293
the Western Mediterranean. Paleogeography, Paleoclimato-
pags. Oxford.
logy, Paleoecology. 29 :169-188.
POMAR, L. (1991): Reef geometries, erosion surfaces and high-
FALLOT, P. (1 922): Étude Géologique de la Sierra de Majorque.
frequency sea-level changes, upper Miocene Reef Complex,
These, Libr. Polythechnique, Ch. Béranger, ed. 420 pags. Pa-
Mallorca, Spain. Sedimentology. 38 :243-269.
rís.
POMAR, L.; ESTEBAN, M.; CALVET, F. & BARON, A. (1983): La
FORNOS, J.J. & POMAR, L. (1982): El complejo de manglar del Mio-
Unidad Arrecifal del Mioceno Superior de Mallorca. In: El Ter-
ceno terminal de la isla de Mallorca. Boll. Soc. Hist. Nat. Ba-
ciario de las Baleares. Libro Guía de las Excursiones delX Con-
l e a r ~ .
26 : 207-228.
greso Nacional de Sedimentología, Menorca. 139-1 79.
FORNÓS, J.J. & POMAR, L. (1984): Facies, ambientes y secuencias
POMAR, L.; FORNÓS, J.J. & RODR~GUEZ-PEREA,
A. (1985): Reef
de plataforma carbonatada somera (Formación Calizas de San-
and shallow carbonate facies of the Upper Miocene of Mallor-
tanyí) en el Mioceno Terminal de Mallorca (Islas Baleares). Pu-
ca. In: MILA, M.D. (Ed.) 6th /AS European Regional Meeting.
blicaciones de Geología (Homenaje a Luis Sánchez de la To-
Excursion Guidebook. Excursion n" 1 : 495-518. Lleida.
rre). 20 : 31 9-330.
SABAT, F. (1 986): Estructura geologica de les Serres de Llevant de
FORNÓS, J.J.; RODR~GUEZ-PEREA,
A. & SABAT, F. (1984): El Me-
Mallorca. Tesi Doctoral. Inedita. Facultat de Geologia. Univer-
sozoico de la Serra de Son Amoixa (Serres de Llevant, Mallor-
sitat de Barcelona. 128 pags.
ca). I Congreso Español de Geología. 1 : 173-1 85.