Presentacin de PowerPoint

ESTILO Y EVOLUCIN DE LA DEFORMACIN PRESENTE EN ROCAS DE LA FORMACIN PROFETA, ENTRE EL PORTEZUELO DE LA SAL Y LOS 25DE LATITUD SUR, CORDILLERA DE DOMEYKO, II REGIN.Memoria para optar al Ttulo de GelogoALEJANDRO ANTONIO PERALTA RAMREZProfesor Gua: Dr. Rodrigo Gonzlez Tapia Antofagasta, Chile2015

La presente investigacin se enmarca en el proyecto M-311 Carta Sierra de Varas, desarrollado por el Departamento de Ciencias Geolgicas de la Universidad Catlica del Norte por encargo del Servicio Nacional de Geologa y Minera (SERNAGEOMIN), en el contexto del Plan Nacional de Geologa.

Organizacin de la presentacinINTRODUCCIN.MARCO GEOLGICO.ANLISIS DEL FALLAMIENTO.ANLISIS ESTRUCTURAL DEL PLEGAMIENTO.DISCUSIONES.CONCLUSIONES.

1.1 Presentacin General del ProblemaLa Cordillera de Domeyko presenta una compleja historia de deformacin; se han documentado diferentes estructuras: sobrescurrimientos, fallas transcurrentes dextrales y sinistrales, fallas inversas y un plegamiento intenso en las rocas de las unidades mesozoicas.

El origen de las diferentes estructuras ha sido explicadas a partir de dos hiptesis de deformacin diferentes:

Deformacin debido a un evento compresivo EW que gener la inversin de cuencas extensionales pre-existentes desarrollados durante el Cretcico Superior- Paleoceno Inferior (Deformacin KT; Chong y Reutter, 1985; Amilibia y Skarmeta , 2003; Amilibia et al., 2008)

Deformacin debido a movimientos transpresionales sinistrales y dextrales desarrollados en el Eoceno Superior- Oligoceno Inferior (Fase Incaica; Reutter et al., 1991; Mpodozis et al., 1993; Reutter et al., 1996 McElderry et al., 1996; Niemeyer y Urrutia, 2009).

1. Introduccin

1.1 Presentacin General del ProblemaEn el rea de estudio, Amilibia (2002) realiz un modelo estructural adjudicando la deformacin en las rocas jursicas de la Formacin Profeta, casi totalmente, a un acortamiento EW.

Cornejo y Mpodozis, 1996Extrado de Amilibia, 2002

1.1 Presentacin General del ProblemaSin embargo,, existen evidencias de transpresin (sinistral y dextral) en la Cordillera de Domeyko, que no han sido consideradas en la interpretacin de la deformacin de las rocas jursicas.

Sobre la base de lo anterior surgen las siguientes interrogantes:

Todo el plegamiento de las rocas marinas jursicas de la Formacin Profeta se encuentra asociado nica y exclusivamente al acortamiento EW del Cretcico Superior Paleoceno Inferior?

Existen registros de la transcurrencia Incaica en la deformacin de las rocas marinas del Jursico?

1.2 ObjetivosObjetivo GeneralDeterminar la naturaleza de los eventos de deformacin registrados en las rocas marinas jursicas de la Formacin Profeta, en la vertiente suroccidental de la Sierra de Varas.

Objetivos Especficos

Determinar la distribucin, cinemtica y edad relativa de las fallas.

Establecer la naturaleza de los eventos de plegamiento registrados: distribucin, orientacin, tipo, cinemtica y edad relativa.

1.3 Hiptesis de TrabajoDe acuerdo a los antecedentes recopilados, se propone una naturaleza polifsica de la deformacin, con un plegamiento de las rocas marinas de la Formacin Profeta durante el Cretcico Superior Paleoceno Inferior (KT); seguido de una etapa posterior con el desarrollo de fallas transcurrentes que desplazan y deforman pliegues pre-existentes (Fase Incaica).

1.4 Ubicacin y accesos

Se ubica en la Cordillera de Domeyko, especficamente en la vertiente suroccidental de la Sierra de Varas.

Entre el Portezuelo de la Sal y los 25 00 Lat. Sur.

Distante 180 Km al sureste de la ciudad de Antofagasta.

Abarca un rea de 92 Km2 aproximadamente.

Figura 1: Mapa de ubicacin. rea de estudio, sus rutas y accesos. Simbologa: 1) Camino pavimentado;2) Ruta; 3) Ciudad; 4) Camino no pavimentado; 5) Principales cerros dentro del rea; 6) Aguadas; 7) Quebradas principales.

1.5 Metodologa de trabajo22 das de terreno efectivo

Se realiz el levantamiento geolgico-estructural a escala 1:50.000 del rea de estudio.

Se realizaron tres transectas geolgico-estructurales, de corte transversal al rumbo general de las capas.

Se recolectaron un total de 3.160 datos (planos de S0, ejes de pliegues y datum de fallas.

Anlisis estereogrfico del plegamiento mediante el software Stereonet 8.9 (Allmendinger, 2013): transectas divididas por bloques limitados por las principales fallas.

Anlisis cinemtico de fallas segn el mtodo de los diedros rectos (Marret & Allmendinger, 1990) en el software Faultkin (Allmendinger, 2013).

Anlisis de variables geomtricas mediante el programa Grapher 5: grficos de dispersin y diagramas box and whisker

2.1 Geologa del rea de estudioBasamento Paleozoico

Formacin La Tabla 328 259 Ma (Garca, 1967).

Intrusivos Hipabisales 277 8 Ma (Marinovic et al., 1995).

Complejo Plutnico Punta del Viento 324 277 Ma ( Venegas et al., 2013).

Cobertura Mesozoica

Formacin Cerro Guanaco (Trisico Superior; Gonzlez et al., en prep.; Alfaro, 2014).

Formacin Profeta (Nrico-Kimmeridgiano ; Chong, 1973)

Cobertura Cenozoica

Formacin Aguada Zorro (Eoceno; Chong, 1973)

Formacin Pampa de Mulas (Oligoceno- Mioceno; Chong, 1973)

Depsitos Aluviales Antiguos (Plioceno-Pleistoceno (Gonzlez et al., en prep.)

2. Marco Geolgico

2.1 Geologa del rea de estudioFormacin Profeta (Chong, 1973 enmend. Gonzlez et al., en prep.):

Miembro 1 (Nrico-Rtico): Conglomerados, calizas coralferas, areniscas y lutitas.

Miembro 2 (Hettangiano- Oxfordiano Medio): Areniscas, lutitas y calizas.

Miembro 3 (Oxfordiano Superior): Yeso y anhidrita.

Miembro 4 (Kimmeridgiano- Tithoniano): Areniscas y lutitas calcreas pardo amarillento a pardo rojizo.

Columna Estratigrfica modificada de Bogdanic, 1983; Marinovic et al., 1995.

3.1 Descripcin GeneralFallas dentro del rea de estudio:

Sobrescurrimientos

Fallas transcurrentes sinistrales

Fallas normales WNW-ESE

Fallas inversas de alto ngulo3. Anlisis del fallamiento

3.2 Sobrescurrimientos Distribucin y descripcin

Rumbos NNE-SSWManteos de 20 -40 EVergencia hacia el WAprovechan planos S0 para propagarse (niveles de despegue).Desarrollo de pliegues en los bloques colgantes.Propagacin de fallas inversas ciegas con anticlinales desarrollados sobre los tip point de la falla. Desarrollo de sinclinales abierto por cambio de manteo en las rampas de los sobrescurrimientos

3.2 SobrescurrimientosCinemticaRumbo ManteoRakeSentidoCriterio1063108REstras S0723044REstras S0

Cinemtica inversa

Eje de acortamiento aprox. EW

Estras en planos de estratificacin.

3.2 SobrescurrimientosRelaciones de corte y edad relativaCortan:Basamento paleozoico ( Formacin La Tabla y Complejo Plutnico Punta del Viento).Rocas trisicas (Formacin Cerro Guanaco)Rocas Jursicas (Formacin Profeta) Se encuentra cortada y desplazada por fallas transcurrentes de edad relativa Eoceno - Oligoceno

Edad Relativa:

post-Kimmeridgiano a pre-Eoceno

3.3 Fallas transcurrentes sinistralesDescripcin y distribucin

Estructuras con movimientos sinistrales y componente inversa en la verticalOrientacin principal NS a NNE-SSW Longitudes de ca. 12 Km en el rea de estudioBrechizacin de rocas jursicas en los flancos limitados por estas fallasTrazas anastomosadas de estas estructuras delimitan lentes de cizalle en el frente de montaa.

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3.3 Fallas transcurrentes sinistralesCinemtica

Fallas transcurrentes con cinemtica sinistral Ejes de acortamiento subhorizontales en la direccin NNW-SSE a NW-SE

3.3 Fallas transcurrentes sinistralesRelaciones de corte y edad relativaDesplazan y cortan: Fm. La Tabla (Carbonfero Prmico)Fm. Cerro Guanaco (Trisico Superior)Fm. Profeta (Rtico Kimmeridgiano)Fm. Aguada Zorro (Eoceno)

Adems cortan y desplazan sobrescurrimientos y pliegues asociados

Se encuentran cubiertas por gravas de la Formacin Pampa de Mulas (Oligoceno Mioceno).

Edad Relativa: Eoceno - Oligoceno

3.4 Fallas normales WNW-ESEDistribucin y descripcinEstructuras con rumbo WNW-ESEControlan bloques con relieves positivos y negativos en sentido NS

Relacin de corte y edad relativaCorta y desplaza: Sobrescurrimientos y transcurrencia sinistralSegmentacin de bloques con alzamiento y hundimiento en direccin sur-norte posiciona a gravas (Fm. Pampa de Mulas en diferentes cotas)No corta depsitos aluviales posteriores

Edad Relativa post-Mioceno

3.4 Fallas normales WNW-ESECinemticaMovimientos normalesComponente sinistral en quebrada del Profeta.

3.5 Fallamiento InversoDistribucin, descripcin y cinemtica.

Fallas inversas de alto ngulo con manteo hacia el Este.

Cinemtica inversa con descenso progresivo de los bloques yacentes hacia el oeste.

3.5 Fallamiento inversoRelacin de corte y edad relativaLas fallas inversas de alto ngulo cortan gravas de la Fm. Pampa de Mulas (Oligoceno Mioceno)Reactivan inversamente fallas transcurrentes que limitan rocas jursicas y las ponen en contacto con gravas de edad eocena y miocenas (Formaciones Aguada Zorro y Pampa de Mulas)

Edad Relativa: post Mioceno

4.1 Descripcin General

4. Anlisis estructural del plegamiento

4.2 Anlisis estereogrfico de la transecta Quebrada Los Cangrejos

Figura 2: Perfil estructural A-A, Quebrada Los Cangrejos. Se muestran bloques definidos y sus respectivos estereogramas con el eje obtenido para cada caso, donde: 1. Prfido tonaltico; 2. Calcarenitas; 3. Calizas; 4. Margas con concreciones; 5. Calcilutitas; 6. Yeso; 7. Limolitas calcreas con concreciones; 8. Fm. Pampa de Mulas; 9. Sobrescurrimiento; 10. Falla transcurrente sinistral; 11. Falla inversa con reactivacin post-Mioceno.n = 1.661

4.3 Anlisis estereogrfico de la transecta Aguada El Minero

Figura 3: Perfil estructural B-B, Aguada El Minero. Se muestran bloques definidos y sus respectivos estereogramas con el eje obtenido para cada caso, donde: 1. Prfido diortico; 2. Andesita; 3. Margas ftidas; 4.Calcarenitas; 5. Caliza; 6. Margas con concreciones; 7. Calcilutitas; 8. Yeso; 9.Fm. Pampa de Mulas; 10. Sobrescurrimiento; 11. Falla transcurrente sinistral; 12. Falla inversa con reactivacin post-Mioceno.n = 713

Figura 4: Perfil estructural C-C, Aguada del Profeta. Se muestran bloques definidos y sus respectivos estereogramas con el eje obtenido para cada caso, donde: 1. Granodiorita; 2. Conglomerados tobceos; 3. Conglomerados marinos ; 4.Margas ftidas; 5.Calcarenitas; 6. Caliza; 7. Margas con concreciones; 8. Calcilutitas; 9. Fm. Pampa de Mulas; 10. Depsitos aluviales; 11. Sobrescurrimiento; 12. Falla transcurrente sinistral; 13. Falla inversa con reactivacin post-Mioceno.4.4 Anlisis estereogrfico de la transecta Aguada del Profetan = 377

4.5 Orientacin general del plegamientoSe observan dos grupos de pliegues segn su orientacin:

Pliegues con ejes subhorizontales a levemente buzante (06 - 32) y direccin de buzamiento NNE.

Pliegues con ejes moderada a fuertemente buzante (31-70) y direccin de buzamiento ENE y ESE

Pliegues con alto ngulo de buzamiento concentrados hacia el ncleo norte

Variacin de la direccin de buzamiento de Sur a Norte en pliegues del ncleo, desde NNE a ESE

4.6 Variacin del plegamiento respecto a la distancia del frente de montaa

Perfil Qda. Los Cangrejos:Simetra respecto al actual frente de montaaPerfil Aguada El Minero:Curva asimtrica con buzamiento de alto ngulo cerca del actual frente de montaa.Perfil Aguada El Profeta:Curva regular con un leve aumento del buzamiento hacia sus flancos.Aumento gradual de las direcciones buzamiento de los pliegues hacia el actual frente de montaa.

Variacin de la direccin de buzamiento en la direccin N-S

4.6 Variacin del plegamiento respecto a la distancia del frente de montaa Pliegues abiertos hacia el flanco occidental alejado del actual frente de montaa.

Pliegues cerrados progresivamente hacia el actual frente de montaa.

4.7 Anlisis estereogrfico de pliegues centimtricos a mtricosPliegues del orden de 10 a 100 cm.

Se presentan como pequeos sinclinales, anticlinales y pliegues de arrastre.

4.7 Anlisis estereogrfico de pliegues centimtricos a mtricosDos concentraciones de pliegues con mximos:032 / 33056 / 66

Mayor nmero de pliegues parsitos se encuentran en yesos.

Gran concentracin de pliegues parsitos con ejes de alto ngulo de buzamiento.

4.8 Litologa de las rocas plegadasYeso bandeado

Yeso con fbrica milontica cercana a sobrescurrimientos

4.8 Litologa de las rocas plegadas

Variacin de la orientacin respecto a la litologaYeso presenta mayor dispersin en su buzamiento.

La mediana segn la litologa: 65 en yeso60 en calcilutita48 en calcarenita

4.8 Litologa de las rocas plegadasSe observa una alta dispersin en la direccin de buzamiento.La mediana segn la litologa: 100 en yeso45 en calcilutita40 en calcarenita

6. DiscusionesSe pueden establecer cuatro etapas deformacin segn cinemtica, distribucin, orientacin y relaciones de corte.

Primera etapa de acortamiento EWSegunda etapa de transcurrencia sinistral Tercera etapa de extensin NSCuarta etapa de acortamiento EW

6. DiscusionesAcerca de la primera etapa de acortamiento EW

Desarrollo de una primera fase de plegamiento con ejes de pliegue levemente buzantes (06-33) y direcciones NNE SSW. Desarrollo de niveles de despegue con geometra curva.Relacin entre pliegues con bajo ngulo de buzamiento y el sobrescurrimiento observado en el rea.Acortamiento aprox. EW con deformacin del tipo Thin-Skinned.Edad de deformacin Cretcico Superior Paleoceno Inferior correlacionable con el evento KT

6. Discusiones

Acerca de la segunda etapa de transcurrencia sinistralDesarrollo de fallas sinistrales con componente inversaSuperposicin del plegamiento por cambios en las direcciones de acortamiento con desarrollo de una segunda fase de plegamiento con ejes de pliegues fuertemente buzantes y direcciones ENE a ESE.Ejes de acortamiento co-axiales entre fallas sinistrales y pliegues de alto ngulo.Edad de deformacin Eoceno Medio tardo Oligoceno Inferior correlacionable con la Fase Incaica.

6. DiscusionesAcerca de la extensin NS

Desarrollo de fallas normales WNW-ESE.Segmentacin y control de bloques en sentido norte-sur.Asociado a extensin NSEdad de la deformacin post-Mioceno.

Acerca de la reactivacin inversa por acortamiento EW

Reactivacin inversa de estructuras heredadas de deformaciones anteriores.Arreglo de bloques NS con alzamiento progresivo hacia el frente de montaa.Asociado a pequeos pulsos tectnico con acortamiento EW (Soto et al., 2005)Edad de deformacin post Mioceno correlacionable con la Fase Quechua.

6. DiscusionesRotacin de bloques con eje de rotacin de bajo ngulo (35).Rotacin de bloques de ca. 41 hacia el Norte del rea.Asociada a la extensin NS durante la tercera etapa de deformacin.

Rotacin en sentido horario con eje de rotacin vertical.Rotacin total de sur a norte de 075Asociado a transcurrencia sinistral durante el Eoceno Medio tardo Oligoceno Inferior.Acerca de la rotaciones

6. Discusiones

Acerca del rol de las variaciones litolgicas en la deformacin

Yeso juega un rol fundamental en el registro de la deformacin polifsica.

Yeso de edad Oxfordiano Superior actuaria como nivel de despegue

6. DiscusionesEvolucin estructural

1. Sobrescurrimiento KT; 2. Sobrescurrimiento KT heredado; 3. Transpresin Sinistral; 4. Falla Normal; 5. Sinclinal Profeta; 6. Direcciones de acortamiento; 7. Rotacin Horaria; FP:Falla El Profeta; FSV:Falla Sierra de Varas.Acortamiento EWInversin tectnica y alzamiento del basamento Paleozoico.Desarrollo del Sinclinal del Profeta y primera etapa de la Falla El Profeta.Desarrollo de una deformacin de thin y thick-skinned.

6. Discusiones

1. Sobrescurrimiento KT; 2. Sobrescurrimiento KT heredado; 3. Transpresin Sinistral; 4. Falla Normal; 5. Sinclinal Profeta; 6. Direcciones de acortamiento; 7. Rotacin Horaria; FP:Falla Profeta; FSV:Falla Sierra de Varas.

Evolucin estructuralTranspresin sinistralCambio en las direcciones de acortamiento.Desarrollo de fallas sinistrales inversas y pliegues con eje fuertemente buzantes (plegamiento superpuesto).Desarrollo del Dplex Profeta con geometra tipo flor positiva.Rotacin en sentido horario.

6. Discusiones

1. Sobrescurrimiento KT; 2. Sobrescurrimiento KT heredado; 3. Transpresin Sinistral; 4. Falla Normal; 5. Sinclinal Profeta; 6. Direcciones de acortamiento; 7. Rotacin Horaria; FP:Falla Profeta; FSV:Falla Sierra de Varas.Evolucin estructuralExtensin NS.Desarrollo de fallas normales WNW-ESE.Segmentacin de bloques y rotacin alrededor de un eje de bajo ngulo.

Acortamiento EW.Desarrollo de fallas inversas de alto ngulo.Alzamiento progresivo con desplazamiento vertical de gravas (Fm. Pampa de Mulas).

6. ConclusionesSe establece una naturaleza polifsica de la deformacin atribuible a cuatro etapas distintas:

Primera etapa de acortamiento EW Desarrollo del gran sinclinal del Profeta, estructuras de despegue y pliegues de segundo orden tipo kink, chevron, pliegues por propagacin de fallas y por cambio en el manteo de las fallas.Fase correlacionable con el evento de deformacin KT del Cretcico Superior Paleoceno.Desarrollo de estructuras del tipo Thin-Skinned y Thick-Skinned.

6. ConclusionesSegunda etapa de transpresin sinistralDesarrollo del Dplex Profeta.Desarrollo de pliegues con ejes subverticales y pliegues de arrastre sobreimpuestos a los pliegues de la primera fase.Rotacin en sentido horario de 075 alrededor de un eje vertical. Fase correlacionable con la etapa de deformacin Incaica del Eoceno Medio tardo- Oligoceno Inferior.

3. Tercera etapa de extensin NSDesarrollo de Fallas Normales WNW-ESE.Segmentacin de bloques en sentido NS.Rotacin de bloques en 41 hacia el norte alrededor de un eje de bajo ngulo. Ejercen un control importante en la posicin de la red de drenaje actual.

6. Conclusiones4. Cuarta etapa de compresin EWReactivacin en sentido inverso de fallas transcurrentes heredadas principalmente.Alzamiento progresivo de los bloques hacia el este.Rejuvenecimiento parcial del relieve.Fase correlacionable con la etapa de deformacin Quechua post-Mioceno.

La litologa juega un rol fundamental en la deformacinYeso y anhidritas actan como niveles de despegues de sobrescurrimientos en la primera etapa.Yeso , anhidrita y lutitas marcadores de la superposicin del plegamiento durante la segunda etapa debido a su alta plasticidad y baja competencia.

MuchasGracias

Anlisis estereogrfico de la transecta Quebrada Los CangrejosPliegue con eje NNE y buzamiento subhorizontal flanco W del rea de estudio

Anlisis estereogrfico de la transecta Quebrada Los Cangrejos

Pliegue con eje ENE y buzamiento de alto ngulo correspondiente principalmente a yeso del ncleo

Anlisis estereogrfico de la transecta Aguada El Minero

Pliegue con eje NNE levemente buzante perteneciente al bloque B1 compuesto principalmente por calcarenitas

Anlisis estereogrfico de la transecta Aguada El Minero

Pliegues con eje ENE y alto ngulo de buzamiento principalmente en margas y calcilutitas

Falla ColoradaFalla del Minero

Anlisis estereogrfico de la transecta Aguada del ProfetaPliegue del bloque central con eje NNE y levemente buzante en calcarenitas del Oxfordiano Medio