Tomografía sísmica pasiva 3D de estructuras corticales en el margen costero de Chile Central: Caracterización en profundidad de la falla de Pichilemu

Abstract

El 27 de febrero de 2010, se produjo un terremoto interplaca (Mw 8.8) en la zona Centro-Sur de Chile, seguido de una secuencia de réplicas, de las cuales destacan algunos terremotos corticales en el margen de Chile Central con mecanismos focales normales. Esta actividad duró varios meses, y tuvo sus eventos más importantes el 11 de marzo de 2010 (Mw=6.9 y Mw=7.0). Un estudio inicial de esta secuencia analizó un conjunto de datos de aproximadamente 630 terremotos registrados localmente por una red de 8 estaciones sísmicas de periodo corto, instalada inmediatamente después de ocurrido el sismo principal; este estudio asoció la actividad sísmica cortical con la activación del sistema de fallas de Pichilemu. En esta Tesis se presenta una caracterización más detallada, y en profundidad, de dicho sistema de fallas, generado a partir de una tomografía sísmica pasiva utilizando el registro de 20 estaciones sismológicas de período corto durante 2 meses en 2017 y ubicada entre los 34°S y 35°S (entre las ciudades de Navidad e Iloca). Dicha red sismológica registró 1493 sismos locales. Este trabajo incluye datos no procesados de la red 2010, detectando 1741 sismos adicionales. Con esta nueva base de datos y utilizando la metodología de inversión conjunta, se determinó un modelo 3D de velocidad de ondas P y S, y además se calculó la relación Vp/Vs en la zona de estudio. La distribución de la sismicidad cortical registrada se extiende desde el contacto interplaca (ca. 30 km de profundidad) hasta casi la superficie, a lo largo de un plano inclinado hacia el SW, de orientación NW-SE NNW-SSE coincidiendo con estructuras de la edad Paleozoica a Mesozoica presentes en la zona Central de Chile. La sismicidad se sitúa, dentro de o de manera contigua a una superficie de bajos Vp y Vs, que se correlacionan principalmente con zonas de fracturamiento intenso asociadas al sistema de fallas de Pichilemu, y un alto contraste de Vp/Vs, que se correlaciona con las zonas de la corteza del antearco que probablemente estén debilitadas por la presencia de fluidos. Bajo la estructura principal de la falla de Pichilemu, la razón Vp/Vs aumenta y la velocidad Vs disminuye hasta la cuña mantélica, la cual probablemente está altamente hidratada por fluidos liberados desde la subducción. Hacia el Este de la estructura principal de la falla, ésta se delimita por una estructura de altas velocidades Vp y Vs, y una baja razón Vp/Vs, lo que se asocia a la presencia de intrusivos del Carbonífero y a actividad magmática del Jurásico, presentes en la Cordillera de la Costa. Por lo tanto, la ubicación del sistema de fallas de Pichilemu estaría determinada por contrastes reológicos heredados de la evolución del complejo de subducción que representa la actual Cordillera de la Costa.