Estructura y tectónica cenozoica del sector sur de la Cuenca de Arauco, ~38º S,Chile

Abstract

Una sección sísmica de reflexión 2D, de alta resolución en el sector sur de la Cuenca de Arauco muestra rasgos estructurales relacionados a la compresión cenozoica andina y a los procesos tectónicos de subducción. La Cuenca de Arauco presenta secuencias sedimentarias cretácicas superiores-pliocenas y se posiciona en el antearco, sobre la zona de subducción de Chile. La falta de estudios asociados a las unidades pre-miocenas en el valle central y en el intra-arco andino, hacen de la Cuenca de Arauco, sea el primer lugar donde se han registrado evidencias de deformación pre-miocenas en el antearco sur andino (34°-45°S). Esta línea sísmica ha sido utilizada para revelar y constreñir la evolución cinemática de la Cuenca de Arauco, mediante un análisis estratigráfico-sísmico y cinemático de las secuencias y estilos estructurales presentes. En este estudio se han identificados tres dominios estructurales: Inversión Tectónica, Extensión y Acrección, como también siete secuencias cinemáticas que sobreyacen el basamento pérmico-triásico y sus relaciones, con las cuatro tradicionales unidades tectono-estratigráficas de la Cuenca de Arauco: (S1) sin-Extensión, Cretácico Superior; (S2) sin-Extensión y (S3-S4) sin-Inversión, Eoceno; (S5-S6) sin-Inversión, Mioceno, con estructuras extensionales de mediana escala; (S7) pos-Inversión y sin-Compresión, Plioceno-Cuaternario. Dentro de la Cuenca de Arauco el acortamiento comenzó en el Eoceno Tardío coetáneo a un reajuste mayor en las placas tectónicas (34 Ma), lo cual es representado por geometrías y secuencias cinemáticas de inversión tectónica positiva. Una marcada discordancia erosiva (33.9-23.03 Ma) evidencia un subsecuente evento de erosión/alzamiento durante el Oligoceno Tardío. Un posterior evento de deformación contraccional mioceno realzó la inversión tectónica positiva de los antiguos depocentros y generó estructuras extensionales de mediana escala. Sumado al comienzo de un margen acrecionario o no erosivo desde el Plioceno, la colisión oblicua de la zona de fractura de Mocha a los 3.6 Ma (~38°S) y la rápida exhumación de la cordillera de Nahuelbuta (Plioceno a Reciente), dejaron como resultado la emergencia parcial de la Cuenca de Arauco, el carácter compresivo de las secuencias pliocenas-cuaternarias y la inversión tectónica positiva de algunas estructuras extensionales miocenas. El análisis de las geometrías estructurales presentes en el sector sur de la Cuenca de Arauco, permite entender los estilos de deformación y estimar una medida de acortamiento mínimo (~ 4%) de la porción occidental del antearco (~38°S) en respuesta al solevantamiento de los Andes. Por otra parte, este estudio confirma un desarrollo común dentro de las cuencas andinas (~38°S) atribuido a las fases tectónicas, incluso en sectores donde los procesos de transferencias de masa ocurren.