The base of the crust at the Betics-Alborán Sea transition: evidence for an abrupt structural variation from wide-angle ESCI data

• J. Gallart ^[1] ; J. Díaz ^[1] ; N. Vidal ^[1] ; J.J. Dañobeitia ^[1]
  1. [1] Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera

     Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera

     Barcelona, España

     
• Localización: Revista de la Sociedad Geológica de España, ISSN 0214-2708, Vol. 8, Nº. 4, 1995, págs. 519-527
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Uno de los objetivos del experimento ESCI de sísmica de reflexión vertical en la cordillera Bética y la cuenca del mar de Alborán era el establecer una transecta estructural en un área marcada por episodios de engrosamiento y adelgazamiento de la litosfera, en relación con los diferentes procesos compresionales, extensionales y transcurrentes acaecidos desde el Mesozoico. En la práctica, las secciones (stacks) de la sísmica vertical carecen de resolución respecto al control de la transición entre corteza deformada y no deformada en el dominio de Alborán. En cambio, los datos complementarios de gran ángulo registrados en el mismo experimento y analizados en este trabajo, sí permiten inferir las variaciones laterales del Moho. Estos datos se obtuvieron al registrar los disparos de aire comprimido del perfil Alborán-1 en cinco estaciones en tierra, a lo largo del perfil Béticas-2 hasta unos 60 km al norte de la línea de costa. Durante el procesado convencional de los datos, ha sido preciso paliar algunas deficiencias en los tiempos origen de los tiros, antes de poder construir los ensamblajes para las distintas estaciones. En ellos, la alta densidad de registros permite correlacionar con claridad fases reflejadas en la base de la corteza a lo largo de casi todo el perfil. Además de una interpretación clásica en términos de modelización directa, se ha desarrollado un procesado multicanal de los datos de gran ángulo, puesto que se dispone de cobertura múltiple para las reflexiones en el Moho a lo largo de una sección de unos 60 km de longitud. En el stack final obtenido, se observa un adelgazamiento cortical moderado hacia el centro de la cuenca. Las reflexiones con gran energía visibles entre 6 y 7 s a lo largo del segmento marino de 35 km se asocian con el Moho bajo la cuenca del mar de Alborán. Este horizonte penetra unos 10 km en tierra, donde se observa a unos 8 s. Más al norte, este nivel reflectivo desaparece, y se pone de relieve, en cambio, una reflectividad más difusa a partir de 11 s, atribuida a la transición corteza-manto bajo las Béticas Internas. Se ha elaborado una transecta sísmica completa a través del dominio cortical de Alborán combinando el stack de gran ángulo con las secciones verticales en tierra y en mar. La sección compuesta confirma una transición cortical marcada por un salto brusco de unos 3 sen el Moho. Esta imagen sísmica coincide con las interpretaciones gravimétricas en la misma zona. Los resultados geofísicos parecen acentuar el papel de una tectónica de cizalla, que habría ocasionado movimientos laterales de envergadura hacia el oeste, juxtaponiendo dos bloques de diferente espesor cortical, antes de la tectónica neógena dominada por extensión y compresión entre las placas ibérica y africana.

  • English

    The deep vertical seismic reflection ESCI experiment in the Betic Cordillera and Alborán Sea basin was designed to constrain a structural transect in an area marked by lithospheric thickening and thinning episodes, related to different compressional, extensional and transcurrent processes since Mesozoic times. The vertical stacks, however, lack resolution in imaging the transition between stretched and unstretched crust at the Alborán domain. Complementary wide-angle data recorded in the same experiment and analysed here reveal the lateral variations of the Moho. Five stations located along the Betics-2 profile up to 60 km inland recorded the air-gun shots of the Alborán-1 profile. The conventional processing of these data had to overcome some technical deficiencies prior to the generation of high-density receiver-gathers, which show conspicuous reflections from the bottom of the crust along most of the profile. In addition to a classical interpretation by forward modelling, we developed a multichannel processing of the wide-angle Moho reflections, as large-offset multifold is achieved for a 60 km-long section. In the final wide-angle stack, the crust shows a moderate thinning seawards. The strong reflections observed between 6-7 s along the 35 km offshore segment are associated to the Moho beneath the Alborán Sea basin. This horizon penetrates up to 10 km inland where it is imaged at 8 s. Further north, this reflective level vanishes and a more diffuse reflectivity evidenced after 11 s is attributed to the crust-mantle transition beneath the Internal Betics. The wide-angle stack merged with the land and marine vertical sections completes a seismic transect across the Alborán domain. The composite section confirms that the transition from stretched to unstretched crust is marked by an abrupt Moho-jump of more than 3 s. This seismic image agrees with gravity interpretations in the same area. The geophysical results seem to enhance the role of shear tectonics. Lateral westward movements may have juxtaposed two blocks of different crustal thicknesses, before the Neogene-dominating compressional and extensional tectonics between the African and Iberian plates.