Andean Geology (May 2012)
3D deformation in strike-slip systems: Analogue modelling and numerical restoration Deformación 3D en sistemas de rumbo: modelación analógica y restauración numérica
Abstract
Regional and local strike-slip systems in Chile are complex and pose interesting questions, such as the interaction between strike-slip and reverse faults, how they evolve, and the relationship between shortening, rotation and uplift. Within this context, we developed a new analytical method based on analogue and numerical modelling applied to 3D, pure and transtensional-transpressional strike-slip systems. Analogue modelling results indicate that in restraining stepovers of strike-slip fault systems, where antiformal pop-up structures are usually formed, pre-existent basement structures with a high angle to the main strike-slip fault will generate a higher rotation of blocks. However, when these structures are oriented at a high angle with respect to the main stress convergence vector, the rotation will be less and therefore a higher tendency to uplift will be produced. These results were applied to NW- and SE-striking basement faults oblique to N-S mega-thrust faults in central Chile (32°-35°S), for which we propose a simultaneous development based on the analogue model results. Moreover, we propose that strike-slip movement occurred on thrust faults in central Chile. Furthermore, we performed a numerical restoration of an analogue experiment which modeled a pure strike-slip system, and concluded that the restoration is very sensitive to shortening data as well as to rotational data. These results are extremely important for future numerical and regional analysis of strike-slip systems.Los sistemas de rumbo regionales y locales en Chile son complejos y plantean interesantes preguntas, tales como la interacción entre fallas de rumbo y fallas inversas, cómo evolucionan ellas, y la relación entre acortamiento, rotación y alzamiento. En este contexto, desarrollamos un nuevo método analítico basado en modelamiento analógico y numérico de sistemas de rumbo de cizalle puro y sistemas transpresionales-trantensionales en 3D. Los resultados del modelamiento analógico indican que en los 'restraining stepovers' de sistemas de rumbo, donde se forman normalmente anticlinales pop-up, estructuras de basamento preexistentes con un alto ángulo respecto a la falla de rumbo principal generarán una mayor rotación de bloques. Sin embargo, cuando estas estructuras están orientadas a altos ángulos con respecto al vector de esfuerzo principal, la rotación será menor y, por lo tanto, producirán una mayor tendencia al alzamiento. Estos resultados fueron aplicados a estructuras de rumbo NW y SE en el basamento oblicuas a megasistemas inversos norte-sur en Chile Central (32°-35°S), para las cuales propusimos un desarrollo contemporáneo. Además, basados en los resultados de nuestros modelos, proponemos que las megafallas inversas de Chile Central presentan un movimiento de rumbo. Asimismo, realizamos una restauración numérica de un experimento analógico que modelaba un sistema de rumbo de cizalle puro, y concluimos que la restauración es muy sensible a los datos de acortamiento, así como a los datos de rotación. Estos resultados son extremadamente importantes para futuros análisis numéricos y regionales de sistemas de rumbo.
