coexistencia de acortamiento ns y ew durante el neógeno en el

TOMO 1 - Neotectónica y Sismotectónica
COEXISTENCIA DE ACORTAMIENTO NS Y EW DURANTE EL
NEÓGENO EN EL ANTEARCO EXTERNO DEL NORTE DE CHILE
Daniel Carrizo (1), Gabriel González (2), Tibor Dunai (3)
(1) Programa de Doctorado en Ciencias, Mención Geología MECESUP-UCN. Laboratorio
de Tectónica Aplicada, Universidad Católica del Norte, [email protected]
(2) Departamento de Ciencias Geológicas-Laboratorio de Tectónica Aplicada, Universidad
Católica del Norte, Antofagasta-Chile. [email protected]
(3) School of Geosciences, University of Edinburgh, Drummond Street, EH9 2DZ
Edinburgh, United Kingdom.
INTRODUCCIÓN
La naturaleza de la deformación neógena del antearco externo del norte de Chile ha sido
documentada principalmente como extensión ortogonal a la fosa, evidenciada principalmente por
fallas orientadas paralelas al margen, i.e. entre Antofagasta y Paposo (23º-25ºS) [Armijo y Thiele,
1990; Delouis, et al., 1998; González y Carrizo, 2000, 2003; Carrizo, 2002; Carrizo y González,
2003; González et al., 2003; González et al., 2006] y acortamiento paralelo a la fosa entre Arica e
Iquique (19º-21,5ºS) [Allmendinger et al., 2005]. Sin embargo, en la porción interna del Oroclino
Boliviano, lugar donde el margen alcanza su máxima curvatura (~21ºS), el estilo de deformación del
antearco externo presenta una singular complejidad; evidenciado por grupos de fallas de orientación
NNW, NS y WNW cuya cinemática ha sido insuficientemente reconocida [González et al., 2003].
Este trabajo presenta los resultados del estudio morfotectónico detallado de la naturaleza de estos
sistemas de fallas y su relación con el proceso de convergencia-subducción de los Andes Centrales.
GEOMETRÍA Y EXPRESIÓN MORFOLÓGICA DE LA DEFORMACIÓN
Sobre la base del análisis de un DEM (30 m), imágenes satelitales Landsat TM y fotografías
aéreas se reconocieron tres sistemas o dominios de fallas. Los sistemas tienen orientaciones NNW,
NS y WNW, formados por escarpes de falla y escarpes de limbo de pliegues asociados a la
propagación de fallas. Estos sistemas segmentan notoriamente el relieve maduro de la Cordillera de
la Costa y controlan de manera relevante la evolución neógena del mismo. Considerando como
estado inicial el relieve maduro de la Cordillera de la Costa (Oligoceno-Mioceno Temprano?) [Dunai,
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et al., 2005], formado por serranías aisladas y extensos piedemontes, es posible reconocer dos
señales tectónicas importantes sobreimpuestas en el relieve. La primera señal corresponde a extensos
frentes de montaña de origen tectónico, de orientación ~NS, que configuran un relieve de bloques
alzados y ligeramente basculados hacia el oeste. El resultado del proceso de equilibrio del relieve, a
esta deformación, se evidencia por el control tectónico tanto en los frentes de montaña, como en la
disposición de los piedemontes y cuencas intramontanas. La segunda señal tectónica observada
corresponde a una notoria segmentación del relieve, que se sobreimpone a la anterior, resultando en
una compleja inversión del relieve que rejuvenece el paisaje, asociada a los desplazamientos de
fallas de orientación WNW, EW y la reactivación de antiguos frentes de montaña tectónicos.
CINEMÁTICA DE LAS FALLAS
Sobre la base de observaciones de afloramientos y medición de rasgos morfológicos fue
posible establecer la cinemática de las fallas. En términos generales las fallas de orientación NNW
exponen movimientos dextrales y dextrales-inversos, las fallas de orientación WNW-EW presentan
movimientos inversos, al igual que algunas fallas NS (Figura 1). El análisis de los ejes de deformación
arrojó dos dominios cinemáticos principales, los que evidencian una heterogeneidad cinemática,
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TOMO 1 - Neotectónica y Sismotectónica
caracterizada por acortamiento paralelo al margen (NS) y acortamiento ortogonal al margen (EW).
Las relaciones de corte entre los diferentes grupos de fallas y entre los dominios cinemáticos sugieren
concomitancia. Esto último descarta la posibilidad de dos fases tectónicas diferentes.
TEMPORALIDAD DE LA DEFORMACIÓN
La edad de la deformación fue acotada sobre la base de determinaciones de la edad de
exposición de superficies desplazadas por las fallas, con el método de 21Ne cosmogénico in situ. La
edad máxima de la deformación es acotada a los 24 Ma y una acentuación de la actividad entre los
15 – 19 Ma. Por otra parte, fue posible establecer que la actividad de las fallas habría continuado de
manera episódica durante el Plioceno. La observación de terrazas marinas de edad Pleistocena
desplazadas por las fallas EW, en adición al desplazamiento del talud de escombros del Acantilado
Costero, que se dispone sobre las terrazas marinas pleistocenas, sugiere que estas fallas de intraplaca
están activas o al menos potencialmente activas.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
i) La deformación estudiada en las inmediaciones del Salar grande es de naturaleza constriccional
relacionada a fallas transcurrentes dextrales-inversas de orientación NW-SE y fallas de manteo
inversas de orientación NS y EW. ii) La cinemática de las fallas evidencia una heterogeneidad en la
dirección del acortamiento, mostrando dos direcciones de acortamiento, una paralela a la fosa (NS)
y otra ortogonal a la fosa (EW). iii) La actividad de las fallas se habría desarrollado en los últimos 24
Ma, acentuándose entre 19-15 Ma y mostrando antecedentes de deformación durante el Pleistoceno
Tardío, lo que indica que estas fallas de intraplaca son al menos potencialmente activas.
iv) Las Fallas estarían relacionadas a procesos de deformación vinculados al a dinámica de la zona
de acoplamiento de placas, la curvatura del margen, la reología elástica del antearco y las
discontinuidades preexistentes. v) La naturaleza de las fallas es compatible con un proceso de
deformación de intraplaca complejo, en la cual una fracción relevante de los esfuerzos de la
convergencia-subducción son acomodados como deformación permanente de largo plazo, en esta
singular porción del antearco. Para explicar estas fallas nosotros postulamos un efecto de buttress
elástico de largo plazo, asociado a la curvatura del margen [Beck, 1983, 1981; McCaffrey, 1992;
Lavenu y Cembrano; 1999]. Este proceso de deformación cortical explica la coexistencia tanto del
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acortamiento paralelo a la fosa como del acortamiento ortogonal a la fosa, en una reología fuertemente
elástica donde la transmisión de esfuerzos y el acomodo focalizado de la deformación son los procesos
mas relevantes.
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo fue financiado por los Proyectos FONDECYT 1040389 (GG) y Fundación
Andes C-13755-12 Laboratorio de Tectónica Aplicada. Se agradece al Proyecto MECESUPUCN UCH010 por la beca de doctorado de Daniel Carrizo. Especial agradecimiento a Dr. R.W.
Allmendinger y J.P. Loveless, Cornell University-USA, por su continua colaboración y enriquecedora
discusión.
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