16/6/2015 Revista geolgica de Chile - Alzamiento litoral Pleistoceno del norte de Chile: edades 21Ne de la terraza costera ms alta del rea deCaldera-Baha Inglesa

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RevistageolgicadeChileversinimpresaISSN07160208

Rev. geol. Chilev.34n.1Santiagoene.2007

http://dx.doi.org/10.4067/S071602082007000100005

RevistaGeolgicadeChile,Vol.34,No.1,p.8196,6Figs.,3tablas,Enero2007.

AlzamientolitoralPleistocenodelnortedeChile:edades21NedelaterrazacosteramsaltadelreadeCalderaBahaInglesa

PleistocenelittoralupliftofnorthernChile:21NeageoftheuppermarineterraceofCalderaBahaInglesaarea

JorgeQuezada1,GabrielGonzlez2,TiborDunai3,ArturoJensen4,JoaquimJuezLarr5

1ProgramadeDoctoradoenCiencias,mencinGeologa,UniversidadCatlicadelNorte,Casilla1280,Antofagasta,ChileDepartamentodeCienciasdelaTierra,UniversidaddeConcepcin,Casilla160C,Concepcin,Chile.jquezad@udec.cl2DepartamentodeCienciasGeolgicas,UniversidadCatlicadelNorte,Casilla1280,Antofagasta,Chileggonzale@ucn.cl3SchoolofGeosciences,UniversityofEdinburgh,DrummondStreet,EH89XPEdinburgh,Escociatibor.dunai@ed.ac.uk4DepartamentodeCienciasGeolgicas,UniversidadCatlicadelNorte,Casilla1280,Antofagasta,Chilejensen@ucn.cl5FacultyofEarthandLifeSciences,VrijeUniversiteit,1081HVDeBoelelaan1085,Amsterdam,Holanda.juej@geo.vu.nl

RESUMEN

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EnestetrabajosepresentalaedaddelaterrazacosteraemergidamsaltadelreadeCalderaBahaInglesa,localizadaaunaalturade2246ms.n.m.Lametodologaempleadaconsisteenelusodeedadesdeexposicindeclastosdecuarzomediante21Nedeorigencosmognico.Laedadobtenidafuede0,860,11Ma.Dentrodeesterangodeedad,sedesarrollantresinterestadialesfuertescorrespondientesalosestadiosisotpicosMIS19(780ka),MIS21(860ka)yMIS25(950ka)enloscualessepudoformarestaterrazacostera.Latasadealzamientopromedioconsiderandoestostrescasosesde0,280,02mm/a,cuyovaloresmenorqueeldeterminadoporautorespreviosparalosltimos400ka.Entre750y400kanosedesarrollaronterrazascosterasenelreadeestudio.Estoseraunindicadordetasasdealzamientobajaseinterestadialesdbilesduranteeseperodo,ylafortalezadelinterestadialdesarrolladoduranteelestadioMIS11(400ka)queprovocunaimportanteerosindelatopografalitoralincluyendolasterrazascosterasquepudieronhaberseformadoentre750y400ka.ElalzamientolitoralenelreadeestudioesdecarcterregionalyestararelacionadoconprocesosgeneradoscomoconsecuenciadelaconvergenciadelasplacasdeNazcaySudamericanae.g.,losterremotosdesubduccin.

Palabrasclaves:Terrazacostera,Nucleidoscosmognicos,Alzamientotectnico,Caldera,NortedeChile.

ABSTRACT

TheageoftheuppermostemergedmarineterraceintheCalderaBahaInglesaarea,locatedat2246ma.s.l.ispresentedherein.Themethodologyappliedisbasedontheexposureagesinclastsofquartzusingcosmogenic21Ne.Theageobtainedwas0.860.11My.ThreestrongsealevelhighstandscorrespondingtoisotopicstagesMIS19(780ky),MIS21(860ky)andMIS25(950ky)weredevelopedduringthisageinterval.Ineachonethismarineterracecouldhavebeenformed.Theaverageupliftrateconsideringthesethreecasesis0.280.02mm/y,thatissmallerthanthevaluedeterminedbypreviousauthorsforthelast400ky.Nomarineterracesexistinthestudyareabetween750and400ky,andthiscouldbeanindicatorofsmallupliftrates,weakinterestadialsduringthisintervalandthestrongersealevelhighstanddevelopedduringMIS11(400ky)thatprovokedasignificativeerosionofthelittoraltopography,includingthemarineterracesthatcouldhavebeenformedbetween750and400ky.ThelittoralupliftinthestudyareaisregionalandcouldberelatedtoprocessesgeneratedduetotheinteractionoftheNazcaandSouthAmericanplatese.g.,subductionearthquakes.

Keywords:Marineterrace,Cosmogenicnucleides,Tectonicuplift,Caldera,NorthernChile.

INTRODUCCINAlolargodellitoraldelNortedeChileexistencontundentesevidenciasdealzamientotectnicocuaternario.Estasseexpresanporlapresenciadeterrazascosterasemergidaslascualesseescalonandesdelalneadecostaactualhastaunaalturadeca.230ms.n.m.Lasedadesobtenidaspordiferentesmtodos,slohanpermitidoidentificarterrazascosterasmsjvenesque500ka(Radtke,1989LeonardyWehmiller,1991,1992Ortliebetal.,1994,1995,1996a,1996bOtaetal.,1995Paskoffetal.,1995Marquardtetal.,2004)existiendopocainformacinsobrelasedadesdelasterrazasmsantiguas.Estosedebeaquelosmtodosdedatacindeconchasdemoluscosfsilesposiblesdeaplicarparadatarterrazascosteras(UThyracemizacindeaminoacidos),permitenconstreirlaedadparaunaventanadetiemporeducida

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FIG.1.Croquisgeomorfolgicosimplificadodelreadeestudio.Seindicanlasdoslocalidadesdondeseobtuvieronlasmuestrasparaserdatadas(L1yL2).Enlaplataformadestacanlaslneasdepaleocostasqueindicanunalzamientouniformeyunapaleotopografapleistocenaconnumerosasbahaspequeas,similaralaactual.Seindicanlosnivelesdelasterrazascosterasinferiores(ae)ysuedadestimadaenCalderayBahaInglesasegnMarquardtetal.(2004)ylaterrazacosteramsalta(f)ysuedaddeterminadaenesteestudio.LosperfilesAByCDseilustranenlaFig.2.

FIG.2.PerfilestopogrficosmostrandolaposicindelosdistintosnivelesdeplataformasdeCalderaBahaInglesa.Laposicindelosngulosdelneadecostaesmuyaproximadaydebeserconsideradaslocomoreferencia.EnelperfilAB,losngulosdelneadecostaparalasterrazasa,b,c,dye,correspondenalosvaloresindicadosporMarquardtetal.

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(2004).Destacalaalturadelacantilado(80m)queseparalasterrazaseyfenlasdoslocalidadesconsideradas.

VARIACIONESGLACIOEUSTTICASDELNIVELDELMARYDESARROLLODETERRAZASCOSTERASLaformacindeterrazascosterasresultadelainteraccinentrealzamientotectnicoyvariacionesglacioeustticasdelniveldelmar.EnlascostasdeCaliforniaLajoie(1986),establecilarelacinexistenteentreestasdosvariablesduranteelprocesodeformacindeterrazascosteraspleistocenas(Fig.3).Segnesteautorseconsideraquedurantelaevolucindeunperodoglacialainterglacialelniveldelmarasciendeaunatasamayorquelatasadealzamientotectnico.Enunperodointerglacial,representadoporestadiosisotpicosimparesMIS1,3,5,7,9(ShackletonyOpdyke,1973),elmarexperimentaunniveldeascensomximo(interestadial),elcualseestabilizaduranteunciertotiempo.Sehaconsideradoqueeneseinstanteseformanlasterrazascosteras(Ortliebetal.,2003).Esteprocesoinvolucraeldesarrollodeunasuperficieplanaqueconstituyeunaplataformadeabrasinmarinayunacantiladoenlaregincercanaalalneadeplaya.Esteacantiladomarcalalneademximainundacindelatransgresinlacualespromovidaporelmximointerglacial.Elnguloqueseformaentreelacantiladoylaplataformadeabrasinmarina,sedenominangulodelneadecostaylaalturaalaqueseencuentraestengulorepresentaelnivelmsaltoalcanzadoporelmardurantelatransgresin.Durantelaregresinmarina,generadaporelalzamientotectnicoylaevolucindelperodointerglacialaunnuevoperodoglacial,seproduceundescensodelniveldelmar.Medianteestacadadelniveldelmarelacantiladoquedaaisladodelaabrasinmarina.Enelprocesoderegresinsepuedenformarcordoneslitoralesquerepresentanlneasdecostaabandonadas.Elalzamientotectnicocontinuoylarepeticindeperodosglacialeseinterglaciales,permitenquesegenerennuevasterrazascosterasamenoralturaquelasanteriores(Fig.3).Puedenexistircasosenquedurantetransgresionesposteriores,unamismaterrazacosteraseareocupadavariasvecesporelmar:Sepuededarunpulsotransgresivoimportantedelargaduracinyconunnivelglacioeustticomayorquelosanterioresquesupereelalzamientotectnicoprevio.Estacondicinfavorecelaerosindelasterrazascosterasformadasconanterioridad.Taleselcasoqueseilustraenlafigura3delaterrazacosteraquepudoformarseduranteelprimernivelinterestadialdesarrolladoconposterioridadalestadioisotpico8,elcualesdemenormagnitudqueelinterestadialprincipaldelestadioisotpico7.Lapreservacindeunaterrazasloesposiblesilatasadealzamientotectnicoessuficientecomoparagenerarunalzamientoqueseasuperioralosnivelesdelmarasociadosalosinterestadialesposteriores.

FIG.3.CurvadevariacionesdelniveldelmarysucorrelacinconterrazascosterasenlascostasdeCalifornia(modificadodeLajoie,1986).La

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tasadealzamientopuededeterminarseporlalneaqueuneelinterestadialdurantelaformacindelaterrazaylaalturaactual(ngulodelneadecosta).Lapendientedelalneainclinadaqueuneelmximointerestadialconlaalturadelaterraza(elevacin)representalavelocidaddealzamiento(otasa).

SegnOrtliebetal.(2003),laconfiguracindeterrazascosterasenelbordeoccidentaldeNorteamrica,CentroAmricaySudamrica,incluyendoelNortedeChile,essimilaralaqueexisteenCalifornia.Estaresultadevariacioneseustticasdelmaryalzamientotectnico,destacandoelampliodesarrollodelaterrazadesarrolladaduranteelestadioisotpicoMIS11(ca.400ka)quepudoindicarunaprolongadaduracindeesteperodointerestadial.Lasprincipalesterrazascosterasqueseencuentranacotasinferioresalos200ms.n.m.enelreadeCalderaBahaInglesa,fueronasignadasporMarquardtetal.(2004)alosestadiosisotpicosMIS11(400ka),MIS9(330ka),MIS7(210ka)yMIS5(125ka)(Tabla1).

MARCOGEOMORFOLGICOEntreCalderayladesembocaduradelroCopiap(Fig.1)sedesarrollaunaextensaplataformacosteraemergidade20kmdeancho.Estaplataformacontienealmenosseisrelictosdeterrazascosterasquesedistribuyenescalonadamentedesdeelniveldelmarhasta230ms.n.m.Cadanivelaterrazadoessubhorizontalyporlogeneralseparadodelasterrazasadyacentesporunescarpedealturamtricaquerepresentaunpaleoacantilado(Fig.2).Ladelgadacoberturasedimentaria(espesoresmtricos)deestasterrazascontienearenasyconglomeradospleistocenosqueenalgunoscasosformancordoneslitorales(Figs.1y4).Sereconocenalmenosseisnivelesdeterrazascosterasdenominadosa,b,c,dyf(Figs.1y2)siendoelnivelfelcorrespondientealaterrazacosteramsalta.Lasterrazascosterasestnseparadasporacantilados,destacandolamayoralturadelacantiladoqueseparalasterrazaseyf(Fig.2).EnelsectoroccidentaldelaplataformacosteradelreadeCalderaBahaInglesa,sepresentaelMorroCopiapcomounaltotopogrficoconunaalturade343ms.n.m.PorelestelaplataformacosteraestlimitadaporlaCordilleradelaCosta,concotasdelordendelos700ms.n.m.Alsurdelreadeestudio,selocalizaelroCopiapqueformaunaincisindemsde50menlaplataforma.

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FIG.4.SuperficieclsticadelaterrazacosteramsaltadeBahaInglesaenlaLocalidadNo.1.Sedistinguenlosclastosredondeadosenlasuperficiequefueronretrabajadosporelmar.

MARCOGEOLGICOLasrocasmsantiguasqueafloranenelreadeCalderaBahaInglesadesembocaduradelRoCopiap,sonrocasmetamrficasdeedaddevnicocarbonfera(Godoyetal.,2003).LaFormacinBahaInglesa(Rojo,1985)sobreyacemediantenoconformidadaestasrocas.Laformacinsepresentacomounasecuenciasedimentariaclsticadeorigenmarino,enposicinsubhorizontal,compuestaporunconglomeradobasal,areniscasylutitas.Supotenciaesvariableyalcanzaunmximocercanoa80m(Godoyetal.,2003).SegnAchurra(2004)surangodeedadesMiocenoSuperioraPliocenoSuperioryelambientedesedimentacinvaradelitoralanertico,conunaprofundizacindelacuencaquealcanzpulsosmximosde1000mb.n.m.alos8May2,4Ma.LasrocasdelaFormacinBahaInglesaafloranprincipalmentealolargodequebradasqueformanincisionesenlaplataformamarinaexpuestaentreBahaInglesayelvalledelroCopiap.

SobreyaciendoendiscordanciaangularalaFormacinBahaInglesasepresentandepsitosmarinospleistocenosdeambientelitoral,cogenticosconlaformacindelasterrazascosteras.EstosdepsitosfuerondenominadosporMarquardtetal.(2004)comoEstratosdeCaldera.Losdepsitosestncompuestosprincipalmenteporsedimentosclsticosycarbonatadosconabundantesfragmentosdemoluscos.Marquardtetal.(2004)reconocieronvariosnivelesdeterrazascosterascuyosngulosdelneadecostaseencuentranaaltitudesinferioresa170ms.n.m.ysusedadessonmenoresa430ka(Tabla1).VitaFinziyMahn(1994)sealanalgunasedadesdeterminadasmediante14Cdestacando3472kaparaunaterrazasituadaenCalderaa16,5ms.n.m.y2971kaparaunaterrazasituadaenBahaInglesaa7,5ms.n.m.

EnelvalledelroCopiapsedesarrollandepsitosfluvialescompuestosporconglomeradosqueconstituyenterrazasfluvialesdeagradacin.EstosdepsitosseencuentransobreyaciendoendiscordanciadeerosinalaFormacinBahaInglesaeinfrayacenendiscordanciadeerosinalosEstratosdeCaldera.

Laprincipalestructurareconocidaenelreadeestudio,correspondeaunafallainversadeinclinacinhaciaeloeste,cuyatrazaselocalizaenelflancoorientaldelMorroCopiap(Fig.1).LapropagacindeestafallaprodujounaflexuraenlaFormacinBahaInglesa,cuyosestratosadquierenmayorinclinacinenlasproximidadesdelafalla.Elplanodefalla,ascomolosestratosdelaFormacinBahaInglesa,estntruncadosporlaplataformadeabrasinmarinadelPleistocenomedioyseconsideraqueestafallaestuvoactivaduranteelPlioceno(Marquardtetal.,2004).Enalgunoslugareslosdepsitosmarinospleistocenosestnafectadosporfallasnormalescondesplazamientoscentimtricosamtricos.EnCaldera,estasestructurasconformanungrabenyeldesplazamientodelasfallasesde2m,indicandounaextensinesteoeste(Marquardtetal.,2004).

LATERRAZACOSTERAMSALTADELREADECALDERABAHAINGLESAYLASLOCALIDADESDEMUESTREOElnivelaterrazadomsaltodelaplataformaemergidaenelreadeestudio(nivelf,Figs.1y2),seencuentraaunaalturaquefluctaentre200y230ms.n.m.LaposicindelngulodelneadecostadeestasuperficienoesposiblededeterminarconexactitudenterrenodebidoalacoberturaclsticaaluvialycoluvialquedesciendedesdelaCordilleradelaCosta.Estasuperficiesereconoceenformadiscontinuaenelreadeestudio(Fig.1),elcarcterdiscontinuosedebealasincisionesquesegeneranporeldesarrollodequebradasquedesciendendelavertienteoccidentaldelaCordilleradelaCosta.

Paraladatacinpor21Nedeestasuperficie,seseleccionarondoslocalidadesdondeellaestbienpreservadaydondeellacontieneunacoberturaclsticaconabundantecuarzo.Enambaslocalidadesnosereconocieronestructurasqueimpliquenalgunaperturbacintectnicadesuposicinactual.

Laprimeralocalidad(localidad1,Fig.1)seubicaalos27,1S/70,8W,alestedeBahaInglesa,a8kmdellitoralyamenosde300maloestedelaCordilleradelaCosta.Laalturadelasuperficiedondeseobtuvieronlasmuestrasenestalocalidad,esde2231ms.n.m(medidarealizadaconaltmetro).Estaalturaessimilaralaalturadelngulodelneaquemarcaelcontactoentrelasuperficiedelaterrazaylos

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cerrosdelaCordilleradelaCosta(paleoacantilado).Lasuperficiedelaterrazasepreservacomounamesetaplana,conunaleveinclinacinde1haciaeloeste.Laterrazadeabrasinmismasepreserva5a3mdebajodeunacoberturadeconglomeradosde5mdeespesor.Laterrazaestlabradaencoquinasfinasparcialmentelitificadasyconabundanteestratificacincruzada(FormacinBahaInglesa).Enadelantelasterrazasdeabrasinmarinaconsuscoberturasserndenominadasterrazascosteras.

Losconglomeradosquecubrenlaterrazadelalocalidad1tienenunatexturamaciza,clastosoportadayconestratificacinpobrementedesarrollada.Todoslosclastossonredondeadosconundimetromayorquevaraentre0,5y5cm(Fig.4).Losclastosdecuarzosonabundantesenestedepsito.Enestalocalidad,serecolectaronclastosdecuarzoredondeados,tantoenlasuperficiecomodebajodeella,aunaprofundidadde5m.LosprimerosconstituyeronlamuestraCA03/6a,entantoquelossegundoslamuestraCA03/6b.

Lasegundalocalidad(localidad2),seubicaalos27,3S70,8W,a17kmdellitoralalestedePuertoViejo,2kmaloestedelabasedelaCordilleradelaCosta,aunaalturade2241ms.n.m.yestdistanciadapor21kmalsurdelaprimeralocalidad(Fig.1).Enestalocalidad,sedesarrollaunaextensaterrazacosteraqueseextiendedesdelabasedelaCordilleradelaCostahasta4,5kmhaciaeloestedondeexisteunescarpequerepresentaunpaleoacantiladodelasiguienteterrazasituadamsabajo.PorelsurlasuperficieestlimitadaporelvalledelroCopiap.Lasuperficiemismadelaterrazadeestalocalidad,presentavarioscordoneslitoralesparalelosylevementeconcntricoshaciaeloeste(Fig.1).Estoscordoneslitoralessonfcilmentedistinguiblesenimgenessatelitalesyfotografasareas.Enterrenoloscordonesestnformadosporfranjasdeconglomeradosbioclsticos.Losconglomeradosposeenabundantesclastosdecuarzoredondeados.SobreestoscordoneslitoralessepuedenencontrarclastosangulososdecuarzoquehansidoaportadosporpequeosabanicosaluvialesderivadosdesdelaCordilleradelaCosta.Enlalocalidad2,serecolectarondosmuestrasunamuestradeclastosangulosos,quesedenominCA03/5ayunamuestradeclastosredondeadosdesignadacomoCA03/5b.

ELMTODODEDETERMINACINDEEDADDESUPERFICIESMEDIANTEISTOPOS(NUCLEIDOS)COSMOGNICOSLaradiacincsmicaextragalcticaproduceunbombardeodepartculasdealtaenergasobrenuestroplaneta.Estaspartculasproducenreaccionesnuclearesenlaatmsferayenlasuperficiedelacorteza,lascualesgeneranncleosresidualesllamados'nucleidoscosmognicos'como10Be,21Ney36Cl(Lal,1991Dunai,2000).Enlosprimerostresmetrosdelacortezalosistoposasproducidossealmacenanenlosprincipalesmineralesformadoresderoca.Suconcentracindeunaspocaspartespormilln(ppm),puedesermedidamedianteespectrometradeaceleracindemasas(10Be,21Ney36Cl)yespectroscopademasadegasesnobles(3He,21Ne).Conocidalatasadeproduccinporaoymedidalaconcentracindeunnucleidoenparticularseestencondicionesdeestimarlaedaddeexposicindesuperficiesmediantelasiguienteecuacin:

Edadsuperficie=21Necos/P

dondePcorrespondealarazndeproduccinde21Neencuarzo,cuyovalorfueestimadoen19,03,7(tomos/g)/a(Niederman,2000).EstevalorcombinadoconelfactordeescalapropuestoporDunai(2000)proporcionalatasadeproduccinenelsitiodemuestreo.Losnucleidoscosmognicosquesealmacenanenmineralespuedenserestablesoradiactivos.Esascomosetienequeel10Beesinestableconvidamediade1,5Ma(istoporadiactivo)entantoqueel21Neesestable(Hetzeletal.,2002).Hastalafecha,enChilehansidoutilizadosdistintostiposdeistoposcosmognicosparaobteneredadesdesuperficie.

Porejemplo21Ney10Behansidoutilizadosparadeterminarlaedaddeexposicindepediplanosterciarios,abanicosaluvialespleistocenosypaleoquebradaspliocnicas(Dunaietal.,2005Gonzlezetal.,2006).

Enlacortezaterrestrelaproduccinyconcentracindenucleidoscosmognicosdisminuyeconlaprofundidad.Estaatenuacindependefundamentalmentedeladensidaddelosmateriales,peroesampliamenteaceptadoquelapenetracinmximaensedimentosesdehasta3m(BurbankyAnderson,2001).Lafraccindelosnucleidosqueseacumulaenelreafuentedelossedimentosyduranteeltransporte,antesdequedarabandonadosenunasuperficieinactivasedenominaherencia(concentracindeistoposcosmognicosenunarocaenuntiempodado).Dichaconcentracinesunelementoindispensabledeconocerpararealizarelclculodelaedaddeexposicindeunasuperficie.Laedadsecalculasubstrayendoalaconcentracindenucleidoslaherencia(VanderWaterenyDunai,2001).Debidoaqueelprocesodeformacindenucleidosterminaa3mdeprofundidad,laconcentracinde21Neinvarianteconlaprofundidadeslaherencia,aunqueunafraccinnodespreciablepuedeserdeorigencortical(lquidosresidualesatrapadoseninclusionesfluidas)obiendeorigenresidualderivadodereaccionesnucleares(21Nenucleognico).

Paracalcularlaedaddeunasuperficiesedebenrecolectarmuestrasdesuperficieyunaovariasmuestras

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aprofundidadcreciente.Estasltimasestnorientadasadeterminarlaherenciaysonlasllamadasmuestrasescudo.

Enelpresenteestudioseutiliz21Nealmacenadoenclastosdecuarzo.Laventajadeutilizar21Neradicaenelcarcterdeistopoestabledeestenucleido.Debidoaestoesposibledatarsuperficiescuyasedadespuedensersuperioresa10Ma(Dunaietal.,2005).Considerandoqueel21Netieneloscomponentescorticalesynucleognicosquecontribuyenalaconcentracinmedidasedebeevaluarlacontribucindecadacomponente.Estoesindispensableparapoderdeterminarlaconcentracindebidasolamentealosprocesosatmosfricosdeformacin21Ne,endefinitivadeterminarexclusivamentelaconcentracin21Nedeorigencosmognico(21Necos).

Existe21Neatmosfricoelcualtambinpuedealmacenarseencuarzoyparasepararlodel21Necosmognicosedeterminanlasrazones21Ne/20Ney22Ne/20Ne,lasquesegraficanobteniendolalneadeespalacin(Hetzeletal.,2002).Lapendientedeestalnea,sehadeterminadoexperimentalmenteytieneunvalorentre1,10y1,14,quecorrespondeaunarazndeproduccin22Ne/21Neentre1,20y1,27(Niedermannetal.,1993Brunoetal.,1997Schferetal.,1999).El21Nedeorigenmagmticometamrficoqueseformadurantelacristalizacindelarocaseencuentraprincipalmenteenlasinclusionesfluidasdealgunosminerales.El21NedeorigennucleognicoseformadebidoalainteraccindeneutronesypartculasprovenientesdeldecaimientoradiactivodeUyThconncleosvecinosde18O,19F,24Mgy25Mg(Hetzeletal.,2002).El21Neproducidoporestosmecanismos,tambinpuedequedaratrapadoenelcuarzo.Deestaforma,alconsiderarlalneadeespalacin,seobtieneel21Neenexceso(21Neexc),correspondienteal21Necosmognico,magmtico,nucleognicoeincorporadoenfluidos.Debidoaqueel21Necosmognicoseliberaatemperaturasmenoresa800C,alcalentarlasmuestrasa400C,600Cy800C,sepuedesepararel21Necosdel21Neexc(Hetzeletal.,2002).Segnestosautoresel21Neliberadoalmolerlasmuestraspuedeserinterpretadocomounamezclade21Neatmosfricoy21Necontenidoeninclusionesfluidas.El21Neliberadoalcalentarlasmuestras,esunamezcladenennucleognicoycosmognico.Paracalcularlacomponentecosmognica(21Necos),seutilizaladiferenciadelasrazones21Ne/20Neentrelamuestramolidaylasmuestrascalentadasadistintastemperaturas,ylaconcentracinde20Nedelaextraccinenelcalentamientodelasmuestras.

EnelpresenteestudiolasmuestrasseanalizaronenellaboratoriodelaVrijeUniversiteitdeAmsterdam(Holanda).Cadamuestraconsistede30clastosdecuarzolasquesepulverizaronparaobtenerunamuestraamalgamada.Sedeterminaronlasrazones21Ne/20Ney22Ne/20Neysecalentarona400C,600Cy800Cparasepararel21Ncosdel21Neexc.Elvalordelarazndeproduccinde21Nefuecorregidodeacuerdoalalatitudgeomagntica,latitudyaltitudsiguiendoloscriteriosdeDunai(2000).Losresultadosobtenidosmedianteesteprocedimiento,estnindicadosenlatabla2.

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RESULTADOSEINTERPRETACINDELASEDADESLosresultadosdelasedadesdeexposicinobtenidasenlasmuestrasconsideradas,seindicanenlatabla2yfigura5.Lamayoradelasmuestras,considerandoelrangodesuserrores,estndentrodelalneadeespalacin(Fig.5),loqueindicaqueel21Nemedidoenlasmuestrasesdeorigencosmognico.Lamuestramsalejadadelalneadeespalacin,correspondealamuestraescudoCA03/6bcalentadaa400C.Estamuestrapresentaunaelevadarazn22Ne/20Nede0,0183quelaubicaporsobrelarecta.Estopuededeberseaquelamayorpartedel21Necosseliberamayortemperaturaoqueexistaunpredominiode21Nemagmticoincorporadoeninclusionesfluidas.

FIG.5.Diagrama22Ne/20Neversus21Ne/20Neparalasmuestrasconsideradas.Lamayoradelasmuestrascalentadasestenlarectadeespalacin,loqueindicaquelaseparacindel21Necosesadecuada(Schferetal.,1999).Lamuestramsalejadadelarectadeespalacin,correspondealamuestraescudoCA03/6B,calentadaa400C.

SiguiendoloscriteriosdeVanderWaterenyDunai(2001),laedaddeexposicindelasuperficiedelalocalidad1,correspondealadiferenciaentrelasedadesdelasmuestrasCA03/6ayCA03/6b(edad

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muestrasuperficieedadmuestraescudo),quedaunaedadde0,800,07Ma.UnapreguntaclaveeselsignificadoqueestaedadtieneentrminosdelmomentodeformacindelaterrazaaltadeCalderaBahaInglesa.Existendosposibilidades1.elconglomeradoseformduranteellabradodelaterrazaporretrabajodematerialclsticoenlapaleocostadeestaterrazaenestecasoelconglomeradoescogenticoconlaterrazay2.elconglomeradoesdenaturalezafluvialyfuedepositadoconposterioridadalaconstruccindelaterraza.

Laausenciadesistemasfluvialescubriendoyengranandoconlaterrazadeabrasinsugierequeelconglomeradodatadoenlalocalidad1escogenticoconlaformacindelaterrazadeabrasinquesobreyace.Porotrapartelaausenciadefaciessedimentariastpicasdesistemasfluvialesenelconglomeradorefuerzalaideadeunorigenmarinoparaeste.Segnestainterpretacinlosconglomeradosseranelresultadodelprocesomismodeformacindeestaterraza.Abanicosaluvialesdeescasaextensinlateralhabrantransportadoelmaterialclsticoquefueretrabajadoyredondeadoenlalneadecostadeestaterraza.Enefecto,losclastosdecuarzorecolectadosprovienenprincipalmentedevetasdecuarzoqueintruyenauncuerpogranodiorticoampliamenteabundanteenlasinmediacionesdelalocalidad1.Enestesentidolaedadobtenidaenestasuperficiede0,800,07Marepresentaraelmomentodecesedelaactividaderosivadelmary,porlotanto,delinstanteenelcuallasuperficieseinactivadesdeelpuntodevistadelasedimentacin.

Enlalocalidad2seobtuvierondosedades,unaenclastosredondeados(CA03/6b)de1,53+0,12Mayotraenclastosangulosos(CA03/6a)de0,920,06Ma.Estasedadessonmsdifcilesdeinterpretarqueaquellaedaddelaterrazadelalocalidad1.Lacomplicacinfundamentalradicaenquenosepudodeterminarlaherenciadelosclastosexpuestosenestasuperficie,estoporelespesorextremadamentedelgadodelacapadeconglomerados.TomandoenconsideracinqueestasuperficieengranalateralmenteconlosdepsitosfluvialesaterrazadosdelroCopiapsepodraesperarunaherenciamayorparalosclastosdecuarzodispersosobreestasuperficie.Sinembargo,laedadde1,53+0,12Ma,obtenidasindescontarlaherenciadelamuestraCA03/5bdeclastosredondeadosdelalocalidad2,esigualenelrangodeerroralaedadde1,42+0,12MadelamuestraCA03/5bdelalocalidad1.Ellosugierequelosclastoscompartenunamismahistoriadetransporteydeexposicinyporlotantopermiteninferirqueambaslocalidadesrepresentanunamismasuperficiedeabrasinmarina.Deestemodoesrazonablepensarquelaherenciadenucleidoscosmognicosenlaslocalidades1y2essimilar.Porestaraznsetomcomomuestraescudodelalocalidad2lamuestraescudodelalocalidad1(CA03/6b).Conestamuestrasecorrigilaedaddeexposicindelosclastosredondeados(CA03/5b)delalocalidad2obteniendounaedadde0,910,13Ma.Estaedadesmuysimilaralaedadde0,920,06MaobtenidapormediodelosclastosangulososycorrespondeauncasoanlogodocumentadoenlaterrazaKuisebdeNamibia(VanderWaterenyDunai,2001).Laedaddelosclastosangulososconstituyeunaedadmximaparaelmomentodeconstruccindelaplataformadelalocalidad2.Laedaddelosclastosangulososdelalocalidad2sesuperponeenelrangodeerrorconlaedadcorregidamediantelaherenciadelalocalidad1(0,800,07Ma),porlotantoambasedadessoncronolgicamenteidnticas.Esteantecedenteindicaqueelrangodeprecisindelaestimacindelaedadvaestemtodoesdelordende100ka.DeestemodosepuedeindicarquelaedaddelaterrazacosteramsaltadelreadeCalderaBahaInglesa,eselpromediodelasedadescorregidasporlaherencia(localidad1,0,800,07Maylocalidad2,0,910,13Ma)esdecir0,860,11Ma.

ESTIMACINDELATASADEALZAMIENTOLatasadealzamientodeunaterrazacosteraemergida,puededeterminarsemediantelaecuacin(Lajoie,1986):

TA=(HNM)/EDondeTAeslatasadealzamiento,Heslaalturadelasuperficieconsiderada,EeslaedaddelasuperficieyNMeslaposicindelnivelglacioeustticodelmarcorrespondientealaedaddelasuperficie.ParalamedicindeH,debeconsiderarseelngulodelneadecosta(Lajoie,1986KelleryPinter,1996).Utilizandoesteprocedimientoenterrazascosterasqueselocalizanacotasinferioresa170ms.n.m.enelreadeCalderaBahaInglesa,Marquardtetal.(2004)estimaronunatasadealzamientopromediode0,340,06mm/aparalosltimos430ka.Lastasasdealzamientoindividualesseindicanenlafigura6ytabla1.

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FIG.6.NiveleustticodelmarsegnlosdatosdeMilleretal.(2005b)ysurelacinconlasterrazascosterasdelreadeCalderaBahaInglesa.Lastasasdealzamiento(mm/a)ilustradasparalasterrazasb,c,dyefuerondeterminadasporMarquardtetal.(2004).Seilustranlastressituacionesposiblesparalaterrazaf(tasasdealzamientoenmm/a).Enlaparteinferiorseindicanlosrangosdeedadparalasdistintasterrazas.Seilustraunatasahipotticade0,32mm/aparalasposiblesterrazasdesarrolladasdurantelosestadiosMIS13,15y17.

LaposicindelniveldelmarenelmomentodeformacindeestaterrazaaltadeBahaInglesaCalderadebeseranalizadaenelcontextodelasvariacionesglacioeustticasduranteelPleistoceno.Milleretal.(2005a2005b)sobrelabasedeistoposdeoxgeno,establecieronvariacionesdelniveldelmarparalosltimos100Ma.Lafigura6indicalasvariacioneseustticasdelmardurantelosltimos1,3MasegnlosdatosdeMilleretal.(2005b)ylacorrelacindelasterrazascosterasenelreadeCalderaBahaInglesaconlosinterestadialesylosestadiosisotpicoscorrespondientes.Conestosdatos,sepuedenreconocerqueexistieroninterestadialesquesuperaronelnivelactual(MIS5,9,11y25)yotrosmsdbilesenloscualeselniveldelmarpermanecibajoelniveldelmaractual(MIS7,13,15,17,19,21y23).

EnelrangodeedadestimadoparalaterrazaaltadeCalderaBahaInglesa(0,750,97Ma)severificarontresinterestadialesalos780ka(MIS19),860ka(MIS21)y950ka(MIS25).Portalmotivo,estasuperficiealtadelreadeCalderaBahaInglesapuedehabersecomenzadoaformaralos950kayhabersidoreocupadaparcialmentedurantelossiguientesdosinterestadialesmsjvenes(MIS19yMIS21).

Conrespectoalaalturadelasuperficie,sedebeconsiderarlaposicindelngulodelneadecostadelaterrazacosteramsalta.Sumedicinnoesposiblederealizarenterrenodebidoalespesordelacoberturaclsticaquecubrelaterrazacosteramsalta,queesmayorenlosfaldeosdelaCordilleradelaCosta.MedicionesaltimtricasrealizadasendiferentespuntosalolargodelaRuta5(Fig.1)enlasuperficiedelaterrazacosteramsaltaentrelaslocalidades1y2cercadelbordedelaCordilleradelaCosta,fluctuaronentre200y226ms.n.m.MapasdecurvasdenivelrealizadoscontopografaGTOPO90,indicanqueelcambiodependienteentrelaCordilleradelaCostaylaplanicielitoralocurrecercade200ms.n.m.Laposicindelngulodelneadecostaseencuentramuycercadelpuntodondesetomaronlasmuestrasenlalocalidad1.Comolacoberturaclsticatieneunespesorde5m,seconsiderunvalormnimode2235=218ms.n.m.paraelngulodelneadecostaenesalocalidad.Enlalocalidad2,laposicindelngulodelneadecostaseencuentra4kmalestedelsitiodemuestreo.Tomandoencuentaquelasuperficiedelaterrazamsaltaessubhorizontalylaalturadelasmedicionesrealizadasendistintospuntosentreambaslocalidades,seestimaunaalturamximaparaelngulodelneadecostade230ms.n.m.Deestemodoseconsideraqueelngulodelneadecostapromedioenlasdoslocalidadesparalaterrazacosteramsalta,esde2246ms.n.m.

Enrelacinalaposicindelniveleustticodelmarduranteelmomentodeformacindeestaterrazaalta,estudiosrecientes(Bintanjaetal.,2005Milleretal.,2005a)muestranqueentrelos770y950ka(Fig.6)elniveleustticoestuvobajoelniveldelmaractual.SegnMilleretal.(2005b),elinterestadialcorrespondientea780ka(MIS19)esde21,8mrespectoalnivelactualdelmar,elinterestadialcorrespondientea860ka(MIS21)esde19,3m.EntantoqueelMIS25(950ka)alcanzunaalturarelativade2msobreelniveldelmaractual.Loserroresenlaestimacindelniveleustticovaranentre10y35m.Teniendoencuentaquede100Ma,enestetrabajoseconsideraronlosdatosdelltimo1MayqueloserroresmximosconsideradosporMarquardtetal.(2004)paralaestimacindelniveleustticofueronde10m,seutilizarestevalorquecorrespondealmenorvalordentrodelrangodeerrordeterminadoporMilleretal.(2005a).

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Conestasconsideraciones,seestimaronlastasasdealzamientoapartirdelaasignacindelaterrazacosteramsaltadeCalderaBahaInglesaalosestadiosMIS19,21y25.Lasvelocidadesdealzamientoresultantevaranentre0,23a0,32mm/a.(Tabla3).

DISCUSIN

Dentrodelrangodeedad0,860,11MadeterminadoparalaterrazacosteramsaltadeCalderaBahaInglesaexistentresinterestadialesfuertes(MIS19,21y25)paralosquesecalcularontasasdealzamientoespecficas.Sinembargo,noesposibleprecisarencualdeellosseformlaterrazacosteramsalta.SepuedeconsiderarqueduranteelinterestadialcorrespondientealestadioisotpicoMIS25,laposicindelniveldelmarfuemsaltaquedurantelosMIS19y21ydeestemodolaterrazapudolabrarseduranteelMIS25.Sinembargo,segnlastasasdealzamientocalculadasparaesostresestadiosesprobablequelaterrazahayasidoreocupadatambindurantelosMIS19y21.ElinterestadialcorrespondientealMIS23esmuydbilylomsprobableesquesiseformalgunaterrazaduranteesteperodo,hayasidocompletamenteerosionadaduranteelMIS21(Fig.6).

Enelreadeestudio,noexistenterrazascosteraspreservadasquesehayanformadoentrelos400kay750kayaquelaterrazaubicadaenunnivelmsbajoalaterrazamsalta(terrazae,Figs.1,2y6),tieneunaedadcercanaalos400ka(Marquardtetal.,2004),correspondientealestadioisotpicoMIS11.Laposicindelniveldelmarentrelos400y750ka,estuvopordebajodelos25mrespectodelactual.EstelapsoincluyelosinterestadialesMIS13,15y17(Fig.6).SegnlosdatosdeMilleretal.(2005b),elinterestadialcorrespondientealMIS11tuvounaduracinde10ka(405415ka)enqueelniveldelmarestuvosobreelactual,teniendounpulsomximode12,8malos410ka.

SegnOrtliebetal.(2003),lasterrazascosterasgeneradasduranteelinterestadialcorrespondientealestadioisotpicoMIS11tienenunampliodesarrolloenellitoralPacficodelcontinenteamericano,incluyendoellitoraldelNortedeChile.LarelevantepresenciadelaterrazageneradaduranteelMIS11seexplicaraporunaprolongadaduracindeestemximointerestadial.Paraquepudieranquedarpreservadaslasterrazascosterasquesehubieranformadodurantelosinterestadialesdbiles,entrelos400y750ka(MIS13,MIS15yMIS17),lastasasdealzamientoenellitoraldelreadeCalderaBahaInglesaduranteeseperododebieronsersuperioresa0,32mm/a(Fig.6),demodoqueelalzamientoacumuladoduranteesteintervalo,hubierasuperadolos12,8mcorrespondientealpulsomximodelinterestadialverificadoduranteelestadioisotpicoMIS11.Lanopresenciadeterrazasformadasduranteellapso400750kasugierequelatasadealzamientoparaeselapsodebisermenora0,32mm/a.Laalturadelacantiladoqueseparalasterrazaseyf,correspondientealosestadiosisotpicosMIS11yMIS19,2125esde50myesmuchomayorquelaalturadelosacantiladosqueseparanlosnivelesaterrazadosinferiores(Fig.2).Elloesunindicadordelalzamientoverificadoconanterioridadalos400kaylaerosinproducidaporlaabrasinmarinaduranteelestadioisotpicoMIS11yaquecomoesteinterestadialesmuyfuerte,habraerosionadolasposiblesterrazasescalonadassituadasaalturasmayores,peroelnivelmsaltocorrespondientealosestadiosMIS19,2125quedpreservadodebidoalalzamientoacumulativoquefuesuficienteparaquepermanecieraporsobreelniveldelmaralcanzadoduranteelestadioMIS11.

Tomandoencuentaquelaterrazacosteramsaltapudoformarseencualquieradelostresinterestadialesmencionadosyquelosvaloresindividualesdeterminadosencadaunodeestoscasossonrelativamentesimilares(Tabla3),seconsiderutilizarelpromediodelastasasdealzamientoparalostresinterestadiales,comolatasadealzamientorepresentativaqueseobtieneapartirdelaedadterrazamarinamsalta.Realizandoesteclculo,seobtieneunatasadealzamientopromediode0,280,02mm/a,lacualesvlidaentre8600,11ka.EstatasadealzamientoesmenorquelatasadealzamientopromedioobtenidaporMarquardtetal.(2004)apartirdelaedaddelasterrazascosterasparalosltimos400kaquefuede0,340,06mm/a.

Evidenciasdelalzamientocomolneasdepaleocostasyplataformasemergidascondistintosnivelesdeterrazascosteras,sereconocenporlomenosdesde50kmalnorteysurdelreadeestudioporloqueelalzamientolitoraldelreadeCalderaBahaInglesaseradecarcterregional.Lasestructurasqueafectanalgunasdeestasterrazasslotienenpresencialocal(Marquardtetal.,2004).DeestemodoestealzamientoestaravinculadoaalgnprocesoresponsabledelaconvergenciadelaplacadeNazcabajolaSudamericanacomolosonlosterremotosdesubduccin.EnlazonadelapennsuladeMejillones,500kmalnortedelreadeestudio,tambinsereconocenlneasdepaleocostasylapartesurdeestapennsula,fueafectadaporelterremotodeAntofagastaMw=8,1demecanismoinverso,queprodujounalzamientocentimtricoenlapartesurdeestapennsula(Rueggetal.,1996Klotzetal.,1999),ygranpartede

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esealzamientoserecuperenlostresaossiguientesaeseterremoto(Chliehetal.,2004).ElreadeCalderaBahaInglesafueafectadaporelterremotodeAtacamade1922,conunmecanismosimilaralterremotodeAntofagastade1995(Becketal.,1998).Unmodeladopreliminardeesteterremoto(Quezadaetal.,2005),indicaqueelreadeCalderaBahaInglesadebieraexperimentarunsolevantamientoquefluctaentre11,5mduranteunterremotocomoelde1922yquegranpartedeesealzamientocossmico,serecuperainterssmicamenteyelalzamientoremanenteduranteunciclossmico,explicaelalzamientodecarcterregionalqueexperimentanlasterrazasmarinasenellitoraldeCalderaBahaInglesaenparticularydelNortedeChileengeneral.

CONCLUSINLaterrazacosteramsaltadelreadeCalderaBahaInglesadesembocaduradelRoCopiapqueseencuentraaunaalturasuperiora200ms.n.m.,tieneunaedadde0,860,11Ma,lacualfuedeterminadamediantenucleidoscosmognicos,siendoelprimerintentodedatacinporestemtododeterrazasmarinasdelNortedeChile.Dentrodelrangodeedadobtenido,dichaterrazapudoformarsedurantelosestadiosisotpicosMIS19,21y25.Lastasasdealzamientodeterminadasparacadaunodeestosinterestadialesson0,320,02mm/a,0,280,01mm/ay0,230,02mm/arespectivamente.Latasadealzamientopromedioconsiderandoestastresposibilidadesenquesepudoformarestaterrazaesde0,280,02mm/a.Tantolastasasdealzamientopromediocomolosvaloresindividuales,sonmslentosqueelalzamientopromedioobtenidoporMarquardtetal.(2004)de0,340,06mm/aparalosltimos400ka.ElloindicaunaaceleracindelalzamientoapartirdelasegundamitaddelPleistocenomedio.LaausenciadeterrazasmarinasenellitoraldeCalderaBahaInglesaentre750400ka,puedeserexplicadarazonablementeporqueelniveldelmarpermanecimuypordebajodelnivelactualduranteeserango,incluyendolosinterestadialesdesarrolladoseneseperodo,yqueelalzamientofuemslentoqueenlosltimos400kademodoqueelinterestadialfuertedesarrolladoduranteelestadioisotpicoMIS11,erosionlasterrazascosterasquepudieronformarseentre750400ka.

ElalzamientoacumuladoporlaterrazacosteramsaltadelreadeCalderaBahaInglesaconanterioridadalos400ka,permitiqueestaterrazanofueraerosionadaduranteelinterestadialfuertedesarrolladoduranteelestadioisotpicoMIS11.

ElalzamientolitoralPleistocenodelreadeCalderaBahaInglesaesdecarcterregionalysedeberaaunprocesogeneradocomoconsecuenciadelaconvergenciadelasplacasdeNazcaySudamericanayprobablementevinculadoconterremotosdesubduccin.EstealzamientomarcaelcomienzodelaemersindelaplataformacosteraenelreadeCalderaBahaInglesa.

AGRADECIMIENTOS

Estetrabajofueposiblederealizargraciasalaportedelosproyectos'InteraccinentreprocesosendgenosyexgenosenlaconfiguracindelrelievecosterodelnortedeChile',delaDireccinGeneraldeInvestigacinyCooperacinTcnicadelaUniversidadCatlicadelNorte,y'FortalecimientodelainvestigacinyladocenciadepostgradoenelDepartamentodeCienciasGeolgicasdelaUniversidadCatlicadelNorte:CreacindelLaboratoriodeTectnicaaplicada'delaFundacinAndes.LosautoresdeseanexpresarsuagradecimientoalDr.C.MarquardtdeSERNAGEOMIN,porsubuenavoluntadalaclararnumerosasdudasyconsultas,compartiendoinformacin.SeagradecelacorreccindelmanuscritooriginalporpartedelDr.H.Niemeyer(UniversidadCatlicadelNorte,Chile)yloscomentariosdelosrevisoresL.OrtliebyA.Lavenu(IRD,Francia),yC.Marquardt(SERNAGEOMIN)quepermitieronunamejororientacindeltrabajooriginal.Seagradecetambinelmejoramientodelafigura1,porpartedeldibujanteSr.L.JofrdelDepartamentodeCienciasGeolgicasdelaUniversidadCatlicadelNorte.

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Manuscritorecibido:Julio5,2006aceptado:Noviembre22,2006.

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