In the Alicante city and surrounding sectors the uppermost par t of the Messinian sequence (MII unit) is
characterized by the stacking of shallowing upward cycles. The complete cycle star ts with beach sandstones
and ends with lagoonal marls which contains ostracods (Cyprideis), benthic forams (dominated by the
genus Ammonia) and chara algae. This fossil content is similar to that recorded in the well-known Lago
Mare facies in the Mediterranean. The upper boundary of the MII unit is a subaerial erosional surface (end-
Messinian unconformity) that shows paleovalley infilled by fluvial deposits and scree breccias (MIII unit).
Over this erosional surface were deposited the Pliocene unit, which is composed by a lower system (P1) of
marine marls enriched in planktonic fossils, and an upper system (P2) dominated by coastal and shallow
marine clastic deposits. This Pliocene unit is the record of the marine flooding -Pliocene transgressionthat
post-date the Lago Mare period in the Mediterranean.Este trabajo se ha realizado en el marco
del proyecto de investigación
BTE2003-05047 MCYT

Caracuel Martín, Jesús Esteban

Corbí, Hugo

Soria Mingorance, Jesús Miguel

Yébenes Simón, Alfonso

The Lago Mare-like sedimentation (Messinian) and the Pliocene transgression in Alicante (Bajo Segura Basin)

Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante

219La sedimentación de afinidad Lago Mare (Messiniense) y latransgresión del Plioceno en Alicante (Cuenca del Bajo Segura)The Lago Mare-like sedimentation (Messinian) and the Pliocene transgression in Alicante (Bajo Segura Basin)J.M. Soria, J.E. Caracuel, H. Corbí y A. YébenesDepartamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente. Universidad de Alicante. Apdo. Correos 99, 03080 Alicante. jesus.soria@ua.esABSTRACTIn the Alicante city and surrounding sectors the uppermost par t of the Messinian sequence (MII unit) ischaracterized by the stacking of shallowing upward cycles. The complete cycle star ts with beach sandstonesand ends with lagoonal marls which contains ostracods (Cyprideis), benthic forams (dominated by thegenus Ammonia) and chara algae. This fossil content is similar to that recorded in the well-known LagoMare facies in the Mediterranean. The upper boundary of the MII unit is a subaerial erosional surface (end-Messinian unconformity) that shows paleovalley infilled by fluvial deposits and scree breccias (MIII unit).Over this erosional surface were deposited the Pliocene unit, which is composed by a lower system (P1) ofmarine marls enriched in planktonic fossils, and an upper system (P2) dominated by coastal and shallowmarine clastic deposits. This Pliocene unit is the record of the marine flooding -Pliocene transgression-that post-date the Lago Mare period in the Mediterranean.Key words: Messinian, Pliocene, Lago Mare, Alicante, MediterraneanGeogaceta, 41 (2007), 219-222ISSN: 0213683XIntroducciónA finales del Messiniense, tras elevento evaporítico que caracteriza la cri-sis de salinidad y antes de la definitivareinundación marina del Mediterráneo enel Plioceno inferior, tuvo lugar un episo-dio sedimentario conocido como LagoMare (Hsü et al ., 1978). Este términohace referencia a un ambientedeposicional de aguas eurihalinas (o«brackish») donde es característica lapresencia de Cyprideis pannonica yAmmonia becarii . En origen, los depósi-tos Lago Mare fueron reconocidos sobrelas evaporitas de la zona abisal del Medi-terráneo oriental (Antalya Basin, site 376,Leg 42A DSDP, Hsü et al., 1978) y fue-ron interpretados como resultado de unasúbita reinundación del Mediterráneo de-secado por aguas procedentes delParatethys, donde tiene su origenCyprideis pannonica (Hsü et al., 1978).La presencia de depósitos tipo Lago Mareha sido documentada tanto en otros secto-res abisales del Mediterráneo (Golfo deValencia; Maillard et al., 2004) como ennumerosas cuencas perimediterráneas(Apeninos, Chipre, Grecia, Sicilia, sur deEspaña). Esta ubicuidad ha inducido aconsiderar el episodio Lago Mare  comoun acontecimiento mayor, que caracterizael dispositivo paleogeográfico post-evaporítico del todo el Mediterráneo a fi-nales del Messiniense. En contra a estaidea mayoriamente aceptada, algunos tra-bajos recientes sostienen que los depósi-tos Lago Mare de las cuencas marginales,como es el caso de la Cuenca de Níjar, noforman parte de una unidad general delMediterráneo, sino que deben ser consi-derados como una facies con representa-ción local (Aguirre y Sánchez-Almazo,2004). Tras este episodio Lago Mare, hayun consenso generalizado en que a iniciosdel Plioceno el Mediterráneo quedó com-pletamente relleno de agua marina proce-dente del Atlántico, cuya causa fue laapertura de una nueva vía marina (el Es-trecho de Gibraltar) no existente previa-mente durante el Messiniense. Nuestroestudio se centra en la ciudad de Alicantey áreas vecinas (Cuenca del Bajo Segu-ra), donde se dispone de un completo yvariado registro estratigráfico de edadMessiniense y Plioceno (Caracuel et al.,2004; Soria et al. 2005b). Los objetivosque se persiguen son: i) caracterizar laslitofacies y biofacies de las unidades decarácter lagunar y costero depositadas afinales del Messiniense; ii) mostrar lasevidencias de una importante fase erosiva(discontinuidad fini-Messiniense) tras lasedimentación de esta unidad; y iii)  do-cumentar los depósitos transgresivos delPlioceno inferior que reposan sobre taldiscontinuidad.Localización geológica y contextoestratigráficoEl presente estudio se centra en el en-torno de la ciudad de Alicante, localizadaen el margen norte de la Cuenca del BajoSegura (Fig. 1A). En este margen, el re-lleno sedimentario de la cuenca abarcatemporalmente desde el Tortoniense su-perior al Plioceno y está compuesto porcuatro unidades aloestratigráficas mayo-res (T, T-MI, MII y P) cuyasdiscontinuidades limitantes se reconocenen toda la extensión de la cuenca (Soria etal., 2005b). La unidad más baja (unidadT), de edad Tortoniense superior, está re-presentada por calcarenitas bioclásticasmarinas someras que reposan sobre el ba-samento de la cuenca. Sobre la unidad Tse sitúa la unidad T-MI (Tortoniense su-perior - Messiniense I), que consta de unconjunto inferior de margas marinas queevoluciona gradualmente en la verticalhacia un conjunto superior decalcarenitas bioclásticas marinas somerascon arrecifes de coral (definido comoFormación La Virgen según Montenat etal., 1990 o como Complejo Arrecifal se-220gún Calvet et al., 1996). Sobre la unidadT-MI se reconoce una superficie erosiva(discontinuidad intra-Messiniense) sobrela que reposa la unidad MII (MessinienseII).  Esta unidad está constituidamayoritariamente por margas lagunares ycalcarenitas de playa con estromatolitos,y fue denominada como los niveles regre-sivos del final del Messiniense (Montenatet al., 1990) o como Complejo Terminal(Calvet et al., 1996). La unidad MII estátruncada por otra superficie erosiva (dis-continuidad fini-Messiniense) que se ca-racteriza por la existencia, localmente, depaleovalles rellenos de conglomeradosfluviales y brechas de ladera, los cualeshan sido definidos como la unidad MIII(Messiniense III). Sobre esta última dis-continuidad reposan los sedimentos delPlioceno inferior, que se han denominadocomo Unidad P (Plioceno). La unidad Pse inicia con un conjunto basal de margasmarinas relativamente ricas en organis-mos planctónicos(P1), que es seguido porun conjunto intermedio de calcirruditasde plataforma somera y playa (P2), y quetermina con un conjunto superior de arci-llas rojas y conglomerados aluviales (P3).Las relaciones estratigráficas de todas es-tas unidades están expresadas en la figura1B, sintetizada de Soria et al. (2005b). Acontinuación abordaremos el análisis defacies e interpretación del ambiente dedepósito de las unidades MII y P en elentorno de Alicante, precisando los ras-gos de la superficie erosiva (discontinui-dad fini-Messiniense) que separa ambasunidades.Unidades MII y PPara el análisis de facies de estas uni-dades se han seleccionado cuatro seccio-nes estratigráficas, que de oeste a esteson: Monforte, Colmenar, OAMI oeste yOAMI este (Fig. 1B). Los detalleslitológicos de estas cuatro secciones es-tán representados en la figura 2.Sección de Monforte. La unidad MII estárepresentada por una sucesióndominantemente margosa. Presenta 30metros de potencia, con color gris en los20 primeros metros y rojo en los 10 me-tros superiores. Estas margas contienenuna elevada fracción terrígena de tamañode grano arena y un escaso registrofosilífero, éste constituido porFig. 1.- A: Localización de las secciones estudiadas en el margen norte de la Cuenca del Bajo Segura (simplificado de Montenat et al., 1990). B:Arquitectura estratigráfica de las unidades del Messiniense y Plioceno en el margen nor te de la cuenca (modificado de Soria et al., 2005b).Fig. 1,- A: Location of the studied sections in the northern margin of the Bajo Segura Basin (simplified from Montenat et al., 1990). B: Stratigraphicarchitecture of the Messinian and Pliocene units in the northern margin of the basin (modified from Soria et al., 2005b).221gasterópodos, oogonios de caráceas,ostrácodos (Cyprideis torosa, entre otros)y foraminíferos planctónicosresedimentados. Como rasgo característi-co se reconocen ocho bancos de 10 a 20cm de espesor constituidos por calizasmicríticas con estructura nodulosa obrechoide, además de niveles dispersosde arena, de escasa continuidad lateral ycon morfologías canalizadas. Esta suce-sión se interpreta como fangos de lagunaalimentados desde sistemas fluviales lo-calizados al oeste, en el sector de Elche(Soria et al., 2005a), de donde procedentanto la fracción terrígena de las margascomo los niveles de arena intercalados enlas mismas. La presencia de bancoscarbonáticos nodulosos y brechoides in-dicaría episodios de emersión y sin apor-tes, en etapas de nivel bajo por inactivi-dad del sistema alimentador fluvial. Se-gún esta interpretación, la unidad MII enla sección de Monforte registra ocho ci-clos de somerización cuyo control es bá-sicamente climático. A techo de la unidadMII se reconoce una superficie erosiva(discontinuidad fini-Messiniense) carac-terizada por un paleovalle fluvial rellenode gravas y bloques (unidad MIII) que,según Soria et al. (2005b), representa unacaída mayor del nivel del mar en la Cuen-ca del Bajo Segura. Sobre esta superficieerosiva se dispone un conjunto decalcirruditas (P2) con balánidos,ostreidos y clastos perforados porlitófagos que indican la instalación deambientes costeros (transgresiónpliocena) tras la caída del nivel mar queoriginó la discontinuidad fini-Messiniense.Sección de Colmenar . La unidad MII estáconstituida por una sucesión cíclica de 32metros de  espesor integrada por tres ti-pos de litologías: 1) areniscas ycalcarenitas (puntualmente calizasoolíticas) con fósiles de ostreidos ypectínidos, 2) estromatolitos planares yen domo, y 3) margas grises con trazas deraíces. El contenido fósil de estas margasse caracteriza por oogonios de caráceas,ostrácodos (Cyprideis torosa )  yforaminíferos bentónicos (Ammoniatepida, Aubignyna mariei , Elphidiumgranosum, Cribroelphidium sp., entreotros). Se han reconocido al menos seisciclos, de los cuales el más completolitológicamente consta de tres intervalos;uno inferior de areniscas y calcarenitascon ripples de oleaje a la base ylaminación foreshore a techo; uno inter-medio en el que alternan margas yestromatolitos; y otro superior dominadopor margas con intercalaciones canaliza-das de gravas. Este ciclo releja una ten-dencia de somerización a techo, en la quese suceden ambientes de playasubacuática sometida a flujo ocilatorio,zona de batida del oleaje, playa subaéreacon estromatolitos, y laguna costera consedimentación lutítica y eventuales apor-tes fluviales. El límite superior de la uni-dad MII es una superficie erosiva (dis-continuidad fini-Messiniense) modeladasobre las margas lagunares del ciclo su-perior de la sección. Esta superficie estájalonada por trazas de Thalassinoides  yestá cubierta por la unidad P. Esta unidadFig. 2.- Rasgos litológicos y correlación estratigráfica de las secciones estudiadas.Fig. 2.- Lithological features and stratigraphic correlation of the studied sections.222pliocena consta de un conjuntocalcirrudítico inferior (P2) de caráctermarino somero y costero que evolucionagradualmente en la vertical hacia otroconjunto de margas lagunares y arcillasaluviales (P3). Ambos conjuntos P2 y P3definen un ciclo transgresivo-regresivoque comienza con una inundación marina(transgresión pliocena) sobre la disconti-nuidad fini-Messiniense y que terminacon sedimentación continental.Secciones de OAMI. En ambas secciones(oeste y este) la unidad MII está represen-tada por una sucesión de 28 metros de es-pesor y de litología similar a la sección deColmenar. En OAMI oeste, donde se re-conoce la totalidad de la unidad MII, sehan diferenciado diez ciclos desomerización que constan de un intervaloinferior de calcarenitas de playa y de otrointervalo superior de margas lagunarescon eventuales niveles estromatolíticos.El contenido microfósil de estas margasconsta de oogonios de caráceas,ostrácodos como Cyprideis torosa  yforaminíferos bentónicos (Ammoniatepida , Aubignyna mariei , Elphidiumgranosum , Cribroelphidium  sp.,Elphidium sp., Ammonia sp.).Las dos secciones de OAMI ilustrande forma escepcional tanto los rasgosmorfológicos e icnológicos de la superfi-cie erosiva (discontinuidad fini-Messiniense) modelada a techo de la uni-dad MII, como la naturaleza de los depó-sitos transgresivos del Plioceno. EnOAMI oeste, la superficie erosiva dibujaescalones de escala métrica(microacantilados, según Soria et al.,2005a) con huellas de litófagos perfora-das sobre las calcarenitas de playa y tra-zas de Rhizocorallium excavadas sobrelas margas lagunares. Esta superficieerosiva está cubierta por calcirruditas ri-cas en pectínidos (P2), dentro de las quese reconocen bloques de tamaño métricode calcarenitas con abundantes perfora-ciones de litófagos. En OAMI este, lasuperfie erosiva define una abrupta lade-ra de valle, encajado al menos 10 metros,en los ciclos de calcarenitas y margas dela parte superior de la unidad MII. Sobretal superficie se dispone un conjunto debrechas (unidad MIII) compuesto porgrandes bloques de calcarenitas, que seinterpretan como depósitos de laderasingenéticos con la fase erosiva que ca-racteriza la discontinuidad fini-Messiniense. El valle modelado sobre launidad MII está relleno de margas mari-nas ricas en foraminíferos planctónicos ycon una asociación de foraminíferosbentónicos caracterizada por una gran di-versidad de géneros (Fursenkoina ,Bolivina , Bulimina , Textularia ,Heterolepa ,  Nonion ,  Cassidulina yHanzawaia, entre otros). Estas margasmarinas se asignan al conjunto P1 en basea su correlación estratigráfica con los de-pósitos marinos datados como Pliocenoinferior en la vecina localidad de Elche(Montenat et al., 1990; Lancis, 1998).Esta sección de OAMI este indica quetras la fase erosiva representada por ladiscontinuidad fini-Messiniense, la trans-gresión pliocena se inició con sedimenta-ción marina en el seno de relieveserosivos con morfología de paleovallesincisos.ConclusionesLa unidad MII en el entorno de Ali-cante es el registro de una etapa de sedi-mentación lagunar y costera que ocurrióa finales del Messiniense. Tanto sus fa-cies dominantemente lagunares como suposición estratigráfica infrayacente res-pecto a los depósitos transgresivos delPlioceno inferior permiten asignar la uni-dad MII al episodio Lago Mare  del Medi-terráneo.La distribución de facies de la unidadMII muestra una marcada diferencia en-tre las partes internas de las lagunas (ha-cia el oste; sector de Monforte) y las par-tes externas (hacia el este; sectores deColmenar y OAMI). Las primeras estándominadas por acumulación de fangosmargosos con influencia de sistemasalimentadores fluviales, mientras que lassegundas se caracterizan por la transicióna playas, cuya posición es cercana a laactual línea de costa del Mediterráneo.En toda la unidad MII, la sedimenta-ción se caracteriza por ciclos desomerización controlados por oscilacio-nes del nivel de base. En los ciclos deMonforte, la fase de nivel bajo está regis-trada por carbonatos nodulosos ybrechoides, mientras que la fase de nivelalto está expresada por margas conforaminíferos bentónicos. En los ciclos deComenar y OAMI la fase de nivel bajocorresponde al límite neto inferior de lassecuencias de playa, mientras que la fasede nivel alto coincide con la secuenciaregresiva que se inicia con calcarenitas deplaya y que termina con fangos lagunaresy estromatolitos. Esta secuencia regresi-va de nivel alto se interpreta como resul-tado de la progradación de sistemaslagunares sobre sistemas de playa.El depósito de la unidad MII terminacon una etapa erosiva subaérea (disconti-nuidad fini-Messiniense) originada poruna caída mayor del nivel del mar, cuyoregistro sedimentario es el relleno fluvialde paleovalles y la acumulación de bre-chas de ladera (unidad MIII). Tras estaetapa erosiva de nivel bajo, la transgre-sión del Plioceno inferior se inicia con lasedimentación de margas marinas (con-junto P1) en el seno de relieves erosivos ytermina con el depósito de calcirruditascosteras y marinas someras (conjunto P2)sobre toda la extensión de la discontinui-dad fini-Messiniense.AgradecimientosEste trabajo se ha realizado en el mar-co del proyecto de investigaciónBTE2003-05047 MCYT.ReferenciasAguirre, J. y Sánchez-Almazo, I.M.(2004). Sedimentary Geology, 168, 71-95.Calvet, F., Zamarreño, I. y Vallés, D.(1996). SEPM - Concepts in Sedimen-tology and Paleontology, 5, 177-190.Caracuel, J.E., Soria, J.M. y Yébenes, A.(2004). Sedimentary Geology , 169,121-128.Hsü, K.J. y otros 11 autores (1978). Ini-tial Reports of the Deep Sea DrillingProject, 42, 1249 p.Lancis, C. (1998). Tesis Doctoral, Uni-versidad de AlicanteMaillard, A., Gorin, C. and the SESAMEgroup (2004). The Messinian SalinityCrisis Revisited, Corte Congress, p. 59.Montenat, C., Ott d’Estevou, P. y Cop-pier, G. (1990). Doc. Trav. IGAL, 12-13, 313-368.Soria, J.M., Caracuel, J.E., Corbí, H. yYébenes, A. (2005a). Geogaceta, 37,187-190.Soria, J.M., Caracuel, J.E., Yébenes, A.,Fernández, J. y Viseras, C. (2005b).Sedimentary Geology, 179, 225-247.

The Lago Mare-like sedimentation (Messinian) and the Pliocene transgression in Alicante (Bajo Segura Basin)

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