Recent and active tectonics of the central-eastern Betic Cordillera Internal Zone and comparison with the External Zone front

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Martinez, Manuel

2018-A
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Resumen

El estudio de las cuencas intramontañosas del Sur de Sierra Nevada y del frente de la Zona Externa de la Cordillera Bética centro-oriental aporta nuevos datos esenciales para entender la evolución tectónica alpina del Mediterráneo occidental. Este trabajo de investigación integra nuevos datos geológicos, geofísicos y geodésicos para contribuir a los principales modelos geodinámicos propuestos para el desarrollo del Arco de Gibraltar.
El relieve actual de la Cordillera Bética comenzó su desarrollo en el Serravalliense tardío debido a la convergencia entre África y Eurasia. Este contexto indujo el desarrollo de estructuras tectónicas que aislaron las cuencas intramontañosas, tales como el Corredor de la Alpujarra, la cuenca de tabernas o la cuenca de Gádor-Almería. La cuenca de Alhabia se formó por la interacción de estas tres cuencas intramontañosas y presenta un depocentro en forma de cruz donde un sinforme E-O fallado es intersectado por fallas normales NO-SE. La interacción de cuencas intramontañosas ayuda a aclarar los efectos de la rotación antihoraria de la convergencia entre África y Eurasia.
Pliegues y fallas activos acomodan las deformaciones actuales. Nuevos datos de CGPS muestran un desplazamiento regional hacia el Oeste con tasas más altas hacia los vértices más occidentales. Además, los vértices meridionales sufren un desplazamiento hacia el Suroeste que se acomoda por fallas normales E-O y NO-SE al Sur de Sierra Nevada. Estas fallas están contribuyendo al desmantelamiento de una corteza engrosada en el contexto de la convergencia actual N-S a NO-SE. En este contexto, los grandes pliegues E-O de la Zona Interna pararon su actividad mientras que las nuevas direcciones de convergencia favorecen el desarrollo de pliegues NE-SO. Estas estructuras son responsables de los mayores relieves de la Península Ibérica en la zona occidental de Sierra Nevada.
En los bordes sur y oeste de Sierra Nevada se encuentran varias fallas activas. La zona de falla de Laujar, orientada E-O, se encuentra en la zona central del Corredor de la Alpujarra. Muestra una extensión relativa N-S de acuerdo con estrías en buzamiento recientes y con datos de CGPS. Esta zona de falla evidencia el colapso gravitacional de Sierra Nevada mientras las regiones más al Sur se pliegan por un acortamiento NO-SE. La falla normal de Padul tiene un importante papel en la deformación regional, ya que acomoda la mayor parte de la extensión NE-SO actual en el margen suroccidental de Sierra Nevada. De acuerdo con la longitud de la falla, sería esperable un terremoto de hasta 6 grados de magnitud. Sin embargo, la ausencia de eventos sísmicos históricos sugiere que la Falla de Padul sufre una deformación por arrastre más que sísmica.
En la costa norte del Mar de Alborán, plataformas de abrasión costeras enterradas se correlacionan con terrazas marinas offshore. Su origen es consecuencia de cambios en el nivel del mar más que de desplazamientos verticales.
El frente externo se formó con orientaciones NNE-SSO y aproximadamente E-O, ambas separadas por la falla de Tíscar. Mientras que el frente NNE-SSO de Sierra de Cazorla es relativamente recto, el frente E-O en el área de Jódar es altamente sinuoso debido al desplazamiento heterogéneo del cinturón de pliegues y cabalgamientos sobre el nivel de despegue principal. En la actualidad, la actividad tectónica en esta zona se relaciona con una extensión E-O acomodada por fallas normales NO-SE.
Todos estos datos apoyan una subducción activa con roll-back asociado en el Arco de Gibraltar.

Abstract

The study of the intramontane basins southward Sierra Nevada together and the central-eastern Betic Cordillera External Zone Front provides new essential data to understand the western Mediterranean alpine tectonic evolution. This research integrates new acquired geological, geophysical and geodetical data to contribute to the main geodynamic models proposed for the Gibraltar Arc development.
The Betic Cordillera present-day relief begun to develop since the late Serravalian due to the Africa-Eurasia convergence. This setting induced the development of tectonic structures that isolated the intramontane basins as the Alpujarran Corridor, the Tabernas basin or the Gádor-Almería basin. Alhabia basin was formed by the interaction of these three basins and shows a cross-shaped depocentre were a faulted E-W synform is intersected by NW-SE normal faults. The intramontane basins interaction helps to unravel the effects of the Neogene-Quaternary counter-clockwise rotation in the convergence setting between Africa and Eurasia.
Active folds and faults accommodate the present-day deformations. New CGPS data show a present-day regional westward displacement with higher rates in the western sites. In addition, the southern sites undergo a south-westward displacement accommodated by the E-W and NW-SE normal faults south of Sierra Nevada. These faults are contributing to the dismantling of a thickened crust in the frame of the current N-S to NW-SE convergence. In this setting, the large E-W folds of the Internal Zone stopped their activity whilst the new convergence setting favours the developing of NE-SW folds. These structures are responsible of the highest ranges of the Iberian Peninsula in westernmost Sierra Nevada.
Several active faults are located south and west the Sierra Nevada edges. The E-W oriented Laujar Fault Zone is located in the Alpujarran Corridor central part. It shows a N-S relative extension according to recent dip-slip striations and CGPS data. This fault zone evidences the gravitational collapse of Sierra Nevada whilst the southern region is folded by NW-SE shortening. The Padul normal fault plays an important role in the regional deformation since it accommodates most of the present-day NE-SW extension in the south-western end of Sierra Nevada. According to the fault length, a maximum 6 magnitude earthquake might be expected. However, the absence of historical seismic events suggests a creep activity rather than seismic activity for the Padul Fault.
In the Alborán Sea northern coast, buried marine-cut terraces onshore are correlated with marine terraces offshore. Their origin is consequence of sea-level changes rather than tectonic vertical displacements.
The External Zone front developed with NNE-SSW and roughly E-W orientations separated by the Tíscar Fault. Whilst the NNE-SSW oriented front in Sierra de Cazorla is relatively straight, the roughly E-W front in the Jódar area is highly sinuous due to heterogeneous displacement of the fold-and-thrust belt on the main detachment level. At the present-day, tectonic activity in this area is related to an E-W extension accommodated by NW-SE normal faults.
All the data support an active subduction with associated roll-back in the Gibraltar Arc.

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Conclusiones