Caracterización sismotectónica de la Cordillera de la Costa en Chile Central, entre los 32°30´ S y los 34° S, mediante tomografía sísmica pasiva

Abstract

Considerando la ocurrencia de un sismo Mw 6.9 frente a las costas de Valparaíso, se instaló una densa red temporal de estaciones sismológicas entre abril y octubre de 2017; dicha red abarcó la Región de Valparaíso y parte de la Región Metropolitana. Con los datos registrados se determinó un modelo 3D de velocidades de ondas P y S, a través de una tomografía sísmica para caracterizar la litósfera oceánica, el manto y la corteza continental bajo la Cordillera de la Costa en Chile Central. De lo anterior, la litósfera oceánica se caracteriza por áreas rígidas y frágiles; su composición es principalmente menor a un 55% de sílice; sin embargo, dentro de lo identificado como el techo de la litósfera oceánica, existen zonas de composición más ácida propia de la corteza continetal, sugieriendo que son el resultado del proceso de erosión por subducción y de la acreción basal. El manto litosférico subcontinental, que se identifica geométricamente como una cuña, se caracteriza por estar parcialmente serpentinizado, poseer una zona frágil relacionada a un área de cizalle que coincide con el límite más profundo del contacto interplaca entre 50 y 60 km de profundidad; además, se observa que el material acretado y con estructura de dúplex se distribuye sobre dicha zona frágil. La caracterización de anomalías vinculadas a material sometido alta presión en condiciones de metamorfismo de grado bajo-medio indican la existencia de acreción basal y formación de dúplex, cuya distribución da cuenta de una geometría de cuña de doble vergencia con alta fricción basal. La corteza continental está constituida mayoritariamente por rocas ígneas y metamórficas de composición ácida a intermedia, con presencia de áreas fracturadas (secas e hidratadas). A partir de la información geológica de superficie, es posible correlacionar lineamientos y estructuras hasta ca. 15 km de profundidad; a su vez, se proponen algunas estructuras no mapeadas en superficie que podrían constituir contactos litológicos o fallas en la corteza superior. En la corteza continental inferior, cerca del Moho, se identifica en la parte central de este estudio, una zona triangular de alto Vp/Vs que mantea hacia el Este. Esto indicaría la presencia de manto parcialmente serpentinizado a una profundidad menor respecto al área adyacente. En base a la caracterización sismotectónica del modelo 3D de velocidades de ondas de cuerpo, se concluye que la Cordillera de la Costa forma parte de una cuña asimétrica de doble vergencia desarrollada en subducción (cuña del complejo de subducción) con un desarrollo significativo de un complejo acrecionario basal que sería responsable del reacomodo de esfuerzos que suscitarían el alzamiento topográfico actual de la Cordillera de la Costa considerando que esta cuña de doble vergencia exhibe deformación en la corteza como un homoclinal que mantea hacia el Este. De este modo, el orógeno formado por la dinámica de la cuña de subducción correspondería a la Cordillera de la Costa y no a la Cordillera de Los Andes.