Aplicación de modelos análogos para el análisis de la evolución de sistemas volcánicos andinos - Vigide, Nicolás Carlos (2021)
Este trabajo tiene como objetivo el estudio de las características estructurales que ejercen control sobre los complejos volcánicos, así como también su influencia en la circulación de fluidos hidrotermales. Para llevar a cabo este estudio, se eligieron dos sistemas volcánicos con marcos tectónicos distintos: el Complejo Volcánico Caviahue-Copahue (CVCC), y el Complejo Volcánico Planchón-Peteroa (CVPP). Ambos pertenecen a la Zona Volcánica Sur de la cordillera de los Andes. En cada uno de ellos, se desarrolló un análisis estructural a distintas escalas. Se detectaron de manera semiautomática lineamientos morfoestructurales sobre imágenes satelitales, y se relevaron datos cinemáticos de fallas de escala afloramiento en el campo. Esto permitió caracterizar distintos episodios de deformación actuantes en cada sector estudiado, obteniéndose los paleoesfuerzos asociados a partir de la inversión de datos cinemáticos. En función de los resultados obtenidos, se estimaron las tendencias al deslizamiento y a la dilatación de las distintas familias de estructuras identificadas. El análisis realizado en el CVCC permitió definir dos grupos de fallas principales que controlan la deformación en el área: una orientada NE-SO a ENE-OSO, y otra ONO-ESE a NO-SE. Las primeras son fallas normales de alto ángulo, que generan un sistema de horsts-y-grabens con longitudes que de hasta 2 km a lo largo del rumbo. El segundo conjunto mostró cinemáticas de rumbo. Además, estas fallas ~NO-SE están relacionado con el volcanismo fisural Mioceno-Plioceno y definen la dirección del eje mayor de la caldera. En el área geotérmica, los paleoesfuerzos obtenidos presentan un σ1 vertical, indicando un régimen extensional local. La integración de estos resultados, junto con la geología del área, permiten plantear la ocurrencia de los siguientes estadíos de deformación para el CVCC: (1) un estadío extensional temprano, controlado por el sistema de fallas ~ONO-ESE, las cuales habrían actuado como conductos de salida para el volcanismo mioceno-plioceno; y (2) otro estadío extensional local, controlado por las fallas normales NE-SO a ENE-OSO, favoreciendo el emplazamiento magmático desde el Pleistoceno, con zonas de transferencia conformadas por las fallas ~ONO-ESE. A su vez, se propone que la generación de la Caldera del Agrio correspondería a un evento volcanotectónico entre ambos estadios durante el Pleistoceno tardío, controlado principalmente por las fallas ~NO-SE. En cuanto al campo geotérmico, se reconoció un control ejercido por las fallas ~NE-SO bajo un régimen local de esfuerzos extensional, siendo estas estructuras las vías principales de circulación de fluidos hidrotermales. Las fallas mayores ~NO-SE actuarían como barreras para esta circulación, debido a sus bajos valores de tendencia al deslizamiento y la dilatancia. La caracterización lograda delimita con buena correspondencia la zona de emanaciones termales entre la falla Chancho-Có al sur y la falla Trolope al norte. Por otra parte, se realizaron tres series de simulaciones análogas para evaluar distintos modelos de evolución del CVCC. Para la primera serie de experimentos, se simularon los siguientes escenarios: configuraciones transtensionales en un medio frágil, con condiciones de contorno variables, sumándose luego un dominio dúctil que simule un reservorio magmático. Para la segunda serie, se evaluó el rol del colapso caldérico, y la superposición del colapso caldérico a una deformación transtensiva inicial. Por último, en la tercera serie, se establecieron eventos extensivos no coaxiales para lograr un acercamiento de escala más local a la configuración estructural observada en el área. A partir de estas simulaciones, y contrastando los resultados obtenidos en cada serie con las observaciones regionales y locales realizadas en el CVCC, se establecieron las siguientes conclusiones: (1) la configuración estructural regional de la Caldera del Agrio no guarda una similitud con un sistema de pull-apart clásico ligado a una inflexión derecha de la traza de la falla principal dextral Liquiñe-Ofqui; (2) al combinar esta configuración estructural con un cuerpo dúctil somero (cámara magmática), el resultado en planta señala que el arreglo estructural producto de un evento transtensivo explica eficientemente los dominios de fallas NNO-SSE a NE-SO, pero no el dominio de fallas ~NO-SE, que respondería a otro proceso; (3) las simulaciones dirigidas a entender el funcionamiento estructural de la superposición de eventos extensivos no coaxiales permitieron entender el rol de las diferentes familias de fallas relevadas en el campo dentro del sistema. En particular, se pudo establecer que las fallas iniciales ~NO-SE compartimentan el desarrollo de las estructuras ~ENE-OSO sobreimpuestas, actuando en ocasiones como zonas de transferencia. Para el caso del CVPP, los lineamientos morfoestructurales de mesoescala presentan tres direcciones principales: ~E-O, ~NE-SO, y ~NO-SE. Los lineamientos mayores desarrollan inflexiones, dando paso a saltos izquierdos entre las direcciones NO-SE a E-O a lo largo del rumbo, compartimentalizadas por lineamientos orientados ~NNE-SSO. A partir del análisis de datos cinemáticos de fallas se obtuvieron soluciones que indican deformación de rumbo con eje de acortamiento ENE-OSO a NE-SO. La inversión de estos datos señala un régimen de esfuerzos de rumbo desde el Cuaternario, con un esfuerzo horizontal máximo orientado ~ENE-OSO. Bajo este campo de esfuerzos local, las estructuras ~NE-SO y ~ONO-ESE poseen alta tendencia al deslizamiento, mientras que aquellas en el rango NE-SO a E-O son propensas a la dilatancia. Este análisis sugiere que las estructuras transversales al sistema orogénico a estas latitudes ejercen un control de primer orden en las manifestaciones termales. Las zonas de intersección entre ellas y las estructuras submeridionales incrementan el daño estructural, promoviendo la migración de fluidos a través de poblaciones de fallas y fracturas ~ENE-OSO y ~NO-SE de escala afloramiento.