Relación entre el espesor elástico de la litosfera y la segmentación tectónica del margen andino (15-47°S)

• Autores: Andrés Tassara, Gonzalo Yáñez
• Localización: Revista geológica de Chile: An international journal on andean geology, ISSN 0716-0208, ISSN-e 0717-618X, Vol. 30, Nº. 2, 2003, págs. 159-186
• Idioma: español
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    Con la ayuda de un análisis flexural de la correlación entre relieve y gravedad, se investiga qué factores controlan la segmentación del sistema de convergencia andino entre los 15 y 47°S y cómo ellos interactúan en términos del proceso orogénico. Como base de este análisis, se propone inicialmente una definición de segmentación; en un primer orden se distingue entre Andes centrales (15-33,5°S) y Andes del sur (33,5 -47°S). A lo largo de ambas unidades mayores se diferencian segmentos de segundo orden; Altiplano (15-23°S), Puna (23-28°S) y Cordillera Frontal (28-33,5°S) en los Andes centrales, Cordillera Principal (33,5-39°S) y Cordillera Patagónica (39-47°S) en los Andes del sur. Los resultados del análisis flexural sobre este esquema de segmentación tectónica indican variaciones espaciales del espesor elástico Te (el cual determina la rigidez de la litosfera), del espesor cortical EC, y de la fuerza compresiva horizontal F. Te es alto en el antearco y antepaís y bajo en el eje del orógeno, presentando valores mínimos (<10 km) y un fuerte gradiente transversal en los Andes Centrales. En contraste, el valor mínimo de Te en el segmento Cordillera Patagónica es del orden de 35 km. Temuestra una correlación inversa con EC, parámetro que alcanza su máximo en el sector occidental de los Andes centrales (65-70 km). A su vez, F presenta valores máximos en los extremos norte y sur de los Andes centrales (hasta 4 x 1012 N/m), consistente con el alto acoplamiento interplacas existente en estos sectores. Desde un punto de vista reológico, Te es directamente proporcional tanto a la razón entre plagioclasa y cuarzo en la corteza como a la razón entre tasa de deformación y flujo calórico impuesta por la convergencia. Esta relación cualitativa, complementada por los controles geológicos y geofísicos existentes, permite sugerir que la segmentación andina de primer orden es causada por el contraste composicional entre la corteza félsica de los Andes centrales y otra máfica de los Andes del sur. La segmentación de segundo orden se asocia además con variaciones del régimen termomecánico ligado al proceso de convergencia.

  • English

    Using a flexural analysis of the correlation between relief and gravity, the factors that control the Andean segmentation (15-47°S) and the orogenic process are investigated. As a framework for this analysis, the following segmentation is proposed; the first order units are the central Andes (15-33.5°S) and the Southern Andes (33.5-47°S). Along both units, segments of second order are distinguished; Altiplano (15-23°S), Puna (23-28°S) and Frontal Cordillera (28-33.5°S) within the central Andes, Principal Cordillera (33.5-39°S) and Patagonian Cordillera (39-47°S) in the southern Andes. The results of the flexural analysis in this tectonic segmentation framework is expressed in terms of spatial variations of the elastic thickness Te (which defines the lithospheric rigidity), crustal thickness EC, and horizontal compressive force F. Te is high in the forearc and foreland regions, and low under the orogenic axis, showing minimum values (<10 km) and a strong traverse gradient in the central Andes. In contrast, the minimum Te value in the Patagonic Cordillera segment is 35 km. Te has an inverse correlation with EC, parameter that shows its maximum in the western side of the central Andes (65-70 km). F presents maximum values at the north and south edges of the central Andes (reaching 4 x 1012 N/m), which is consistent with the high interplate coupling there. From a rheologic viewpoint, Te is directly proportional to the plagioclase-quartz ratio in the crust as well as strain rate-to-heat flow ratio imposed by the convergence. This qualitative relationship, complemented by geological and geophysical constraints, suggests that the first order segmentation is caused by a contrasting composition of the crust; a more felsic one in the central Andes against a more mafic crust in the southern Andes. The second order segmentation is associated with variations of the thermomechanic regime linked to the convergence process.