Geodynamic events reconstructed in the Betic, Maghrebian, and Apennine chains (central-western Tethys)

Abstract

A synthetic study has been made to identify main tectono-sedimentary and geodynamic events in central-western Tethys. For this, an interdisciplinary analysis has been performed on successions belonging to tectonic units derived from Betic-Maghrebian-southern Apennine “Flysch basin” domain. The stratigraphic records of the internal, external, and mixed successions deposited in lateral basins of different chains show very similar characters, especially regarding: (a) lithostratigraphy and ages; (b) kind and provenance of supplies (immature and supermature petrofacies from internal and external margins, respectively); (c) presence of “mixed successions” (composed of alternating internal and external petrofacies) attesting to clear palaeogeographic relationships between opposite depositional systems; and (d) timing of the deformation. In addition, specific lithofacies reveal correspondence with similar sedimentary events, such as: (1) very thick silicoclastic supply concentrated in restricted time ranges indicating the main deformational phases in the margin/basin systems; (2) levels rich in black-shales, glauconian, siliceous-producers, and volcaniclastic intercalations, widespread in the studied successions and linked to particular events at the Tethyan scale (anoxic periods, starvation-upwelling, acid-intermediate penecontemporaneous volcanic activity, respectively). Tectonic influence has also been recorded by means of unconformities and tectofacies (such as turbidites, slumps, or olisthostromes, etc.), being correlated with the main deformational phases. Similar stratigraphic and tectonic events have also been found in the Calvana unit of Val Marecchia nappe (Ligurides, northern Apennine). Correlations of stratigraphic and tectonic events support the proposal of an evolutionary geodynamic model involving the presence of a “Mesomediterranean microplate” in intermediate position during Africa-Europe convergence. The closure of central-western Tethys occasioned the Betic-Maghrebian-southern Apennine oceanic branch deformation and the birth of perimediterranean chains during middle-late Miocene.

Cette étude vise à identifier, de manière synthétique, les principaux événements tectono-sédimentaires et géodynamiques de la Téthys centre-occidentale. Une analyse pluridisciplinaire a été effectuée sur les séries des unités tectoniques issues du “bassin des Flyschs”, domaine présent dans les chaînes de montagnes bordant le Bassin méditerranéen occidental (Bétiques, Rif, Tell et Apennin). L’enregistrement stratigraphique des séries internes, externes et intermédiaires déposées dans ce “bassin” le long de ces chaînes de montagnes montre des caractères similaires et, en particulier les successions sur: (a) lithostratigraphies et les âges ; (b) la nature et provenance du matériel sédimentaire (pétro-faciès immatures et super-matures provenant respectivement des marges internes et externes) ; (c) l’existence de successions mixtes (composées par une alternance stratigraphique de pétrofaciès d’origine interne et externe) attestant la présence de relations paléogéographiques évidentes entre systèmes de dépôts opposés (d) et l’âge de la déformation. En outre, des lithofaciès caractéristiques montrent la correspondance avec des événements sédimentaires similaires, tels que: (1) une alimentation silico-clastique très épaisse, concentrée dans un temps court indiquant des phases principales de déformations dans les systèmes “marge/bassin” ; (2) des niveaux riches en argilites noires, glauconite, producteurs siliceux et des niveaux volcano-clastiques, reconnus dans les séries étudiées, liés à des événements particuliers à l’échelle de la Téthys (respectivement période anoxiques, sous-alimenté, activité volcanique acide-intermédiaire subcontemporain). Des instabilités tectoniques ont été également enregistrées par des discordances et des faciès tectoniques (tels que turbidites, slumps, olistostromes, etc.) étant liées aux phases principales de déformations tectoniques. De plus, des événements stratigraphiques et tectoniques similaires ont été également mis en évidence dans l’unité “Calvana” de la nappe “Val Marecchia” (Ligurides, Apennin du nord). Les corrélations des événements stratigraphiques et tectoniques ont permis de proposer un modèle géodynamique évolutif impliquant la présence d’une “microplaque mesoméditerranéenne”, en position intermédiaire, qui a joué un rôle-clé lors de la convergence Europe-Afrique. La fermeture de la Téthys centre-ouest a entrainé la déformation de la branche océanique Bético-Maghrébides et de l’Apennin du sud engendrant la naissance des chaînes périméditerranéennes à partir du Miocène moyen à supérieur.