Recent tectonic evolution of the Alboran ridge and Yusuf regions

Resumen

RESUMEN Para caracterizar la evolución de los sectores central y suroriental de la Cuenca del Mar de Alboran se ha usado una extensa base de datos que consiste en perfiles sísmicos monocanal y multicanal, información bioestratigráfica y diagrafías procedentes de pozos cercanos perforados por DSDP, ODP y comerciales. También se han empleado datos de batimetría multihaz, perfiles acústicos de alta resolución (TOPAS), distribución de la sismicidad y mecanismos focales. Se ha documentado la evolución desde una cuenca extensional miocena hasta formar complejas sub-cuencas compartimentadas dominadas por fallas de salto en dirección e inversas durante el Plio-Cuaternario. Este estudio determina que la deformación continua de la cuenca se distribuye heterogéneamente en el espacio y el tiempo. Las fallas normales miocenas de alto ángulo y orientación principal NE-SO, los bloques basculados de basamento y las geometrías de crecimiento en sedimentos formado cuñas, sugieren un rifting con moderadas tasas de extensión y cuya dirección de extensión predominante fue NO-SE. En esta etapa se formaron depocentros miocenos con espesores máximos de unos 2.5 a 3 km. Durante la crisis de salinidad messiniense, una intensa erosión y subsidencia local dieron lugar a la formación de pequeñas cuencas con sedimentación marina somera y lacustre. Estas cuencas son comparables a las cuencas marginales aisladas durante la misma época que han sido estudiadas previamente en las Béticas. A lo largo del Plio-Cuaternario, la cuenca del Mar de Alborán experimentó una compleja interacción entre la tectónica, el aporte sedimentario desde las montañas Béticas y el Rif que la rodean, las estructuras previas y las intrusiones magmáticas miocenas. Durante el Plio-Cuaternario la deformación predominante fue el acortamiento de dirección NO-SE, que resultó de la convergencia entre las placas Africana y Euroasiática. Esta deformación coexistió con la subsidencia térmica y reactivó algunas de las estructuras extensionales produciendo fallas inversas y pliegues. Tres fases principales de acortamiento se han reconstruido en esta cuenca, con edades del Plioceno Inferior (~5.33 a 4.57 Ma), el Plioceno Superior (~3.28 a 2.45 Ma) y el Pleistoceno más temprano (~1.81 a 1.19 Ma). La Cresta de Alborán de orientación SO-NE, que es el rasgo más prominente en el Mar de Alborán (>130 km de longitud), acomodó la mayor parte del acortamiento en estas etapas o pulsos de deformación. La mayoría del levantamiento de este relieve ocurrió durante el Plioceno Superior, coincidiendo con una rotación del vector de convergencia de placas entre Eurasia y África que cambió de NO-SE a ONO-ESE. Esta fase también causó transtensión entre algunos segmentos de fallas solapantes a lo largo de la zona de falla de Yusuf, de orientación ONO-ENE, que es sub-paralela al vector de convergencia de placas durante esa época. En la Cuenca del Mar de Alborán ocurrió una inversión tectónica de edad fundamentalmente Plio-Cuaternaria. Este proceso fue parcial y afectó sólo a algunas de fallas miocenas de dirección NE-SO que tenían una orientación sub-perpendicular respecto a la convergencia entre las placas Africana y Euroasiática y cuya orientación predominante durante el Plio-Cuaternario fue NO-SE. Por ejemplo, una inversión tectónica positiva ocurrió a lo largo del sector occidental de la cresta de Alborán. Al mismo tiempo, se generaron otras fallas inversas nuevas y buzantes al sur en el talud nororiental de la cresta, donde las intrusiones magmáticas previas (miocenas) parecen haber constituido dominios competentes y de mayor resistencia, favoreciendo que las deformaciones se concentraran allí. En la actualidad, las zonas de falla de la Cresta de Alborán y Yusuf deforman el fondo marino del Mar de Alborán. Estas dos zonas de falla están conectadas, formando una amplia zona de deformación de decenas de kilómetros de anchura que muestra una geometría compleja con distintos segmentos de falla activos y pliegues en relevo. Las fallas inversas y los pliegues asociados tienen orientación SO-NE a lo largo de la cresta de Alborán y cambian progresivamente de orientación hasta adquirir dirección ONO-ESE hacia el Escarpe de Yusuf. Las deformaciones transtrensivas dextras allí producen actualmente fallamiento y subsidencia en la cuenca pull-apart de Yusuf. Toda esta banda de deformación tiene asociada una sismicidad dispersa incluyendo algunos terremotos de magnitud moderada (Mw > 4). La zona de falla de Al-Idrisi se ha identificado como una banda estrecha de orientación SSO-NNE con pliegues y fallas inversas, que corta el extremo occidental de la Cresta de Alborán y continúa hacia el norte deformando el Alto de Djibouti. Esta estructura concentra la mayor parte de la sismicidad de la corteza superior en la región, definiendo una zona de falla sismogénica con movimiento sinistro, que conecta hacia el sur con el enjambre sísmico de Alhucemas y representa un potencial riesgo sísmico. En el Alto de Djibouti existen otras fallas activas que forman dos sistemas de fallas conjugados localizados en la terminación suroccidental de la falla de Carboneras. Un sistema tiene orientación NNE-SSO y movimiento predominantemente izquierdo, similarmente a la falla de Al-Idrisi. El otro sistema comprende fallas de orientación NO-SE con una componente dextra dominante. Los deslizamientos enterrados y recientes que han sido encontrados a lo largo de la Cresta de Alborán y el Escarpe de Yusuf son signos claros de inestabilidades submarinas en estas zonas de falla sísmicamente activas. Algunos depósitos transportados en masa (mass-transport deposits, MTD) están compuestos internamente por varios lóbulos de facies caóticas superpuestos y separados por capas de sedimentos hemipelágicos que los recubren. Estas observaciones indican conjuntamente que los procesos de inestabilidad son recurrentes a lo largo del Plio-Cuaternario y fueron probablemente desencadenados por terremotos ligados a pulsos tectónicos de fallas activas, al menos desde el Plioceno. La distribución actual de la deformación en el área de estudio se asemeja a aquella existente a lo largo del margen argelino. Toda la región comprende diferentes segmentos en acortamiento de orientación NE-SO, con longitudes entre 125 y 180 km, que son desplazados por varias fallas transfer de salto en dirección dextras y orientación NO-SE a ONO-ESE. Estas estructuras de salto en dirección transfieren las deformaciones compresivas entre los distintos segmentos NE-SO. Todas estas estructuras son zonas de falla con una larga historia que se formaron durante la apertura miocena de las cuencas Argelina y de Alborán y que después fueron reactivadas y localmente invertidas. La estructuras y la geometría de las cuencas heredadas de épocas pre-messinienses ha dado lugar a una partición de la deformación posterior y ha controlado la subsidencia y el levantamiento en las cuencas desde el Plioceno a la actualidad. Hacia el Oeste, algunas de las estructuras Miocenas heredadas, como las fallas normales residuales que limitan el Alto de Djibouti y las estructuras NE-SO parcialmente reactivadas a lo largo de la cresta de Alborán, son cortadas por la falla de Al-Idrisi que es más reciente. Esta falla se formó durante el Plioceno y continuó siendo activa hasta la actualidad. La falla de Al-Idrisi contribuye a particionar la deformación actual y su cinemática de salto en dirección izquierda favorece el escape lateral de la parte frontal del Arco de Gibraltar hacia el Suroeste.