Understanding kinematics of intra-arc transcurrent deformation

Understanding kinematics of intra-arc transcurrent deformation

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Resumen:

La zona de falla Liquiñe-Ofqui (LOFZ) es una zona principal de cizalla dextral de ~ 1000 km de longitud ubicada al sur de Chile, probablemente relacionado con la partición de la deformación de convergencia oblicua de la placa de Nazca con Sudamérica. Para comprender el patrón de rotación de bloques a lo largo del LOFZ, hemos muestreado paleomagneticamente 55 sitios (553 muestras) entre 38 ° S y 41 ° S. Recolectamos rocas volcánicas del Oligoceno a Pleistoceno y granitos del Mioceno a una distanca máxima de 20 km desde LOFZ, y en ambos lados de ella. Las rotaciones con respecto a Sudamérica, evaluadas para 36 sitios exitosos, muestre que la corteza alrededor del LOFZ está fragmentada en pequeños bloques, de 1 a 10 km de tamaño. Mientras que algunos bloques (en ambos bordes de falla) se someten a rotaciones muy grandes de 150 ° -170 °, otros no giran, incluso adyacente a las paredes de falla. Inferimos que las rotaciones afectaron bloques equidimensionales, mientras que las astillas de corteza alargadas fueron traducidos subparalelo al LOFZ, sin rotación. El patrón de rotación en LOFZ es marcadamente asimétrico. Al este de la falla y adyacente a ella, las rotaciones son de hasta 150 ° -170 ° en el sentido de las agujas del reloj y se desvanecen ~ 10 km al este de la falla Estos datos apoyan una cinemática de corteza casi continua, caracterizada por pequeños bloques rígidos arrastre por el flujo de corteza dúctil subyacente e implique 120 km de compensación de falla total. Por el contrario, corteza al oeste de la LOFZ se corta con fallas antiestéticas siniestras NW-SE sísmicamente activas y produce rotaciones en sentido antihorario hasta 170 ° a 8-10 km de LOFZ, además de los bloques no girados. Se necesitan más datos del arco delantero de Chile para comprender la cinemática de rotación de bloques y la dinámica de placas al oeste de LOFZ.

Introducción

Un componente fundamental de la deformación intraplaca de la Tierra se produce en los dominios tectónicos de rumbo, produciendo el desplazamiento de la falla de rumbo y la rotación del eje vertical de los bloques corticales [Freund, 1974; Garfunkel, 1974; MacDonald, 1980; Lamb y Bibby, 1989; Jackson y Molnar, 1990]. Confiando en los datos estructurales y las mediciones paleomagnéticas recopiladas en la falla de rumbo en zonas relevantes mediante varios modelos cinemáticos diferentes se ha intentado predecir la distribución, el sentido y la cantidad de rotación dentro de la zona de deformación [McKenzie y Jackson, 1986; Sonder et al., 1994; Piper et al., 1997; Kimura et al., 2004, 2011; Taymaz et al., 2007; Randall et al., 2011]. Estos intentos han sido obstaculizados por dos importantes inconvenientes: primero, los datos de análisis estructural pierden su valor si las rotaciones significativas de las rocas medidas tienen ocurrieron, pero faltan datos paleomagnéticos. En segundo lugar, aunque el paleomagnetismo es en principio capaz de documentar con precisión la magnitud de rotación de cada bloque individual en la zona de daño de falla, la densidad de área de los datos paleomagnéticos informados es típicamente baja. El principal problema es que, como regla, un pequeño porcentaje de las rocas deformadas dentro de una zona de falla son adecuado para investigaciones paleomagnéticas, y, entre ellos, algunos perdieron su señal paleomagnética original debido a una sobreimpresión posterior, un inconveniente frecuente de los estudios paleomagnéticos. Por lo tanto, el patrón de rotación en una la zona de falla de deslizamiento de huelga rara vez se elucida con la alta resolución que se requeriría. Además,parece que la variabilidad del patrón de rotación es alta, dependiendo de la tasa de deslizamiento y la cantidad total, así como también características de la corteza y reología (a su vez ligadas al régimen geotérmico), y bloqueo (es decir, resistencia al cizallamiento) de las paredes principales de la falla [McKenzie y Jackson, 1986; Sonder et al., 1994; Piper et al., 1997; Kimura et al., 2011].

En resumen, la cinemática y el patrón de rotación de las zonas de falla de rumbo siguen siendo hoy en día altamente polémico. Varios modelos cinemáticos diferentes para acomodar la deformación transcurrente se han puesto hacia adelante, incluida la deformación continua y discontinua de la corteza, y, entre los miembros finales discontinuos, diferentes modelos para la rotación y el desplazamiento del bloque de la corteza y / o la pizarra [por ejemplo, Sonder et al., 1994].

En este artículo informamos sobre una extensa investigación paleomagnética (55 sitios y 553 paleomagnéticos muestras) de la zona de falla Liquiñe-Ofqui (LOFZ, sur de Chile, 38 ° S-48 ° S, Figura 1). Teniendo en cuenta su dimensiones (más de 1000 km de longitud) y la actividad actual (atestiguadas tanto por sísmica como por GPS) datos, lo que arroja una tasa de desplazamiento de 6,5 mm / año [Wang et al., 2007]), el LOFZ es quizás la falla activa más relevante de rumbo de América del Sur.

LOFZ es un clásico sistema de falla de impacto intra-arco [Hervé, 1976, 1994; Hervé y Thiele, 1987; Cembrano y Herve, 1993; Thomson, 2002], interpretado como acomodar el componente paralelo de la trinchera de la tensión reparto entre las placas oblicuamente convergentes de Nazca y América del Sur desde al menos 50 Ma [Hervé, 1976, 1994; Beck, 1988; Garcia et al., 1988; Lavenu y Cembrano, 1999], así como la sangría posterior a 10 Ma del ascenso de Chile debajo del continente [Forsythe y Nelson, 1985] (Figura 1). El LOFZ también controla una espectacular secuencia de volcanes andesíticos, que surgen de la subducción de la placa de Nazca debajo del sur America. Estudios paleomagnéticos previos en 29 localidades [García et al., 1988; Cembrano