La iglesia de Peñalba apenas sobresale del resto de las techumbres del pueblo y comparte con él los materiales de albañileria: pizarra mezclada con piedra cáliza y lajas sin desbastar de grandes placas de esquito en las cubiertas.

Presenta planta de cruz latina, compuesta por una nave única rectangular con ábsides contrapuestos y dos capillas laterales o sacristias, que formulan un falso crucero. La nave está dividida en dos tramos separados mediante un gran arco de herradura sobre columnas con capiteles corintios. Ambos cuerpos en alzado presentan distintas alturas. Tiene contrafuertes al exterior, del tipo asturiano, con una gran laja superior inclinada y sobresaliente, para evacuar el agua sin provocar goteras. Cumplen la función de contrapesar las capillas laterales y el cuerpo central. Tiene la iglesia en total, unas medidas de 18 metros de longitud por 5 metros de anchura. El suelo de la iglesia es de losa de pizarra original.

La nave se remata en la cabecera con un ábside de planta de herradura muy pronunciada y a los pies con un contraábside semicircular peraltado, en su interior, siendo rectos al exterior en ambos casos.

La separación entre los dos cuerpos de la nave y entre ésta y las capillas de los ábsides, se realiza a traves de arcos de herradura sobre columnas de basas áticas y capiteles con decoración de hojas de acanto.

El arco triunfal que da acceso al ábside del altar mayor, va trasdosado con moldura y alfiz, mientras que el del lado de los pies u occidental carece de éste. La comunicación con las sacristias laterales se realizan mediante arcos de herradura que se apoyan en ménsulas.

Las capillas de los ábsides se cubren con bóvedas gallonadas de siete cascos. El segundo tramo de la nave central (que es la más baja) junto con las sacristias laterales, se cubre con bóveda de medio cañón sobre imposta plana. El primer tramo que hace de falso cimborrio se cubre con bóveda gallonada de ocho cascos de tipo bizantino que apoya directamente, sin mediar trompas ni pechinas, sobre cuatro arcos de medio punto ligeramente resaltados.

Tres elementos decorativos: fragmentos de celosia de la ventana axial, y en el contra-ábside del oeste; el gran arco central conserva sobre el estuco una parte de su geometrico azul y ocre; y en el exterior esbeltos modillones que sustentan la cornisa y desarrollan bajo la nacela (moldura) inferior siete roleos con sus flancos tallados de rosetas y evásticas.

Gran interés tiene la portada meridional, encuadrada en un gran arco de descarga de herradura. La puerta consta de dos arcos geminados de herradura sobre tres columnas de mármol de basas áticas y capiteles de hojas de acanto. Los arcos se trasdosan por una triple moldura que se trasdosa en un alfiz. Tiene una clara influencia musulmana. Existe tambien una portada en su lado norte con un sencillo arco de herradura. Más fotos de la portada

La iglesia se muestra como un conjunto armónico de diferentes volumenes que enriquecen la aparente sencillez del edificio. En la misma destaca el tejado de amplios aleros.

Se han encontrado vestigios del monasterio y restos de pinturas murales, en su interior, datados problablemente a las fases originales de la iglesia.

Estas pinturas una vez retiradas las capas de cal que las cubrian, han permitido datarlas en la época califal (siglo X). El zócalo de almagra -pintura roja hecha a base de óxido de hierro de tipo arcilloso- destapado bajo siete capas de cal, es igual que el de Medina Azahara en Cordoba. Algo más que una casualidad, si se tiene en cuenta que ambos edificios coincierón en su fundación en el siglo X. El palacio califal se empezó a levantar en el año 936, cuando ya se llevaba cinco años trabajando en la iglesia mozárabe (fundada entre los años 931 y 937).

De las pinturas murales descubiertas bajo la capa de cal destaca una importante superficie -la bóveda de la nave central del templo- de estilo califal, que finge ladrillos y dóvelas y es muy rara en esta zona de la peninsula.


La pintura cubría originalmente todo el edificio, aunque ahora se conserva especialmente en los arcos de la cúpula gallonada de la nave central y en los dos ábsides de la iglesia. Además del ladrillo fingido se atribuyen a la época fundacional otras pinturas con motivos vegetales y geométricos.

En el exterior del edificio, en el paramento norte de la nave se puede leer una inscripción funeraria latina, en versos leoninos de un abad francés muerto en Peñalba en el 1170 de la era hispanica "Esteban, ilustre (abad) que engendró para nosotros la raza franca.

En la parte norte hay un lucillo, del siglo XII, y en una de las jambas de la puerta una interesante inscripción. En el interior imágenes de San Genadio, Santiago, San Andrés y San Miguel del siglo XVI.

En su torre tenemos un reloj de sol y adosado a su muro norte se encuentra el sepulcro de San Fortis, que fué abad de este monasterio.

La espadaña separada de la iglesia es del siglo XVI, estaba unida a la iglesia por una escalera de piedra y maderamen de campanario, retirado todo durante la restauración de 1968.

Asi mismo en el Museo de León se encuentra la pieza más antigua y bella que se ha conservado de su tesoro: la gran cruz de latón que el rey Ramiro II ofreció en el año 940 al monasterio de Peñalba.

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