Abstract

Relations between Alpine detachment-bounded metamorphic domes, crustal-scale strike-slip fault zones and sedimentary basins in the Internal zones of the Betic cordillera are still matter of debate. Current tectonic interpretations of these basins vary from late-orogenic extensional structures to compressional ones associated with strike-slip motions along major still active faults. Structural investigations including new field mapping, meso-scale faults recognition, palaeostress analysis of brittle small-scale faults systems were performed in the sedimentary cover of the Almanzora corridor and the Huércal-Overa basins, located either in the hanging wall unit of the Filabres extensional shear zone or at the termination of the Alhama de Murcia sinistral fault zone. In parallel, a detailed study of the ductile and the ductile-brittle deformation was carried out in the footwall unit of the Filabres extensional shear zone, in the Nevado-Fílabride complex. Three main brittle events were recognised in the basin cover including two extensional events that occurred prior to a weak tectonic inversion of the basin during a third, still active event. The first one, D1b is characterized by the development a first stress regime consistent with ~NW-SE extensional tectonics. Besides, the consistency between the latest ductile and the brittle kinematics for the Filabres extensional shear zone and the activity of meso-scale fault systems that primarily control the main SW-NE depocentres allow concluding to a top-to-the-NW continuum of strain during the final exhumation of the Nevado-Filábride complex. The resulting overall half-graben architecture of the basins is then related to the combination of the formation of the metamorphic domes that added a local control superimposed on the regional deformation. Indeed, after a consistent top-to-the-west shearing prevailing during most of the Nevado-Filábride exhumation, final exhumation stages were in turn, characterised by important kinematics changes with a subordinate top-to-the-NW sense of shear (D1b). The onset of sedimentation in the basins occurred shortly after the crossing of the ductile-brittle transition in the underlying metamorphic domes at ca. 14 Ma into SW-NE fault-bounded troughs. Tectonic subsidence was then maintained during D2b while extensional kinematics changed to N-S or even locally to SSW-NNE. Extensional tectonics then lasted most of the Tortonian during the final tectonic denudation increments of the Sierra de los Filabres achieved at ca. 9-8 Ma. Intramontane basins are therefore genuinely extensional and clearly related to the latest exhumation stages of the Nevado-Filábride complex in the back-arc domain. Conversely, at ca. 8 Ma, basins started to record a ~N-S to NNW-SSE compressional stress regime (D3b) and ceased to be active depocentres while shortening within the Internal zones then recorded only the Iberia/Africa convergence. The weak inversion of the basins however resulted either in the reactivation of originally extensional faults such as the Alhama de Murcia fault or the basin individualisation and a progressive water exchange reduction with the Atlantic ocean and is thus proposed to be directly responsible for the Late Miocene salinity crises.

Abstract

Les relations entre les dômes métamorphiques alpins limités par des détachements, les zones de failles décrochantes crustales et les bassins sédimentaires sont toujours débattues dans les zones internes des Cordillères bétiques. Les interprétations tectoniques de ces basins varient depuis des structures tardi-orogéniques purement extensives à des structures compressives associées aux mouvements senestres le long de failles décrochantes majeures encore actives. Une étude structurale incluant un nouveau travail de cartographie, la reconnaissance des failles d’échelle intermédiaire, la détermination des paléocontraintes grâce à l’inversion de données de microfailles a été entreprise dans la couverture sédimentaire des bassins de Huércal-Overa et du corridor de l’Almanzora, localisés à la fois dans l’unité située au toit de la zone de cisaillement extensive des Filabres et à la terminaison de la zone de faille senestre d’Alhama de Murcia. En parallèle, une étude détaillée de la déformation ductile et ductile-fragile a été réalisée dans l’unité située au mur de la zone de cisaillement des Filabres dans le complexe Nevado-Filábride. Trois principaux événements cassants ont été reconnus dans la couverture sédimentaire dont deux épisodes extensifs suivis d’une inversion tectonique modérée du bassin durant un troisième épisode, toujours actif aujourd’hui. Le premier, D1b est caractérisé par un premier régime de contrainte compatible avec une extension ~NW-SE. En outre, la cohérence entre les derniers incréments de la déformation ductile et la déformation cassante sur la zone de cisaillement des Filabres, la cinématique des failles d’échelle inter-médiaire qui contrôle les principaux dépocentres orientés SW-NE ont permis de conclure à un continuum de déformation NW-SE durant l’exhumation finale du complexe Nevado-Filábride. La géométrie de premier ordre en demi-graben est donc le résultat de processus tardi-orogéniques incluant l’extension ~E-W arrière-arc liée au retrait vers l’ouest du panneau plongeant et la formation des dômes métamorphiques ajoutant un contrôle plus local à la déformation régionale. En effet, après un cisaillement vers l’ouest généralisé durant la majeure partie de l’exhumation du complexe Nevado-Filábride, les stades tardifs de l’exhumation ont été caractérisés par un important changement de cinématique avec des sens de cisaillement locaux vers le NW (D1b). Le début de la sédimentation semble avoir suivi de peu le passage de la transition ductile-fragile dans le dôme métamorphique sous-jacent vers 14 Ma au sein de fossés orientés SW-NE, limités par des failles normales majeures. La subsidence tectonique a ensuite été maintenue durant l’événement D2b avec des directions d’extension d’avantage orientées N-S à SSW-NNE. La tectonique en extension a donc duré une grande partie du Tortonien alors que la dénudation tectonique de la Sierra de los Filabres s’est arrêtée vers 9-8 Ma. Les bassins intramontagneux sont donc véritablement extensifs et clairement reliés aux stades les plus tardifs de l’exhumation du complexe Nevado-Filabride. Réciproquement, vers 8 Ma, les bassins ont commencé a enregistrer un régime de contraintes en compression ~N-S à NW-SE (D3b) et ont cessés d’être des dépocentres actifs alors que le raccourcissement dans les zones internes n’enregistraient plus que la convergence Ibérie/Afrique. L’inversion tectonique limitée des bassins a pourtant occasionné la réactivation des failles initialement extensives, comme la faille d’Alhama de Murcia et une individualisation forte des bassins ainsi que la diminution progressive des échanges en eau avec l’océan Atlantique et semble donc être directement responsable des crises de salinité de la fin du Miocène.

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