Universidad Central del

EcuadorFacultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental

Carrera de Ingeniería en Geología

Estudiante: Randy Moposita

TEMA

RELACIONES ENTRE LA EVOLUCIÓN DE LA CUENCA DEL GOLFO DE GUAYAQUIL-TUMBES Y EL ESCAPE DEL BLOQUE NOR-ANDINO

César Witt

Jacques Bourgois

2014

Resumen La evolución de la cuenca del Golfo de Guayaquil-Tumbes (CGGT) está controlada

por una extensión paralela a la fosa que resulta del escape del Bloque Nor-Andino(BNA). La interpretación de perfiles de sísmica de reflexión multitraza muestraque la extensión se encuentra controlada por una serie de fallas normales de bajoángulo o detachments: Posorja, Jambelí y Tumbes, los cuales acomodan el períodoprincipal de subsidencia durante el Pleistoceno inferior (1.8-1.6 Ma). Estosdetachments están limitados hacia el Oeste por un sistema de transferencia demovimiento localizado cerca de la zona de ruptura de la pendiente continentalque se extiende desde el sistema de fallas Domito hasta la falla Banco Perú. Eldetachment de Tumbes corresponde a la estructura principal de todo el sistema yprobablemente se conecta con las estructuras que limitan el BNA. El alargamientototal de un transecto de dirección N-S está comprendido entre 13.5 y 20 km. Estealargamiento es concordante con la tasa de desplazamiento del BNA combinadacon una edad de 1.8-1.6 Ma para la fase de apertura principal. La subsidenciarelacionada con el escape del BNA se encuentra casi enteramente localizada sobrela plataforma continental. La zona de la pendiente continental no es afectada porel escape debido a un bajo acoplamiento a lo largo del contacto interplacas. LaCGGT al igual que otras zonas subsidentes resultantes del escape tectónico pareceestar controlada por una baja recurrencia de sismos. Sugerimos que la subsidenciay el largamiento a lo largo de la CGGT tienden a debilitar la corteza impidiendo elalmacenamiento del esfuerzo elástico liberado durante los eventos sísmicos.

Abstract Trench-parallel extensional strain resulting from the northward drift of the North Andean block

(NAB) controlled the tectonic evolution of the Gulf of Guayaquil-Tumbes basin (GGTB), at least forthe past ~1.8-1.6 Myr. Industrial multichannel seismic and well data document that E-W to ENE low-angle detachment normal faults, the Posorja and Jambelí detachment systems to the north and theTumbes detachment system to the south, accommodated the main subsidence step along the shelfarea during the late Pliocene-Quaternary times (1.8-1.6 Ma to Present). Two tectonic regimesshowing different styles and ages controlled the evolution of the southern Ecuador and northernPeru continental margin and shelf. The ~N-S extensional regime along the shelf area is related toNAB drift, whereas the E-W extensional regime along the continental margin results from tectonicerosion at depth. Strain rotation takes place along a major N-S trending transfer system formed bythe inner Domito fault and the inner Banco Perú fault, which bound the detachment systems to theWest. The strike slip component along this transfer system, roughly located at the continentalmargin-shelf break, evolved as a response to slip along the detachment systems bounding the basinto the north and to the south. The Tumbes detachment system is the master fault controlling basinevolution through time and may represent the shallower expression of a reactivated obductionmegathrust. It connects landward with the continental structures assumed to be part of the easternfrontier of the NAB. For the past ~2 Myr, the total lengthening calculated along a complete N-Stransect of the GGTB ranges between 13.5 and 20 km. This lengthening is compatible with thedocumented NAB drift for the same period of time. The GGTB is not a classical pullpart basin, andexemplifies a particular type of pull-apart basin basically controlled by (1) detachments extendingdownward across the brittle crust, and (2) the plate coupling along the subduction decollement,which controls the inward segmentation of deformation.95

Escape

tectónico

Placa

superior

Placa subductante

Placa superior

Resultado- Oblicuidad

- Acoplamiento

- Competencia

Terminaciones

extensionales

Régimen

paraleloFosa

CGGT Sur del BNA ~ 1 cm/año Sistema dextral

complejo- Ecuador

- Colombia

- Venezuela

Figura 1. (a) Marco geodinámico del segmento Andino desde el norte de Perú

hasta Venezuela mostrando los límites del BNA, modificado de Taboada et al.

(2000). (b) Marco estructural de la CGGT, incluyendo las estructuras

continentales principales. La batimetria es una recopilación de los cruceros

Seaperc y Andinaut. La línea negra delimita el contorno batimétrico de -100

m, la cual sigue gruesamente el límite entre la plataforma y la pendiente

continental. La geología de la zona continental viene de Zevallos (1970) y

Benítez (1995). La leyenda (en inglés) es para ambas figuras: BNA, Bloque Nor-

Andino; CZ, Cuenca de Zorritos; FA, Falla Algeciras; FB, Falla Boconó; FCS,

Falla Chingual-La Sofia; FG, Falla Guaicaramo; LSE, Levantamiento de Santa

Elena; PC, Placa Caribe; PN, Placa Nazca; PSA, Placa Sudamericana; SFCP

Sistema de fallas Calacalí-Pallatanga; RC CR, Ridge deCarnegie; SFG, Sistema

de fallas Girón; VIA, Valle Interandino;

ZFG, Sistema de fracturas de Grijalva

Análisis de líneas

sísmicas

700km Regímenes

tectónicos

Sistema de fallas domito (SFD)

Sistema de Banco Perú (SBP)

Margen de Perú Ausencia de

estructuras

contráctiles

Extensión Dirección paralela

a la convergenciaSubducción

CGGT Evoluciona Periodos

extensionales

Mio-Plioceno

Cuaternario

Bajas tasas de subsidencia

Baja sedimentación

Incremento abrupto

de las tasas

Figura 2. (a) Aspectos tectónicos de mayor

importancia en la zona de estudio. (b) Mapa

estructural de la zona de la CGGT. Los diapiros

identificados son mapeados a una profundidad de 2

sTD (segundos tiempo doble). El fallamiento menor

observado a lo largo de la cuenca Tumbes y dentro

del graben Esperanza no son cartografiados en esta

figura. Note que el detachment de Tumbes muestra

una prolongación hacia el continente. Las zonas en

azul claro muestran las zonas costeras en

levantamiento. A-F son las líneas de la parte

ecuatoriana de la cuenca (datos PETROECUADOR) y 1

a 4 las de la parte peruana (datos PERUPETRO). La

leyenda corresponde a: CBP, Cañon del Banco Perú;

FBP, Falla Banco Perú; SFD, Sistema de fallas

Domito; C1, C2 y C3, Pozos Corvina; GE, Graben

Esperanza; GG1, Pozo Golfo de Guayaquil 1; DJ,

Detachment de Jambelí; BPB; Bloque Puerto Bolívar;

DP, Detachment de Posorja; PR, Pozo Piedra

Redonda; SFPSC, Sistema de fallas Puná-Santa Clara;

DT; Detachment de Tumbes; FT, Falla Tenguel

Figura 3. Lineas de sísmica de reflexión claves de la zona de la cuenca Esperanza (tomado de

Witt et al., 2006). Aunque una relativamente alta depositación se da en el Mio-Plioceno el

Pleistoceno inferior corresponde largamente al período principal de subsidencia y de

individualización de depocentros de la cuenca.

Figura 4. Líneas de sísmica de reflexión

claves de la zona de la cuenca Tumbes

(tomado de Witt y Bourgois, in press). La

discordancia U corresponde a la base del

Pleistoceno inferior tal como ha sido obtenida

en los pozos de la cuenca Esperanza. Línea 1,

detachment de Tumbes, note la migración de

la deformación hacia el continente. Linea 2,

Banco Perú, la falla Banco Perú limita hacia el

oeste el depocentro de la cuenca Tumbes.

Línea 3, transecto N-S a lo largo de la cuenca.

Línea 4, Roll-over a lo largo de la falla Banco

Perú. Note la diferencia en el tipo de

deformación con respecto a la Línea 2. El

carácter altamente cambiante de la

deformación a lo largo de esta estructura y a

lo largo de la parte interior del sistema de

fallas Domito denota el carácter

transcurrente de esta estructura. La leyenda

de la Figura 2 describe las iniciales utilizadas

en esta figura.

Figura5. (a) Reconstrucción tectónica de la CGGT durante el Pleistoceno inferior. Las zonas azules muestran las zonas donde la subsidencia es el resultado del escape del BNA. (b) Esquema de la CGGT a escala cortical.

Figura 6. (a) Localización de eventos sísmicos a lo largo del segmento andino entre el sur deColombia y el norte de Perú, data del catálogo USGS-NEIC. Localización del evento de 1953 (Mw7.3) marcada por la estrella roja, dato tomado de Silgado (1957). (b) Mecanismos focales deeventos 5>Mw>6 obtenidos del catálogo Harvard. (c) Corte esquemático E-W de la zona deestudio. (d) Corte esquemático N-S entre la zona de subducción de la ride de Carnegie y losAmotapes.

Conclusiones

La evolución de la CGGT está controlada por un régimen de extensión

paralelo a la fosa que resulta del escape tectónico del BNA. La zona está

limitada por fallas normales de bajo ángulo, los detachments de Posorja,

Jambelí y Tumbes. La fase principal de subsidencia ocurre durante el

Pleistoceno inferior. El detachment de Tumbes corresponde a la falla principal

del sistema. Este se extiende hacia el continente y probablemente se conecta

hacia el norte con los límites transcurrentes principales del BNA. El

alargamiento durante el Pleistoceno inferior de la CGGT se encuentra

comprendido entre 13.5 y 20 km, en concordancia con la tasa de

desplazamiento propuesta para el BNA de ~1 cm/a combinada con una edad

Pleistoceno inferior (i.e., 1.8-1.6 Ma) para la fase principal de apertura de la

CGGT.

La subsidencia resultante del escape del BNA se encuentra concentrada sobre

la plataforma continental. Los detachments que controlan la subsidencia

están limitados hacia el oeste por la parte interior del SFD y la FBP, los cuales

actúan como un sistema de transferencia.

Fallas de transcurrencia a lo largo de los límites de la cuenca se desarrollan

en respuesta a la actividad de los sistemas extensionales. Estos aspectos

sugieren que la CGGT no corresponde a una cuenca pull-apart clásica como

ha sido previamente sugerido.

El margen continental no está afectado por los procesos de escape tectónico

debido al bajo grado de acoplamiento a lo largo del contacto interplacas.

Sugerimos que los sistemas de escape tectónico son altamente dependientes

de las variaciones locales de este acoplamiento, y que estas variaciones son

importantes para definir las zonas en donde este escape se traduce en

subsidencia.