Andean Geology (May 2012)
Variable structural controls through time in the Southern Central Andes (~36°S) Controles estructurales variables en el tiempo en los Andes Centrales Australes (~36°S)
Abstract
The Southern Central Andes at 36°S have been recognized as an orogenic belt where contraction, accommodated mainly by basement structures, is associated with the inversion of a Late Triassic-Early Jurassic extensional detachment. Based on a structural cross-section, constrained by field data, 2D seismic and bore-hole information, and the processing of Bouger anomalies, we propose a polyphasic tectonic evolution. In the westernmost sector, along the axis of the Cordillera, NW to NNW basement structures were inverted, being a first order control in the generation of frontal narrow N-trending thin-skinned belts. This slip transfer is controlled by the Late Jurassic main detachment. These structures have low gravity anomalies that cross obliquely the main Andean trend. East of this inversion domain, beneath the frontal thin-skinned belts, seismic information reveals that Late Triassic wedge-like depocenters did not experience substantial inversion. To the east double-vergent basement blocks define the Andean emergent orogenic front at these latitudes. These contractional structures truncate gravity anomalies defined by basement discontinuities, indicating that they are not related to tectonic inversion, in contraposition to the westernmost domain. Two contractional phases were distinguished. The oldest is Late Cretaceous in age, as inferred from onlap relations in Upper Cretaceous strata identified in seismic lines. These successions have a maximum age of 97 Ma as inferred by U-Pb in detrital zircons published in previous studies in the area. Contrastingly, the easternmost sector was mainly deformed in Late Miocene times as inferred from less than 18 Ma old synorogenic deposits. Moreover, contractional mechanisms varied through time for each specific sector. While Late Cretaceous contractional tectonics was generated by tectonic inversion and subordinate thin-skinned deformation, it is proposed that Late Miocene deformation was controlled mainly by brittle-ductile transitions at the upper crust with no major influence of previous structures. This fact can be explained by a higher thermal flux achieved in the retroarc area in the last 17 Ma due to the eastward arc expansion during a shallow subduction regime.Los Andes Centrales Australes a los 36°S han sido reconocidos como una faja orogénica en donde la contracción, principalmente acomodada por estructuras de basamento, está asociada a la inversión de un sistema extensional del Triásico Tardío-Jurásico Temprano. Basados en una sección estructural, construida a partir de datos de campo, líneas sísmicas 2D, datos de pozo y el procesamiento de anomalías de Bouger, proponemos una evolución tectónica polifásica. En el sector occidental, a lo largo del eje cordillerano, estructuras de basamento con orientación NW a NNW fueron invertidas actuando como un control de primer orden en la generación de fajas frontales de piel fina angostas y de orientación norte. La transferencia de acortamiento es controlada por el despegue principal del Jurásico Tardío. Estas estructuras coinciden con bajos de anomalías gravimétricas que cortan de manera oblicua al eje estructural andino. Hacia el este del dominio de inversión, por debajo de las fajas frontales de deformación de piel fina, la información sísmica revela depocentros cuneiformes del Triásico Tardío que no experimentaron una inversión significativa. Hacia el este, bloques de basamento doble-vergentes definen el frente orogénico emergente Andino a estas latitudes. Estas estructuras contraccionales truncan anomalías gravimétricas definidas por anisotropías de basamento, indicando que no están relacionadas a inversión tectónica, a diferencia del dominio occidental. Fueron distinguidas dos fases contraccionales. La más antigua es de edad cretácica tardía, inferida a partir de relaciones de 'onlap' en los estratos del Cretácico Superior identificados en perfiles sísmicos. Estas secuencias tienen una edad máxima de 97 Ma, fecha inferida a partir de circones detríticos U-Pb publicados en estudios previos en el área. En contraste, el sector oriental fue deformado principalmente en el Mioceno Tardío, dato inferido por estratos sinorogénicos más jóvenes que 18 Ma. Además, los mecanismos estructurales variaron temporalmente en cada sector en particular. Mientras que la tectónica contraccional fue generada por inversión tectónica y con deformación de piel fina subordinada, se propone que la deformación del Mioceno Tardío fue controlada principalmente por transiciones frágiles-dúctiles en la corteza superior sin mayor influencia de estructuras previas. Este hecho puede ser explicado por un flujo termal elevado que afectó al retroarco en los últimos 17 Ma debido a una expasión oriental del arco durante un régimen de subducción somera.
