Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | El efecto de la colisión de la dorsal de Chile y las anisotropías de basamento en la deformación de los Andes Patagónicos Australes : un enfoque desde el análisis cinemático y experimentos análogos |
| Título alternativo: | The effect of the Chile ridge collision and the basement anisotropies in the deformation of the South Patagonian Andes : an approach from kinematic analysis and analogue modeling |
| Autor: | Suárez, Rodrigo Javier |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber" (IDEAN)
|
| Publicación en la Web: | 2024-06-26 |
| Fecha de defensa: | 2022-04-28 |
| Fecha en portada: | 2022 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Geológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Geología |
| Director: | Ghiglione, Matías C. |
| Consejero: | Rapalini, Augusto Ernesto |
| Jurado: | Cristallini, Ernesto Osvaldo; Dávila, Federico Miguel; Franzese, Juan Rafael |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | ANDES PATAGONICOS DEL SUR; ANISOTROPIA HEREDADA DE BASAMENTO; DORSAL DE CHILE; FALLAMIENTO; MODELAMIENTO ANALOGO; VENTANA ASTENOSFERICAANALOGUE MODELING; BASEMENT INHERITED ANISOTROPY; FAULTING; OROGENESIS; SLAB WINDOW; SOUTH CHILE RIDGE; SOUTH PATAGONIAN ANDES |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7169_Suarez |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7169_Suarez.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7169_Suarez |
| Ubicación: | GEO 007169 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Suárez, Rodrigo Javier. (2022). El efecto de la colisión de la dorsal de Chile y las anisotropías de basamento en la deformación de los Andes Patagónicos Australes : un enfoque desde el análisis cinemático y experimentos análogos. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7169_Suarez |
Resumen:
Los Andes Patagónicos evolucionaron como un margen continental activo, posiblemente desde el Devónico en la región austral. De esta forma, se registra una evolución de deformación de larga duración dividida en dos etapas principales: deformación frágil-dúctil de edad pre-Jurásico Medio y deformación frágil dentro del ciclo Andino (Jurásico-actualidad). Esta última, es posible diferenciarla en un estadio Jurásico-Cretácico asociado a procesos globales como la apertura del Océano Atlántico produciendo la ruptura del supercontinente Pangea, en el cual se produce la apertura de la cuenca Austral y la etapa temprana de construcción de los Andes en el Aptiano-Albiano. En el estadio que se desarrolla durante el Cenozoico, la evolución estuvo relacionada a procesos de carácter regional como fueron las interacciones de las dorsales Aluk-Farallón y de Chile con el margen occidental de Patagonia. La conjunción de estos procesos, y en particular el accionar de la dorsal de Chile desde los 19-18 Ma, dieron lugar a sucesivas fases de deformación sobre el orógeno de los Andes Patagónicos del Sur. En esta tesis, a través de variadas técnicas de la Geología Estructural como lo son el análisis de elementos tectónicos de fábrica de basamento, análisis cinemático de falla, modelado análogo 3D y análisis dinámico de sismicidad, se estudia la compleja interacción entre elementos de fábrica tectónica a lo largo del orógeno Patagónico en busca de dilucidar los efectos mecánicos y térmicos de la dorsal de Chile sobre la deformación Andina. A través del estudio cinemático de fallas a escala de orógeno, se pudo determinar una importante componente de fallamiento de desplazamiento de rumbo a lo largo de todo el orógeno Patagónico, lo que había sido interpretado por autores previos bajo un modelo de transpresión, desafiando las propuestas clásicas de orogénesis Andina. Para los Andes Patagónicos del Sur, se logró identificar que el desarrollo de fallas a mesoescala de desplazamiento de rumbo se produjo durante la tectónica transtensional del Jurásico Tardío y como un modo de deformación de segundo orden subordinado a los dominios de basamento, desacreditando el modelo de orogenia transpresional para el Cenozoico en el marco de la subducción de la dorsal de Chile. En particular,estas fallas muestran compatibilidad geométrica con anisotropías heredadas de basamento de rumbo NO-SE en la Unidad Nunatak Viedma, E-O en la Formación Bahía de la Lancha y NE-SO en la Formación Río Lácteo. Esta fábrica planar se habría producido en un contexto de faja plegada y corrida, durante las fases orogénicas Gondwánica del Paleozoico superior y Chónica del límite Triásico-Jurásico. Para los Andes Patagónicos del Norte, el amplio fallamiento de desplazamiento de rumbo se puede explicar bajo el modelo de partición de la deformación en tiempos del Cenozoico. El modelamiento analógico sustenta que la existencia de una anisotropía translitosférica, como es el sistema de fallas de Liquiñe-Ofqui (SFLO), podría ser heredado de basamento, como un límite de terrenos. Este elemento tectónico habría jugado un rol predominante, aumentando el factor de estiramiento durante el Eoceno-Oligoceno desarrollando la cuenca Traiguén, y configurando una arquitectura bivergente durante la acreción del bloque de Chiloé. Adicionalmente, pensar el SFLO como una herencia de la configuración de bloques pre-Jurásico, permitiría explicar su ausencia al sur de los 46°S. La cinemática de la deformación y el reconocimiento de estratos de crecimiento en el retroarco de los Andes Patagónicos del Sur, permitieron identificar cambios repentinos en el régimen tectónico durante el Cenozoico tardío entre extensión y acortamiento. Estos estadios fueron restringidos, como sigue: extensión durante el Oligoceno tardío-Mioceno temprano, contracción del Mioceno medio, y nuevamente, extensión desde el Plioceno. Se identificó que durante la fase orogénica del Mioceno medio, los depocentros extensionales del Oligoceno tardío-Mioceno temprano fueron invertidos tectónicamente. La orogénesis Andina del Mioceno cesa en la Patagonia Austral durante la apertura de la ventana astenosférica que se desarrolla asociada con la dorsal de Chile y desencadena la tectónica extensional de edad Plioceno-Cuaternario. Como causa dinámica detrás de este cambio en la tectónica de contracción a extensión, se propone que resulta de la conmutación de fuerzas que controlan el estado de stress, desde fuerzas de límite placa que sustentan la orogénesis a fuerzas de flotabilidad que resultan de la modificación de espesor de la litosfera por erosión termal dado el ascenso mantélico. Asimismo, el ascenso mantélico produce un alto flujo calórico superficial y adelgazamiento de la capa potencialmente sísmica, lo que se traduce en un gran gap de sismicidad significante de 470-450 km de largo a los 47-50 °S. La aparición de sismicidad de intraplaca asociada a corrimientos sobre la ventana astenosférica a los 50°-51°, marca la reactivación de la faja plegada y corrida con posterioridad a los 8-12 Ma en que migra la dorsal de Chile a través de estas latitudes. Esta tesis pone de manifiesto que un cabal entendimiento de los elementos y procesos tectónicos jóvenes en un orógeno Andino, requiere desentrañar la tectónica antigua.
Abstract:
The Patagonian Andes evolved as a continental margin since Devonian times in the southern region. In this way, recording a long-lasting deformation in two main stages: Paleozoic-Triassic (i.e. pre-Andean) deformation in brittle-ductile terms and Meso-Cenozoic (i.e. Andean) deformation under brittle conditions. Into the Andean cycle, it is possible to differentiate a Jurassic-Cretaceous stage associated with global processes linked to the Atlantic Ocean spreading driving the Pangea breakup, concomitant with the Austral Basin opening and early stage of the Andean building at the Aptian-Albian. In another stage, developed during Cenozoic times, the tectonic evolution was linked with processes of regional scale, as the ridge-trench interactions of the Aluk-Farallon (Paleogene) and South Chile (Neogene-Quaternary) with the western margin of Patagonia. The conjunction of these processes, and particularly of the South Chile ridge since 18 Ma, give place to successive deformation phases affecting the orogen of the South Patagonian Andes. In this thesis, through diverse techniques provided by the Structural Geology, as the analysis of tectonic elements of basement fabric, analysis of fault-slip data, 3D analogue modeling, and formal inversion of stress from earthquake focal mechanism, is addresses the effects South Chile ridge subduction on the Andean deformation and its interaction with the inherited anisotropies. From the analysis of fault-slip data at an orógeno scale, it was possible to determine a strong component of strike-slip faulting. This feature leads to previous authors to propose a transpressional orogenic model, challenging the classic proposals of Andean orogenesis. However, in the South Patagonian Andes, the strike-slip mesoscale faulting is the result of Late Jurassic transtensional deformation, and as a second-order faulting mode subordinate to the Basement domain, dismissing the transpressional orogenesis model in the framework of the South Chile ridge subduction. Particularly, these faults exhibit high geometric compatibility with inherited anisotropies of the basement, NW-SE-striking for the Nunatak Viedma Unit, E-W-striking for the Bahía de la Lancha Formation, and NE-SW in the Río Lácteo Formation. The main basement planar fabric was the result of the Gondwanide (late Paleozoic) and Chonide (Triassic-Jurassic boundary) orogenies, developing a typical fold-thrust belt for pre-Andean times. In the North Patagonian Andes, the broad strike-slip faulting is possible, explaining through a strain-partitioning model for Cenozoic times. The analogue modeling supports the existence of a translithospheric anisotropy, like the Liquiñe-Ofqui fault system, by reactivating a boundary between basement blocks. This tectonic element could exert a strong control enhancing the stretching factor during the Eocene-Oligocene times developing the Traiguen Basin and shaping a double-vergent orogen after the accretion of the Chiloé block. As a further remark, understanding the Liquiñe-Ofqui fault system as an inheritance from the pre-Jurassic block configuration, leads to explain its absence south 46°S and the non-partitioning deformation in the South Patagonian Andes. The deformation kinematics and recognition of syntectonic strata lead to identifying sudden changes in the tectonic regime for the late Cenozoic between extension and contraction. It was possible to time-constraint these stages, as follows: late Oligocene-early Miocene extension, middle Miocene orogenesis, and extension since Pliocene times. During the Andean orogenic stage, the extensional depocenters of the late Oligocene-early Miocene age were positively inverted. This Miocene orogenic pulse ceases in southern Patagonian during the slab window opening associated with the South Chile ridge subduction. It triggers the extensional stage since Pliocene times. The dynamic cause behind this tectonic mode switching from middle Miocene orogenesis to Pliocene-current extension is proposed as the result of a switch of forces controlling the state of stress within the lithosphere, from plate boundary to buoyancy forces. Likewise, the sub-slab asthenospheric upwelling triggers high- heat flow and thinning of the seismic layer, which is traduced in a long significant seismic gap of 470-450 Km between the 47-50° S. In the southern portion above the slab window (50°-51°S), the fold-thrust belt growth seems to be reactivated as depicts the thrust-related intraplate seismicity, after a maximum of 8-12 My due to the passage of the ridge at these latitudes. This thesis highlights that a broad understanding of younger tectonic elements and processes in Andean orogens requires deciphering the older tectonics.
Citación:
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Suárez, Rodrigo Javier. (2022). El efecto de la colisión de la dorsal de Chile y las anisotropías de basamento en la deformación de los Andes Patagónicos Australes : un enfoque desde el análisis cinemático y experimentos análogos. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7169_Suarez
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Suárez, Rodrigo Javier. "El efecto de la colisión de la dorsal de Chile y las anisotropías de basamento en la deformación de los Andes Patagónicos Australes : un enfoque desde el análisis cinemático y experimentos análogos". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2022.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7169_Suarez
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