Evolución Cenozoica de la Cuenca de Antepaís de Tres Cruces, Cordillera Oriental, noroeste de Argentina

• Autores: Villalba Ulberich, Juan Pablo
• Año de publicación: 2019
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Galli, Claudia Inés; Franzese, Juan Rafael
• Materia: Ciencias Naturales; Cuencas; Geología; Cenozoico
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La Cuenca cenozoica de Tres Cruces está localizada entre el margen occidental de la Cordillera Oriental y el margen oriental de la Puna, en el noroeste argentino, encontrándose fuertemente deformada por la orogenia andina. El relleno asociado al levantamiento de los Andes, está representado por tres unidades: Casa Grande, Rio Grande y Pisungo. La primera presenta un contacto paraconcordante sobre la Formación Lumbrera, última unidad del postrift del Grupo Salta con espesores que no superan los 300m. La Formación Rio Grande se apoya en discordancia erosiva sobre la formación Casa Grande en la mayor parte de la cuenca con espesores variables entre 800 y 1200m. La Formación Pisungo, presente solo en depocentros aislados, se caracteriza por afloramientos muy aislados, con un techo cubierto por depósitos modernos y un espesor medido en sísmica que supera los 3000m. El paleoambiente evoluciona desde un sistema meandriforme efímero para la Formación Casa Grande hacia un sistema fluvial entrelazado profundo en la Formación Rio Grande, que culmina con un sistema de abanicos aluviales compuestos por flujos de detritos, característicos de la Formación Pisungo. Se evidencia una clara progradación desde un ambiente distal a uno proximal con variaciones en el espacio de acomodación asociadas a cambios en la configuración interna de la cuenca. El análisis estratigráfico secuencial en el sector noroccidental de la cuenca permitió definir 8 superficies limitantes vinculadas con las unidades depositacionales y asociarlas a eventos de deformación. En base a esto, la superficie S1 da comienzo a la depositación de la Formación Casa Grande sobre el Grupo Salta, la superficie S2 da inicio a la depositación de la Formación Rio Grande la cual, es subdividida en inferior y superior en la base de la superficie S3. La superficie S5 marca el inicio de la Formación Pisungo. La superficie S1 marca el inicio de los depósitos de antepaís en el área de Tres Cruces. A partir de la superficie S3 se observa un vínculo directo con el crecimiento de la falla Aguilar, que limita el borde occidental de la cuenca de Tres Cruces y la superficie S5 muestra una interacción con la falla Pisungo, generando una compartimentalización de la cuenca. El análisis estructural permitió, sobre la base de información sísmica y de superficie, identificar estructuras de primer, segundo y tercer orden de jerarquía, interpretar tres secciones estructurales O – E y generar tres reconstrucciones balanceadas para determinar el acortamiento de la cuenca. En base a esto, se interpretó una faja plegada y corrida de piel gruesa con un despegue basal cercano a los 20km de profundidad, la cual es interferida por estructuras heredadas del rift del Grupo Salta y del basamento paleozoico, las cuales interfieren el avance de la faja plegada y corrida a partir de retrocorrimientos de alto ángulo, dando como resultado una configuración muy compleja. Esta interacción entre fallas de doble vergencia genera estructuras tales como triplex, corrimientos superficiales por propagación de falla e incremento de espesor por deformación intraformacional. La retrodeformación balanceada permitió medir el acortamiento en un 10,7%, equivalente a 19.777km en una sección con una longitud inicial de 160.000km en la dirección O – E. Finalmente, la integración de los paleoambientes depositacionales, las superficies de discontinuidad determinadas en función de la estratigrafía secuencial y el análisis de la estructura permitió interpretar cinco episodios dentro de la evolución de cuenca de Tres Cruces: (1) Durante el Eoceno Medio/Superior – Oligoceno un ambiente de antepaís distal vinculado a la Formación Casa Grande. (2) Durante el Oligoceno – Mioceno Inferior un ambiente de antepaís medio a proximal con el desarrollo de la Formación Rio Grande Inferior. (3) Durante el Mioceno Inferior a Medio con el desarrollo de la Formación Rio Grande Superior asociada al levantamiento de la sierra de Aguilar, con el frente orogénico posicionado en la cuenca de Tres Cruces. (4) Mioceno Superior – Plioceno con el desarrollo de la Formación Pisungo en un ambiente de antepaís fragmentado, con una fragmentación de la cuenca de Tres Cruces en subcuencas. Se registra para este momento el mayor tectonismo en la cuenca. (5) Desde el Pleistoceno a la actualidad, la desconexión del área de Tres Cruces del frente orogénico, el cese de la deformación y la depositación de la Formación Mal Paso durante el Pleistoceno en un ambiente de cuenca intermontana.
The Tres Cruces basin is located in the northwestern margin of the Eastern Cordillera in northwest Argentina. It was strongly deformed by Andean orogeny and exhibits a sedimentary fill which exceeds 3.000m of sediments. The infill related with Andean orogeny is represented by three units: Casa Grande, Rio Grande y Pisungo Formations. Casa Grande Formation lies in paraconcordance over Lumbrera Formation (Top of the postrift of Salta Group) with a thickness that reaches 300m. Rio Grande Formation overlies by an erosive unconformity Casa Grande Formation in most of the basin with thickness that vary between 800 and 1200m. The last unit, Pisungo Formation is located in isolated depocenters with poor exposure and extremely variable thickness, exceeding 3000m in seismic lines. The paleoenvironment evolves from an ephemeral meandering system in Casa Grande, into a deep braided fluvial system in Rio Grande to an alluvial fan depositional system dominated by debris flows in Pisungo Formation. A clear progradation from a distal to a proximal paleoenvironment is observed with variations in the accommodation space related with changes in the internal configuration of the basin. The analysis of sequence stratigraphy in the northwestern part of the basin allowed the definition of 8 discontinuity surfaces linked with depositional units and with tectonic events. The surface S1 marks the beginning of the foreland over the postrift related with Casa Grande Formation. The surface S2 marks begging of Rio Grande Formation which is subdivided in two depositional units by the surface S3 in Lower and Upper Rio Grande Formation. The surface S5 marks the begging of the Pisungo Formation. These surfaces are related with tectonic events where the surfaces S1 and S2 are associated with a distal foreland, the surfaces S3 and S4 with the growth of Aguilar fault and S5 to S8 with the compartmentalization of the basin. The structural analysis led, on the basis of seismic and surface information, to identify structures of 1st, 2nd and 3rd order of hierarchy, to interpret 3 W – E balanced structural sections and retrodeform them to determine the shortening. As a result, a thick skin fold and thrust belt was interpreted with a decollement near 20km depth which is interfered by inherited basement retrovergent structures, changing the tectonic environment from a normal foreland to a broken foreland setting. These complex interaction between double vergence basement faults generates structures like triplex, propagation fault folds in the surface and thickening by intraformational deformation. The balanced retrodeformation models allow to interpret an average shortening of 10,7%, equivalent to 19.777km from a section of 160.000 km. Finally, the integration of depositional paleoenvironments, discontinuity surfaces and structural analysis allowed to interpret 5 episodes within the evolution of Tres Cruces basin: (1) during Middle/Upper Eocene – Oligocene within a distal foreland environment linked with Casa Grande Formation; (2) during Oligocene – Lower Miocene an environment of medium to proximal foreland represented by Lower Rio Grande Formation; (3) During the Lower to Middle Miocene with the development of Upper Rio Grande Formation associated with the uplift of the Sierra de Aguilar, with the orogenic front positioned in the western margin of Tres Cruces; (4) Upper Miocene – Pliocene marked by the development of Pisungo Formation in isolated sub- basins into a broken foreland setting. Is the period of highest tectonism in the basin; (5) After Pleistocene with the disconnection of Tres Cruces from the orogenic front, the cessation of deformation and deposition of Mal Paso Formation in a context of an intermontane environment.
Doctor en Ciencias Naturales
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Naturales y Museo