Estilos estructurales y deformación en el margen occidental de los Andes Centrales del Norte de Chile (27º - 29º S)

Abstract

La diversidad de estilos estructurales confinados directamente en el Altiplano-Puna plateau, así como el grado de acortamiento y engrosamiento cortical del mismo, siempre se ha relacionado con el tipo de subducción bajo los Andes Centrales, definidos como subducción normal y subducción plana . Sin embargo, más allá de esta correlación, distintos modelos tectónicos también han sido utilizados para explicar su estructuración superficial, y sobre todo para tratar de entender ¿Cuál es el proceso tectónico dominante, entre la extensión cortical del Mesozoico Temprano y la subsecuente compresión del margen? responsable de la deformación andina. Aunque la mayoría de estos modelos derivan de estudios sísmicos-estructurales, concentrados al noroeste de Argentina y sur de Bolivia, en regiones vecinas como el norte de Chile, entender este proceso solamente con expresiones estructurales superficiales representa un problema de fundamental entendimiento. La región norte de Chile especialmente sobre el segmento de subducción plana o Pampeano (27º-29ºS), constituye un lugar privilegiado para el análisis de esta problemática, ya que la deformación andina afecta tanto a las rocas cristalinas del Paleozoico Tardío como a su cobertura volcano-sedimentaria del Mesozoico Temprano-Cenozoico. Este registro tectono-estratigráfico se reconoce muy bien en los extensos afloramientos localizados en la Cordillera de la Costa y la Cordillera Frontal. Basado en las consideraciones anteriores, este trabajo tiene como objetivo principal, entender la arquitectura estructural de los Andes Centrales chilenos entre los 27º y 29ºS, mediante un modelo estructural que explique de forma coherente su anatomía. Para lograr este objetivo, se diseñó una metodología sustentada en: mapeo regional 1:50.000-1:100.000, modelamiento estructural 2D mediante la elaboración y restauración palinspástica de secciones corticales, usando el software Move 2D (Midland Valley), y el uso de datos gravimétricos y cronológicos (U-Pb, K-Ar, Ar-Ar). La estructuración del segmento andino analizado, se constituye de dos dominios tectónicos principales. El primero está definido por la inversión positiva y parcial de las cuencas cretácicas y jurásicas, ubicadas al este y oeste de la Cordillera de la Costa y de la Cordillera Frontal (Cuenca Chañarcillo y Cuenca Lautaro). En este dominio, potentes series estratigráficas del Mesozoico Temprano, y ocasionalmente rocas del basamento, están envueltas en largos anticlinales de inversión N-S de doble vergencia (este y oeste), definiendo una arquitectura de zona triangular para la región. El segundo dominio se caracteriza, por una tectónica de basamento concentrada en la Cordillera Frontal, la cual está ligada con fallas inversas, anticlinales de basamento, pop-ups e imbricaciones NNE, que alzan al Paleozoico Tardío hacia el este del orogeno. Estas estructuras posiblemente resultarían, de una interrupción en el progreso de la inversión tectónica de las cuencas mesozoicas, permitiendo así engrosar la corteza en este segmento andino. A partir de la restauración palinspástica de un set de secciones balanceadas, y de una sección regional de más de 160 km se interpretó que: a) la herencia extensional mesozoica, juega un rol fundamental en la construcción del orogeno, mediante su inversión tectónica positiva, b) la geometría de las estructuras mesozoicas, estaría caracterizada por hemi-grabenes asimétricos N-S limitados por altos de basamento, c) el basamento observado en la Cordillera Frontal, se relacionaría con el alzamiento de altos estructurales heredados de la tectónica extensional mesozoica, d) el acortamiento mínimo acumulado, es de 41 km para el orogeno en el lado chileno, sin embargo, este se incrementaría a 80,41 km cuando se retira la compresión de su contraparte en el lado argentino, e) el engrosamiento cortical es más favorable, mediante rampas profundas de bajo ángulo que pueden propagarse desde la Cordillera de la Costa hacia la Cordillera Frontal. Por último, el registro cronológico de los depósitos sintectónicos que yacen discordantemente sobre los flancos de los anticlinales de inversión, y sobres las imbricaciones tectónicas de la Cordillera Frontal, han permitido establecer distintos episodios de deformación compresiva. Un episodio de 80 Ma marcaría el inicio y progreso de la inversión hacia el este de la Cordillera de la Costa, rejuveneciéndose posiblemente hacia la Cordillera Frontal y propagandose mayormente hacia el este del orogeno, de acuerdo a la deformación miocena grabada en las actuales Sierras Pampeanas argentinas.