Evolución tectónica de los Andes Norpatagónicos a los 41° 45’ S : un enfoque a partir de datos estructurales, termocronológicos y modelado análogo

• Autores: Olaizola, Ezequiel Rodrigo
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Bechis, Florencia; Yagupsky, Daniel Leonardo
• Materia: ANDES NORPATAGONICOS; ANALISIS CINEMATICO; ANALISIS DINAMICO; ANALISIS TERMOCRONOLOGICO; MODELADO ANALOGO; PARTICION DE LA DEFORMACION; DEFORMACION TRANSPRESIVA; NORTH-PATAGONIAN ANDES; KINEMATIC ANALYSIS; DYNAMIC ANALYSIS; THERMOCHRONOLOGIC ANALYSIS; ANALOG MODELING; STRAIN PARTITIONING; TRANSPRESSIVE DEFORMATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los Andes Norpatagónicos poseen un rumbo general meridional y fueron formados a partir de dos eventos compresivos durante el Cretácico Tardío y el Mioceno-Plioceno, los cuales ocurrieron en alternancia con ciclos extensionales durante el Jurásico Temprano y el Oligoceno a Mioceno temprano. Desde el Mioceno, la configuración tectónica estuvo caracterizada por un elevado ángulo de convergencia, lo cual habría generado esfuerzos regionales compresivos con un bajo grado de oblicuidad con respecto al orógeno en formación. Sin embargo, se ha propuesto una marcada componente transcurrente o transpresiva para la deformación de este orógeno, que tiene su máxima expresión en la zona de falla Liquiñe-Ofqui, ubicada en el sector occidental de la cordillera. Uno de los aspectos en discusión tiene que ver con la posible influencia o registro de esta deformación transpresiva en el sector oriental de la faja plegada y corrida norpatagónica. Por otra parte, a pesar de estar constreñido temporalmente el ciclo andino en la región, no existe un consenso general acerca de la evolución temporal y espacial de la exhumación a través del orógeno. El objetivo general del presente trabajo es analizarla evolución tectónica de los Andes Norpatagónicos a partir de un estudio estructural centrado en su sector oriental, y ponderar los controles regionales que condicionaron la construcción del orógeno a estas latitudes, ya sean tectónicos o climáticos. Para ello, se plantearon los siguientes objetivos específicos: 1) Caracterizar cinemáticamente la deformación en el área de estudio, y analizar su relación con el campo de deformación y esfuerzos regional; 2) identificar y evaluar la influencia de los controles estructurales locales sobre la deformación; y 3) determinar la edad de la deformación y la exhumación asociada, y analizar posibles controles estructurales o climáticos en el patrón de exhumación. La hipótesis de trabajo planteada es que los Andes Norpatagónicos conforman un orógeno transpresivo al menos durante la fase de acortamiento neógena. Su evolución y arquitectura estructural habrían sido controladas localmente por las anisotropías previas a la implantación de este régimen tectónico. En base a la hipótesis planteada, se realizó una serie de modelos análogos simulando la convergencia oblicua entre las placas de Nazca y Sudamérica durante el Mioceno, con el objetivo de comprender la evolución del sistema transpresivo y el arreglo estructural resultante. Se estudió la respuesta del sistema ante la presencia de estructuras previas discretas con diferentes orientaciones con respecto a la dirección de convergencia planteada. Los modelos produjeron cuñas bivergentes compuestas mayormente por fallas inversas y oblicuas. El trabajo de campo se centró en el muestreo y relevamiento regional de datos cinemáticos de fallas de mesoescala. Los datos cinemáticos permitieron registrar en el sector estudiado una mayoría de soluciones contraccionales y transpresivas porsobre solucionestranscurrentes y extensionales, lo cual coexiste con una componente contraccional dominante representada por las estructuras de primer orden que conforman el orógeno. Se realizó un análisis dinámico con el que se obtuvieron tensores de esfuerzos consistentes con los elipsoides de deformación del análisis cinemático. Los resultados permitieron discernir dos eventos de deformación, uno extensional y otro transpresivo. El evento extensional fue asociado con el evento de deformación cenozoico previo a la última fase de construcción orogénica, ya descrito en la región, mientras que el transpresivo fue interpretado como producido por la deformación andina miocena. Este último evento presenta una dirección de acortamiento promedio ENE-OSO que coincide con la dirección de convergencia para la región desde el Mioceno. Se tomaron muestras de granitoides paleozoicos y mesozoicos en los bloques occidental y oriental del Valle de El Bolsón, en las cuales se realizaron análisis de trazas de fisión en apatitas y circones, con el fin de caracterizar la exhumación de la ladera oriental del orógeno. Gracias a estos análisis, pudo constreñirse la edad de exhumación asociada al evento de deformación mioceno, y se identificó un evento de exhumación regional cretácico. A partir del modelado de la historia térmica de las muestras analizadas, se identificaron variaciones en la exhumación a través de la faja controladas por el basculamiento de bloques durante la deformación andina. Si se tiene en cuenta el marcado gradiente de precipitaciones presente en la zona de estudio, se puede inferir un control climático sobre la deformación y la exhumación. Los datos estructurales y termocronológicos del caso de estudio se analizaron en conjunto con los resultados de los experimentos, obteniéndose así un modelo evolutivo que aporta una propuesta integral de la evolución de este segmento andino.
The North-Patagonian Andesis a north-striking orogen formed by two compressive events during Late Cretaceous and Miocene-Pliocene times which occurred in alternation with extensional cycles during Early Jurassic and Oligocene-Early Miocene times. Since the Miocene, the tectonic configuration was characterized by high angles of convergence which would have generated low obliquity regional compressive stresses with respect to the orogen in formation. However, an important strike-slip or transpressive strain component has been proposed for this orogen, which hasits maximum expression in the Liquiñe-Ofqui Fault Zone, located in the western sector of the mountain range. One of the aspects in discussion consists on the possible influence or record of this component in the eastern sector of the North-Patagonian fold and thrust belt. On the other hand, despite the fact that the Andean orogeny ́s timing is well constrained in the region, there is a lack of consensus about the temporal and spatial evolution of the exhumation across the orogen. The general purpose of this thesis is to analyze the tectonic evolution of the North-Patagonian Andes by conducting a structural study on its eastern sector, and to weigh the regional controls that conditioned the construction of the orogen at these latitudes, whether tectonic or climatic. To this effect, the following objectives were set: 1) characterize the kinematics of the deformation in the study area and analyze its relationship with the regional strain and stress fields; 2) identify and assess the influence of local structural controls on deformation; and 3) determine the timing of the deformation and associated exhumation, and analyze the possible structural or climatic controls on the exhumation pattern. The proposed hypothesis sustains that the North-Patagonian Andes is an orogen composed by thrust faults with oblique-slip affected by a transpressive stressregime active at least during the Neogene shortening phase. Its evolution and structural architecture would have been locally controlled by anisotropies that predate this tectonic regime. Based on the proposed hypothesis, a series of analog models were carried out simulating the oblique convergence between the Nazca and South-America plates during the Miocene, with the aim of understanding the evolution of the transpressive system and the resulting structural arrangement. The response of the system to the presence of pre-existing discrete anisotropies with different orientations with respect to the proposed convergence direction was studied. The models produced bivergent wedges composed mainly of inverse and oblique-slip faults. Fieldwork consisted on the measurement of mesoscale fault-slip data in the region. Kinematic data allowed to register a majority of contractional and transpressive solutions over transcurrent and extensional solutions, which coexists with a dominant contractional component represented by the first-order structures that comprise the orogen. A dynamic analysis was conducted. The stress tensors obtained were consistent with the calculated strain ellipsoids from the kinematic analysis. The results indicate the existence of two deformation events, an extensional and a transpressive event. The extensional event was associated with the Cenozoic deformation event previous to the last phase of orogenic construction already defined in the region, while the transpressive event was interpreted as a product of the Andean miocene deformation. Thislast event presents a ENE-WSW mean shortening direction that matches with the convergence direction for the region since the Miocene. Paleozoic and Mesozoic granitoids from the western and eastern blocks of the El Bolsón Valley were sampled. In order to characterize the exhumation in the eastern slope of the orogen, fission track analysis was performed in apatites and zircons. The results allowed us to constrain the timing of the exhumation associated with the miocene deformation event, and point to the existence of a Cretaceous regional exhumation event. Variations in the exhumation across the belt controlled by tilting of blocks during Andean deformation were identified by modeling the thermal history of the samples. Taking into account the marked precipitation gradient present in the study area, a climatic control on deformation and exhumation can be inferred. The structural and thermochronological data of the study case was analyzed along with the results of the analog models, thus obtaining an evolutionary model that provides a comprehensive proposal for the evolution of this Andean segment.
Fil: Olaizola, Ezequiel Rodrigo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.