Aspectos tectónicos del estudio gravimétrico de la Cuenca de Málaga J.M. Insua Arévalo, F. Martín González, R. Capote y J.J. Martínez-Díaz Departamento de Geodinámica. Universidad Complutense de Madrid. C/ José Antonio Nováis, s/n. Madrid 28040. insuarev@geo.ucm.es ABSTRACT This work shows the results o f a gravimetric survey carried out in the Malaga Basin (sited on the Inter­ nal Zone o f the Western Betic Chain, southern Spain). Three anomalies maps are exposed and inter­ preted, focusing on neotectonic aspects. In order to avoid the influence o f peridotitic bodies which outcrop in the studied area, and the southward thinning o f the crust, a regional anomaly map has been processed and subtracted to the Bouguer anomaly. So, a residual anomaly map has been rea­ ched, where neotectonic interpretation has been done. The main tectonic feature evidenced by gravi­ metric data is the Albornoque Fault. It represents the southern boundary o f the Malaga Basin with a noticeable vertical component, according to its high gradient. By other hand, the fold o f Sierra de Car- tama is marked by a maximum axis. This axis continues westward giving a duplicated depocenter o f the basin. It is interpreted as a reverse fault, related in depth with the folding o f Sierra de Cartama, and which affects the basement o f the basin. According with the current stress field in the zone (NNW-SSE), the proposed structures imply the existence o f a compressive neotectonic activity, where the Albornoque fault is interpreted as a high angle reverse fault o f a reverse fault Key words: gravimetry, neotectonic, Malaga Basin, Betic Chain, peridotite INTRODUCCIÓN La Cuenca de Málaga es una cuenca miocena situada en las Zonas Internas de las Béticas Occidentales por la que actualmente discurre el río Guadalhorce en su último tramo con dirección E-0. La Hoya de Málaga ha sido considerada una cuenca controlada por fallas de salto en dirección tanto en su borde Norte como en el borde Sur (Sanz de Galdeano, 1983 ; Sanz de Galdeano y López Garrido, 1991). De igual manera se describe el borde norte de la Sierra de Cártama, una sierra formada por materiales pertenecientes al comple­ jo Alpujárride que se eleva en el centro de la cuenca. Estas fallas de dirección E-0 a N70E posteriormente han sido cor­ tadas por fallas normales NO-SE o NE-SO, o incluso han cambiado su dinámica convirtiéndose en fallas con impor­ tante salto en la vertical (López Garrido y Sanz de Galdeano, 1999) en un marco general de levantamiento isostático de las Béticas. No obstante, las observaciones realizadas por Capo­ te et al. (2002) en la Sierra de Cártama aportan evidencias que apoyan un plegamiento activo que eleva dicha sierra bajo un régimen de carácter compresivo que concuerda con la dirección de máximo esfuerzo horizontal actual según la dirección NNO-SSE. El objetivo de este trabajo se centra en la descripción e interpretación de los resultados de un estu­ dio gravimétrico llevado a cabo en la cuenca de Málaga y sus bordes, y sus implicaciones acerca de la evolución tectónica reciente de la zona. MORFOLOGÍA Y ESTRATIGRAFÍA DE LA CUENCA DE MÁLAGA La cuenca tiene una morfología alargada según una direc­ ción E-0 y ocupa una extensión de aproximadamente 250 km. Los límites Norte (Montes de Málaga) y Sur (Sierra de Mijas) de la cuenca han sido descritos como fallas (Sanz de Galdea­ no, 1983; Sanz de Galdeano y López Garrido, 1991). El sus­ trato de la cuenca, tal y como se desprende de la cartografía geológica de la zona (Figura 1), está formado por materiales pertenecientes a los complejos Alpujárride y Maláguide, que además son los materiales que componen los relieves circun­ dantes. La secuencia sedimentaria de los materiales que han ido depositándose en la cuenca ha sido descrita por diversos autores (Chamón y Quinquer, 1976; Estévez González y Cha- món, 1978), encontrándose sedimentos de edades desde el Oligoceno-Aquitaniense hasta la actualidad, aunque es a par­ tir del Tortoniense cuando los depósitos se pueden considerar pertenecientes a la cuenca tal y como hoy en día la conocemos (López-Garrido y Sanz de Galdeano, 1999). Geotemas 5, 2003 mailto:insuarev@geo.ucm.es 124 J. M. INSUA ARÉVALO, F. MARTIN GONZALEZ, R. CAPOTE Y J. J. MARTÍNEZ-DÍAZ Cártama S¡e la Torra Alhaurin L e ye nda P lio-C uatem ario Tortoniense Neonum íd ico M aláguide 1 — M anto de Los Reales Peridotitas haM anto de O jén ta s A ban ico H Slncilnal 4 ► A ntlncllnal — - Falla / y 1 - r Falla Inversa TT Falla N orm al / Í \Población / M / Y i ’M Pizara / ) } Cártama Estación Villafranco * de GuadalHôrce, £ | + Í+ * ► Alhaurin rUoeo orremohnos Fuengirola Cuencas Neógenas y Plio-Cuatemanas Marbella Kilómetros Zonas Externas Unidades de Flysch Rocas Volcánicas Neogenas Zonas Internas Figura 1. Esquema geológico de la Cuenca de Málaga y su entorno. (Se incluye marco de los mapas de la figura 2). MAPA DE ANOMALÍAS DE GRAVIMÉTRICAS Los datos utilizados para la elaboración de los mapas de anomalías gravimétricas proceden de un levantamiento gravi- métrico realizado en la cuenca de Málaga en el que se han medido un total de 291 estaciones (Figura 2a) en una superfi­ cie de 830 km2 con una densidad de una estación por cada 2,85 km2. La distribución de las estaciones no es homogénea, sien­ do la concentración máxima en los bordes de la cuenca y en la Sierra de Cártama. La totalidad de las medidas se han reali­ zado con un gravímetro Lacoste & Romberg, modelo G n° 953, que proporciona una precisión de ± 0,01 mGal. La alti- metría y posición geográfica de la estaciones se ha determina­ do mediante la utilización de altímetro barométrico y GPS res­ pectivamente. En cada estación se han aplicado las correcciones clásicas de este tipo de estudios. Además de las reducciones de aire libre y de Bouguer, la corrección topográ­ fica de cada estación se ha realizado hasta 167 km con los métodos clásicos. Se han obtenido así la anomalía de Bouguer completa para el conjunto de las estaciones, utilizando una densidad de reducción de 2.67 g/cnT (Figura 2a). Dado el particular entorno a nivel cortical de adelgaza­ miento en dirección N-S y la presencia de peridotitas (con densidad elevada) en la zona, se ha realizado un análisis esta­ dístico por regresión polinómica de los datos de anomalía de Bouguer para determinar la tendencia regional. De acuerdo con los mapas de anomalías de Bouguer existente en la zona (Mezcua et al., 1996) y los modelos de corteza propuestos por Torné et al. (1992), se ha estimado como representativo de la tendencia regional de la anomalía de Bouguer aquella expre­ sada por un polinomio de 2o orden (Figura 2b). Una vez obtenido un mapa de anomalías regionales, se ha sustraído esta tendencia regional a la anomalía de Bouguer, obteniendo un mapa de anomalías residuales (Figura 2c), que se considera representativo de las variaciones de las densida­ des de los materiales a un nivel más superficial. PRINCIPALES RASGOS DE LOS MAPAS DE ANOMA­ LÍAS GRAVIMÉTRICAS La cuenca de Málaga y su entorno presenta una compleji­ dad cortical singular que queda reflejada en la distribución de Geotemas 5, 2003 ASPECTOS TECTÓNICOS DEL ESTUDIO GRAVIMETRICO DE LA CUENCA DE MÁLAGA 125 la anomalía de Bouguer (Fig. 2a), en la que se puede observar cómo, dentro de una gran variación de valores (desde -36 mGal hasta +78 mGal), los valores positivos se encuentran hacia el sur del área de estudio, con un fuerte gradiente hacia el SSE. Esta zona es la correspondiente a la Sierra de Mijas, aunque se puede observar cómo el valor de anomalía sigue aumentando una vez pasada la vertiente sur de la sierra. Esta tendencia es el resultado del efecto que produce el adelgaza­ miento de la corteza junto con la presencia, tanto en aflora­ miento como en profundidad, de las peridotitas de Ronda, que 340000 350000 a) Anomalía de Bouguer mGal 360000 370000 340000 c) Anomalía Residual 350000 360000 370000 340000 350000 Eje de Máximos j0TEje de Mínimos .A " Gradiente 370000 Figura 2. Mapas de anomalía gravimétrica. Como mapa de base se ha utilizado el mapa de contactos geológicos de la figura 1. a) Mapa de anomalía de Bouguer. Las cruces marcan los puntos de medida de gravedad, b) Mapa de anomalía regional (ajuste por polinomio de 2o orden), c) M apa de anomalía residual (SCN: Subcuenca Norte; SCS: Subcuenca Sur; SVG: Surco de Villafraneo de Guadalhorce. Ver explicación en el texto). Geotemas 5, 2003 126 J. M. INSUA ARÉVALO, F. MARTÍN GONZÁLEZ. R. CAPOTE Y J. J. MARTÍNEZ-DÍAZ según otras campañas gravimétricas de carácter regional, pro­ ducen un máximo de anomalía más al sur (Torné et al, 1992). En el borde septentrional de la cuenca parece definirse un cambio de tendencia de las isolíneas de anomalía de Bouguer hacia el norte, donde aparece un gradiente bastante menos acusado orientado hacia el ENE. Ambos gradientes quedan marcados en el mapa de anomalía regional (Fig. 2b). La cuenca de Málaga presenta una estructuración principal en dirección N70-80E. En ella se aprecia una notable asime­ tría en dirección N-S, como queda marcado en el mapa de ano­ malía residual (Fig. 2c.). Por un lado, la asimetría de la cuen­ ca queda reflejada en la mayor potencia de sedimentos de una subcuenca Sur (SCS) -que queda representada por un eje de valores mínimo de anomalía residual -frente a una potencia menor de sedimentos en una subcuenca Norte (SCN), separa­ das por la Sierra de Cártama. Por otro lado, el borde sur de la cuenca queda marcado por un importante gradiente entre el eje de valores máximos del relieve de la Sierra de Mijas y el eje de valores mínimos de la SCS. Este gradiente marca la presen­ cia de una falla en dicho borde, con un importante salto en la vertical. Por el contrario en el borde norte el valor de anoma­ lía varía de una manera mucho más suave entre un eje de valo­ res máximos al norte (Montes de Málaga) y el eje de mínimos que define la SCN. Esta asimetría de la cuenca es mucho más clara en su mitad oriental, donde desaparece el surco de la SCN. Esta desaparición ocurre a partir de una línea de direc­ ción NNO-SSE, situada al Este de la Sierra de Cártama, que define también una disminución importante de la profundidad en la SCS, como queda reflejado en los valores de anomalía residual. La Sierra de Cártama, como rasgo particular de la cuenca de Málaga, ocupa una posición media dentro de la cuenca marcando un eje de valores máximos de anomalía residual en dirección N70-80E. Los valores de anomalía residual que muestra la Sierra de Cártama quedan netamente limitados al Este por la línea NNO-SSE descrita anteriormente. Por el Oes­ te, el eje de valores máximos de anomalía se puede prolongar más allá de la zona de afloramiento de la sierra, hasta interfe­ rir con un importante surco sedimentario de dirección N-S, definido por un eje de valores mínimos (Surco Villafranco de Guadalhorce -SVG). Esta interferencia produce una duplica­ ción del depocentro de la cuenca, ya que es en este surco en el que encuentran los valores mínimos de la cuenca, y por tanto el máximo espesor de sedimentos. Hay que destacar la no pre­ sencia de un gradiente significativo en el límite norte de la Sierra de Cártama, lo que no apoyaría la teoría de una falla de alto ángulo y desplazamiento significativo en la vertical en dicho límite. Un rasgo importante a destacar sobre en el mapa de ano­ malía residual, es la aparición de unos ejes de valores máxi­ mos en los Montes de Málaga con una orientación aproxima­ da E-O. La anomalía residual de estos relieves llega a ser más elevada que la de la Sierra de Mijas, e incluso que los de las peridotitas de Sierra Alpujata. Esto lo atribuimos a la presen­ cia a escasa profundidad de las peridotitas de la base del Man­ to de los Reales, manto aflorante en el núcleo del antiforme de Santi Petri (Booth-Rea, 2000). Estas peridotitas afloran según el mismo eje E-0 pocos kilómetros más hacia el Oeste en La Robla (Fig. 1). Además, en los Montes de Málaga se puede trazar un eje de valores mínimos en dirección casi N-S que separa los ejes de valores máximos. Este eje de mínimos coincide con la tra­ za de uno de los sinclinales N-S de gran radio descritos entre otros por Estévez y Chamón, (1978). A ambos lados de este sinclinal aparecerían los correspondientes anticlinales, coinci­ diendo con los máximos de anomalía gravimétrica residual del anticlinal de Santi Petri y el anticlinal del río Guadalmedina. Estos máximos podrían estar relacionados con la cercanía a la superficie de las peridotitas del Manto de los Reales, que en la zona del sinclinal quedaría a más profundidad. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES El principal rasgo tectónico de la cuenca de Málaga que se deduce del estudio gravimétrico es una falla de gran salto en la vertical con dirección N70-80E que limita el borde sur de la cuenca con la Sierra de Mijas. Esta falla ha sido descrita por varios autores (Andreo y Sanz de Galdeano, 1994; Sanz de Galdeano et al., 2001) como la continuación de la Falla de Albornoque, descrita inicialmente por Tubía (1988) como falla en dirección tipo dextral en el borde norte de la Sierra Blanca. Sanz de Galdeano et al. (2001) atribuyen un importan­ te salto en la vertical de componente normal de esta falla para explicar el gran espesor de sedimento acumulado en la cuen­ ca. En nuestra opinión este salto en la vertical estaría asocia­ do a una componente inversa de la falla en concordancia con el estado de esfuerzos responsable del plegamiento post-mio- ceno de la Sierra de Cártama (Capote et al., 2002). Otro rasgo importante desvelado por la gravimetría es la ubicación de dos depocentros en la cuenca en el eje de mínimos del surco Villafranco de Guadalhorce (SVG). La duplicación aparente de este depocentro se puede atribuir a la existencia de una falla inversa en profundidad que formaría el pliegue de la Sierra de Cártama y que afectaría al basamento de la cuenca. En cuanto al borde norte de la cuenca de Málaga se puede concluir que las anomalías gravimétricas no evidencian la pre­ sencia de fallas de entidad regional en este límite de la cuen­ ca. El cambio de en la dirección de las isolíneas de anomalía residual a un lado y otro del límite oriental de la Sierra de Cár­ tama, correspondería probablemente a una falla, quizá de tipo transfer, que individualiza dos bloques dentro de la cuenca: el bloque Oeste, en el que se incluye el pliegue de la Sierra de Cártama y los surcos de sedimentos con mayor espesor, y el bloque Este, donde los surcos sedimentarios pierden entidad. Geotemas 5, 2003 ASPECTOS TECTÓNICOS DEL ESTUDIO GRAVIMÉTRICO DE LA CUENCA DE MÁLAGA 127 Sobre el mapa de anomalía residual es posible distinguir en los Montes de Málaga, desde el anticlinal de Santi Petri hasta el del río Guadalmedina, la presencia de rocas peridotí- ticas de alta densidad situadas a escasa profundidad en los anticlinales de pliegues de gran radio con ejes N-S. Estos plie­ gues podrían estar asociados al tensor de esfuerzos pretorto- niense de dirección ONO-ESE (Sanz de Galdeano, 1990), que sería probablemente también el responsable del movimiento dextral de la falla de Albornoque. Durante el Tortoniense este tensor comenzaría a rotar hasta disponerse según una compre­ sión NNO-SSE en el Mesiniense. Con esta rotación de tensor, la falla de Albornoque empezaría a desarrollar cada vez más su componente inversa, hasta que finalmente el movimiento en dirección quedaría prácticamente bloqueado y pasaría a actuar como una falla inversa de alto ángulo. Bajo estas con­ diciones de compresión NNO-SSE se desarrollaría la activi­ dad post-miocena del pliegue de la Sierra de Cártama, cuya falla asociada en profundidad podría interpretarse como una falla más moderna que la falla de Albornoque, a la cual se le estaría transfiriendo las tensiones producidas por el bloqueo de la falla principal. AGRADECIMIENTOS A David Gómez Ortiz y a Carmen Rey, por su inestimable colaboración para la realización de las campañas gravimétri- cas y procesado de datos. A Rosa Tejero por sus comentarios realizados sobre la interpretación de los mapas de anomalias gravimétricas. REFERENCIAS Andreo, B. y Sanz de Galdeano, C. (1994): Structure of the Sierra de Mijas (Alpujárride Complex, Betic Cordillera). Anuales Tectonicae, VIH, 1: 23-35. Booth-Rea, G.; Azañón, J. M.; García-Dueñas, V.; Augier, R.y Sánchez-Gómez, M. (2003): A'core-complex-like structure’ formed by superimposed extensión, folding and high-angle normal faulting. The Santi Petri dome (western Betics, Spain). Comptes rendus Geoscience, 335, 2: 265-274. Capote, R.; Insua Arévalo, J. M.; Martínez-Díaz, J. J.; Martín- González, F. y Tsige, M. (2002): La Sierra de Cártama: Pliegue con actividad reciente en las Béticas Occidentales (Hoya de Málaga). Geogaceta, 31: 135-138 Chamón, C. y Quinquer, R. 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