Evolución Tectónica De La Cuenca Del Salar De Punta Negra Y Salar De Imilac, Andes Centrales Del Norte De Chile (24°-25°S)
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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA EVOLUCIÓN TECTÓNICA DE LA CUENCA DEL SALAR DE PUNTA NEGRA Y SALAR DE IMILAC, ANDES CENTRALES DEL NORTE DE CHILE (24°-25°S) TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN CIENCIAS, MENCIÓN GEOLOGÍA MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE GEÓLOGO GONZALO SEBASTIÁN SILVA VALENZUELA PROFESOR GUÍA: MARCELO FARÍAS THIERS MIEMBROS DE LA COMISIÓN: JUAN BECERRA MIRANDA REYNALDO CHARRIER GONZÁLEZ SANTIAGO DE CHILE 2019 RESUMEN DE LA TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO DE: Geólogo y grado de Magíster en ciencias, mención Geología POR: Gonzalo Silva Valenzuela FECHA: 10/01/2019 PROF. GUÍA: Marcelo Farías Thiers EVOLUCIÓN TECTÓNICA DE LA CUENCA DEL SALAR DE PUNTA NEGRA Y SALAR DE IMILAC, ANDES CENTRALES DEL NORTE DE CHILE (24°-25°S) La Depresión Preandina, ubicada en el norte de Chile, constituye una depresión tectónica que se extiende por más de 500 km a lo largo de la vertiente occidental de la región del antearco. Pese a presentar un completo registro geológico, a la fecha persiste gran debate sobre su evolución y arquitectura. Bajo este contexto, en este trabajo de tesis se ha desarrollado un detallado análisis estructural de la cuenca del Salar de Punta Negra-Imilac (24°-25°S), la segunda mayor depresión de este importante rasgo morfotectónico de los Andes Centrales. El análisis integrado de una completa red de perfiles de reflexión sísmica 2D, gravimetría de la cuenca, secciones verticales de velocidad en subsuperficie e información geológica de superficie, ha permitido revelar y constreñir los principales rasgos arquitecturales de la cuenca del Salar de Punta Negra-Imilac, así como su evolución. La región se caracteriza por presentar tres dominios estructurales, que demuestran una evolución condicionada por la sobreimposición de múltiples episodios de deformación, reconocidos en el registro sísmico a través de 5 secuencias sin-tectónicas. Estas unidades, que se disponen en paquetes de variable extensión y potencia sobre el basamento Paleozoico, se habrían depositado inicialmente en cuencas con geometrías típicas de hemi-graben, reactivadas en sucesivos episodios durante la orogenia Andina. A partir del Triásico Tardío-Cretácico Temprano, secuencias sin-extensionales habrían rellenado la cuenca (SF2). Marcadas discordancias e importantes cambios en el patrón de reflexión coinciden con variaciones en el régimen tectónico, evidenciadas por la ocurrencia de sucesivos pulsos compresivos/transpresivos durante las primeras etapas de alzamiento, erosión y sedimentación sin-orogénica (SF3 y SF4) entre el Cretácico Tardío-Oligoceno temprano. Una interrupción del régimen característico de la región ocurriría durante el Oligoceno tardío-Mioceno temprano, asociada a la acumulación de potentes secuencias sin-extensionales (SF5) controladas por la reactivación y generación de nuevas discontinuidades. Finalmente, un último episodio de sedimentación se registra en la cuenca (SF6), reflejada en la acumulación de pequeñas cuñas estratigráficas contemporáneas al alzamiento de mega bloques de basamento y reactivación de estructuras previas (Neógeno-Cuaternario). En conclusión, en este trabajo de tesis se propone que la arquitectura heredada de la evolución polifásica de la cuenca del Salar de Punta Negra-Imilac destaca como un rasgo de primer orden, ejerciendo un control mayor durante los episodios de alzamiento/erosión y acumulación, condicionando finalmente la actual configuración de la región. ii Dedicatoria "…El terreno tiene algo que a uno le demuestra, por un lado, lo pequeño que es el humano frente a la naturaleza…Yo creo que el primer día de trabajo geológico a uno le cambia la vida…" Francisco Hervé Allamand iii Agradecimientos A mis padres, por su incondicional apoyo, cariño y aguante durante todos estos años. Gracias por todos los momentos y consejos. A mi hermano, por ser un crac y el mejor cómplice. A todo el equipo del Laboratorio de Paleomagnetismo y Tectónica del Departamento de Geología, que influyeron de alguna u otra manera en el desarrollo de este trabajo de tesis. Agradezco a mis compañeros y maestros que me enseñaron a ver la geología desde el aula hasta el campo, desde la costa hasta la cordillera...simplemente gracias. Este equipo no sería tal sin agradecer al Warrior y al Vaca. Gracias a todos por hacer de un terreno una experiencia sin parangón. A mis amigos de la Universidad, quienes hicieron de la facultad un segundo hogar, lleno de inolvidables momentos. Agradezco en especial a Felipe, Pancho, David, Tomi, Vero, Gianfranco, Coto, Javi, Sofi, Ruso y Mati. A los amigos papayeros de la vida, esos que nunca fallan y siempre están. Gracias por la amistad incondicional y duradera. Y también a mi tremenda compañera, por apañarme en esta etapa final y darme todos los ánimos para terminar. iv Tabla de contenido EVOLUCIÓN TECTÓNICA DE LA CUENCA DEL SALAR DE PUNTA NEGRA Y SALAR DE IMILAC, ANDES CENTRALES DEL NORTE DE CHILE (24°-25°S) ................................ ii Dedicatoria..................................................................................................................................... iii Agradecimientos ............................................................................................................................. iv Índice de figuras .......................................................................................................................... viii I Introducción .................................................................................................................................. 1 I.1 Marco tectónico .......................................................................................................................... 1 I.2 Presentación del problema ......................................................................................................... 4 I.3 Ubicación ................................................................................................................................... 8 I.4 Objetivos .................................................................................................................................... 9 I.4.1 Objetivo general ............................................................................................................... 9 I.4.2 Objetivos específicos ....................................................................................................... 9 I.5 Hipótesis de trabajo .................................................................................................................... 9 II Metodología y teóricos .............................................................................................................. 11 III Antecedentes geológicos .......................................................................................................... 12 III.1 Estratigrafía del Salar de Punta Negra-Imilac ....................................................................... 12 III.1.1 Unidades del Paleozoico-Triásico Medio ................................................................... 12 III.1.2 Unidades del Triásico Superior-Holoceno .................................................................. 15 III.2 Geología estructural ............................................................................................................... 18 III.2.1 Dominio occidental: Cordillera de Domeyko ............................................................. 18 III.2.2 Dominio central: Depresión Preandina ....................................................................... 20 III.2.3 Dominio oriental: Cordillera Occidental ..................................................................... 21 IV Manuscript: Structure of Salar de Punta Negra-Imilac basin (24º-25ºS): Implications for the Meso-Cenozoic evolution of the Preandean Depression of northern Chile. ................................. 24 Abstract .......................................................................................................................................... 24 v IV.1 Introduction ........................................................................................................................... 25 IV.2 Geological framework ........................................................................................................... 26 IV.2.1 Stratigraphy of Salar de Punta Negra-Imilac .............................................................. 27 IV.2.2 Regional structure ....................................................................................................... 30 IV.3 Methodology and data acquisition ........................................................................................ 32 IV.3.1 Reflection seismic data ............................................................................................... 32 IV.3.2 Gravimetry .................................................................................................................. 33 IV.4 Subsurface structure of Salar de Punta Negra-Imilac basin .................................................. 33 IV.4.1 Seismostratigraphy ...................................................................................................... 33 IV.4.2 Structural interpretation .............................................................................................. 36 IV.4.3 Interval velocity model ............................................................................................... 37 IV.4.4 Gravimetry and basin geometry .................................................................................