Using travertine deformations to characterize paleoseismic activity along an active oblique-slip fault: the Alhama de Murcia fault (Betic Cordillera, Spain)

Abstract

A preliminary paleoseismic study of travertine deposits cut by an active oblique-slip fault is presented. The Alhama de Murcia fault a ffects late Pleistocene and Holocene trave rtine deposits along the Lorca-Totana segment. Travertines along oblique-slip (reverse - sinistral) active faults have not been reported. On the Alhama de Murcia fault, CaCO3 rich springs are linked to an extensional step-over and to releasing fault junctions in a reverse-sinistral fault zone. The sampling methodology for U/Th dating employed to avoid contamination (by choosing material from a geochemical closed system) is described. A petrographic analysis is necessary to ensure the quality of the samples. Terrace - mound, fissure-ridge, eroded sheets and range-front trave rtine deposits occur in the Alhama de Murcia fault zone. At Carraclaca a 15 m amplitude monocline fold was formed by the reverse movement of this fault which has been active since the late Pleistocene. The first available absolute ages for deformed and undeformed trave rtines yield a ve rtical slip rate of 0.08 mm/yr. It is possible to estimate 4818 yr of recurrence time for the northern branch given the slip per event on alluvial deposits in the southern branch of the Alhama de Murcia fault.

En este trabajo se presenta un estudio paleosísmico preliminar de la actividad recurrente de una falla activa de carácter oblicuo: la falla de Alhama de Murcia que afecta depósitos de trave rtinos de edad Pleistoceno superior a Holoceno a lo largo del segmento Lorca-Totana. Se trata de un caso no muy común de travertinos generados a partir de surgencias asociadas a una falla con movimiento de componente predominantemente inversa. En este caso, las surgencias de aguas ricas en CaCO3 aparecen asociadas a zonas de solape extensional y a intersecciones de fallas dentro de una zona de falla inverso-direccional. Asimismo, se describe y analiza la metodología usada para la selección de las muestras utilizadas para su datación mediante el método del U/Th, con el fin de evitar posibles contaminaciones y obtener así edades absolutas finales representativas. La datación de travertinos puede realizarse con exactitud y suficientes garantías si se pone atención en la selección y el análisis petrográfico de las muestras con el fin de seleccionar carbonatos que hayan precipitado en un sistema lo más geoquímicamente cerrado posible. A lo largo de la traza de la falla de Alhama de Murcia se han observado trave rtinos de terraza, trave rtinos fisurales formando crestas, trave rtinos laminares erosionados y trave rtinos frontales. El movimiento inverso de la falla ha producido un pliegue monoclinal de 15 m de amplitud en el área de Carraclaca, que ha ido creciendo durante el Pleistoceno superior y Holoceno. Las primeras edades absolutas disponibles de los trave rtinos afectados y no afectados por este pliegue indican una tasa de movimiento vertical de 0,08 mm/a. Utilizando valores de deslizamiento por evento equivalentes a los observados en los depósitos aluviales de la rama sur de la falla de Alhama de Murcia (42 cm) podemos estimar valores de intervalos de recurrencia próximos a 4.818 años.