Estructuración sedimentaria de los depósitos de alto nivel holocenos en la plataforma septentrional del Mar de Alborán

      El objetivo general del presente trabajo de investigación es determinar la estructuración interna y la evolución reciente de los depósitos de alto nivel Holocenos asociados a los cuerpos deltaicos y litorales del margen septentrional del Mar de Alborán.

      Para poder alcanzar este objetivo general se han considerado los siguientes objetivos parciales:

      a) Determinar las unidades sedimentarias que estructuran los prismas litorales y los cuerpos deltaicos mediante el análisis estratigráfico a partir de perfiles sísmicos de muy alta resolución.

      b) Caracterizar sedimentológicamente dichas unidades sedimentarias mediante sondeos por vibrocorer y análisis litosísmicos, intentando determinar posibles unidades menores.

      c) Determinar la edad de los depósitos mediante Carbono-l4, paleomagnetismo y aminoácidos.

      d) Realizar un análisis secuencial y cuantificar los cambios relativos del nivel del mar de muy alta frecuencia que han influido en la estructuración interna de los depósitos de alto nivel Holocenos.

      e) Desarrollar un modelo evolutivo regional de los depósitos de alto nivel, valido no sólo para el sector estudiado, sino que pueda servir de modelo de comparación con otros sectores.

      Para llevar a cabo estos objetivos, el trabajo no se ha realizado para una única área, sino que se plantea un estudio comparado entre varias áreas de la plataforma del margen septentrional del Mar de Alborán, con el fin de dar una mayor validez regional a los datos obtenidos.

I- INTRODUCCIÓN 3
I.1. LOS DEPÓSITOS DE ALTO NIVEL HOLOCENOS 3
I.2.- OBJETIVOS 3
I.3.- CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS 4
I.3.1.- SITUACIÓN GEOGRÁFICA 4
I.3.2.- OROGRAFÍA DE LA ZONA CONTINENTAL DEL ÁREA DE ESTUDIO 4
I.3.3.—LA RED FLUVIAL 5
I.4: CARACTERÍSTICAS OCEANOGRÁFICAS 7
I.4.1.-CLIMA 7
I.4.1.1: Temperaturas 7
I.4.1.2.-Precipitaciones 8
I.4.1.3:Vientos 8
I.4.2.-EL RÉGIMEN DINÁMICO MARINO 9
I.4.2.1: Oleaje 9
I.4.2.2: Flujos y tipos de masas de aguas 9
I.4.2.3: La dinámica en el litoral 12
I.4.2.4:Mareas 12
I.5.- CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS 12
I.5.1.-LA CORDILLERA BÉTICA 12
I.5.2. EL MARGEN CONTINENTAL 14
I.5.2.1.-Fisiografía y morfología del margen 14
I.5.2.2:Sustrato y rasgos estratigráficos de la cuenca sedimentaria 16
I.5.3.-EVOLUCIÓN GEODINÁMICA Y CARACTERÍSTICAS NEOTECTÓNICAS
DURANTE EL CUATERNARIO 17
I.5.3.1: El Cuaternario 18
I.5.3.2: Pleistoceno-Holoceno 18
I.5.4.-CARACTERÍSTICAS MINERALÓGICAS DE LOS SEDIMENTOS 18
I.5.5.-LA SEDIMENTACIÓN RECIENTE EN EL MARGEN CONTINENTAL 20
I.5.6.-LA SEDIMENTACIÓN ACTUAL EN EL MARGEN CONTINENTAL 22

II: METODOLOGÍA 27
II.1:MÉTODOS DE MAR 27
II.1.1.-CAMPAÑAS OCEANOGRÁFICAS 27
II.1.2.-PROSPECCIÓN GEOFÍSICA 28
II.1.2.1.-Aspectos generales 28
II.1.2.2.-El penetrador de sedimentos 30
II.1.2.3.-Geopulse 32
II.1.3.-SONDEOS POR VIBROCORER 33
II.2: MÉTODOS DE LABORATORIO 34
II.2.1.-TRATAMIENTOS DE LAS MUESTRAS 34
II.2.1.1: Realización de los logs sedimentológicos 34
II.2.1.2: Análisis granulométricos 35
II.2.1.2.1.-Separación de las fracciones finas y gruesas 35
II.2.1.2.2.-Tamizado de la fracción gruesa 35
II.2.1.2.3.-Tratamiento de la fracción fina 36
II.2.1.3: Análisis del contenido en carbonatos 36
II.2.1.4: Análisis mineralógico 37
II.2.1.5.-Paleomagnetismo 37
II.2.1.6: Análisis de Carbono-14 38
II.2.1.7: Dataciones mediante aminoácidos 39

II.3.-MÉTODOS DE GABINETE 41
II.3.1.-INTERPRETACIÓN DE LOS REGISTROS SÍSMICOS’ 41
II.3.1.1: Análisis de estratigrafía sísmica 41
II.3.1.1.1.-Análisis geométrico de secuencias 4]
II.3.1.1.2.-Análisis de facies sísmicas 44
II.3.1.2.-Análisis de estratigrafía secuencial 46
II.3.1.2.1.-Cortejo sedimentario de bajo nivel del mar 47
II.3.1.2.2-Cortejo sedimentario de borde de plataforma 47
II.3.1.2.3.-Cortejo sedimentario transgresivo 47
II.3.1.2.4.-Cortejo sedimentario de alto nivel del mar 47
II.3.2.-TRATAMIENTO DE LOS DATOS GRANULOMÉTRICOS, MINERALÓGICOS,
CARBONATOS Y PALEOMAGNÉTICOS 48
II.3.2.1: Datos granulométricos 48
II.3.2.2: Análisis espectral de máxima entropía 50
II.3.2.3:Análisis de componentes principales y análisis de clusters 51

III: ESTRATIGRAFÍA SIMICA DE MUY ALTA RESOLUCIÓN 55
III.1: ANÁLISIS SÍSMICO 55
III.1.1.-FACIES SÍSMICAS 55
III..1.1.1: Facies de basamento acústico 55
III.1.1.2: Facies progradante estratificada 55
III.1.1.2.1.-Oblicua 55
III.1.1.2.2.-Sigmoidal 55
III.1.1.2.3.-Sigmoidal-oblicua 56
III.1.1.4.3: Facies agradante transparente 56
III.1.1.4.-Facies de apantallamiento acústico 56
III.1.2.-UNIDADES SÍSMICAS 57
III.1.2.1.-Unidad sísmica 1: agradante paralela transparente 57
III.1.2.2.-Unidad sísmica 2: estratificada progradacional oblicuo-tangencial 57
III.1.2.3: Unidad sísmica 3: agradante transparente 59
III.1.2.4:Unidad sísmica 4: estratificada progradacional sigmoidal-oblicua 59
III.1.2.5. Unidad sísmica 5: agradante transparente 59
III.1.3.-CARACTERIZACIÓN DE LAS UNIDADES EN LOS DEPÓSITOS DE ALTO
NIVEL DEL MAR DE ALBORÁN 59
III.1.3.1: Sector del río Guadalhorce 60
III.1.3.2.-Sector al Oeste del río Guadalhorce 64
III.1.3..2.1.-Sector del río Guadiaro 64
III.1.3.2.2.-Prismas litorales 64
III.1.3.3: Sector al Este del río Guadalhorce 68
III.1.3.3.1.-Sector del río Velez 68
III.1.3.3.2.-Sector del río Torrox 68
III.1.3.3.3.-Sector de la Herradura 71
III.1.3.3.4.-Sector del rio Verde 71
III.1.3.3.5.-Sector del río Guadalfeo 71
III.1.3.3.6.-Sector del río Andarax-Adra 71
III.1.3.3.7.-Depósito de alto nivel de la zona del Cabo de Gata 74
III.1.4.-DETERMINACIÓN DE LOS PROCESOS SEDIMENTARIOS Y
CARACTERÍSTICAS SEDIMENTARIAS DE LAS UNIDADES SÍSMICAS A PARTIR
DE LA RESPUESTA SÍSMICA 74
III.1.4.1: Unidades sísmicas 1, 3 y 5 75
III.1.4.2: Unidad sísmica 2 y 4 75

IV.-CARACTERIZACIÓN CRONOESTRATIGRAFICA DE LAS UNIDADES
SEDIMENTARIA 79
IV.I.-CARACTERIZACIÓN DE LAS UNIDADES A PARTIR DE LOS SONDEOS 81
IV.1.1.-SONDEO T-7 81
W.1.1.1. -Análisis sedimentológicos y geoquimicos 81
IV .1.1.1.1.-Descripción, litología y correlación con las unidades sísmicas 81
IV.1.1.1.2.-Tamaño medio de grano y sus parámetros estadísticos 84
IV.1.1.1.3.-Contenido en carbonatos 86
IV.1.1.2: Análisis paleomagnéticos 86
IV.1.2.- SONDEO T-6 87
IV.1.2.1: Análisis sedimentológicos y geoquimicos 89
IV.1.2.1.1.-Descripción, litología y correlación con las unidades sísmicas 89
IV.1.2.1.2.-Tamaño medio de grano y sus variables estadísticas 90
IV.1.2.1.3.- Contenido en carbonatos 90
IV.1.2.2.-Análisis paleomagnéticos 91
IV.1.3.-SONDEO T-11 93
IV.1.3.1: Análisis sedimentológicos y geoquimicos 93
IV.1.3.1.1.-Descripción, litología y correlación con las unidades sísmicas 93
IV.1.3.1.2.-Tamaño medio de grano y sus parámetros estadísticos 94
IV.1.3.1.3.-Contenido en carbonatos 95
IV.1.3.2.-Análisis paleomagnéticos 96
IV.1.4.-SONDEO T-10 98
IV.1.4.1: Análisis sedimentológicos y geoquimicos 98
IV.1.4.1.1.-Descripción, litología y correlación con las unidades sísmicas 98
IV.1.4.1.2.-Tamaño medio de grano y sus parámetros estadísticos 99
IV.1.4.1.3.-Contenido en carbonatos 99
1V.1.5.-ANÁLISIS MINERALÓGICOS 100
IV.1.6.-LAS UNIDADES Y SU ESTRUCTURACIÓN 101
IV.2.-ENCUADRE CRONOLÓGICO DE LAS UNIDADES 105
IV.2.1.-DATACIONES MEDIANTE CARBONO-14 105
IV.2.2.-DATACIONES MEDIANTE AMINOÁCIDOS 105
IV.2.3.-DATACIONES MEDIANTE PALEOMAGNETISMO 107
IV.2.4.-ESTIMACIÓN DE LA EDAD DE LOS DEPÓSITOS DE ALTO NIVEL A PARTIR DE LOS SONDEOS 107
IV.2.5.- ENCUADRE CRONOLOGICO DE LOS DEPOSITOS NO RECOGIDOS EN LOS SONDEOS 110
IV.3: TASAS DE SEDIMENTACIÓN 113
IV.3.1.-SONDEO T-7 113
IV.3.2.-SONDEO T-6 113
IV.3.3.-SONDEO T-I 1 115

V. ARQUITECTURA DE LOS DEPOSITOS DE ALTO NIVEL DEL MAR 117
V.1: INTRODUCCIÓN 119
V.2: SECUENCIAS DEPOSICIONALES 119
V.2.1.-SECUENCIA DEPOSICIONAL 1 119
V.2.1.1: Los depósitos regresivos 119
V.2.1.Z Los depósitos de bajo nivel del mar 119
V.2.1.3.-Los depósitos transgresivos y de alto nivel del mar 121
V.2.2.-SECUENCIA DEPOSICIONAL 2 121
V.2.2.1.: Los depósitos regresivos 121
V.2.2.2: Los depósitos de bajo nivel del mar 121
V.2.2.3.-Los depósitos transgresivos y de alto nivel del mar 121
V.3.-ARQUITECTURA ASIMÉTRICA DE LOS DEPÓSITOS 121
V.4.-CICLICIDAD: ANÁLISIS DE MÁXIMA ENTROPÍA 123

VI.-EVOLUCIÓN SEDIMENTARIA DE LOS DEPÓSITOS DE ALTO NIVEL HOLOCENOS: MODELO DE ALTA RESOLUCIÓN 129
VI.I.-CAMBIOS CLIMÁTICOS Y DEL NIVEL DEL MAR DURANTE EL HOLOCENO 131
VI.1.1.-ESTADIO ISOTÓPICO 5 131
VI.1.1.1: Subestadio isotópico 5e 131
VI.1.1.2.- Subestado isotópico 5d 131
VI.1.1.3: Subestadio isotópico 5c 131
VI.1.1.4: Subestadio isotópico 5b 131
VI.1.1.5.-Subestadio isotópico 5a 131
VI.1.2. ESTADIO ISOTÓPICO 4 132
VI.1.3.-ESTADIO ISOTÓPICO 3 132
VI.1.4 -ESTADIO ISOTÓPICO 2 132
VI.1.5.-ESTADIO ISOTÓPICO 1 133
VI.2: EVOLUCIÓN DE LOS DEPÓSITOS DE ALTO NIVEL DEL MARGEN SEPTENTRIONAL DEL MAR DE ALBORÁN DURANTE EL HOLOCENO 134

VII.-CONCLUSIONES 141
VII.1: CONCLUSIONES PARCIALES 143
VII.2.-CONCLUSIÓN GLOBAL 145

VIII. BIBLIOGRAFÍA 147

      La estructuración asimétrica de los depósitos está generada por la interacción de varios ciclos, los cuales individualmente no necesariamente tienen que ser asimétricos, aunque sí lo es el resultado de su interacción.

      El modelo de estructuración sedimentaria que se propone en el presente trabajo, ha sido observado en otras áreas deltaicas como Alicante y el Golfo de Cádiz, por lo que se plantea como un modelo «provisional» valido para la correlación estratigráfica con otros depósitos deltaicos, e igualmente para la predicción de los cambios futuros.