Paleoseismological evidence of Holocene activity of the Los Tollos Fault (Murcia, SE Spain): A lately formed Quaternary tectonic feature of the Eastern Betic Shear Zone

Abstract

The Los Tollos Fault is a recent and important feature of the Eastern Betic Shear Zone, one of the major tectonic structures in South Iberia accommodating the convergence between Nubian and Eurasian plates in the western Mediterranean. The Los Tollos Fault became active by the end of Middle Pleistocene introducing some paleogeographical modifications. Previously mapped as a secondary normal fault related to the Carrascoy Fault, recent research evidences that the Los Tollos Fault is an independent Holocene active left-lateral reverse fault extending for at least 15 km. Data analysis from 4 trenches dug across the fault has revealed the occurrence of at least two paleo-earthquake events during the Holocene. The most recent event is dated between 2,740 and 2,140 yr BP (8th to 2nd centuries BC). The size of the paleoevents is calculated to be Mw 6.3 – 6.6 following empirical regressions on surface rupture length. The recurrence interval is estimated to be between 2,200-6,860 years, fitting a slip rate for the fault between 0.12 and 0.17 mm/yr. Such parameters highlight the Los Tollos Fault as a tectonic structure with a considerable activity located relatively close to densely populated areas. These seismogenic parameters should be considered in future reassessments of the seismic hazard of the region.

La falla de Los Tollos es una estructura reciente e importante de la Zona de Cizalla de la Bética Oriental, la principal estructura del sureste de la Península Ibérica que acomoda gran parte de la convergencia entre las placas de Eurasia y Nubia en el Mediterráneo Occidental. La falla de Los Tollos, descrita inicialmente como una falla normal secundaria relacionada con la falla de Carrascoy, comenzó su actividad a finales del Pleistoceno Medio generando algunas modificaciones paleogeográficas significativas. El trabajo que aquí presentamos demuestra su activad durante el Holoceno con una cinemática lateral sinestral con componente inversa a lo largo de una longitud de 15 km, e independiente de la Falla de Carrascoy. Del análisis de los datos obtenidos en 4 trincheras paleosismológicas realizadas a lo largo de la traza de la falla, se han podido interpretar la ocurrencia de al menos 2 paleoterremotos durante el Holoceno, acotándose el evento más reciente entre hace 2.740 y 2.140 años (siglos VIII a II a.C.). La magnitud máxima de estos paleoterremotos, estimada mediante correlaciones empíricas que consideran la longitud de rotura en superficie de la falla, se encuentra entre Mw 6,3 y 6,6, con un periodo de recurrencia comprendido entre 2.200 y 6.860 años. La tasa de deslizamiento neta calculada para la falla se estima entre 0,12 y 0,17 mm/a. Estos parámetros identifican la falla de Los Tollos como una estructura activa situada en las cercanías de áreas densamente pobladas y ponen de manifiesto el interés que tendría considerarla en futuras reevaluaciones de la peligrosidad sísmica en la región