COMPENDIO_DE_GEOLOGIA_Bolivia

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COMPENDIO DE GEOLOGIA DE BOLIVIA Los productos de la segunda fase de magmatismo andino del Cretácico inferior están expuestos en la parte occidental y sur de la Precordillera chilena y del Valle Longitudinal. El ángulo de colisión entre ambas placas cambió de la manera que se muestra en la Fig. 10.4 . Como resultado de la subducción de orientación NW con un ángulo casi oblícuo, se desarrolló un regimen tectónico transpresional dextral a lo largo del arco magmático. En los últimos 100 Ma, a partir del Cretácico “medio,” el magmatismo está influenciado por mayor contaminación cortical en un ambiente tectónico de transpresional a compresional. Los arcos magmáticos correspondientes se dispusieron en la Precordillera oriental (Cretácico superior), y el arco volcánico reciente (desde el Oligoceno) en la Cordillera Occidental, a lo largo de la frontera de Chile y Bolivia (Reutter et al. 1993). El inicio del Cretácico está marcado por la extensión máxima en Sudamérica, con la partición continental y una deriva a gran escala debido a la avanzada apertura del Atlántico Sur. Empezó a abrirse una alargada cuenca de trasarco en la Cordillera Oriental y en la Precordillera chilena, con cuencas interconectadas desde el norte de Argentina (Galliski & Viramonte, 1988) al sur de Bolivia, norte de Chile y sud del Perú. Entonces, la ingresión marina subsequente pudo haber procedido del Pacífico en el NW. El área mejor documentada de este evento extensional se localiza en el norte de la Argentina, en el área de Salta, con magmatismo traquítico con cuerpos intrusivos alcalinos y subalcalinos (Galliski & Viramonte, 1988). Desde el Oligoceno tardío, el enfoque del magmatismo ha estado en el arco magmático activo de la Cordillera Occidental. Los productos son principalmente diferenciados del manto con variados grados de contaminación cortical (Aitcheson et al., 1995; Wörner et al., 1994). La configuración de placas reciente a lo largo del margen continental activo sudamericano se muestra en la Fig. 10.2. En la parte central de los Andes, la placa de Nazca oceánica ha subduccionado en un ángulo de alrededor de 30° por debajo del continente sudamericano continent (Stauder, 1973; Barazangi & Isacks, 1976). La tasa de convergencia entre ambas placas es relativamente alta con alrededor de 10 cm/año. En una distancia de 300 km, la morfología de la fosa Perú-Chile en el oeste difiere con una profundidad de 7.000 m a más de 5.000 m de altitud en la Cordillera Occidental de los Andes. A lo largo de la dirección de los Andes la placa oceánica subduce en diferentes secciones en diferentes ángulos, entre 15° y 35°. En los Andes centrales del norte de Chile y Bolivia, el ángulo de subducción es de cerca de 30°, cambiando abruptamente más al sur a menos de 20° en la llamada sección de “losa plana.” Al igual que los Himalaya, los Andes son una cordillera ejemplar para el estudio de los procesos tectónicos de placa en un margen continental activo. Hasta con 750 km, los Andes tienen aquí el mayor ancho W-E entre la Cordillera Costera de Chile y las llanuras Chaqueñas en Bolivia. El espesor cortical es de 60 a 70 km (James, 1971; Wigger et al., 1994; Beck et al., 1996). En la última década, la investigación científica en el área del norte de Chile, sur de Bolivia, y norte de Argentina, ha incrementado The products of the second phase of Andean magmatism of Lower Cretaceous time are exposed in the western and southern part of the Chilean Pre-Cordillera and the Longitudinal Valley. The collisionangle between the two plates changed as shown in Fig. 10.4 . As a result of the NW-oriented subduction with an almost oblique angle developed a dextral transpressional tectonic regime along the magmatic arc. The last 100 Ma, from "Mid"-Cretaceous onward, the magmatism is influenced by more crustal contamination in a transpressional to compressional tectonic environment. The corresponding magmatic arcs were placed in the Eastern Pre-Cordillera (Upper Cretaceous) and the recent volcanic arc (since Oligocene) in the Western Cordillera along the border of Chile and Bolivia (Reutter et al. 1993). The beginning of the Cretaceous is marked by maximum extension in South America, with continental split and large scale drift due to the advanced opening of the South Atlantic. An elongate back-arc basin began to open in the Eastern Cordillera and the Chilean Precordillera with interconnecting basins from northern Argentina (Galliski & Viramonte, 1988) to southern Bolivia, northern Chile and southern Peru. Thus the subsequent marine ingression may have proceeded from the Pacific in the NW. The best documented area of this extensional event is located in northern Argentina in the area of Salta with trachytic magmatism with alcaline and subalcaline intrusive bodies (Galliski & Viramonte, 1988). Since late Oligocene time the focus of magmatism has been at the active magmatic arc in the Western Cordillera. The products are mainly mantle-derived differentiates with varying degree of crustal contamination (Aitcheson et al., 1995; Wörner et al., 1994). The recent plate-configuration along the South-American active continental margin is shown in Fig. 10.2. In the central part of the Andes the oceanic Nazca-plate is subducted with an angle of about 30° underneath the South-American continent (Stauder, 1973; Barazangi & Isacks, 1976). The convergence rate between the two plates is with about 10 cm/year relatively high. The morfology differs from the Peru Chile-trench in the W with 7000 m depth in only 300 km distance to over 5000 m altitude in the Western Cordillera of the Andes. Along the Andean-strike the ocean plate is subducted in different sections with different angles between 15° and 35°. In the Central Andes of Northern Chile and Bolivia the subduction angle is about 30°, changing further South abruptly to less than 20° in the socalled "flat-slab"-section. The Andes, like the Himalaya, are an exemplary mountain-range for studiing plate-tectonic processes at an active continental margin. Here, the Andes have with up to 750 km the largest W-Ewidth between the Coastal Cordillera in Chile and the Chaco plains in Bolivia. The crustal thickness is 60 to 70 km (James, 1971; Wigger et al., 1994; Beck et al., 1996) During the last decade cientific investigation in the area of northern Chile, southern Bolivia and northern Argentina increased the 205
REVISTA TECNICA DE YPFB VOL. 18 (1-2) JUNIO 2000 significativamente el conocimiento sobre la estructura y evolución de esta parte de la cordillera; probablemente representa la parte mejor conocida geológicamente en todos Los Andes. En particular, los dos proyectos científicos “Movilidad de los Márgenes Continentales Activos” y “Procesos de Deformación en Los Andes,” con varios subproyectos de diferentes instituciones alemanas, han realizado grandes esfuerzos para aclarar la estructura de los Andes utilizando todo tipo de métodos geofísicos y geológicos. Por lo tanto, es posible y necesario describir con mayor detalle esta parte de los Andes, a lo largo de 21° S. Las investigaciones sobre la refracción sísmica sugieren que la Cordillera Occidental y el Altiplano Occidental representan una corteza de 70 km de espesor, que sostiene fuertemente a estructuras verticales (Wigger et al,. 1994). knowledge of the structure and evolution of this part of the mountain range significantly, probably it represents the geologically best known part of the whole Andes. Especially the two cientific-projects "Mobility of Active Continental Margins" and "Deformation Proceses in the Andes" with several subprojects of different german institutions made great efforts to clarify the structure of the Andes using all kind of geophysical and geological methods. Therefore it is possible and necessary to describe this part of the Andes along 21° S in more detail. Seismic refraction investigations suggest that the Western Cordillera and the Western Altiplano represent a 70 km thick crust bearing strongly vertical structures (Wigger et al,. 1994). 72°W 0km 20 40 60 Nazca Plate Trench 71° CSS CSB Coastal Cordillera Coast 70° Jg LC Mv Longitudinal Valley Kg FM Ms Tv LC Precordillera 69° Ollagüe 68° 67° Tg CB Pzv Qv Qs Pzg LVZ HCZ Western Cordillera ? ? LC ? CB KTs Altiplano ? HCZ LC 66° Tupiza LC Eastern Cordillera 65° Tarija Pzs CB Subandean Belt MC 64° Villamontes Chaco 63° 0km 20 40 80 earthquake Lithosphere Mantle 60 100 200 AF CB CSB CSS FM HCZ Jg Kg KTs LC LVZ Mc Ms Mv Pzg Pzs Pzv Qs Qv Tg Tv VF aseismic front continental basement (mainly Precambrian) continental slope basement continental slope sediments forearc mantle lithosphere (partially hydrated) high conductivity zone Jurassic intrusives Cretaceous intrusives Cretaceous-Tertiary sediments lower crust low (p-wave) velocity zone middle crust Mesozoic sediments Mesozoic arc volcanics Paleozoic intrusives Paleozoic sediments Paleozoic volcanics Quaternary sediments Neogene - Quaternary volcanics Paleogene intrusives Early Tetiary volcanics volcanic front Asthenosphere 80 100 200 300 E. Scheuber 11/95 300 Fig. 10. 5 Sección a través de los Andes a lo largo de 21° lat. S. Dibujo en base a datos geofísicos y geológicos. Section across the Andes along 21° lat. S. Sketch on base of geophysical and geological data. Por debajo de la parte sur de los Andes centrales, el límite entre la corteza y el manto no está bien definido. Las investigaciones geofísicas condujeron a la conclusión que, por debajo del Altiplano sur y la Cordillera Occidental, existen diferentes discontiunidades Mohorovícicas de edades y orígenes diferentes que has sido unidas por el acortamiento tectónico (Giese, 1996). Se reconocieron “Mohos” bien definidos al este del Altiplano, donde el Escudo Brasilero Precámbrico es empujado por debajo de la Cordillera Oriental y al oeste de la Cordillera Occidental, donde se puede identificar el Moho desde debajo de la línea de la costa hasta la Precordillera (Fig. 10.5). Se espera tener una imagen más detallada Beneath the southern part of the Central Andes the crust-mantleboundary is not well defined. Geophysical investigatons led to the conclusion, that under the southern Altiplano and Western Cordillera different Mohorovicic-discontinuities exist with different ages and origins put together by tectonic shortening (Giese, 1996). Well defined "Mohos" are recognized east of the Altiplano, wele the Precambrian Brazilian Shield is pushed underneath the Eastern Cordillera and west of the Western Cordillera, were the Moho can be indicated from beneath the coastline onto the Precordillera (Fig. 10.5). A more detailled image of the deep seated structures and the crust mantle-boundary of this part of the Andes 206
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