Desde una perspectiva geológica, la región estudiada la constituyen los afloramientos de materiales preorogénicos de las zonas internas de las cordilleras Béticas, pertenecientes a los Complejos Nevado-Filábride y Alpujárride; y de materiales postorogénicos del Neógeno y Cuaternarios que se localizan en sectores deprimidos de la cuenca. El complejo Nevado-Filábride está integrado por rocas metapelíticas que se agrupan en dos conjuntos litológicos: el inferior, constituido por micaesquistos grafitosos y cuarcitas y el superior, compuesto por micaesquistos feldespáticos, mármoles, gneises y metabasitas. Estos materiales se organizan en apilamientos de diferentes mantos tectónicos entre los que destacan el manto del Veleta y el manto del Mulhacén.

En cuanto al Complejo Alpujárride, está formado por varios mantos de corrimiento, localizados dentro del área estudiada. Cada uno de ellos está constituido por dos formaciones bien diferenciadas: una inferior, que está compuesta esencialmente por materiales metapelíticos (micaesquistos y/o filitas con intercalaciones cuarcíticas y a veces migmatitas y gneises), y otra superior, formada por calizas y dolomías o materiales calizo-dolomíticos, con mayor o menor grado de recristalización. La transición entre ambas suele estar representada por un tramo de calcosquistos de desarrollo variable.

Por último, los materiales más modernos de edad Neógeno y Cuaternario se disponen de forma discordante sobre los materiales del Complejo Alpujárride. La distribución de las litofacies y las potencias de estos materiales está condicionada por el desarrollo de estructuras de fracturación como resultado de la etapa geotectónica. Estos materiales están principalmente representados por sedimento detrítico procedente del desarrollo de cuerpos aluviales como conglomerados y arenas.

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