Andean Geology (Jan 2009)
Ophiolite Emplacement and the Effects of the Subduction of the Active Chile Ridge System: Heterogeneous Paleostress Regimes Recorded in the Taitao Ophiolite (Southern Chile) Emplazamiento de ofiolitas y los efectos de la subducción de la dorsal activa de Chile: Regímenes heterogéneos de paleostress registrados en la Oflolita Taitao (Sur de Chile)
Abstract
The repeated north and southward migration of the Chile Triple junction, offshore the Península de Taitao, is expected to have imposed contrasting stress fields in the forearc for the last 6 Ma because of changes in convergence direction and rate of subducting plates. NNW-SSE to E-W and minor NE-SW striking brittle faults developed in the plutonic units of the Mio-Pliocene Taitao Ophiolite, whereas NNE-SSW and minor NW-SE trending faults developed in its eastern border (Bahía Barrientes fault-zone). These brittle faults are studied to elucídate the style of ophiolite emplacement and the tectonic effects resulting from the alternated migration of the Chile Triple junction in the área. Analyses of heterogeneous fault-slip data on both áreas suggest that faults were activated by different stress fields. Two different compressional stress fields were identified in the plutomc units (A and B), whereas three different stress fields, ranging from compressional to strike-slip, were identified in the BahíaBarrientos fault-zone (C, D and E). Calculated directions of Oj axes for A, C, D and E solutions are mostly E-W trending, roughly similar to the convergence direction of subducting plates, whereas that for B solution is counterclockwise rotated ca. 60° with respect to the previous E-W trend. Brittle structures related to solution B were attributed to an early deformation of the ophiolite, most probably developed shortly after its emplacement {ca. 6 Ma). These structures were further counterclockwise rotated, while new structures (related to solution A) developed in the plutomc units in order to absorb the continuous deformation. In the eastern margin of the ophiolite, the stress field divided inte compressional and strike-slip components. During periods of relatively strong compression (fast subduction of the Nazca píate), the fault-zone experienced well defined compressional and strike-slip movements (solutions C and D). In contrast, during periods of relatively weak compression (slow subduction of the Antarctic píate), the fault-zone experienced a complex mixture of thrust and strike-slip movements (solution E). Thus, the wide range of calculated stress ratios for all solutions could be attributed to the alternated change in convergent velocity of the subducting plates beneath the Taitao área.Es esperable que la repetida migración norte-sur del Punto Triple de Chile cercana a la costa de la Península de Taitao haya impuesto campos de esfuerzos distintos en el antearco por los últimos 6 Ma debido a cambios en la dirección de convergencia y tasa de subducción. Fallas con rumbos NNO-SSE y E-O y otras menores con rumbos NE-SO se desarrollaron en las unidades plutónicas de la Oflolita Miocena-Pliocena de Taitao, mientras que fallas con rumbos NNE-SSO y otras menores con rumbos NO-SE se desarrollaron en el borde Este de esta (Zona de falla de Bahía Barrientes). Estas estructuras frágiles son estudiadas para dilucidar el estilo de emplazamiento de la oflolita y los efectos tectónicos resultantes de la migración alternada del Punto Triple de Chile en al área. Análisis de datos heterogéneos de fallas en ambas áreas sugieren que fueron activadas por campos de esfuerzos diferentes. Dos campos de stress compresionales distintos fueron identificados en las unidades plutónicas (A y B), mientras que 3 campos de stress diferentes, desde compresionales a transcurrentes, lo fueron en la zona de falla de Bahía Barrientes (C, D y E). Las direcciones de los ejes a1 calculadas para las soluciones A, C, D y E son principalmente este-oeste, similares a la dirección de convergencia de las placas subductantes, mientras que aquella para la solución B está rotada antihorario ca. 60° con respecto del patrón anterior este-oeste. Las estructuras frágiles relacionadas con la solución B fueron atribuidas a una deformación temprana de la ofiolita, muy probablemente desarrolladas después de su emplazamiento (ca. 6 Ma). Estas estructuras fueron posteriormente rotadas antihorario, mientras nuevas estructuras (relacionadas con la solución A) se desarrollaron en las unidades plutónicas para absorber la deformación continua. En el margen este de la ofiolita, el campo de esfuerzo se dividió en componentes compresionales y transcurrentes. Durante períodos de compresión relativamente alta (subducción rápida de la placa de Nazca) la zona de falla experimentó movimientos compresionales y transcurrentes bien definidos (soluciones C y D). En contraste, durante períodos de relativa baja compresión (lenta subducción de la placa Antartica) la zona de falla experimentó una compleja mezcla de movimientos inversos y transcurrentes (solución E). Así, el amplio rango de radios de stress calculados para todas las soluciones puede ser atribuido al cambio alternado en la velocidad de convergencia de las placas subductantes bajo el área de Taitao.
