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Rodríguez-Pascua, M.A. y De Vicente, G. 2001. Análisis de la fracturación en materiales recientes (Mioceno superior-Cuaternario) en el Prebético Externo deAlbacete. Boletín Geológico y Minero, 112 (4): 65-77ISSN: 0366-0176

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Análisis de la fracturación en materiales recientes(Mioceno superior-Cuaternario)

en el Prebético Externo de Albacete

M.A. Rodríguez-Pascua(1) y G. De Vicente(2)

(1) Sección de Ing. Química Ambiental y CC. de la Tierra. Dpto. Química Inorgánica y Materiales.Facultad de Ciencias Experimentales y de la Salud. Univ. San Pablo-CEU. 28668-Boadilla del Monte (Madrid)

E-mail: [email protected]

(2) Dpto. Geodinámica, Facultad de Ciencias Geológicas, Universidad Complutense, 28040 Madrid.E-mail: [email protected]

RESUMEN

La zona estudiada se sitúa en el Prebético de Albacete y corresponde a la zona de transferencia norte del Arco Estructural Cazorla-Alcaraz-Hellín. El estudio de la fracturación se ha centrado fundamentalmente en los materiales de las cuencas lacustres del Mioceno superior,que se desarrollan dentro de esta banda de transferencia, y en los materiales cuaternarios en los que se han observado deformaciones.Las medidas tomadas en el campo constan de un total de 610 datos de pares falla-estría repartidos en 23 estaciones. El campo de esfuer-zos reciente (Mioceno superior-Cuaternario), se ha calculado mediante diferentes técnicas de análisis poblacional de fallas (Modelo deDeslizamiento, Diedros Rectos, Método de Inversión de Esfuerzos y Método de Delvaux) para poder contrastar la solución. Las solucionesobtenidas presentan dos direcciones medias de máximo esfuerzo en la horizontal (σHMAX), NO-SE y NE-SO. Estas dos direcciones están defi-nidas esencialmente por fallas normales, debido a que los datos se han medido en su mayoría dentro de cuencas extensivas. La primeraes la que estructura la zona con el emplazamiento del Arco Estructural Cazorla-Alcaraz-Hellín y la segunda es la responsable de la géne-sis de las cuencas lacustres (limitadas por fallas normales E-O). Estos dos campos de esfuerzo son simultáneos y generados por una fle-xura cortical E-O, para toda la Cordillera Bética.

Palabras clave: análisis poblacional de fallas, fallas, Prebético, tectónica reciente, tensores de esfuerzo

Faulting analysis of recent rocks (late Miocene-Quaternary)

in the External Prebetic zone of the Albacete (Spain)

ABSTRACT

The studied area is located in the Albacete Prebetic Zone and corresponds to the north transfer zone of the Cazorla-Alcaraz-HellínStructural Arch. Fracturing study has been carry out fundamentally in deformed rocks from the Late Miocene lacustrine basins andQuaternary inside this transfer zone. A total number of 610 couples fault-slickenside lineations has been measured in 23 sites. Recentstress field (Late Miocene-Quaternary) has been calculated by means of several fault population analysis methods (Slip Model, RightDihedral, Stress Inversion Method and Delvaux´s Method), to check the solution. The inferred solutions show two orientations of maxi-mum horizontal stress (σHMAX), NW-SE and NE-SW. These orientations are defined mainly by normal faults, because most of the data hasbeen taken inside extensive basins. The first one (NW-SE) is related to the build-up of the Cazorla-Alcaraz-Hellín Structural Arch and thesecond one is linked to the genesis of the lacustrine basins (limited by E-W normal faults). These stress fields are simultaneous and gene-rated by Betic Chain E-W flexural bending.

Key words: fault, fault population analysis, Prebetic Zone, recent tectonics, stress tensors

Introducción

Uno de los parámetros que controla la dinámica deun área es la orientación del campo de esfuerzos conrespecto a las principales estructuras. Para poder

establecer la orientación de estos campos de esfuer-zo se pueden utilizar técnicas de análisis poblacionalde fallas aplicadas al estudio de la microfracturación.Con el análisis de la fracturación, en este caso desdeel Mioceno superior hasta el Cuaternario, se obtiene

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el campo de esfuerzos reciente, con el que se podráinferir la historia tectónica reciente del Prebético deAlbacete.

Situación geográfica y geológica

El área de estudio en el que se han medido los datosde microfracturación se sitúa en el sector surorientalde la Comunidad Autónoma de Castilla-La Mancha,en la zona sur de la provincia de Albacete. Desde elpunto de vista geológico, en esta zona aparecen unconjunto de cuencas lacustres neógenas localizadasen la banda de transferencia N del arco estructuralCazorla-Alcaraz-Hellín, donde se han obtenido lamayoría de los datos (Fig. 1). Las principales estruc-turas que condicionan la dinámica del área durante laorogenia alpina son los desgarres destrorsos que lacruzan en dirección NO-SE. Estos desgarres corres-ponden, de sur a norte, a las fallas de Socovos-Calasparra, Liétor y Pozohondo (Fig. 2). La Falla deSocovos-Calasparra separa los dominios del

Prebético Interno (al Sur) del Prebético Externo (alNorte), con diferentes características de las faciesmesozoicas y preneógenas. Las fallas de Liétor ySocovos-Calasparra diferencian la zona de mayorrelieve en el área, donde se generan las principalescuencas lacustres (Mioceno superior) a favor de fallasnormales E-O. La falla de Pozohondo constituye ellímite N-E de la zona de transferencia del arco estruc-tural Cazorla-Alcaraz-Hellín, disminuyendo el relieveen esta misma dirección.

Contexto tectónico

La evolución tectónica del área de estudio está esen-cialmente condicionada por el emplazamiento delarco estructural Cazorla-Alcaraz-Hellín. Concreta-mente, el área de trabajo se sitúa en la banda detransferencia norte del arco, en el sector en el que lasestructuras béticas experimentan un giro en su orien-tación hacia el NO-SE, por la existencia de un sistemade fallas destrorsas que superan el centenar de kiló-

Fig. 1. Situación geográfica y geológica del área de estudio; a) Falla de Socovos-Calasparra, b) Falla de Liétor, c) Falla de Pozohondo; d)Falla de TíscarFig. 1. Geographical and geological location of the study area; a) Socovos-Calasparra Fault, b Liétor Fault, c) Pozohondo Fault; d) TíscarFault


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metros (siendo la más importante la Falla deSocovos-Calasparra) (Fig. 2). Mientras que la bandaSur está constituida por la Falla de Tíscar (Guézou etal., 1991). Este arco tiene principalmente directrizbética (NE-SO). La zona oriental del arco se flexionasegún una dirección E-O para girar posteriormentehacia el SE. Más hacia el Este, las estructuras delPrebético vuelven a recuperar su dirección bética.

El movimiento de estos desgarres destrorsos pro-duce desplazamientos en las trayectorias de las fallasinversas durante la orogenia alpina (Martín Velázquezet al., 1998). También se pueden observar plieguesforzados (Park, 1988), paralelos a la falla de desgarreque los ha generado, como es el caso de la falla deLiétor.

Además de fallas en dirección también se puedenobservar fallas inversas (con trazas que no suelensuperar la decena de kilómetros) y diferentes orienta-ciones en las direcciones de plegamiento. Estas fallasinversas se reactivan como normales en el Miocenosuperior, jugando un papel muy importante en lagénesis de las cuencas lacustres, mientras que losdesgarres presentan escasa actividad. La compleji-dad y el desarrollo de los pliegues y cabalgamientosse acentúan a medida que nos acercamos a la zonafrontal del arco (Linares Girela y Rodríguez Estrella,1973). Los materiales más modernos que están incor-porados en las escamas de los cabalgamientos tienenuna edad Mioceno superior (Tortoniense inferior), esdecir, que no afectan a los materiales estudiados.

Coincidiendo con las últimas compresiones alpi-nas post-Serravalienses, se produce una sedimenta-ción lacustre muy importante, que se extiende a lolargo de todo el Mioceno superior (Tortoniense infe-rior-medio a Plioceno inferior-medio -Zancliense-(Elízaga, 1994), en cuencas delimitadas por fallas nor-males (Elízaga y Calvo, 1988). A diferencia del restode las estructuras, mantienen constantes sus direc-ciones, una principal aproximadamente E-O y otraminoritaria perpendicular. Por ello, la geometría delas cuencas es alargada, con su eje mayor orientadoE-O. La actividad de estas fallas coincide con la etapadistensiva Tortoniense que numerosos autores handefinido a lo largo de todas las cordilleras Béticas(Bousquet et al., 1976; Calvo, 1978; Hermes, 1985;Elízaga, 1994; Sanz de Galdeano y Vera, 1991; DeRuig, 1992; Galindo-Zaldívar et al., 1993), aunque tie-nen un desarrollo generalizado en la zona estudiada,donde están mejor representadas es en el dominiodelimitado por las fallas de Socovos-Calasparra yLiétor. Como ya se ha comentado anteriormente,estas fallas normales son consecuencia de la reacti-vación de las fallas inversas alpinas como fallas nor-males durante este proceso extensivo (Martín

Velázquez et al., 1998). Esta etapa extensiva estáacompañada de procesos halocinéticos de los mate-riales de edad Triásico superior, actividad volcánicade carácter ultrapotásico y eventos sísmicos deduci-dos a partir de estructuras de origen paleosísmico(Rodríguez Pascua, 2001).

Análisis de la fracturación

Se han medido un total de 610 datos de pares falla-estría en materiales del Mioceno superior-Cuaternario repartidas en 23 estaciones de medida(Figs. 2 y 3), tratadas con diferentes métodos de aná-lisis poblacional de fallas para poder contrastar las

Fig. 2. Esquema estructural y localización de las principales cuen-cas lacustres (Mioceno superior): 1. Híjar, 2. Elche de la Sierra-Cobatillas, 3. Gallego, 4. El Cenajo, 5. Camarillas-Las Minas, 6.Cuencas de Isso y 7. Cuencas de Hellín. Coordenadas UTM en kiló-metros, huso 30. Situación de las estaciones de medida del análi-sis poblacional de fallasFig. 2. Tectonic framework of the study area. Location of the lacus-trine basins developed throughout the Late Miocene: 1. Híjar; 2.Elche de la Sierra; 3. Gallego; 4. El Cenajo; 5. Las Minas; 6. IssoBasins; 7. Hellín Basins. UTM coordinates (zone 30; km). Locationof the fault population analysis stations


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soluciones. Todos los afloramientos correspondien-tes al Mioceno superior se han medido en las cuencaslacustres, mientras que los datos pertenecientes alCuaternario se han obtenido de los sedimentos flu-viales de los principales ríos de la zona. Mediante elanálisis mecánico de estos datos se obtiene el campode esfuerzos para este período de tiempo. Los méto-dos de análisis poblacional de fallas utilizados son lossiguientes:• Método de los Diedros Rectos (Pegoraro, 1972;

Angelier y Mechler, 1977) (geométrico-cinemáti-co).

• Modelo de Deslizamiento (De Vicente, 1988; a par-tir del modelo de Reches y Dietrich, 1983).

• Método de Inversión de Esfuerzos (Reches, 1978,

1992; Reches y Dietrich, 1983) (basado en la ecua-ción de Bott).

• Método de Delvaux (Delvaux et al., 1992; Delvaux,1993; basado en la ecuación de Bott).El método base sobre el que se ha trabajado es el

Modelo de Deslizamiento (De Vicente, 1988), por suclara representación gráfica y por tratarse de unmétodo directo. Esto permite separar subpoblacionesde fallas compatibles con diferentes direcciones demáximo acotamiento en la horizontal (Dey). Se pue-den deducir también los sentidos de movimiento enlas fallas en las que no se hayan podido observar enel campo (De Vicente, 1988; Capote et al., 1990). ElMétodo de los Diedros Rectos se utiliza para subpo-blaciones separadas con el Modelo de Deslizamiento.

Fig. 3. Algunos ejemplos de afloramientos de estaciones de medida de fallas: A) fallas normales en niveles diatomíticos y calcáreos de laCuenca de Elche de la Sierra-Cobatilllas (Mioceno superior). Cantera de Celite-Hispánica; B) pliegue de propagación de falla en calizaslacustres de la Cuenca de El Cenajo (Mioceno superior); C) escarpe de falla normal en calizas lacustres cuaternarias, en la localidad deTobarra; D) falla normal en materiales cuaternarios de la Rambla del Mojón, Cuenca de HíjarFig. 3. Outcrop photographs of fault stations: A) diatomaceous and marlstone rocks affected by normal faults in the Elche de la Sierra-Cobatilllas Basin (Late Miocene). Celite-Hispánica quarry; B) lacustrine marlstone affected by fault propagation fold in the El Cenajo Basin(Late Miocene); C) lacustrine marlstone (Quaternary age) affected by a normal fault scarp, Tobarra; D) Quaternary conglomerates affectedby a normal fault in the Rambla del Mojón, Hijar Basin


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Los resultados de estos dos métodos son chequea-dos por los dos métodos restantes, basados en laecuación de Bott (1959), Método de Inversión deEsfuerzos y Método de Delvaux. Por último, se con-trastan las soluciones de los cuatro métodos, para darel tensor de esfuerzo/deformación definitivo, el quedebe adaptarse al menos a tres de estos.

El Método de los Diedros Rectos (Pegoraro, 1972;Angelier y Mechler, 1977), se ha utilizado en todas lasestaciones y, especialmente, para determinar laorientación de paleoesfuerzos en subpoblaciones.Estas subpoblaciones se obtienen al dividir, por otrosmétodos, poblaciones de estaciones polifásicas.Según De Vicente y Simón Gómez (1991), el Modelode Diedros Rectos, como está definido, no permitesolucionar el problema de eliminar fallas pertene-cientes a diferentes etapas de deformación. Por tanto,se ha utilizado en estaciones monofásicas, y en poli-fásicas separadas en subpoblaciones monofásicas.

Con el Método de Inversión de Esfuerzos (Reches,1978, 1992; Reches y Dietrich, 1983) también es posi-ble separar subpoblaciones que se ajusten a diferen-tes tensores de esfuerzo, aunque suele ser menosrestrictivo y agrupa subpoblaciones mayores que elModelo de Deslizamiento, por lo que se utilizará paradiferenciar diferentes tensores de esfuerzos compati-bles con una misma fase de deformación (deducidapor el Modelo de Deslizamiento). Es decir, se suponeque con una misma “fase” de deformación se puedengenerar diferentes tipos de fallas (inversas, normalesy desgarres), compatibles con una misma direcciónde máxima compresión en la horizontal, pero asocia-das a tensores de esfuerzo diferentes. Así, una fallainversa tendrá como esfuerzo de máxima compresiónen la horizontal σ1 (con σ2 en la horizontal y σ3 verti-cal), mientras que una falla normal será σ2 (con σ1 ver-tical y σ3 horizontal) paralelo al σ1 de la falla inversacompatible. Lo mismo ocurre para desgarres, en losque σ1 es horizontal pero σ2 vertical. Para cada uno deestos tipos de fallas obtendremos un tensor deesfuerzos diferente, que no representan necesaria-mente “fases” tectónicas diferentes (Sassi y Faure,1996). Este método también calcula los parámetrosmecánicos del macizo rocoso fracturado.

El Método de Delvaux (Delvaux et al., 1992) utilizaun tensor previo, obtenido con el diagrama deDiedros Rectos, del que calcula la forma del tensor deesfuerzos previo y un error angular σ (desviaciónentre la estría teórica y la real). Optimiza la soluciónpara el tensor calculado con el diagrama de DiedrosRectos, rotando dos de los ejes de esfuerzo alrededordel tercero, que permanece fijo (se pueden fijar cual-quiera de los tres ejes, σ1, σ2 ó σ3, en función de lo quemás interese, dependiendo del tipo de falla). La meto-

dología aplicada es similar a la desarrollada para elMétodo de Inversión de Esfuerzos. La principal venta-ja de este método es que se tiene un mayor controlsobre los resultados finales, por poder tener en cuen-ta otros datos microestructurales (estilolitos y grietasde tracción) y por poder optimizar las soluciones enfunción de los diferentes parámetros que definen eltensor de esfuerzos (orientación, forma, magnitudrelativa del tensor y de sus componentes σ1, σ2 y σ3).

Con este tipo de métodos no es posible calcular lamagnitud real del tensor de esfuerzos; tan sólo seríaposible calcular la magnitud real del principal esfuer-zo en la vertical si se conoce la presión litostáticadurante la deformación (Angelier, 1989).

Una vez realizado el análisis poblacional de fallasy calculado el tensor de esfuerzos para cada estaciónde medida, se pasará a la elaboración de mapas detrayectorias de esfuerzos para cada campo deducido.Para el cálculo de las trayectorias de esfuerzos se hautilizado el método de interpolación de tensores loca-les desarrollado por Lee y Angelier (1994) en su pro-grama TRAJECT. Así, se ha podido determinar la evo-lución del campo de esfuerzos regional que haestructurado la zona durante el Mioceno superior-Cuaternario. De esta manera, se obtienen las caracte-rísticas locales (estación a estación) y regionales delcampo de esfuerzos al realizar la interpolación de lostensores locales.

Tensores y campos de esfuerzo durante el Mioceno

superior-Cuaternario

Se han tratado individualmente las 23 estaciones demedida (Fig. 2) con los diferentes métodos de análisispoblacional de fallas ya indicados. En algunas de lasestaciones se han diferenciado varias subpoblacionesde fallas, que por su distinto carácter se han tratadopor separado, obteniéndose varios tensores en unamisma estación. También se da el caso de que algu-nas estaciones en materiales cuaternarios sólo se hanpodido tratar con el Modelo de Deslizamiento por suescasez de datos (ver tabla 1). No obstante, se hantenido en cuenta en el análisis conjunto por su inte-rés, al ser los datos más recientes que se han podidoobtener. Los resultados tensoriales calculados paracada estación con cada método aparecen en la tabla1. Así mismo, en la figura 4 quedan representadas lassoluciones gráficas obtenidas con el método de inver-sión de esfuerzos.

Para obtener el tensor de esfuerzos regional en lazona se han sumado los 610 datos de pares falla-estría en una única población. Con el modelo de des-lizamiento se observa a simple vista que existe un


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71

predominio de las fallas normales sobre las inversas(Fig. 5A). También aparecen dos modas principalesde Dey, una NO-SE y otra NE-SO, que quedan muymarcadas si se separan los datos que indican estasdos direcciones (Fig. 5A).

Para poder llevar a cabo un cálculo más precisodel tensor de esfuerzos se han proyectado en sendosestereogramas los ejes σ1, σ2 y σ3, de las solucionesobtenidas con el método de inversión de esfuerzos,con el fin de separar estaciones tensorialmente com-patibles (Fig. 5B). En el estereograma en el que seproyectan las soluciones de σ1 y σ2 conjuntamente(Fig. 5B) (tensores compresivos y de desgarre) sepuede observar cómo aparecen también las dosmodas de σHMAX subortogonales (NO-SE y NE-SO)obtenidas con el modelo de deslizamiento. En el casode los tensores extensivos la dispersión es mucho

mayor, indicando una solución de extensión triaxial(Fig. 5B), aunque se observa una cierta acumulaciónde ejes NE-SO asociada a la dirección de σHMAX NO-SE.Por tanto, aparecen dos modas subortogonales deσHMAX, una NO-SE (campo 1) y otra NE-SO (campo 2).Con estos datos se pueden separar las estaciones quese ajusten a cada dirección de σHMAX: por un lado,fallas inversas y desgarres y, por otro, fallas normalescompatibles con las primeras.

Mapas de trayectorias de esfuezos

Ambos conjuntos de datos se han utilizado para elcálculo de las trayectorias de σHMAX mediante la meto-dología propuesta por Lee y Angelier (1994). Las tra-yectorias del campo 1 se disponen oblicuas (10º a 15º)

Fig. 4. Representación gráfica de las soluciones obtenidas con el método de inversión de esfuerzos por estaciones individuales de medi-daFig. 4. Stereonets of the fault population analysis with the Stress Inversion Method in every fault station


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a los principales desgarres de la zona y son compati-bles con el movimiento destrorso de estos. En lamitad N de la zona las trayectorias son casi paralelasa los desgarres, por lo que estas adquieren una com-ponente de movimiento más normal a normal-direc-cional (Fig. 6A). El campo 2 se dispone oblicuo a lasfallas normales E-O que generan las cuencas lacus-tres del Mioceno superior, con lo que la componentede movimiento es normal-direccional. Sin embargo,las fallas normales que limitan la Cuenca deCamarillas-Las Minas en sus bordes N y S, que son

unas de las más importantes en la zona y activas enla actualidad (se han identificado facetas triangula-res), son casi paralelas a las trayectorias de esfuerzo.Esto corrobora su carácter normal y los fuertes fenó-menos extensivos observados en la cuenca (Fig. 6B).

Siguiendo con los resultados obtenidos con cadaestación individualmente, se han agrupado estacio-nes en función del tensor solución obtenido paracada una y la dirección de σHMAX a la que se ajustan. Sehan unido en tres grupos principales: fallas inversas(σ3 vertical), normales (σ1 vertical) y desgarres (σ2 ver-

Fig. 5. Rosas de orientaciones de máximo acortamiento (Dey) obtenidas con el Modelo de Deslizamiento para: A) conjunto de todos losdatos (610 fallas), fallas compatibles con la moda de Dey = 143º(228 datos) y fallas compatibles con la moda de Dey = 59º (382 datos); B)proyección estereográfica de los ejes de esfuerzo calculados con el método de inversión de esfuerzos, soluciones compresivas y de des-garre (σ1 y σ2) y soluciones extensivas (σ3)Fig. 5. Rose diagrams of maximum shortening (Dey) calculated by the Slip Model: A) all data (610 faults), mechanic compatible faults withthe mean stress trend Dey = 143º (228 data) and mechanic compatible faults with the Dey = 59º (328 data); stereographic projection of thestress axes solutions from the Stress Inversion Method, compressive and strike-slip solutions (σ1 y σ2) and extensional solutions (σ3)


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tical). Estos grupos se han tratado con el método deinversión de esfuerzos y se han separado en subpo-blaciones que presentaban orientaciones opuestas deσHMAX, es decir, según los dos campos deducidos ante-riormente.

El campo 1 (NO-SE) está definido principalmentepor fallas normal-direccionales a normales, con unapoblación minoritaria de fallas inversas (Fig. 7A). Lasubpoblación de fallas inversas cuenta con tan sólo11 datos, que dan con el método de los diedros rec-tos una figura de interferencia típica de falla inversacon una dirección de acortamiento media N10E.Según el método de inversión de esfuerzos σ1, essubhorizontal hacia los N173E, con un tensor deesfuerzos de compresión triaxial (R = 0,62). Las fallasnormales representan una subpoblación de 130 datosque, con el método de inversión de esfuerzos, se han

dividido en un grupo de fallas normal-direccionales(57 datos) y normales (73 datos). Las fallas normal-direccionales generan una figura de interferencia dediedros rectos típica de este tipo de fallas, con unaorientación de σHMAX NO-SE y con el método de inver-sión σ2 es subhorizontal hacia los N150E (R = 0,3) (Fig.7B). La subpoblación de fallas normales ofrece unasolución de extensión triaxial muy próxima a radial,que se puede observar tanto en la figura de interfe-rencia del método de los diedros rectos como en lasolución calculada con el método de inversión deesfuerzos (R = 0,03), con σ3 hacia los N65E (Fig. 7C).

El campo 2 (NE-SO) vuelve a estar definido en sumayoría por fallas normales. En este caso también sehan separado dos subpoblaciones que se ajustan aeste campo; por un lado, fallas inversas (64 datos) y,por otro, fallas normales (187 datos). Las fallas inver-

Fig. 6. Representación cartográfica de las orientaciones de σHAMX obtenidas con el método de inversión de esfuerzos de las estaciones deanálisis poblacional de fallas y de las trayectorias de esfuerzo calculadas; A) Campo 1, y B) Campo 2Fig. 6. Cartographic representation of σHAMX calculated by Stress Inversion Method in every fault population analysis station and stress tra-jectories; A) Stress field 1 rose diagram of mean stress trends. Stress trajectories: A) Stress field 1, and B) Stress field 2


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sas se ajustan a una solución de figura de interferen-cia compresiva, la cual se ve confirmada con losresultados del método de inversión, que indica unacompresión uniaxial (R = 0,07) (Fig. 7D), con σ1 hori-zontal hacia los N49E. La otra subpoblación está com-puesta por fallas normales con una extensión máxi-ma hacia los N159E, tendiendo a radial (R = 0,2) (Fig.7E).

Discusión sobre los campos de esfuerzo recientes

(Mioceno superior-Cuaternario)

Existen estudios previos sobre el cálculo de tensoresy trayectorias de esfuerzo recientes en las Béticas apartir de datos microestructurales (fallas y estilolitos),como es el trabajo de Galindo Zaldívar et al. (1993),en el que obtienen trayectorias de esfuerzo NO-SE

Fig. 7. Soluciones obtenidas con el método de inversión de esfuerzos para la totalidad de los datos separando las poblaciones que se ajus-tan al campo 1: A) fallas inversas, B) fallas normales y C) extensión triaxial; y al campo 2: D) fallas inversas y E) fallas normalesFig. 7. Stress solutions for all data obtained by the Stress Inversion Method, Stress Field 1 compatible fault stations: A) reverse faults, B)normal faults and C) radial strain; and Stress Field 2 compatible fault stations: D) reverse faults and E) normal faults


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equivalentes a las calculadas para el campo 1 duran-te el Mioceno superior-Cuaternario. Con los datospuntuales de estos autores y con los de Benkhelil(1976), Stapel et al. (1996) y Huibregtse et al. (1998),se han recopilado 55 estaciones de datos microes-tructurales de las que se han obtenido 69 orientacio-nes de σHMAX. De estas 69 orientaciones de σHMAX 52 seajustan a una moda NO-SE y 17 a una moda subper-pendicular (Fig. 8). Se ha realizado una interpolaciónde estos datos con el método de Lee y Angelier(1994), separando estas dos modas que se ajustan alos campos 1 y 2 obtenidos con los datos tomados enel presente trabajo, con las que se han obtenido sen-das trayectorias de esfuerzos (Fig. 8). Éstas tienen unatraza muy similar a las obtenidas con el análisispoblacional de fallas en el área de estudio, que comose puede observar en la figura 8 cubre un hueco dedatos en esta zona. Esto indica la uniformidad de lassoluciones obtenidas por diferentes autores en lasBéticas Externas que corrobora la existencia de uncampo de esfuerzos NO-SE, responsable de la estruc-turación de la Cadena Bética y un campo secundarioNE-SO generado posiblemente por escapes tectóni-cos.

Herraiz et al. (2000) realizan un estudio a escalapeninsular de la fracturación reciente (Mioceno-Cuaternario) para el que han contado con 8.657 medi-ciones en campo de fallas con estrías repartidas en409 estaciones, a las que hay que sumar 324 estacio-nes obtenidas de la bibliografía existente. Con lasuma total de los datos también aparecen dos modasprincipales: una muy bien definida hacia los N140E yotra peor definida hacia los N40E. Ambas modascorresponden a fallas normales, que son las fallasmás abundantes junto con los desgarres. Con losresultados individuales de las estaciones de medidacalculan las trayectorias de esfuerzo con el método deLee y Angelier (1994) para las dos direcciones princi-pales de σHMAX y obtienen una distribución de trayec-torias equivalentes a las obtenidas en el presente tra-bajo (tanto para el campo 1 como para el campo 2).Estos mismos autores también llevan a cabo un estu-dio por zonas en el que diferencian Béticas Externase Internas. En las Béticas Externas las soluciones indi-can todo tipo de regímenes tectónicos, aunque hayun predominio de soluciones extensivas que orientanσHMAX hacia el NO-SE. En las Béticas Internas hay unpredominio de fallas normales que indican una direc-

Fig. 8. Trayectorias de esfuerzo recientes (Mioceno-Cuaternario), calculadas a partir de datos bibliográficos tomados de: Benkhelil (1976),Stapel et al. (1996) y Huibregtse et al. (1998)Fig. 8. Recent stress trajectories (Miocene-Quaternary) obtained by bibliographic data from: Benkhelil (1976), Stapel et al. (1996) andHuibregtse et al. (1998)


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ción de σHMAX NE-SO, con algunas soluciones compre-sivas compatibles con esta dirección. No obstante,también detectan una extensión en esa misma direc-ción, con lo que son frecuentes las extensiones tria-xiales. Las trayectorias de σHMAX en ambas zonas, tantopara el campo 1 como para el campo 2, son muy simi-lares a las obtenidas en el presente estudio.

Herraiz et al. (2000) justifican la presencia muymayoritaria de fallas normales, tanto en el campoprincipal NO-SE como en el secundario NE-SO, debi-do a que la toma de datos geológicos se ha realizadoexclusivamente en superficie, donde es más probableque se generen fallas normales. Según estos autores,las soluciones extensivas por zonas estructuraleshomogéneas a escala peninsular tienden a ser tria-xiales o uniaxiales, con una dirección mayoritaria deσHMAX hacia el NO-SE.

Los resultados obtenidos del análisis poblacionalde fallas en el presente estudio son compatibles contodo lo citado anteriormente. El que los campos 1 y 2estén definidos por fallas normales se ve acentuadoen la zona de trabajo por realizarse las medidas encuencas extensionales. Esto hace que las fallas inver-sas medidas sean de escaso desarrollo (decimétricasen la mayoría de los casos) y generadas como conse-cuencia de fenómenos de escape tectónico a peque-ña escala. Esta etapa extensiva coincide con las últi-mas fases compresivas alpinas (Tortonienseinferior-medio) del emplazamiento del arco estructu-ral Cazorla-Alcaraz-Hellín (Martín Velázquez et al.,1998), etapa en la que se inicia la formación de gra-bens, delimitados por fallas normales E-O, donde seemplazan los sistemas lacustres estudiados. Estaextensión va acompañada de una intensa actividadhalocinética y magmática, siendo esta última indicati-va de la importancia de los desgarres NO-SE que cru-zan la zona y que deben afectar a toda la corteza.

La extensión deducida con el análisis poblacionalde fallas se podría explicar con dos hipótesis diferen-tes:

1) Extensión generada por el colapso del edificiobético después de su emplazamiento (Calvo, 1978;Elízaga y Calvo, 1988; Sanz de Galdeano y Vera,1991).2) Extensión en superficie generada por el ascensode la Cordillera Bética (Van der Beek y Cloeting,1992).Con los datos que se manejan resulta difícil dis-

cernir entre ambas hipótesis, pero si se utilizan losresultados obtenidos del análisis de la sismicidad(Rodríguez-Pascua y de Vicente, 2001, en este mismovolumen), parecen favorecer la segunda de ellas.

Conclusiones

Mediante el análisis poblacional de fallas se han obte-nido dos campos de esfuerzos subortogonales, en lazona de transferencia norte del arco estructuralCazorla-Alcaraz-Hellín, activos durante el Miocenosuperior-Cuaternario. Las orientaciones medias delos campos de esfuerzo muestran dos direcciones deextensión, asociadas a sendas direcciones medias deσHMAX: N143E y N059E. La dirección N143E es la res-ponsable de la estructuración del área, compatiblecon el emplazamiento del arco de cabalgamientos deCazorla-Alcaraz-Hellín y con las trayectorias deesfuerzos deducidas por diferentes autores, para elsureste de la Península Ibérica durante el mismo pe-ríodo. Estas fallas son de carácter normal a normal-direccional. El segundo campo, de dirección N059E,está asociado a las fallas normal-direccionales (E-O)que limitan las cuencas lacustres, con una direcciónde extensión ortogonal responsable de la génesisestas cuencas. Las fallas inversas que se han podidomedir en ambos campos se localizan en afloramien-tos aislados (no llegan a alcanzar escala cartográfica)en el interior de las cuencas lacustres y están asocia-das a fenómenos locales de escape tectónico. Estamarcada extensión de la zona está asociada a unlevantamiento generalizado de la Cadena Béticadurante el Mioceno superior-Cuaternario, producidopor una flexura cortical de dirección E-O (definida porvarios autores). Por tanto, estos resultados son com-patibles con la dinámica de las principales fallas de lazona y con el contexto tectónico del suroeste de laPenínsula Ibérica, marcado por el choque de la PlacaAfricana contra la Microplaca Ibérica.

Agradecimientos

Este trabajo se ha financiado con una beca delConsejo de Seguridad Nuclear (al primer autor).Agradecemos a los revisores de este trabajo, Dr. D.Carlos Sanz de Galdeano y Dr. D. Jesús M. Soria, susacertados comentarios que han constituido una apre-ciable contribución a este trabajo.

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Recibido: Julio 2001Aceptado: Septiembre 2001

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