Evidence for coseismic events of recurrent prehistoric deformation along the Alhama de Murcia fault, southeastern Spain

The Alhama de Murcia fault is a 85 km long oblique-slip fault, and is related to historical and instrumental seismic activity. A paleoseismic analysis of the Lorca-Totana sector of the fault containing MSK I=VIII historical earthquakes was made in order to identify and quantify its seismic potential. We present 1) the results of the neotectonic, structural and geomorphological analyses and, 2) the results of trenching. In the study area, the Alhama de Murcia fault forms a depressed corridor between two strands, the northwestern fault with morphological and structural features of a reverse component of slip, bounding the La Tercia range to the South, and the southeastern fault strand with evidence of sinistral oblique strike-slip movement. The offset along this latter fault trapped the sediments in transit from the La Tercia range towards the Guadalentín depression. The most recent of these sediments are arranged in three generations of alluvial fans and terraces. The first two trenches were dug in the most recent sediments across the southeastern fault strand. The results indicate a coseismic reverse fault deformation that involved the sedimentary sequence up to the intermediate alluvial fan and the Holocene terrace deposits. The sedimentary evolution observed in the trenches suggests an event of temporary damming of the Colmenar creek drainage to the South due to uplifting of the hanging wall during coseismic activation of the fault. Trench, structural and sedimentological features provide evidence of at least three coseismic events, which occurred after 125,000 yr. The minimum vertical slip rate along the fault is 0.06 mm/yr and the average recurrence period should not exceed 40,000 yr in accordance with the results obtained by fan topographic profiling. Further absolute dating is ongoing to constrain these estimates.Se presentan los primeros resultados del estudio paleosísmico del sector Lorca-Totana (con terremotos históricos de I=VIII) de la falla de Alhama de Murcia, de deslizamiento direccional oblícuo sinestroso, para caracterizar su potencial sísmico. Esto incluye: 1) resultados del estudio neotectónico, estructural y geomorfológico y 2) primeros resultados obtenidos en trincheras. El área estudiada muestra dos zonas de falla, la noroeste, que limita la sierra de la Tercia, con morfología y estructuras típicas de movimiento inverso, y la sureste con evidencias de deslizamiento direccional sinestroso, separadas por un corredor deprimido. La actividad de estas fallas ha atrapado en el corredor gran cantidad de sedimentos en su transporte hacia la depresión del Guadalentín, los más recientes de los cuales se organizan en tres generaciones de abanicos aluviales y terrazas. Las dos trincheras se ex c avaron en los sedimentos de la generación intermedia de abanicos aluviales y en la de terrazas más recientes deformados por la falla sureste. Los primeros resultados indican deformación cosísmica con deslizamiento inverso. Se interpreta también un bloqueo temporal del drenaje hacia el sur de la rambla de El Colmenar debido al levantamiento del bloque superior de la falla en un proceso cosísmico. Se describen evidencias de hasta tres paleoterremotos que, en un primer análisis sin datos de edad absoluta, habrían tenido lugar posteriormente a 125.000 años. La velocidad de deslizamiento no sería inferior a 0,06 mm/a y el período de recurrencia no sería mayor a 40.000 años. Estos primeros datos se podrán ajustar mediante dataciones absolutas que están en curso

Effects of repeated paleoearthquakes on the Alhama de Murcia Fault (Betic Cordillera, Spain) on the Quaternary evolution of an alluvial fan system

In this work we present a study of an alluvial fan system, which is affected by the Quaternary activity of the leftlateral, reverse Alhama de Murcia Fault (Betic Cordillera). Paleoseismic studies in this area yield data that can be compared and correlated with the morphologic and tectono-sedimentary evolution of the alluvial fan. The spatial arrangement of the sedimentary alluvial fan units near the fault zone, shown in trenches, is controlled by the recurrent reverse, left-lateral coseismic events. We analysed the morphology of the drainage network using a 1:5000 scale orthoimage to identify and measure horizontal deflections along the fault. The channel pattern analysis allowed us to estimate the average horizontal slip rate of the SAMF for the last 130 ka. This value is 0.21 mm/a, which is slightly higher than the range of values obtained by trenching analysis for the last 30 ka, (0.06 to 0.15 mm/yr). The interpretation of the stratigraphic sequence exposed along the trench walls constrained the occurrence of at least two surface faulting earthquakes during the last 30000 years. The most recent event happened after the El Saltador Creek dissected the alluvial fan. The penultimate event occurred while the alluvial fan was still active

Seismotectonic and geologic characterization of the february 1999 Mb: 4,8 Mula earthquake using geological data, seismological data and RADAR interferometry (INSAR)

La secuencia sísmica de Mula (Murcia) iniciada el 2 de Febrero de 1999 con un terremoto máximo de Mb: 4,8 alcanzó una intensidad MSK máxima de VI-VII causando numerosos daños materiales. Los datos sismológicos existentes hasta la fecha, y concretamente la profundidad hipocentral y los mecanismos focales difieren de forma significativa en función del método de cálculo usado. En este trabajo se ha utilizado una técnica novedosa como es la interferometría de RADAR (INSAR) con el fin de identificar posibles deformaciones superficiales asociadas el terremoto que ayuden a identificar la fuente sismogenética. La combinación de los resultados obtenidos con esta técnica unidos a los datos geológicos de superficie apunta, como fuente más probable, a la reactivación de la falla de Crevillente con una componente de desgarre importante y con un epicentro somero (profundidad inferior a 10 km).The 1999 Mula (Murcia) seismic sequence started in February 2nd with a Mb: 4.8 mainshock, that reached a MSK intensity VI-VII. This earthquake produced significant economic losses in the region. The seismological data available to date give different focal mechanisms and different focal depths depending on the applied method. In this work we used a modern technique as RADAR interferometry (INSAR) with the aim to identify coseismic surface displacements linked with the Mula earthquake. The correlation of the results from RADAR interferometry with geological data support a reactivation of the Crevillente fault, with a high strike-slip component and a shallow hipocenter (less than 10 km), as the more likely seismic source.Depto. de Geodinámica, Estratigrafía y PaleontologíaFac. de Ciencias GeológicasTRUEEspaña. Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnologíapu

Evolución microestructural de rocas cuarzo-feldespáticas como resultado del aumento de la deformación en la milonita de Toledo.

[ES] La banda de milonita de Toledo responde a una zona de cizallamiento dúctil, la cual se desarrolló al final de la orogenia hercinica. Esta zona de cizalla separa rocas migmatíticas de una cobertera de metasedimentos del Paleozoico inferior y rocas graníticas. Al norte de la zona de cizalla de Toledo, las migmatitas de facies anfibolita han experimentado deformación dúctil, resultando, finalmente, en milonitas. En este trabajo se presta atención a las texturas y microestructuras que se desarrollan en las migmatitas como resultado de combinados mecanismos de deformación dúctil y frágil. Cuatro estados de deformación han sido seleccionados sobre la base del tamaño de grano del cuarzo. Para la descripción de la evolución microestructural con el aumento de la deformación en migmatitas, se exponen las microestructuras características y rasgos ópticos de deformación de los diferentes minerales para cada uno de estos estados. Un estudio comparativo entre el comportamiento mecánico del cuarzo y el feldespato fue también llevado a cabo, indicando que bajo condiciones de facies metamórfica de los esquistos verdes, el contraste entre el comportamiento dúctil del cuarzo y el comportamiento frágil del feldespato es un factor esencial, controlando los procesos de deformación en la zona de cizalla de Toledo.[EN] The Toledo mylonite belt respond to ductile shear zone which developed during the final tectonic event in the hercinian orogenic. This shear zone separates migmatites rocks from lower Palaeozoic metasediments cover and granitic rocks. On the north side of the Toledo shear zone, the amphibolite facies migmatites have undergone ductíle deformation resulting ultimaíely in mylonites. In the present study, attention is given to the textures and microstructures which develqped in the migmatites as result from combined ductile an brittle deformation mechanisms. Four stages have been selected on the basis of quartz grain size. Por a description of the microstructural evolution in the migmatites with increasing strain, the different minerals show characteristic microstructures and optical straín features in each of these stages. A comparative study between the mechanical behaviour of quartz and feldspars was also made, indicating that, under green-schist facies metamorphic conditions, the contrast between the ductile behaviour of quartz and the brittle behaviour of feldspars is the essential factor controlling deformation processes in the Toledo shear zone.Peer reviewe

Uso de deformaciones de travertinos para caracterizar la actividad paleosísmica de una falla oblícua activa: la falla de Alhama de Murcia (Cordilleras Béticas, España)

[EN] A preliminary paleoseismic study of travertine deposits cut by an active oblique-slip fault is presented. The Alhama de Murcia fault a ffects late Pleistocene and Holocene trave rtine deposits along the Lorca-Totana segment. Travertines along oblique-slip (reverse - sinistral) active faults have not been reported. On the Alhama de Murcia fault, CaCO3 rich springs are linked to an extensional step-over and to releasing fault junctions in a reverse-sinistral fault zone. The sampling methodology for U/Th dating employed to avoid contamination (by choosing material from a geochemical closed system) is described. A petrographic analysis is necessary to ensure the quality of the samples. Terrace - mound, fissure-ridge, eroded sheets and range-front trave rtine deposits occur in the Alhama de Murcia fault zone. At Carraclaca a 15 m amplitude monocline fold was formed by the reverse movement of this fault which has been active since the late Pleistocene. The first available absolute ages for deformed and undeformed trave rtines yield a ve rtical slip rate of 0.08 mm/yr. It is possible to estimate 4818 yr of recurrence time for the northern branch given the slip per event on alluvial deposits in the southern branch of the Alhama de Murcia fault.[ES] En este trabajo se presenta un estudio paleosísmico preliminar de la actividad recurrente de una falla activa de carácter oblicuo: la falla de Alhama de Murcia que afecta depósitos de trave rtinos de edad Pleistoceno superior a Holoceno a lo largo del segmento Lorca-Totana. Se trata de un caso no muy común de travertinos generados a partir de surgencias asociadas a una falla con movimiento de componente predominantemente inversa. En este caso, las surgencias de aguas ricas en CaCO3 aparecen asociadas a zonas de solape extensional y a intersecciones de fallas dentro de una zona de falla inverso-direccional. Asimismo, se describe y analiza la metodología usada para la selección de las muestras utilizadas para su datación mediante el método del U/Th, con el fin de evitar posibles contaminaciones y obtener así edades absolutas finales representativas. La datación de travertinos puede realizarse con exactitud y suficientes garantías si se pone atención en la selección y el análisis petrográfico de las muestras con el fin de seleccionar carbonatos que hayan precipitado en un sistema lo más geoquímicamente cerrado posible. A lo largo de la traza de la falla de Alhama de Murcia se han observado trave rtinos de terraza, trave rtinos fisurales formando crestas, trave rtinos laminares erosionados y trave rtinos frontales. El movimiento inverso de la falla ha producido un pliegue monoclinal de 15 m de amplitud en el área de Carraclaca, que ha ido creciendo durante el Pleistoceno superior y Holoceno. Las primeras edades absolutas disponibles de los trave rtinos afectados y no afectados por este pliegue indican una tasa de movimiento vertical de 0,08 mm/a. Utilizando valores de deslizamiento por evento equivalentes a los observados en los depósitos aluviales de la rama sur de la falla de Alhama de Murcia (42 cm) podemos estimar valores de intervalos de recurrencia próximos a 4.818 años.This work was supported by research project AMB97-0523 : "Analysis of active tectonics and seismic hazard assessment in the region of Murcia", C.I.C.Y.T. We are indebted to Y es Quinif for useful comments on the analytical aspects of the dating method and to Eulàlia Masana and Pa blo Silva for critical ly reviewing the manuscript.Peer reviewe

Marco geológico de los yacimientos de sulfuros de Aznalcollar (región oriental de la banda piritosa ibérica)

[Resumen] El presente trabajo concierne a la aplicación de estudios geo16gicos y tectónicos en la prospección minera de determinadas masas de sulfuros en Aznalcollar, región oriental de la Banda Piritosa Ibérica. Del análisis de datos petrológicos, sedimentarios y tectónicos, se ha podido establecer: 1°) El control estratigráfico y las facies favorables de las rocas encajantes de las masas de sulfuros. 2°) La estructura imbricada como resultado de deformación polifásica. Se describe las diferentes relaciones entre el plegamiento y cabalgamiento 3°) Secuencia litoestratigráfica del complejo volcánico sedimentario de la zona, a partir del cual, las masas de sulfuros al sur (Higuereta-Cuchichón) y la del norte (Caridad) corresponden a un mismo horizonte mineralizado.[Abstract] The present work is concerned to the application of the geological-tectonic studies on mining prospection of specifyed massive sulphide orebodies from Aznalcollar area, eastern region of the Iberian Pyrite Belt. Analyses of petrological, sedimentary, and tectonic data, habe make known : 1°) The lithostratigraphic controls and favourable facies of the close host-rocks.2°) The imbricated structure as result of poliphase deformation, in wichthe relationships between folding and thrusting are debated. 3°) .Lithostratigraphic secuence of volcanic-sedimentary complex, in wich massive sulphi de orebodies on the north side of the Aznalcollar area (Caridad Mine) and (Higuereta-Cuchich6n Mines) to the south, are related to the same volcanic-sedimentary layer

Reactivation of the Alhama de Murcia fault (sector of Lorca-Totana): kinematics and stress-field from the Messinian to the present

In this work we analyze the kinematics of the Alhama de Murcia fau/t and Other fracturation systems in the area of Lorca-Totana. An alternance of NW-SE to NNE-SSW shortening directions can be identified from the Messinian to the present This seems to be a consequence of intermitent activity along the Palomares fault (NNE-SSW), inducing changes in the trajectories of the NW-SEdirected regional stress fiel

Neotectonic implications of the (1993-1994) Adra seismic sequence: example of a Compound Earthquake

In this work has been analysed the 1993-1994 Adra seismic sequence characterized by two mainshocks of magnitude 5.0 and 4.9. The local neolectonic, aftershock distribution and fault plane solutions are performed and we find significant relations between them this seismic sequence respond to a "compound earthquake mechanism " caused by the reactivation of a N 170 E fault (second mainshock mb: 4.9) as a result of the first main shock ( mb: 5.0) asociated to a N 135 E oblique slip fault. The aftershock activity is acumulated into a fault bounded crustal block as a result of the field stress readjustment and changes in the pore pressure triggered off by the two mainshock

Rocas miloníticas indicadoras de la deformación progresiva en la zona de cizalla hercínica de Juzbado-Penalva do Castelo

RESUMEN: En el presente trabajo se presta atención a los efectos de la zona de cizalla dúctil de Juzbado-Penalva do Castelo sobre las estructuras resultantes de la tectónica polifásica hercínica y granitoides. Se describen rotaciones de estratos a partir de su orientación original y de ejes-b de pliegues de las principales fases de plegamiento. A fin de contribuir al conocimiento de las variaciones de las texturas y microestructuras con la deformación, se establecen secuencias miloníticas como resultado del cizallamiento de los granitoides. Los cambios microestructurales de sus componentes incluyen: para el cuarzo, reducción del tamaño de grano durante la recristalización; en el feldespato potásico, fracturación, granulación seguida de incipiente recristalización; en la plagioclasa, deformación de maclas y fragmentación; en la biotita, planos de kink y recristalización