La protección del bosque y el matorral mediterráneo se complementa en el Parque Nacional de Cabañeros con una insólita geodiversidad y un patrimonio geológico de origen esencialmente marino, confinado a los relieves rocosos de la mitad occidental y marco de sus características rañas. Los materiales más antiguos corresponden a rocas plegadas de lo que en su momento fue una amplia plataforma marina de la era Paleozoica, que se prolongaba desde el centro y norte de Portugal hasta los Montes de Toledo y Sierra Morena. La sedimentación marina fue discontinua y se repartió en dos grandes conjuntos rocosos: el del Neoproterozoico-Cámbrico Inferior, con una antigüedad superior a los 500 millones de años (Ma), y el del Ordovícico-Carbonífero Inferior, que corresponde a los sedimentos periféricos de Gondwana. Su separación obedece a ciclos tectónicos que provocaron la retirada del mar y la erosión parcial del primer conjunto entre el Cámbrico Medio y el Ordovícico Basal. La sedimentación se reanudó de manera generalizada hace unos 477 Ma, con una transgresión marina que inundó progresivamente el margen de Gondwana. De este modo, donde al principio hubo tierras emergidas, aparecen sedimentos fluviales y marinos, más tarde un área costera de predominio arenoso y, finalmente, fondos arcillosos más profundos y ricos en materia orgánica que incluyen numerosos vestigios de fauna marina.
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