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Doc. Labo. Géol. Fac. Sci. Lyon, n° 69

 

C. MONTENAT (1977) - Les bassins néogènes du Levant d'Alicante
et de Murcia (Cordillères bétiques orientales - Espagne).
Stratigraphie, paléogéographie et évolution dynamique.
345 p., 7 pl., 75 fig.


Résumé

Cet ouvrage constitue la mise à jour d'un premier travail, consacré à l'étude des bassins néogènes du Levant espagnol (extrémité orientale des Cordillères bétiques), et qui fut l'objet d'une Thèse d'État, soutenue devant l'Université d'Orsay Paris-Sud en 1973. Depuis cette date, la poursuite active des recherches en collaboration avec différents spécialistes a permis d'apporter des résultats nouveaux, qui sont résumés ici. Ce Mémoire comporte quatre parties :

I - Étude stratigraphique régionale
Les terrains du Miocène inférieur et moyen, souvent très disloqués, présentent des affleurements discontinus de faible extension. A l'inverse, les dépôts échelonnés du Miocène supérieur au Plio-Quaternaire sont largement développés.

La plupart des niveaux ont été datés par des associations micropaléontologiques caractéristiques : Langhien (biozones à G. bisphaericus ; Praeorbulina ; Orbulina) ; Serravallien (biozones à G. mayeri - G. praemenardii ; G. menardii) ; Tortonien (Tortonien I à G. acostaensis ; Tortonien II à G. pseudomiocenica) ; "Miocène terminal" dont la base appartient encore au Tortonien (biozone à G. humerosa - G. dutertrei) et dont la plus grande partie représente le Messinien (biozone à G. mediterranea - G. conomiozea) ; Pliocène I à G. margaritae ; G. puncticulata et G. crassaformis ; Pliocène II (Pliocène moyen-supérieur) dépourvu d'espèces caractéristiques. Un ensemble continental Plio (?)-Quaternaire est caractérisé par une malacofaune de Pulmonés.

Les formations de même âge présentent, à l'intérieur de la région considérée des caractères particuliers dans chacune des grandes zones structurales des Cordillères bétiques. On est ainsi amené à décrire :
1. Une succession néogène dans la zone bétique interne (Murcia) ;
2. Une succession néogène dans les zones externes (Alicante-Elche) ;
3. Une entité paléogéographique particulière, développée à la limite des zones externe et interne, constituant le vaste bassin d'Alhama-Fortuna. Par ailleurs, une attention particulière est accordée aux plaines littorales largement étendues entre Alicante et Cartagena. Les données de la géophysique et des forages pallient l'absence quasi complète d'affleurements et permettent de reconstituer un agencement paléogéographique complexe, constitué au Miocène supérieur d'une succession de sillons subsidents et de hauts fonds mobiles, échelonnés entre la plaine d'Elche et le Campo de Cartagena.

Enfin, une synthèse des observations effectuées sur le Quaternaire du littoral met en évidence les faits suivants :
1. Existence possible d'un littoral calabrien, jalonné par des formations dunaires et lagunaires ;
2. Présence de deux niveaux marins étagés, le premier attribuable au Paléotyrrhénien, le second à l'Eutyrrhénien à Strombes ;
3. Les dépôts quaternaires continentaux comportent deux épisodes remarquables de carapaces calcaires, la première couronnant le Pleistocène ancien, le seconde clôturant le cycle paléotyrrhénien.

II - Synthèse stratigraphique
1. Inventaire biostratigraphique des différents groupes paléontologiques récoltés ;
2. Corrélations stratigraphiques générales des différentes formations néogènes du Levant.

III - L'évolution orogénique récente du Levant espagnol
Elle a comporté des épisodes variés :
1. Des serrages importants se sont probablement produits ici comme en d'autres parties de la Chaîne vers la fin du Burdigalien. Ces mouvements ont eu pour effet un démantèlement quasi-total des couches de l'Aquitanien et du Burdigalien ;
2. Le Langhien et le Serravallien correspondent à une période de distension marquée en des régions proches par des émissions volcaniques importantes. Les discordances qui ponctuent la sédimentation durant cette période, correspondent à des gauchissements qui accompagnent le processus distensif ;
3. Des mouvements en compression se sont produits à la limite Serravallien-Tortonien. Ils sont bien caractérisés, dans chacune des zones structurales de l'édifice bétique et traduisent un raccourcissement N-S considérable de l'ensemble de la Chaîne ;
4. Une longue période de distension s'étend du Tortonien jusqu'au Quaternaire ancien. Les discordances enregistrées, de faible amplitude mais de grande extension géographique témoignent de l'existence de mouvements en distension (mouvements intra-Tortonien, à la limite Mio-Pliocène, intra-Pliocène), qui ont eu un retentissement direct sur l'évolution paléogéographique ;
5. Des mouvements en compression se produisent au cours du Quaternaire. Ils se traduisent par une réactivation d'accidents préexistants (décrochements conjugués NE-SW sénestre, NW-SE dextre) et par la création de structures nouvelles (plis d'axe généralement E-W). L'ensemble de ces déformations indique une direction de raccourcissement proche de N-S.
6. Certains des accidents marqués par la compression quaternaire sont le siège d'une activité séismique qui témoigne de la permanence de leur fonctionnement.

IV - Essai de synthèse paléogéographique
1. Différents aspects de la sédimentation néogène et quaternaire sont abordés :
- Dynamique sédimentaire au Néogène récent (Tortonien à Pliocène) dans les bassins de la zone interne : évolution des apports détritiques, turbidites, mise en place d'olistolithes, failles actives, etc. ;
- Modalités de la sédimentation diatomitique messinienne ;
- Sédimentation carbonatée et évaporitique au Miocène supérieur :
. le - milieu récifal et son environnement, au Tortonien II et au Messinien ;
. faciès et localisation des évaporites (Gypse et anhydrite) au Tortonien II et au Messinien ;
. relations latérales des évaporites et des autres types de dépôts dans le bassin de San Miguel ; présentation d'un modèle de dépôt sous-aquatique de ces évaporites ;
- Dynamique de la genèse des croûtes calcaires pléistocènes ; mise en évidence de l'importance des phénomènes bio-pédologiques dans leur élaboration
- Évolution de la sédimentation argileuse en relation avec la dynamique des bassins de la zone interne.
2. Esquisse paléogéographique
On tente de dégager, dans ce chapitre, la synthèse des faits précédemment exposés. Les données paléogéographiques concernant la période du Miocène inférieur et moyen sont encore très fragmentaires. En revanche, il est possible de suivre avec plus de détail l'évolution du cadre paléogéographique au cours du Néogène récent. On a mis notamment en évidence différents stades évolutifs dans l'histoire des bassins de la zone interne : stade juvénile de fracturation, avec mouvements verticaux de grande amplitude et réalisation de sillons subsidents étroits ; stade mature d'extension du domaine marin et d'effacement des reliefs ; stade de vieillissement avec contraction progressive des aires subsidentes. La crise de salinité messinienne intervient durant cette dernière étape. Tout au long de cette histoire, les phénomènes tectoniques exercent un contrôle permanent sur la paléogéographie, par leur influence sur la dynamique sédimentaire et sur la morphologie du cadre des bassins.

 

Abstract

This study makes up the first published aspect of an essay devoted to the study of the neogene basins of the Spanish Levant (the eastern border of the Betic Cordilleras) which was the subject matter of a State thesis maintained at the "Université d'Orsay Paris-Sud" in 1973. Since then, an active investigation has been carried out in collaboration with several experts and has given way to new results which are here below summarized. This present "memoir" will be divided into four parts :

I - A regional stratigraphic survey
The formations of the lower and middle Miocene, often very faulted form discontinuous outcrops of weak extension. On the contrary, the deposits spreading over from the upper Miocene to the Plio-Quaternary are fully developed.

Most of the levels have been dated through specific micropaleontologic associations : Langhian (G. bisphaericus ; Praeorbulina ; Orbulina zones) ; Serravallian (G. mayeri - G. praemenardii ; G. menardii zones) ; Tortonian (Tortonian I, G. accostaensis zone ; Tortonian II, G. pseudomiocenica zone) ; "Miocène terminal" the base of which still belongs to the Tortonian (G. humerosa - G. dutertrei zone) and the most part of which represents the Messinian (G. mediterranea - G. conomiozea zone) ; Pliocene I (G. margaritae ; G. puncticulata et G. crassaformis zones) ; Pliocene II (middle-upper Pliocene) devoid of characteristic forms. A Plio (?)-Quaternary continental formation is characterized by a mollusc fauna.

Deposits of the same period offer within the region, particular characteristics in each of the structural zones of the Betic Ranges. We can therefore describe the following :
1. A neogene succession in the inner betic zone (Murcia) ;
2. A neogene succession in the outer zones (Alicante-Elche) ;
3. A special paleogeographic unity, formed at the boundary of the inner and outer zones, consisting of the vast Alhama-Fortuna basin. Moreover, particular attention has been directed to the coastal plains between Alicante and Cartagena. Geophysic facts and drilling palliate a practically complete absence of outcrops and allow the reconstruction of a complex paleogeographic disposition made up in the upper Miocene of a series of subsident basins and of movable elevations spreading out between the Plain of Elche and the Cartagena Campo. Finally the synthetic survey of the observations made on the Quaternary coastline sets off the following facts :
1. The possible existence of a calabrian coastline marked out by dunes and lagoonal deposits ;
2. The presence of two different sea-levels, the first one is perhaps due to the Paleotyrrhenian and the second one to the Eutyrrhenian with Stombus ;
3. The continental sediments of the Quaternary consist of two remarkable limestone crusts, the first one crowning the ancient Pleistocene, and the second one enclosing the paleotyrrhenian cycle.

II - A stratigraphic synthesis
1. A biostratigraphic inventory of the various paleontologic groups which have been collected ;
2. General stratigraphic correlations of the various neogene formations of the Levant.

III - The orogenic evolution of the spanish Levant
It went through various processes :
1. Important tightenings are likely to have taken place here as in other parts of the Range towards the end of the Burdigalian. These movements have led to an almost complete fracturation of aquitanian and burdigalian rocks ;
2. The Langhian and the Serravallian correspond to a period of distension marked in nearby areas by important volcanic outflows. The disconformities which mark the sedimentation during this period correspond to the warpings following the distension process ;
3. Compressing movements took place towards the border of the Serravallian-Tortonian. They are well characterized in each of the structural zones of the betic range and express a considerable N-S shortening of the whole range ;
4. A long period of distension stretches out from the Tortonian to the early Quaternary. The recorded disconformities, of weak amplitude but of great geographic extension point to the existence of distending movements (intra-Tortonian ; Mio-Pliocene boundary ; intra-Pliocene) that have had a direct repercussion on the paleogeographic evolution ;
5. Compressing movements occur in the Quaternary. They result in a reactivation of pre-existing folds, (conjugated wrench-faults NE-SW senestral, NW-SE dextral), and in the creation of new structures (axis folds generally E-W). All these deformations show a movement of shortening near the N-S direction.
6. Some of these folds marked by Quaternary compression are the source of seismisity which proves that their functioning is still continuons.

IV - An approach to a paleogeographic synthesis
1. Different aspects of neogene and quaternary sedimentation will be dealt with :
- Recent neogene sedimentary dynamics (Tortonian to Pliocene) in the inner zone basins : the evolution of detrital sediment, turbidites, the setting of olistoliths, active faults, etc. ;
- Diatomitic messinian sedimentation processes ;
- Carbonated and evaporitic sedimentation in the upper Miocene :
. the reefal area and its surroundings, in the Tortonian II and in the Messinian.
. lateral relations of the evaporites and other types of deposits in the San Miguel basin : presentation of a type of sub-aquatic deposit originating from these evaporites.
- Dynamics of the origin of limestone pleistocene crusts : the underlyning of the bio-pedological phenomena in their elaboration.
- The evolution of day mineral sedimentation in relation to the dynamics of inner zone basins.
2. Paleogeographic outline
In this chapter, we try to sum up the above mentioned facts.
- We only dispose of incomplete paleogeographic data on the lower Miocene peniod.
- On the other hand we can follow more closely the evolution of the paleogeographic framework during the recent Neogene. Different stages of evolution in the history of the inner zone basins have been underlined : the early stage of fracturation, with vertical movements of great amplitude and the realization of narrow subsidents troughs ; the mature stage of extension in the marine field and the wearing off of reliefs ; the old stage with a progressive contraction of subsident areas. The messinian salinity crisis occurs during this last stage. Throughout this history, tectonic phenomena permanently control paleogeography, through their influence on sedimentary dynamics and also on the morphology within the basins.

 

Sommaire

Introduction

Première partie - Étude stratigraphique générale
Ch. I - Le Néogène entre le cours inférieur du Rio Segura et les Sierras de Cartagena
Ch. II - Le Néogène de la région d'Alicante et d'Elche
Ch. III - L'apport des données de la géophysique et des forages à la connaissance des plaines littorales, entre Alicante et les Sierras de Cartagena
Ch. IV - Le bassin d'Alhama de Murcia-Fortuna et ses entours
Ch. V - Vue d'ensemble sur les formations quaternaires du littoral méditerranéen

Deuxième partie - Synthèse stratigraphique
A - Principaux résultats biostratigraphiques
B - Corrélations stratigraphiques générales des formations néogènes

Troisième partie - L'évolution orogénique récente du Levant espagnol
A - Les cordillères bétiques orientales au Néogène. Chronologie des principaux événements orogéniques
B - Quelques remarques sur l'évolution géodynamique au cours du Miocène inférieur et moyen
C - La phase compressive post-Serravallien
D - La distension au Néogène récent (Miocène supérieur-Pliocène)
E - La phase compressive quaternaire
F - Les déformations les plus récentes
G - Remarques sur la séismicité actuelle du Levant espagnol
H - Conclusion. Les étapes principales de l'évolution orogénique néogène et quaternaire dans les cordillères bétiques orientales

Quatrième partie - Essai de synthèse paléogéographique
Ch. I - Quelques aspects de la sédimentation néogène et quaternaire
Ch. II - L'évolution du cadre paléogéographique au cours du Néogène

Bibliographie