Zonas de cizalla oblicuas en el piedemonte oriental del cordón del Carrizalito, Cordillera Frontal (34 ̊-34 ̊45’LS): evidencias estructurales, geomorfológicas, estratigráficas y geofísicas de su actividad neotectónica
Tesis Doctoral
Autora: Analía Laura Casa
Año: 2021
Director: Dr. José María Cortés 
Consejero: Dr. Augusto Ernesto Rapalini
Resumen
Las estructuras de orientación general NO-SE, oblicuas a la dirección estructural principal, son frecuentes en los Andes Centrales de Argentina y Chile. En el margen cordillerano oriental y dentro del segmento de subducción subhorizontal pampeano conforman megazonas de cizalla que estructuran los cordones montañosos de la Precordillera, interfieren su continuidad longitudinal y coinciden con notorias inflexiones de la Cordillera Frontal. La investigación neotectónica de estas estructuras a los ~34°15’LS permitió, mediante un enfoque multidisciplinario, estudiar la morfotectónica del piedemonte del cordón del Carrizalito y su influencia en la evolución de unidades adyacentes. El sector norte de la depresión intermontana Diamante-Atuel, ubicada entre la Cordillera Frontal y el Bloque San Rafael, se halla atravesado por las zonas de cizalla Los Alamitos, Papagayos y Diamante: zonas de deformación extensas (30-55 km) y angostas (2,5-8,5 km), de rumbo ONO-ESE a NO-SE, definidas en superficie por la concentración de escarpas de falla y dorsos de presión y por la alineación de centros volcánicos cuaternarios. Las zonas de cizalla controlan la presencia de altos estructurales pedemontanos (Divisadero, Cortaderas, Arroyo Hondo, Tordilla) y rocosos (Yaucha) y están caracterizadas en subsuelo por una compleja deformación. El análisis de la red de drenaje y perfiles de río confirmó la perturbación tectónica reciente de la mayoría de los arroyos al intersecar las zonas de cizalla. Los cambios de orientación de los cauces principales dentro de la depresión intermontana (cuencas de los arroyos del Rosario, Yaucha y Papagayos) están vinculados con la interrupción del escurrimiento hacia el este por los altos estructurales Tordilla y la persistencia del alzamiento del Bloque San Rafael. Las evidencias de superficie y de subsuelo (tomografías de resistividad eléctrica) estudiadas son consistentes con transpresión sinestral en las zonas de cizalla. Curvaturas restrictivas, fallas escalonadas, pliegues y fallas inversas de orientación oblicua a los bordes de las zonas y anomalías magnetométricas con rotación antihoraria, son indicativos de componentes de desplazamiento sinestral. Los estudios paleomagnéticos en la zona de cizalla Diamante no mostraron indicios de rotación de bloques con posterioridad a la remagnetización (post 1 Ma?) detectada en sedimentitas neógenas y vinculable al plegamiento NNO-SSE (Plioceno-Pleistoceno Medio). Tampoco se detectó rotación post 12 ka, asociada a la falla Los Alamitos. La evidencia de actividad neotectónica se concentra en las zonas de cizalla al menos desde el Mioceno tardío-Plioceno (sinclinal Yaucha y falla Casa de Piedra, zona de cizalla Papagayos; anticlinal Salinas, zona de cizalla Diamante). Las reactivaciones del plegamiento NNO-SSE alcanzan al Pleistoceno Medio (ca. 350 ka), las escarpas y los altos estructurales deforman sedimentos pleistocenos con acumulaciones o anomalías en el drenaje que indican reactivaciones holocenas. Los antecedentes de edades numéricas de los centros volcánicos y sus relaciones estratigráficas sugieren sucesivas reactivaciones entre ca. 450 ka y ca. 90 ka. La altura de las escarpas de falla, los valles colgados y las convexidades longitudinales en los arroyos pedemontanos implican recurrente actividad y una tasa de ascenso que excede la de erosión fluvial. Las convexidades indican la persistencia de la actividad tectónica aun luego de la profundización de los arroyos en la planicie pedemontana (post ca. 500 a AP). Las escarpas de falla con ladera contraria a la pendiente de escurrimiento fluvial favorecieron la acumulación anómala de sedimentos carbonosos holocenos. En la falla Los Alamitos se definieron cuatro eventos de deformación entre ca. 12 ka AP y post ca. 500 a AP y una tasa de levantamiento holoceno mínima de 0,13 mm/a; la fábrica magnética de las capas holocenas más antiguas en los perfiles estratigráficos cercanos a la falla (Pacheco, Rosario y Meandro Yaucha) confirmó su deformación tectónica incipiente. Las tres zonas de cizalla investigadas integran una amplia faja oblicua transpresiva que condiciona las propiedades morfoestructurales medidas en el cordón del Carrizalito, la orientación y sinuosidad de la unión piedemonte-montaña y la configuración morfotectónica de la depresión. La faja se vincula con la estructuración del Bloque San Rafael, que al norte está delimitado por la zona de cizalla Los Alamitos. La distribución de estructuras en la región responde a la reactivación selectiva de anisotropías estructurales precenozoicas (direcciones NO-SE y NNO-SSE, características de estructuras gondwánicas en la Precordillera Sur y el Bloque San Rafael) que interactuaron y se propagaron en la sucesión cenozoica, en distintas etapas de deformación neógena y cuaternaria, y que son susceptibles de reactivarse bajo el régimen tectónico actual.
Abstract
Resumen: The NW-striking structures, oblique to the main structural trend, are frequent in the Central Andes of Argentina and Chile. On the eastern Andean margin and within the Pampean flat-slab segment, oblique megashear zones control the structural configuration of the Precordillera ranges, interfere with their longitudinal continuity, and are coincident with evident inflections of the Cordillera Frontal. The neotectonic research conducted on these structures at ~34°15’S enabled, through a multidisciplinary approach, the study of the Carrizalito Range piedmont morphotectonics and its influence on the evolution of adjacent units. The northern sector of the Diamante-Atuel intermontane depression, between the Cordillera Frontal and the Bloque San Rafael, is crossed by Los Alamitos, Papagayos and Diamante shear zones. These long (30-55 km) and narrow (2.5-8.5 km) deformation zones, trending WNW-ESE to NW-SE, are defined on the surface by the concentration of fault scarps and pressure ridges and by the alignment of Quaternary volcanic centers. The shear zones control the location of piedmont (Divisadero, Cortaderas, Arroyo Hondo, and Tordilla) and bedrock (Yaucha) structural highs. Below the ground surface they are characterized by a complex deformation. The drainage network and river profiles analysis confirmed the recent tectonic disturbance of most of the streams when intersecting the shear zones. The diversion of channels towards the north in the intermontane depression (Rosario, Yaucha and Papagayos drainage basins) is linked with tilting in response to the uplift of the Tordilla structural highs and the Bloque San Rafael. The surface and subsurface (electric resistivity tomography) studied evidences are in agree with sinistral transpression in the shear zones. Restraining bends, en echelon faults, folds and reverse faults oriented in angle to the shear zones boundaries, and magnetometric anomalies with counterclockwise rotation, are indicative of a left-lateral strike-slip component. Paleomagnetic studies of the Diamante shear zone did not show evicence of block rotations after the remagnetization (post 1 Ma?) detected in Neogene sedimentary rocks and related with NNW-SSE folding (Pliocene-Middle Pleistocene). No rotation after 12 ka was detected either, associated with the Los Alamitos fault. Neotectonic evidence is concentrated in the shear zones since Late Miocene-Pliocene (Yaucha sincline and Casa de Piedra fault in Papagayos shear zone; Salinas anticline in Diamante shear zone). Reactivations of the NNW-SSE folding are recorded until the Middle Pleistocene (ca. 350 ka). The scarps and structural highs deform Pleistocene sediments with later accumulations or drainage anomalies that indicate Holocene reactivations. The published numerical ages and stratigraphic relationships of the volcanic centers suggest successive reactivations between ca. 450 ka and ca. 90 ka. The fault scarps height, wind gap valleys and convex-upward longitudinal piedmont streams profiles involve recurrent activity with an uplift rate that exceeds the fluvial erosion rate. The convexities indicate the persistence of tectonic activity even after the streams incision in the piedmont plain (post ca. 500 a BP). The upslope-facing fault scarps favored the anomalous accumulation of Holocene carbonaceous sediments. In the Los Alamitos fault, four deformation events were defined between ca. 12 ka BP and post ca. 500 a BP and a minimum Holocene uplift rate of 0.13 mm/a; the magnetic anisotropy in the oldest Holocene layers near the fault (stratigraphic profiles Pacheco, Rosario and Meandro Yaucha) supports the weak tectonic deformation. The three investigated shear zones integrate a wide transpressive oblique belt that control the morphostructural properties measured in the Carrizalito Range, the orientation and sinuosity of the piedmont-mountain junction and the morphotectonic configuration of the Diamante-Atuel depression. This belt is linked to the uplift of the Bloque San Rafael, which is delimited to the north by the Los Alamitos shear zone. The distribution of structures in the region is attributed to the selective reactivation of pre-Cenozoic structural anisotropies, such as the NW-SE and NNW-SSE trends typical of the Bloque San Rafael and Precordillera Sur Gondwanic structures. These features interacted and propagated across the Cenozoic rocks during different stages of Neogene and Quaternary deformation, and are capable of being reactivated under the current tectonic regime.