We studied various Upper Miocene (Turolian) layers of superimposed soft-sediment deformation structures
induced by liquefaction in the Granada basin (Betic Cordillera). These are principally load structures:
sagging and dome load casts, ball-and-pillow and drop structures. Based on analyses of their morphology
and of the facies, these have been interpreted as being the result of liquefaction of non-cohesive sediments
during earthquakes. The intense synsedimentary fracturing and the presence of seismites highlight the
strongly influence of tectonic activity in the Granada basin during the Late Miocene, with earthquakes of
moderate to high magnitude occurring which were capable of liquefying the sedimen

Alfaro García, Pedro

Galindo Zaldívar, Jesús

Jabaloy, A.

López Garrido, Ángel Carlos

Sanz de Galdeano, Carlos

Arias Montano: Institutional Repository of the University of Huelva

Soft-sediment deformation structures interpreted as seismites in the late Miocene (Turolian) of the Granada basin
(Betic Cordillera)

We studied various Upper Miocene (Turolian) layers of superimposed soft-sediment deformation structures induced by liquefaction in the Granada basin (Betic Cordillera). These are principally load structures: sagging and dome load casts, ball-and-pillow and drop structures. Based on analyses of their morphology and of the facies, these have been interpreted as being the result of liquefaction of non-cohesive sediments during earthquakes. The intense synsedimentary fracturing and the presence of seismites highlight the strongly influence of tectonic activity in the Granada basin during the Late Miocene, with earthquakes of moderate to high magnitude occurring which were capable of liquefying the sediment.Este estudio ha sido financiado parcialmente por los proyectos BTE2001-5230-E y CGL200401636/BTE, y por la Generalitat Valenciana (GRUPOS03/085, OCYT)

Jabaloy, Antonio

López-Garrido, Ángel Carlos

Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante

255IntroducciónLa cuenca de Granada, localizadaen el sector central de la CordilleraBética, es una cuenca intramontañosarellena por rocas de edad MiocenoSuperior, Plioceno y Cuaternario. Du-rante el Mioceno terminal se alcanzanlos máximos valores de subsidencia ysedimentación en la cuenca, y entre elTortoniense terminal y el Mesiniensese  produce  su  cont inenta l izac ión(Rodr íguez-Fernández  y  Sanz  deGaldeano, 2006). Durante el Miocenoterminal (Turoliense), que es el inter-valo estudiado en este trabajo, la se-dimentación está caracterizada pordepósitos de abanicos aluviales en losbordes de la cuenca, con turbiditas ydepósitos lacustres en el sector cen-tral.Las excavaciones realizadas enla nueva autovía Granada-Motril ylas  mejoras  de  la  car re tera  ent reOtura y La Malahá han dejado aldescubierto varios afloramientos derocas del Turoliense. El objetivo deeste trabajo es poner de manifiestola existencia de varios niveles de es-Estructuras sedimentarias de deformación interpretadas comosismitas en el Mioceno Superior (Turoliense) de la cuenca deGranada (Cordillera Bética)Soft-sediment deformation structures interpreted as seismites in the late Miocene (Turolian) of the Granada basin(Betic Cordillera)P. Alfaro (1), J. Galindo-Zaldívar (2), A. Jabaloy (2) , Á.C. López-Garrido (3) y C. Sanz de Galdeano (3)(1) Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, Universidad de Alicante. Ap. 99. E-03080 Alicante, Spain. pedro.alfaro@ua.es(2) Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. Facultad de Ciencias, Campus Fuentenueva s/n. 18002 Granada, Spain. jgalindo@ugr.es /jabaloy@ugr.es(3) Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra. C.S.I.C.-Universidad de Granada. Facultad de Ciencias, Campus Fuentenueva s/n. 18071 Granada, Spain.aclopez@ugr.es / csanz@ugr.esABSTRACTWe studied various Upper Miocene (Turolian) layers of superimposed soft-sediment deformation structuresinduced by liquefaction in the Granada basin (Betic Cordillera). These are principally load structures:sagging and dome load casts, ball-and-pillow and drop structures. Based on analyses of their morphologyand of the facies, these have been interpreted as being the result of liquefaction of non-cohesive sedimentsduring earthquakes. The intense synsedimentary fracturing and the presence of seismites highlight thestrongly influence of tectonic activity in the Granada basin during the Late Miocene, with earthquakes ofmoderate to high magnitude occurring which were capable of liquefying the sediment.Key words: Granada basin, liquefaction, load structures, seismites, synsedimentary faultsGeogaceta, 40 (2006), 255-258ISSN: 0213683XFig. 1.- Mapageológico delárea de estudiocon la localiza-ción de losprincipalesafloramientosde estructurassedimentariasde deformación.Fig. 1.-Geological mapof the study areawith location ofoutcrops of soft-sedimentdeformationstructures.256tructuras sedimentarias de deforma-ción en depósitos del Turoliense quehemos interpretado como resultadode terremotos de magnitud modera-da-alta.Estructuras sedimentarias dedeformaciónLos afloramientos estudiados se loca-lizan a lo largo de la carretera que uneOtura y La Malahá, y en las trincheras dela autovía Granada-Motril localizadas 2km al sur del Suspiro del Moro (Fig. 1).Están constituidos por rocassedimentarias detríticas, de edadTuroliense, que se han depositado en unambiente lacustre y/o lagunar, y en laszonas distales de abanicos aluviales(Rodríguez-Fernández, 1982).Estos afloramientos contienen variosestratos con estructuras sedimentarias deFig. 2.- Fallas normales sinsedimentarias en los depósitos turolienses.Fig. 2.- Synsedimentary normal faults in Turolian deposits.Fig. 3.- A) Columna estratigráfica regional de la cuenca de Granada. 1. Calcarenitas y conglomerados; 2. Margas; 3. Evaporitas; 4. Lutitas ylimo arenoso, arena, conglomerados, yeso e intercalaciones turbidíticas locales (La Malahá); 5. Micritas lacustres. B) Columnas estratigráficasde la unidad turoliense con la localización de las estructuras sedimentarias de deformación: Otura 3 y La Malahá.Fig. 3.- A) Regional stratigraphic section of the Granada basin. 1. Calcarenites and conglomerates; 2. Marls; 3. Massive gypsum and salt; 4. Lutitesand sandy mud, sand, conglomerates, gypsum and locally turbiditic intercalations (La Malahá); 5. Lacustrine micrites. B) Stratigraphic sections ofturolian unit with location of soft-sediment deformation structures: Otura 3 and La Malahá.257deformación. La granulometría de los ni-veles deformados está comprendida prin-cipalmente entre arena media y limogrueso; estas fracciones granulométricasson altamente susceptibles a la licuefac-ción.Además, los sedimentos turoliensesestudiados están afectados por numerosasfallas normales con un espaciado métricoa decamétrico. Las fallas más abundantes,con un salto variable entre pocos centí-metros y varios metros, son normales eindican una dirección de extensión NNE-SSO. En varios afloramientos se observael carácter sinsedimentario de muchas deestas fallas normales que afectan a la par-te baja de la sección y son fosilizadas porlos términos superiores (Fig. 2).Hemos analizado en detalle los aflo-ramientos de Otura 3 y La Malahá por sumayor extensión y por la abundancia deniveles con estructuras sedimentarias dedeformación.El primero de ellos, Otura 3 se locali-za en la carretera Otura-La Malahá, a 2.3km del cruce con la autovía Granada-Mo-tril. El otro afloramiento, La Malahá, seencuentra a 4.8 km de la autovía, siguien-do la carretera hacia La Malahá y toman-do el desvío hacia la planta de reciclajede basura (Fig. 1).En el afloramiento de Otura 3 se ob-servan 28 metros de sedimentosdetríticos: arenas y lutitas, con alguna in-tercalación de microconglomerados. Sehan reconocido diecisiete niveles defor-mados (Fig. 3). Las estructuras de defor-mación principales presentes en este aflo-ramiento son estructuras de carga (Fig. 4),principalmente de morfología combada yalgunos niveles de bolas y estructurasalmohadilladas (sensu Anketell et al.,1970; Allen, 1982; Alfaro et al., 2000).Las estructuras de carga son ondula-ciones del contacto entre dos términos dediferente densidad que tienen continui-dad lateral. En este caso la diferencia dedensidad es debida a la granulometría; lamayoría de las estructuras de carga des-critas se desarrollan en niveles de arenamedia sobre limo arenoso o arena muyfina. Las dimensiones varían entre 5 y 50cm, aunque en algún nivel se ha observa-do alguna estructura que alcanza un me-tro de anchura. Predominan las estructu-ras de carga de morfología combada; estetipo de estructuras tienen una morfologíasemiesférica con la parte convexa dirigi-da hacia muro; entre dos lóbulos lalaminación describe un ángulo agudo di-rigido hacia techo.Aunque con menor abundancia, envarios niveles situados en la parte alta dela serie estratigráfica también se observanestructuras almohadilladas de entre 10 y50 cm de anchura. Están caracterizadasporque el término superior pierde su con-tinuidad y forma cuerpos de morfologíaredondeada aislados en el seno del térmi-no inferior.En el afloramiento de La Malahá, sehan estudiado 29 metros de serie consti-tuida por depósitos detríticos de arenamedia y fina, y limos arenosos con algúnnivel de conglomerados. Han sido reco-nocidos 6 niveles con estructurassedimentarias de deformación. Las es-tructuras más abundantes son estructurasde carga onduladas y combadas entre 10y 100 cm. En uno de los niveles situadoen la parte inferior de la serie tambiénexisten estructuras almohadilladas de are-na fina rodeadas por una matriz de arenalimosa; estas estructuras almohadilladastienen una anchura que oscila entre 10 y30 cm. Finalmente, en la parte intermediade la serie también se observan estructu-ras en gota (sensu Anketell et al., 1970;Alfaro et al., 2000) en varios niveles dearena fina. Este tipo de estructuras tienenuna morfología subesférica, similar a lasalmohadilladas, pero sin llegar a perdertotalmente su continuidad con el nivel su-perior.Además de estos dos afloramientosprincipales, en casi todas las trincherasabiertas a lo largo de la carretera Otura-LaMalahá en las que aflora esta unidad deedad Turoliense se observan estructuras dedeformación. Aparte de las estructuras com-Fig. 4.- A. Estructuras de carga en el afloramiento de Otura 3. B) Estructuras de carga com-badas en el afloramiento de La Malahá.Fig 4.- A. Two superimposed layers with load structures at the Otura 3 outcrop. B) Sagging loadcasts at the La Malahá outcrop.258badas también se observan algunas conmorfología en domo (sensu Anketell et al.,1970; Alfaro et al., 2000). Estas estructurasestán caracterizadas por morfologías inver-tidas a las combadas; los niveles deforma-dos con morfología subesférica tienen suparte convexa dirigida hacia techo.Discusión y conclusionesLas estructuras de carga descritas enlos sedimentos turolienses de la cuencade Granada se han formado por la licue-facción de sedimentos con un gradientede densidad invertido: una unidadsedimentaria (constituida por una o va-rias capas) de mayor densidad se apoyasobre otra de densidad inferior (menorgranulometría). Cuando los sedimentoscon esta inestabilidad gravitacional(sensu Allen, 1982; Owen, 1987) pier-den su resistencia a la cizalla por licue-facción se  produce un reajus tegravitacional en la inferfase entre lasdos unidades de distinta densidad.La ondulación de la interfase de lasunidades de diferente densidad puedevariar desde muy suave, formándose es-tructuras de carga poco perceptibles,hasta muy acentuadas. Si la deforma-ción es todavía más intensa pueden for-marse estructuras con morfología engota (Anketell et al., 1970) que no lle-gan a perder su continuidad con el nivelsuprayacente. Si el proceso es suficien-temente intenso puede romperse la uni-dad superior formándose estructuras decarga almohadilladas y estructuras deescape de fluidos.Son varios los mecanismos capacesde producir la licuefacción del sedi-Fig. 5.- Esquema que muestra la relación entre las estructuras sedimentarias de deformación ylas fallas normales sinsedimentarias en depósitos turolienses (afloramiento de La Malahá).Fig 5.- Sketch showing soft-sediment deformation structures and synsedimentary normal faultsin Turolian deposits (La Malahá outcrop).mento (Allen, 1982; Owen, 1987; entreotros). Pueden ser mecanismos ligadosa la propia dinámica del ambientesedimentario (corrientes tractivas sobreel sedimento, sedimentación súbita,condiciones artesianas, oleaje de tor-menta, entre otros) o mecanismos exter-nos al ambiente sedimentario (princi-palmente terremotos).En este tipo de ambientes continen-tales (lacustres, lagunares y faciesdistales de abanicos aluviales), los pro-cesos más comunes capaces de defor-mar el sedimento por licuefacción estánrelacionados con condicionesartesianas, y con procesos de sedimen-tación rápida (sobrecarga) altamenteenergéticos. Los procesos artesianosproducen habitualmente estructuras deescape de f luidos con morfologíatubular,  t ipo chimenea,morfológicamente muy diferentes a lasestructuras de carga descritas en este tra-bajo. En cuanto a los procesos de sedi-mentación en masa, pueden explicar laformación de algunas de las estructurasdescritas en este trabajo. Sin embargo, esmuy poco probable que hayan generadola totalidad de estructuras sedimentariasde deformación ya que, desde un puntode vista sedimentológico, la mayoría dedepósitos son de baja energía, constitui-dos por facies finamente laminadas queno han sido depositadas súbitamente.Para que este proceso sedimentario de-forme el sedimento deben coexistir lassiguientes condiciones: a) el depósitodebe tener un espesor considerable ca-paz de incrementar la presión intersticialdel sedimento infrayacente, y sobre tododebe ser instantáneo para producir licue-facción, b) el sedimento infrayacentedebe estar muy poco consolidado y teneruna granulometría muy poco permeable(preferentemente arcilla y limo fino)para que la sobrepresión intersticial pro-vocada por la sedimentación en masa nose disipe rápidamente. Sin embargo, enel área de estudio existen muchas estruc-turas desarrolladas en sedimentos areno-sos que, debido a su elevada permeabili-dad, son muy poco susceptibles a defor-marse por sobrecarga.Considerando que los sedimentos es-tudiados son altamente susceptibles a lalicuefacción y que la cuenca de Granadaestaba sometida durante el Mioceno Su-perior a una intensa actividad tectónica(Rodríguez-Fernández, 1982), puestatambién de manifiesto por la existencia denumerosas fallas sinsedimentarias (Fig.5), el origen más probable de estas estruc-turas sedimentarias de deformación sonterremotos de magnitud moderada-alta.Por tanto, este tipo de estructuras de de-formación ponen de manifiesto la ocu-rrencia de terremotos de magnitud > 5durante el Mioceno Superior en la cuencade Granada.AgradecimientosEste estudio ha sido financiado par-cialmente por los proyectos BTE2001-5230-E y CGL200401636/BTE, y por laGeneralitat Valenciana (GRUPOS03/085, OCYT).ReferenciasAlfaro, P., Estévez, A., Moretti, M. y So-ria, J.M. (2000). Revista de la SociedadGeológica de España, 13, 79-89.Allen, J. R. L. (1982). Sedimentary struc-tures: their character and physical ba-sis. Elsevier, Vol. II, 663 p.Anketell, J. M., Cegla, J. y Dzulinsky, S.(1970). Annales de la Société Géologi-que de Pologne, 1,  XL, 3-30.Owen, G. (1987). En: Deformation of Se-diments  and Sedimentary  Rocks (M.E. Jones y R. M. F. Preston, Eds.). Geo-logical Society of London, Special Pu-blication, 29, 11-24.Rodríguez-Fernández, J. (1982). El Mio-ceno del sector central de las Cordille-ras Béticas. Tesis Doctoral, Univ. deGranada, 224 p.Rodríguez-Fernández, J. y Sanz de Gal-deano, C. (2006). Basin Research, 18,85-102.

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Soft-sediment deformation structures interpreted as seismites in the late Miocene (Turolian) of the Granada basin (Betic Cordillera)

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