Deformación cortical y peligro sísmico asociado a la falla San Ramón en el frente cordillerano de Santiago, Chile Central (33ºs)

Abstract

Resultados presentados recientemente, que se incluyen en esta tesis (Armijo, R., R. Rauld, R. Thiele, G. Vargas, J. Campos, R. Lacassin, and E. Kausel (2010), The West Andean Thrust (WAT), the San Ramón Fault and the seismic hazard for Santiago (Chile), Tectonics, 29, TC2007, doi:10.1029/2008TC002427) modifican substancialmente paradigmas anteriores sobre la tectónica Andina y la Geología de la región de Santiago, sosteniendo que: 1) El orógeno Andino es fundamentalmente bi-vergente, incluyendo un gran sistema de fallas inversas cabalgantes en el frente occidental chileno, que son sintéticas con respecto al acoplamiento tectónico causante de la orogenia Andina (subducción de la placa Nazca, oceánica, bajo la placa Sudamericana, continental); 2) El funcionamiento del Cabalgamiento Andino Occidental (West Andean Thrust, WAT), documentado por la estructura con vergencia oeste de la Cordillera Principal en Chile, tiene una importancia capital en la evolución Andina; 3) El WAT es un mega-sistema de tipo “fold-thrust belt”, formado durante el Cenozoico, compuesto de fallas inversas en forma de rampas con despegue basal de la cobertura Meso-Cenozoica, y con enraizamiento a escala cortical hacia el este, bajo el basamento de la Cordillera Frontal en Argentina; 4) La Falla San Ramón, en el frente cordillerano al este de Santiago, es una falla inversa activa de importancia clave, porque corresponde a la emergencia superficial particularmente clara del WAT; 5) El estudio de escarpes morfológicos observados en el piedemonte santiaguino (Pleistoceno tardío - Holoceno) a lo largo de la Falla San Ramón, indican rupturas sísmicas de esta falla en el pasado reciente, posiblemente asociados a eventos de magnitud significativa (Mw 6.9 a Mw 7.4), lo que representa un peligro sísmico que no se puede despreciar. Esta tesis se focaliza en dos elementos básicos para documentar más precisamente la geometría, la cinemática y el grado de actividad de la Falla San Ramón: A) Un estudio estructural detallado de la deformación cordillerana asociada a la Falla San Ramón en la parte frontal de la Cordillera Principal al este de Santiago, entre los ríos Mapocho-Molina y Maipo-Colorado (aproximadamente entre 33.3°S y 33.6°S), y entre la Depresión Central y el cordón del Quempo (aproximadamente entre 70.2°W y 70.6°W), y B) Un estudio geomorfológico integrado, que incluye sedimentología, estratigrafía y geocronología de los depósitos del piedemonte aluvial y coluvial (Pleistoceno Inferior - Holoceno), que es claramente controlado y cortado por la Falla San Ramón. A) El análisis morfoestructural del frente cordillerano y del piedemonte se realizó usando imágenes satelitales de alta resolución, fotografías aéreas, diferentes bases topográficas y trabajo de terreno. Se realizó un modelo cinemático de la deformación del frente cordillerano a escala deca-kilométrica utilizando la aproximación Trishear. La estructura se caracteriza por una serie de pliegues kilométricos con vergencia al oeste que afectan las formaciones Abanico y Farellones (diferenciadas usando el concepto de aloformación) que afloran espectacularmente sobre un desnivel de 2 km. Esta estructura pudo ser modelada por una propagación hacia el oeste del fold-thrust belt, usando 4 fallas inversas con manteos entre 45 y 65ºE, enraizadas en un despegue con manteo de 4 - 5°E, a una profundidad de 10 - 12 km. B) El estudio cuantitativo de la deformación asociada a escarpes de falla en el piedemonte cordillerano (depósitos del Pleistoceno Inferior-Holoceno) y su relación morfoestratigráfica con terrazas fluviales deformadas de los ríos Maipo y Mapocho, muestra escarpes de falla de alturas entre 200 y 3 m a lo largo de 3 subsegmentos. Las terrazas de estos ríos, datadas usando OSL (Optically Stimulated Luminiscence), están deformadas por la Falla San Ramón, y sugieren una tasa de incisión pleistocena entre 1 y 0.5 mm/año. Medidas GPS diferencial y dataciones por isótopos cosmogénicos permitieron caracterizar la geometría de la superficie desplazada 3 - 4 m verticalmente por el escarpe de falla más reciente del piedemonte y edad máxima, así como su edad máxima, de aproximadamente 45 ka. Este escarpe es la evidencia patente del (o de los) último (s) eventos sísmicos en la Falla San Ramón con ruptura en superficie, en el Pleistoceno terminal - Holoceno. Nuestros resultados corroboran que las tasas de deformación asociadas al nivel de despegue, a largo plazo, son del orden de 0.4 mm/año, coherentes con una estimación de un mínimo de 0.2 mm/año en el piedemonte. Esto implica posibles sismos con desplazamiento promedio de 1 a 4 m, magnitudes MW entre 6.9 y 7.4, con recurrencias entre 2500 y 10000 años. Esta tesis confirma la importancia de primer orden de la tectónica inversa de vergencia oeste en el desarrollo del frente cordillerano en la Cordillera Principal en Chile central, proceso que se mantiene claramente activo en la Falla San Ramón, que representa una amenaza sísmica para Santiago.