Análisis cinemático de la deformación mesozoica y cenozoica temprana en el límite de la Cordillera Frontal y La Puna (27°S), Quebrada de Paipote, Región de Atacama, Chile

Abstract

En los Andes Centrales ubicado entre los 15° a 33°S, diversos estudios se han enfocados en el entendimiento de la evolución geológica de las sucesiones mesozoicas expuestas en el antearco chileno (Isack et al., 1982; Jordan y Allmendinger, 1986 y 1989; Ramos et al., 2002, entre otros). Particularmente, alguno de estos estudios busca dilucidar la evolución tectónica del antearco chileno a los 26°S (Mpodozis, Martínez et al 2020, Peña et al 2013), en donde se documenta estilo de deformación predominante asociados a sistema de corrimientos y transporte tectónico dominados por sistemas de fajas plegadas y corridas, (Faja Plegada y Corrida de Potrerillos). El mismo mecanismo ha sido documentado a los a los 28°S (Martínez, et al 2012 y 2016). La mayor predominancia de rocas afectadas por estilos de deformación se asocia a la inversión de estructuras extensionales que configuraron durante el Jurásico la Cuenca Lautaro y también a sistemas extensionales Triásicos que obedecen a un estilo de deformación contraccional que obedece a este mismo mecanismo de reactivación e inversión de fallas. Lo anterior sugiere que, mecanismo de inversión tectónica, sería la estructuración de primer orden de la deformación documentada desde tiempos Cretácicos a Eocenos entre las latitudes anteriormente mencionadas para el antearco chileno ubicado al oeste de la cordillera frontal chilena. Sin embargo, dichas evidencias han sido asumidas como absolutas al largo de todo este sector, a pesar de que sus documentaciones son solo puntuales. Más aún, a los 27°S, diversos estudios cartográficos documentan la existencia de rocas de edades triásicas a jurásicas depositadas en esta cuenca aun sin entender cuáles son los estilos de deformación que las afectaron en tiempos posteriores al jurásico, delatando la ausencia de estudios que aporten a la resolución de esta problemática: ¿Es la inversión tectónica de fallas normales, es el mecanismo de primer orden controlador de la deformación cretácica y Paleocena? ¿Son estos mecanismos homogéneos latitudinalmente a lo largo de la distribución de las sucesiones mesozoicas?. Este estudio busca determinar cuáles son las variaciones y similitudes de la arquitectura de los depocentros mesozoicos desarrollados a esta latitud y sus diferencias hacia el norte y el sur, y determinar si existen diferencias entre el estilo de deformación de piel gruesa y fina documentados cercanos al área de estudio. Para llevar a cabo este objetivo, se realizará un estudio estructural a los 27°S en la Quebrada Paipote, III° Región de Atacama, Chile. Dicho estudio estructural consiste en 3 etapas: una preparación, compilación, integración de datos, trabajo de terreno y análisis de datos posterior al terreno. Primero, en la etapa preterreno se recopila información bibliográfica del área de estudio y un mapeo geológico fotointerpretado con imágenes satelitales. Posteriormente se realiza una salida a campo, visitando la zona para recopilar datos estructurales, con los que se pretende modelar cinemáticamente a fin de obtener elipsoides de deformación locales. Por último, en la etapa de gabinete, digitaliza mapa geológico con todos los datos georreferenciados, se obtienen las soluciones del plano del elipsoide de strain a partir del método de los diedros. Se propone un perfil estructural a partir de los datos estructurales, utilizando el método Kink y los gráficos de Suppe, et al (1990) para proyectar fallas en profundidad que expliquen la deformación expuesta en la superficie. En base a los resultados de este estudio, la formación expuesta en el área presenta evidencias de estilos que obedecen a mecanismos estructurales de de piel fina, y con compromiso del basamento en la formación las estructuras; bivergentes, y con evidencias que sugieren la reactivación de fallas normales, con cinemática mayormente inversa, compatible con mecanismos de inversión tectónica, mayormente parcial, y que afecta a rocas de naturaleza syn-rift de Triásico-Jurásico. Las evidencias anteriormente descritas están conformando un sistema de Faja plegada y corrida híbrida, similar a lo documentados hacia el norte y el sur de esta latitud. Más aún, las similitudes en la arquitectura con la Faja Plegada y Corrida de Potrerillos se observan en que ambos sistemas comparten fallas que se prolongan en el rumbo y participan en ambos sistemas, como la fallas Pedernales con Paipote, junto con las fallas El Mono y F3 del modelo del presente trabajo. Respecto a la geometría de la Cuenca Lautaro hay similitudes con F1 y la falla que se encuentra al oeste de Calquis. También hay semejanza entre las fallas Pauna La Estancilla y El Mono. En base a los estilos de deformación, relaciones de corte de las estructuras identificadas, y el análisis cinemático de estructuras mesoscópicas, en el área es posible reconocer tres eventos deformativos: El primero es de carácter extensional y ocurrió durante el Triásico al Jurásico, el segundo evento es de carácter compresivo y ocurrió entre el Cretácico Superior al Paleoceno, y el tercer evento que afecta a los dos anteriores es de tipo strike-slip y ocurrió durante el Eoceno Medio-Tardío. En este último, no existe correlación directa con estructuras a macroescal, pero hacia el norte de la zona entre los 26°30’ y los 27°S, Bischoff (1999) documentó fallas de rumbo sinestrales generadas durante ese periodo, por lo que este trabajo asocia las estructuras identificadas a este sistema mayor de orientación NW-SE. Analizando la distribución espacial de las rocas involucradas en este trabajo y la arquitectura de los depocentros identificados, y en comparación con los modelos propuestos por Martínez, et al, (2020 y 2016) a los 26° y 28°S, se puede deducir que el depocentro de las cuencas Triásicas-Jurásicas está hacia el sur oeste.

En los Andes Centrales ubicado entre los 15° a 33°S, diversos estudios se han enfocados en el entendimiento de la evolución geológica de las sucesiones mesozoicas expuestas en el antearco chileno (Isack et al., 1982; Jordan y Allmendinger, 1986 y 1989; Ramos et al., 2002, entre otros). Particularmente, alguno de estos estudios busca dilucidar la evolución tectónica del antearco chileno a los 26°S (Mpodozis, Martínez et al 2020, Peña et al 2013), en donde se documenta estilo de deformación predominante asociados a sistema de corrimientos y transporte tectónico dominados por sistemas de fajas plegadas y corridas, (Faja Plegada y Corrida de Potrerillos). El mismo mecanismo ha sido documentado a los a los 28°S (Martínez, et al 2012 y 2016). La mayor predominancia de rocas afectadas por estilos de deformación se asocia a la inversión de estructuras extensionales que configuraron durante el Jurásico la Cuenca Lautaro y también a sistemas extensionales Triásicos que obedecen a un estilo de deformación contraccional que obedece a este mismo mecanismo de reactivación e inversión de fallas. Lo anterior sugiere que, mecanismo de inversión tectónica, sería la estructuración de primer orden de la deformación documentada desde tiempos Cretácicos a Eocenos entre las latitudes anteriormente mencionadas para el antearco chileno ubicado al oeste de la cordillera frontal chilena. Sin embargo, dichas evidencias han sido asumidas como absolutas al largo de todo este sector, a pesar de que sus documentaciones son solo puntuales. Más aún, a los 27°S, diversos estudios cartográficos documentan la existencia de rocas de edades triásicas a jurásicas depositadas en esta cuenca aun sin entender cuáles son los estilos de deformación que las afectaron en tiempos posteriores al jurásico, delatando la ausencia de estudios que aporten a la resolución de esta problemática: ¿Es la inversión tectónica de fallas normales, es el mecanismo de primer orden controlador de la deformación cretácica y Paleocena? ¿Son estos mecanismos homogéneos latitudinalmente a lo largo de la distribución de las sucesiones mesozoicas?. Este estudio busca determinar cuáles son las variaciones y similitudes de la arquitectura de los depocentros mesozoicos desarrollados a esta latitud y sus diferencias hacia el norte y el sur, y determinar si existen diferencias entre el estilo de deformación de piel gruesa y fina documentados cercanos al área de estudio. Para llevar a cabo este objetivo, se realizará un estudio estructural a los 27°S en la Quebrada Paipote, III° Región de Atacama, Chile. Dicho estudio estructural consiste en 3 etapas: una preparación, compilación, integración de datos, trabajo de terreno y análisis de datos posterior al terreno. Primero, en la etapa preterreno se recopila información bibliográfica del área de estudio y un mapeo geológico fotointerpretado con imágenes satelitales. Posteriormente se realiza una salida a campo, visitando la zona para recopilar datos estructurales, con los que se pretende modelar cinemáticamente a fin de obtener elipsoides de deformación locales. Por último, en la etapa de gabinete, digitaliza mapa geológico con todos los datos georreferenciados, se obtienen las soluciones del plano del elipsoide de strain a partir del método de los diedros. Se propone un perfil estructural a partir de los datos estructurales, utilizando el método Kink y los gráficos de Suppe, et al (1990) para proyectar fallas en profundidad que expliquen la deformación expuesta en la superficie. En base a los resultados de este estudio, la formación expuesta en el área presenta evidencias de estilos que obedecen a mecanismos estructurales de de piel fina, y con compromiso del basamento en la formación las estructuras; bivergentes, y con evidencias que sugieren la reactivación de fallas normales, con cinemática mayormente inversa, compatible con mecanismos de inversión tectónica, mayormente parcial, y que afecta a rocas de naturaleza syn-rift de Triásico-Jurásico. Las evidencias anteriormente descritas están conformando un sistema de Faja plegada y corrida híbrida, similar a lo documentados hacia el norte y el sur de esta latitud. Más aún, las similitudes en la arquitectura con la Faja Plegada y Corrida de Potrerillos se observan en que ambos sistemas comparten fallas que se prolongan en el rumbo y participan en ambos sistemas, como la fallas Pedernales con Paipote, junto con las fallas El Mono y F3 del modelo del presente trabajo. Respecto a la geometría de la Cuenca Lautaro hay similitudes con F1 y la falla que se encuentra al oeste de Calquis. También hay semejanza entre las fallas Pauna La Estancilla y El Mono. En base a los estilos de deformación, relaciones de corte de las estructuras identificadas, y el análisis cinemático de estructuras mesoscópicas, en el área es posible reconocer tres eventos deformativos: El primero es de carácter extensional y ocurrió durante el Triásico al Jurásico, el segundo evento es de carácter compresivo y ocurrió entre el Cretácico Superior al Paleoceno, y el tercer evento que afecta a los dos anteriores es de tipo strike-slip y ocurrió durante el Eoceno Medio-Tardío. En este último, no existe correlación directa con estructuras a macroescal, pero hacia el norte de la zona entre los 26°30’ y los 27°S, Bischoff (1999) documentó fallas de rumbo sinestrales generadas durante ese periodo, por lo que este trabajo asocia las estructuras identificadas a este sistema mayor de orientación NW-SE. Analizando la distribución espacial de las rocas involucradas en este trabajo y la arquitectura de los depocentros identificados, y en comparación con los modelos propuestos por Martínez, et al, (2020 y 2016) a los 26° y 28°S, se puede deducir que el depocentro de las cuencas Triásicas-Jurásicas está hacia el sur oeste.