APPLIED NEOTECTONIC MAPPING TO THE CIVIL ENGINEERING: FAULT ACTIVITY MAP 

OF THE BOLONIA AREA (THE GIBRALTAR STRAIT TUNNEL, SOUTH SPAIN)

P.G. Silva

1*

, J.L. Goy

2

, C. Zazo

3

, T. Bardaji

4

, J. Lario

5

, L. Somoza

6

, L. Luque

2

and F.M. González-Hernández

2

1

Depto. Geología, Universidad de Salamanca, Escuela Politécnica Superior de Ávila, Avila, Spain - * pgsilva@gugu.usal.es 

2

Depto. Geología, Universidad de Salamanca, Fac. Ciencias, Salamanca, Spain

3

Depto. Geología, Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC), Madrid, Spain

4

Depto. Geología, Universidad de. Alcalá de Henares, Madrid, Spain

5

Depto. Ingeniería Geológica y Minera, Univ. Castilla – La Mancha, Fac. Ciencias del Medio Ambiente, Toledo, Spain

6

División de. Geología Marina, IGME, Madrid, Spain

Abstract

A map of Fault Activity has been developed for preliminary engineering planning related to the construction of an underwater fixed link-

route between Africa and Europe at the Gibraltar Strait Sector, in South Spain (The Gibraltar Tunnel). The criteria management is mainly

focused on the establishment of the seismic or aseismic character of individual fault traces. From this study, the Cabo de Gracia strike-slip

fault (NE-SW) can be catalogued as active during at least the last 128 ka BP, and as a probable seismic source of moderate events 

(Mb 

=

5), with relevant incidence in the ancient Roman city of Baelo Claudia(AD 40-60 and AD 350-395).

Keywords: Neotectonic mapping, fault activity, ground Instability, Gibraltar Strait, Spain

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

68

Preliminary planning for the establishment of a permanent link-

route between Europe and Africa (Gibraltar Strait Tunnel), promoted

by the EU and supported by the National Companies SECEG S.A.

(Spanish) and SNED (Moroccan), was completed in 1995. Among the

set of research projects carried out during this phase, a neotectonic

analysis of the Gibraltar Strait was developed devoted to the imple-

mentation of an onshore 1:100.000 Neotectonic Map of the Spanish

coast (1). Research was mainly focused on the identification of regio-

nal neotectonic hazards related to the construction and future use of a

high-sensitive installation like an underwater tunnel of more than

20km long and therefore to identify those areas subject to potential

(pure and induced) seismotectonic hazards. For this last topic detailed

fault mapping (sc. 1:25.000) of selected pilot zones was also

performed. 

One of the selected areas was the Bolonia Bay (Cádiz). Late

Quaternary faulting, large landslides, and swelling clayey units occur

at this small sector of the Gibraltar Strait coast, constituting an

excellent zone to test the performance of detailed mapping of

neotectonic hazards. Mapping has been focused on the identification,

and preliminary characterisation, of potentially active faults and un-

stable terrains for later engineering planning. Map presented here is

mainly based on the neotectonic mapping guidelines established for

the Spain (2 and 3) and France (4) and consequently it came from the

integration of neotectonic, seismic, and paleoseismic data, on a gra-

phic background generated by the Quaternary geology and geomor-

phology (Fig. 1).

Fig. 1. Pilot Fault Activity Map of the Bolonia area. 

The final purpose is the development of comprehensive

methodology for the graphic representation (chart-format) of geo-

hazards related to ground conditions, seismicity and fault activity. For

this the age of the last deformational event, and slip rates (where

possible) are taken into account, but their classification as active or

inactive structures is avoided. In the map, the different fault segments

have been differentiated according to the age of the last known defor-

mational event: Late Pleistocene-Holocene (circles); Middle-Early

Pleistocene (pentagons); Plio-Pleistocene (triangles); Pliocene, and

Pre-Pliocene (no symbol). In addition, fault segments of different ages

have been subdivided into two categories, 

a

and 

ß

faults following the

proposals of (4) and (5). 

a

fault segmentsare seismic (or seismogenic)

segments, in other words, fault segments which can be linked to

present seismic activity and display deformations in Late Quaternary

deposits and/or landforms. 

ß

fault segmentsare presently aseismic

segments, but displaying evidences of paleoseismic deformations (of

Quaternary age) and therefore potentially seismic segments. 

Aside from these linear seismotectonic hazardous features, the

uplift/subsidence trends of the different coastal sectors have been also

highlighted by means of specific symbols, in order to illustrate the

more recent vertical behavior of the different coastal sectors (Fig. 1).

Finally, as evidenced by the geomorphic analysis, landscape dynamics

holds a major sensitivity to more localized phenomena of both, mass-

movements favored by the occurrence of low-cohesive bedrock clayey

units (Almarchal and Facinas fms), and near-surface liquefaction on

unconsolidated littoral sandy deposits and deep weathered Pliocene

conglomerates. Since the recognition of unstable grounds is critical

for large-scale engineering planning, units prone to suffer surface-

destabilization by an expected moderate earthquake have been also

highlighted in the map through specific patterns. As indicated by

several authors (6 and 7) 0.16g are large enough to promote slope

failure close to the coast, but also near-surface destabilization on

unstable ground, as evidenced by the geologic, geomorphologic and

archeological records (7).

Acknowledgements: Projects CSIC, USAL, Secegsa and Fund.

Areces.

References

(1)-Goy, J.L., Zazo, C., Silva, P.G., Lario, J., Bardají, T., Somoza, L.,

1995. Evaluación geomorfológica del comportamiento neotectónico del

Estrecho de Gibraltar (Zona Norte) durante el Cuaternario. In: M. Esteras,

(ed..), El Enlace Fijo del Estrecho de Gibraltar, SECEGSA, Madrid, Vol.

2, pp. 51-69.

(2)-Goy et al., 1991 Goy, J.L., Silva, P.G., Zazo, C., Bardají, T., Somoza,

L., 1991. Model of Morpho-Neotectonic map and legend. Bull. INQUA

N.C.,14: 19-31.

(3)-Baena, J., Barranco, L.M., Zazo, C., Goy, J.L., Estevez, A., Sanz de

Galdeano, A. Bardají, T., Silva, P.G. Somoza, L., Rodríguez-Estrella, T.,

1994. Mapas Neotectónico, Sismotectónico y de Actividad de Fallas de la

Región de Murcia, Madrid, Spain. ITGE-CARM, 101 p. 

(4)-“REGINE Group”: Beles, J.L., Colleau, A., Fourniget, J., Godefroy,

P., Lênotre, N., Sauret, B., Combes, P., Dubie, J., Vaskou, P., 1991.

Proposal for classification of fault activity in an intraplate collision setting

definitions and examples. Tectonophysics, 194: 279-293. 

(5)-Mariolakos, I., Silva, PG., Fountdoulis, I., Nassopoulos, S., Kranis,

H., 1998. Evaluation of Questionnaire for Large-scale neotectonic

mapping. Abst. 1

st

Int. Workshop on Formalization of Neotectonic Maps,

Patra, Greece.

(6)-Baraza, J., Ercilla, G., Lee, J., 1992. Geotechnical properties and

preliminary assesment of sediment stability on the continental slope of the

Nortwestern Alboran Sea. Geo-Marine Letters, 12: 150-156.

(7)-Silva, P.G., Borja, F., Zazo, C., Goy, J.L., Luque, L., Lario, J., Dabrio,

C.J. and Bardají, T. (in press). Paleoseismic record at the ancient Roman

City of Baelo Claudia (Cádiz, South Spain). Tectonophysics.