Scielo RSS <![CDATA[Andean geology]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-710620120002&lang=es vol. 39 num. 2 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[<b>Procesos orogénicos en el frente Andino</b>: <b>Estudio de una secuencia de destechado correspondiente a la cuenca de antepaís neógena</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es The orogenic front at 37°S has been mainly formed through at least two contraccional stages, as inferred from the exhumed major angular unconformities at the Late Eocene and the Late Miocene times respectively. A Late Cretaceous event is restricted to the hinterland zones in the Main Cordillera. A series of syntectonic sedimentary packages, that thin to the east is identified through a detailed description of the cannibalized westernmost Neogene foreland basin associated with the Sierra de Reyes. Their detrital microscopic and macroscopic descriptions reveal that the Neogene basin was fed from the west and particularly from the eastern Sierra de Reyes slope at the time of mountain incision. Detrital composition of the upper section reveals that a metamorphic component is present, implying that a domain further east has been exhumed, and therefore that the westernmost foreland basin has been cannibalized. This also implies that exhumation previous to Miocene times should have been minimum in the area, since the Neogene succession represents a complete unroofing. The structural cross sections show Neogene shortening of about 20%, leaving in comparison Eocene contraction as negligible.<hr/>El frente orogénico a los 37°S ha sido construido por, al menos, dos episodios con-traccionales, determinados a partir de discordancias angulares entre los depósitos del Eoceno Superior y del Mioceno Superior. Un episodio contraccional del Cretácico Superior, ampliamente descrito con anterioridad, se encuentra parcialmente restringido a las zonas internas de la Cordillera Principal. A partir de un detallado análisis de la cuenca de antepaís neógena asociada, canibalizada por el frente de levantamiento de la sierra de Reyes, se puede distinguir una secuencia sedimentaria que experimenta una disminución de su espesor hacia el este. Las descripciones microscópicas y macroscópicas de estos depósitos sinorogénicos revelan que la cuenca neógena fue alimentada desde el oeste y en particular desde el flanco oriental de la sierra de Reyes en el momento que esta se levantaba. La composición de los detritos de la parte superior de la cuenca neógena demuestra que existen componentes metamórficos, implicando que sectores del antepaís hacia el este estaban siendo exhumados al momento de su depositación. El hecho de que la sección miocena registre la secuencia de destechado completa de la sierra de Reyes, implica que la fase miocena superior fue la principal en esta zona, y que la fase eocena ha sido relativamente menor a nivel del frente orogénico. El corte estructural demuestra un acortamiento para el Neógeno de 20%, dejando negligible el acortamiento ocurrido para el Eoceno. <![CDATA[<b>Controles estructurales variables en el tiempo en los Andes Centrales Australes (~36°S)</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es The Southern Central Andes at 36°S have been recognized as an orogenic belt where contraction, accommodated mainly by basement structures, is associated with the inversion of a Late Triassic-Early Jurassic extensional detachment. Based on a structural cross-section, constrained by field data, 2D seismic and bore-hole information, and the processing of Bouger anomalies, we propose a polyphasic tectonic evolution. In the westernmost sector, along the axis of the Cordillera, NW to NNW basement structures were inverted, being a first order control in the generation of frontal narrow N-trending thin-skinned belts. This slip transfer is controlled by the Late Jurassic main detachment. These structures have low gravity anomalies that cross obliquely the main Andean trend. East of this inversion domain, beneath the frontal thin-skinned belts, seismic information reveals that Late Triassic wedge-like depocenters did not experience substantial inversion. To the east double-vergent basement blocks define the Andean emergent orogenic front at these latitudes. These contractional structures truncate gravity anomalies defined by basement discontinuities, indicating that they are not related to tectonic inversion, in contraposition to the westernmost domain. Two contractional phases were distinguished. The oldest is Late Cretaceous in age, as inferred from onlap relations in Upper Cretaceous strata identified in seismic lines. These successions have a maximum age of 97 Ma as inferred by U-Pb in detrital zircons published in previous studies in the area. Contrastingly, the easternmost sector was mainly deformed in Late Miocene times as inferred from less than 18 Ma old synorogenic deposits. Moreover, contractional mechanisms varied through time for each specific sector. While Late Cretaceous contractional tectonics was generated by tectonic inversion and subordinate thin-skinned deformation, it is proposed that Late Miocene deformation was controlled mainly by brittle-ductile transitions at the upper crust with no major influence of previous structures. This fact can be explained by a higher thermal flux achieved in the retroarc area in the last 17 Ma due to the eastward arc expansion during a shallow subduction regime.<hr/>Los Andes Centrales Australes a los 36°S han sido reconocidos como una faja orogénica en donde la contracción, principalmente acomodada por estructuras de basamento, está asociada a la inversión de un sistema extensional del Triásico Tardío-Jurásico Temprano. Basados en una sección estructural, construida a partir de datos de campo, líneas sísmicas 2D, datos de pozo y el procesamiento de anomalías de Bouger, proponemos una evolución tectónica polifásica. En el sector occidental, a lo largo del eje cordillerano, estructuras de basamento con orientación NW a NNW fueron invertidas actuando como un control de primer orden en la generación de fajas frontales de piel fina angostas y de orientación norte. La transferencia de acortamiento es controlada por el despegue principal del Jurásico Tardío. Estas estructuras coinciden con bajos de anomalías gravimétricas que cortan de manera oblicua al eje estructural andino. Hacia el este del dominio de inversión, por debajo de las fajas frontales de deformación de piel fina, la información sísmica revela depocentros cuneiformes del Triásico Tardío que no experimentaron una inversión significativa. Hacia el este, bloques de basamento doble-vergentes definen el frente orogénico emergente Andino a estas latitudes. Estas estructuras contraccionales truncan anomalías gravimétricas definidas por anisotropías de basamento, indicando que no están relacionadas a inversión tectónica, a diferencia del dominio occidental. Fueron distinguidas dos fases contraccionales. La más antigua es de edad cretácica tardía, inferida a partir de relaciones de 'onlap' en los estratos del Cretácico Superior identificados en perfiles sísmicos. Estas secuencias tienen una edad máxima de 97 Ma, fecha inferida a partir de circones detríticos U-Pb publicados en estudios previos en el área. En contraste, el sector oriental fue deformado principalmente en el Mioceno Tardío, dato inferido por estratos sinorogénicos más jóvenes que 18 Ma. Además, los mecanismos estructurales variaron temporalmente en cada sector en particular. Mientras que la tectónica contraccional fue generada por inversión tectónica y con deformación de piel fina subordinada, se propone que la deformación del Mioceno Tardío fue controlada principalmente por transiciones frágiles-dúctiles en la corteza superior sin mayor influencia de estructuras previas. Este hecho puede ser explicado por un flujo termal elevado que afectó al retroarco en los últimos 17 Ma debido a una expasión oriental del arco durante un régimen de subducción somera. <![CDATA[El Basamento de la Cordillera Frontal de los Andes en el Cordón del Plata (Mendoza, Argentina): Evolución Geodinámica]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es The Andean Paleozoic basement of the Cordón del Plata (Argentina) consists of two sets of rocks showing different stratigraphy, structure and metamorphism. The lower one is represented by the pre-Carboniferous (Devonian?) Vallecitos beds. These rocks have been affected by folds and associated cleavage, developed under low-grade metamor-phic conditions and related to the Chanic orogenic event of the Famatinian Orogenic Cycle (Upper Devonian-Lower Carboniferous). The Vallecitos beds is pre-orogenic to the Chanic deformation event and must have been deposited in a fore-arc basin located on the active margin of Chilenia, before its collision with the passive margin of Gondwana. The upper set unconformably rests on the Vallecitos beds and consists of the Late Carboniferous El Plata Formation, and the Río Blanco Conglomerates, probably Late Carboniferous-Permian in age. These rocks have been affected by east-directed thrusts and associated folds formed under very low-grade to non-metamorphic conditions. This deformation can be related to the San Rafael phase (Gondwanan Orogen). The El Plata Formation was deposited in an extensional back-arc basin while the Río Blanco conglomerates must have been deposited in a retro-arc basin, both of them on the active margin of Gondwana. The Choiyoi Group, essentially volcanic and Permo-Triasic in age, rests unconformably on the previously described successions and was deposited in an extensional setting (pre-orogenic stage) associated with the beginning of the Andean Cycle. This cycle lead to the uplift of the Frontal Cordillera during the Cenozoic and the deposition of thick continental units at the base of the Cordón del Plata in Neogene-Quaternary times.<hr/>El basamento paleozoico de los Andes, que aflora en el Cordón del Plata (Argentina), está formado por dos conjuntos de rocas con diferente estratigrafía, estructura y metamorfismo. El conjunto inferior está representado por las capas de Vallecitos, de edad precarbonífera (posiblemente devónica). Estas rocas se encuentran afectadas por pliegues y clivajes asociados, formados en condiciones metamórficas de bajo grado y relacionados con la Orogenia Chánica del Ciclo Famatiniano (Devónico Superior-Carbonífero Inferior). Las capas de Vallecitos tienen un carácter preorogénico y se habrían depositado en una cuenca de antearco situada sobre un margen activo de Chilenia, antes de su colisión con el margen pasivo de Gondwana. El conjunto superior, discordante sobre las capas de Valle-citos, está constituido por la Formación El Plata, de edad Carbonífero Superior, y los Conglomerados de Río Blanco, discordantes sobre la anterior, de probable edad Carbonífero Superior-Pérmico. Todas estas rocas han sido afectadas por corrimientos y pliegues asociados, vergentes al este, generados en condiciones epimetamórficas y relacionables con la Fase Orogénica San Rafael del Ciclo Gondwánico. La Formación El Plata se depositó en una cuenca de trasarco mientras que los Conglomerados de Río Blanco lo hicieron en una cuenca de antepaís de retroarco, ambas sobre el margen activo de Gondwana. Discordantemente, sobre todas las rocas antes mencionadas se apoya el Grupo Choiyoi, de naturaleza fundamentalmente volcánica y edad pérmico-triásica, que ha sido depositado en un contexto extensional preorogénico, característico del comienzo del Ciclo Andino. Este ciclo culmina con el levantamiento de la Cordillera Frontal durante el Cenozoico y el depósito de espesas secuencias continentales neógeno-cuaternarias a los pies del Cordón del Plata. <![CDATA[<b>La Cuenca Lautaro</b>: <b>un registro de inversión tectónica en el norte de Chile</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es The Triassic and Jurassic tectonic history of northern Chile has been dominated by extension, although clear evidence about the nature and geometry of the extensional basins and subsequent inversion structures has been adequately illustrated in only a few cases. In this contribution we present a structural study of the Lautaro Basin located at the western edge of the Frontal Cordillera in the Atacama region of northern Chile. The Lautaro Basin is a Jurassic half-graben, filled by at least 2,600 m of marine deposits of the Lautaro Formation and developed on top of, at least 2,000 m of Triassic volcanic successions of the La Ternera Formation, also accumulated during an earlier period of extensional deformation. Detailed field mapping and construction of a regional balanced cross-section, supported by good exposures along the Copiapó River valley, allow reconstruction of the structural style of both the Jurassic and Triassic extensional depocenters. New structural data have shown that the Lautaro Basin has a complex structural framework reflected in two major Mesozoic extensional periods, overprinted by Cenozoic inversion involving thin- and thick-skinned tectonics. Shortening was accommodated by a combination of inversion of pre-existing normal faults, buttresses, development of footwall short-cuts, and both thin and thick-skinned thrusting. New estimates of shortening are up to 13.1 km (30%), while Mesozoic extension is estimated to be 3 km (7%).<hr/>Durante el Triásico y Jurásico la evolución tectónica del norte de Chile fue dominada por extensión cortical. No obstante, evidencias claras acerca del estilo estructural y subsecuente inversión de las cuencas asociadas con el evento extensional, han sido ilustradas en pocos casos. En este trabajo, se presenta un estudio estructural de la Cuenca Lautaro, localizada en el borde occidental de la Cordillera Frontal, en la región de Atacama del norte de Chile. La Cuenca Lautaro, es un hemigraben que aloja al menos 2.600 m de depósitos marinos de la Formación Lautaro, acumulados sobre al menos 2.000 m de sucesiones volcánicas triásicas de la Formación La Ternera. Los excelentes afloramientos de la región permitieron construir una sección balanceada y restaurar el estilo estructural de los depocentros extensionales triásicos y jurásicos. Los resultados obtenidos muestran que la Cuenca Lautaro tiene una arquitectura estructural compleja, reflejada en dos episodios extensionales mayores. Posteriormente, se sobreimpone al menos un evento de inversión tectónica que desarrolla una tectónica mixta de piel fina y piel gruesa. El acortamiento se acomoda por una combinación de inversión de fallas preexistentes, desarrollo de fallas de atajo y corrimientos de piel fina y piel gruesa, que involucran bloques rígidos o 'buttresses'. Las estimaciones de acortamiento son de 13,1 km (30%), mientras que la extensión mesozoica es de 3 km (7%). <![CDATA[<b>Rotaciones tectónicas según ejes verticales en los Andes Centrales del Sur</b>: <b>relaciones con el patrón de deformación</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Along the Central Andes a pattern of vertical axis tectonic rotations has been paleomagnetically identified. Such rotations are counterclockwise north of Arica Deflection (~19°S) and clockwise to the south. Different hypothesis and models have been proposed to explain the Central Andean Rotation Pattern (CARP). However, the CARP is a subject of ongoing debate. Recently, the quantity, quality, and geographic distribution of paleomagnetic data have expanded greatly. Such expansion has been accompanied by an increase in the knowledge of the deformation periods in the Andes, allowing a more detailed analysis of the temporal and spatial distribution of the detected rotations. We compiled and analyzed the available Cenozoic paleomagnetic data for the region extending between 19° and 27.5°S. The results suggest the possible existence of different rotational domains with distinct characteristics. We propose that in the Southern Central Andes, a close correlation would exist between the style and the temporal and spatial pattern of deformation and the amount of recorded vertical axis rotations. However, in order to further investigate such relationship, new paleomagnetic studies are necessary, particularly in the Eastern Cordillera domain, in Paleogene rocks cropping out in the Altiplano-Puna and in Neogene rocks of the forearc.<hr/>En los Andes Centrales se ha identificado un patrón de rotaciones tectónicas según ejes verticales a través de estudios paleomagnéticos. Dichas rotaciones son en sentido antihorario al norte del codo de Arica (~19°S) y en sentido horario hacia el sur. Distintos autores han propuesto diferentes hipótesis y modelos para tratar de explicar el Patrón de Rotaciones de los Andes Centrales (PRAC). Sin embargo, el PRAC sigue siendo objeto de debate. Recientemente, la cantidad, calidad y la distribución geográfica de los datos paleomagnéticos ha aumentado de manera notable. Dicho incremento ha sido acompañado por un importante progreso del conocimiento de los períodos de deformación en los Andes, permitiendo un análisis más detallado de la distribución espacial y temporal de las rotaciones detectadas. En este trabajo se recopilan y analizan los datos paleomagnéticos cenozoicos disponibles para la región que se extiende entre los 19° y los 27,5°S. Los resultados obtenidos sugieren la posible existencia de distintos dominios rotacionales con diferentes características. Aparentemente existe una estrecha correlación entre el estilo y el patrón espacial y temporal de deformación y la magnitud de las rotaciones según ejes verticales. Sin embargo, para investigar de manera más detallada dicha relación, es necesario disponer de un mayor número de datos paleomagnéticos. Especialmente, deberían llevarse a cabo nuevos estudios paleomagnéticos de rocas paleógenas del Altiplano-Puna, de rocas paleógenas y neógenas de la Cordillera Oriental y de rocas neógenas del norte de Chile. <![CDATA[<b>Deformación 3D en sistemas de rumbo</b>: <b>modelación analógica y restauración numérica</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200006&lng=es&nrm=iso&tlng=es Regional and local strike-slip systems in Chile are complex and pose interesting questions, such as the interaction between strike-slip and reverse faults, how they evolve, and the relationship between shortening, rotation and uplift. Within this context, we developed a new analytical method based on analogue and numerical modelling applied to 3D, pure and transtensional-transpressional strike-slip systems. Analogue modelling results indicate that in restraining stepovers of strike-slip fault systems, where antiformal pop-up structures are usually formed, pre-existent basement structures with a high angle to the main strike-slip fault will generate a higher rotation of blocks. However, when these structures are oriented at a high angle with respect to the main stress convergence vector, the rotation will be less and therefore a higher tendency to uplift will be produced. These results were applied to NW- and SE-striking basement faults oblique to N-S mega-thrust faults in central Chile (32°-35°S), for which we propose a simultaneous development based on the analogue model results. Moreover, we propose that strike-slip movement occurred on thrust faults in central Chile. Furthermore, we performed a numerical restoration of an analogue experiment which modeled a pure strike-slip system, and concluded that the restoration is very sensitive to shortening data as well as to rotational data. These results are extremely important for future numerical and regional analysis of strike-slip systems.<hr/>Los sistemas de rumbo regionales y locales en Chile son complejos y plantean interesantes preguntas, tales como la interacción entre fallas de rumbo y fallas inversas, cómo evolucionan ellas, y la relación entre acortamiento, rotación y alzamiento. En este contexto, desarrollamos un nuevo método analítico basado en modelamiento analógico y numérico de sistemas de rumbo de cizalle puro y sistemas transpresionales-trantensionales en 3D. Los resultados del modelamiento analógico indican que en los 'restraining stepovers' de sistemas de rumbo, donde se forman normalmente anticlinales pop-up, estructuras de basamento preexistentes con un alto ángulo respecto a la falla de rumbo principal generarán una mayor rotación de bloques. Sin embargo, cuando estas estructuras están orientadas a altos ángulos con respecto al vector de esfuerzo principal, la rotación será menor y, por lo tanto, producirán una mayor tendencia al alzamiento. Estos resultados fueron aplicados a estructuras de rumbo NW y SE en el basamento oblicuas a megasistemas inversos norte-sur en Chile Central (32°-35°S), para las cuales propusimos un desarrollo contemporáneo. Además, basados en los resultados de nuestros modelos, proponemos que las megafallas inversas de Chile Central presentan un movimiento de rumbo. Asimismo, realizamos una restauración numérica de un experimento analógico que modelaba un sistema de rumbo de cizalle puro, y concluimos que la restauración es muy sensible a los datos de acortamiento, así como a los datos de rotación. Estos resultados son extremadamente importantes para futuros análisis numéricos y regionales de sistemas de rumbo. <![CDATA[<b>Evolución estructural Cenozoica de los Andes Argentinos a los 34°40'S</b>: <b>una estrecha relación entre deformación de piel fina y piel gruesa</b>]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-71062012000200007&lng=es&nrm=iso&tlng=es In the Argentinean side of the Andes at 34°40'S, the Cenozoic Andean orogeny produced the thick-skinned Malargüe fold-and-thrust belt and the easternmost basement uplift of the Cordillera Frontal. Integrating balanced structural cross-sections with previous studies of Cenozoic synorogenic rocks and 40Ar/39Ar ages of coeval volcanic and subvolcanic rocks, we propose a Miocene to Quaternary sequential structural evolution of this sector of the Andes. Andean deformation in the study area begun around 14.5 Ma with the growth of thick-skinned structures at the western region, formed by large basement wedges that propagated along detachment horizons within the cover generating thin-skinned structures. The development of these genetically linked thick and thin-skinned structures finished with the insertion of a third basement wedge and its associated deformation in cover rocks along the Sosneado thrust, before the extrusion of 10.8 Ma volcanic rocks. These structures imply ~10 km of shortening, representing an important Middle Miocene compressive period (2.7 mm/a). Systems of fractures measured in basement, cover and subvolcanic rocks indicate an E-W direction of compression. A supercritical Coulomb wedge attained after the Middle Miocene deformation, was responsible of new basement-involved faulting into the foreland, the west-dipping Carrizalito thrust. The absence of efficient detachment levels in the cover rocks of the eastern region difficulted the development of large basement wedges and instead important backthrusting occurred in the hangingwall of the Carrizalito thrust. Widespread subvolcanic rocks (10.5 to 5.5 Ma) exposed in this region suggest a close relationship between magmatism and antithetic faulting. With continuing compression, the Carrizalito thrust breaks through to the surface thrusting pre-Jurassic and Mesozoic sequences over Cenozoic rocks although in the southern region it remains as a blind thrust. This different configuration along the strike of the Carrizalito thrust is due to an ENE trending oblique fault. Thick-skinned structures in the eastern sector, that involve ~4 km of shortening, were covered discordantly by horizontal basalts of ~0.5 Ma. A shortening rate of 0.42 mm/a from Late Miocene to Middle Pleistocene indicates that Andean contraction diminished, which is in agreement with most geodynamic models of plate tectonics.<hr/>En los Andes Argentinos a los 34°40'S, la orogenia Andina produjo durante el Cenozoico la faja corrida y plegada de Malargüe, de piel gruesa, y hacia el este el levantamiento del basamento en la Cordillera Frontal. Integrando secciones estructurales balanceadas con estudios previos de rocas sinorogénicas terciarias y edades 40Ar/39Ar de rocas volcánicas y subvolcánicas contemporáneas, proponemos una evolución estructural secuencial desde el Mioceno al Cuaternario para este sector de los Andes. La deformación andina en el área de estudio comenzó alrededor de los 14,5 Ma con el desarrollo de estructuras de piel gruesa en la región occidental, formadas por grandes cuñas de basamento que se propagaron a lo largo de despegues dentro de la cubierta sedimentaria, generando estructuras de piel fina. El desarrollo de esas estructuras de piel gruesa y piel fina finalizó con la inserción de una tercera cuña de basamento y su deformación asociada en la cubierta a lo largo del corrimiento Sosneado, antes de la extrusión de rocas volcánicas de 10,8 Ma. Estas estructuras implican ~10 km de acortamiento, representando un importante evento compresivo en el Mioceno Medio (2,7 mm/a). Los sistemas de fracturas medidos en el basamento, la cubierta y en rocas subvolcánicas, indican una dirección de compresión E-W. Un estado de cuña de Coulomb supercrítica alcanzado luego de la deformación del Mioceno Medio generó nuevo fallamiento en el antepaís, el corrimiento Carrizalito. La ausencia de niveles de despegue eficientes en las rocas de la cubierta en la región oriental dificultó el desarrollo de grandes cuñas de basamento y en cambio tuvo lugar una importante deformación mediante retrocorrimientos en el bloque colgante del corrimiento Carrizalito. La abundante presencia de rocas subvolcánicas (10,5 a 5,5 Ma) en la región de retrocorrimientos sugiere que existe una estrecha relación entre el magmatismo y dicho fallamiento antitético. Con la continuidad de la compresión el corrimiento Carrizalito cortó hacia la superficie sobrecorriendo a las secuencias prejurásicas y mesozoicas sobre rocas terciarias, aunque al sur permanece como un corrimiento ciego. Este diferente desplazamiento a lo largo del rumbo del corrimiento Carrizalito se acomoda mediante una falla oblicua, de rumbo ENE. Las estructuras de piel gruesa en el sector oriental, que involucran ~4 km de acortamiento, fueron cubiertas discordantemente por basaltos horizontales de ~0,5 Ma. Una tasa de acortamiento de 0,42 mm/a desde el Mioceno tardío al Pleistoceno medio indica una disminución en la contracción andina, lo cual concuerda con la mayoría de los modelos geodinámicos de la tectónica de placas.