7/25/2019 Cizalle Paralelo Zona de Falla Liquiñe Ofqui

http://slidepdf.com/reader/full/cizalle-paralelo-zona-de-falla-liquine-ofqui 1/3

Cizalle paralelo al margen en una zona de subducción

oblicua, con relación a la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui

Nicole Catalán*, Klaus Bataille y Andrés Tassara

Departamento Ciencias de la Tierra, Facultad de Ciencias Qu í  micas, Universidad de Concepci ó n, V í  ctor Lamas 1290,

Concepci ó n, Chile 

* email: nicolecatalan@udec.cl 

Resumen. En diferentes zonas de subducción alrededor

del mundo donde la convergencia entre las placas es

oblicua, se ha identificado la presencia de fallas de rumbo

paralelas al margen, las cuales acomodan parte de la

deformación transpresiva registrada en este tipo de

márgenes. La geometría que estas fallas tienen en

profundidad, es aún desconocida.

Considerando un semiespacio elástico, homogéneo e

isotrópico, se modeló la subducción oblicua de la placa de

Nazca bajo Sudamérica en el sur de Chile, y se calcularonlas direcciones en las cuales el cizalle paralelo al límite de

placas es máximo. Se espera que en las regiones donde

dicho valor es máximo, se desarrollen debilidades

corticales que en el largo plazo, den lugar a una falla de

rumbo paralela al margen. Luego, la geometría obtenida

para una falla de rumbo paralela al margen, como la

Zona de Falla Liquiñe-Ofqui es, vertical en superficie,

curvándose a medida que aumenta la profundidad.

Palabras Claves:  Subducción oblicua, Zona de Falla

Liquiñe-Ofqui

1 Introducción

En márgenes continentales donde el vector deconvergencia es oblicuo respecto al límite de placas, seha documentado la existencia de deformación transpresiva,la cual, se refiere a una zona de deformación en la quecoexisten cizalle simple y acortamiento horizontal a lolargo y a través de ella, respectivamente (anderson y!archini ("#$%&' i)off y eyssier ("##%&&* Entre losfactores que controlan la naturaleza tectónica de márgenesconvergentes, se encuentran+ ngulo de oblicuidad (ánguloentre el vector de convergencia y la normal al borde deplacas&, edad de la placa subductada, naturaleza de la placa

superior, subducción de dorsales y existencia de zonas defalla paralelas al límite de placas, que producen particiónde la deformación (-itch ("#./&' 0arrard ("#$1&' 2ec)("##"&' 3elson et al ("##%&&*

4a localización de fallas de rumbo paralelas al límite deplacas, ha sido atribuida a debilitamiento en la corteza,debido a las altas temperaturas asociadas al magmatismo(2ec) ("#$5&' i)off ("##$&&, no obstante, solo algunasfallas de este tipo coinciden con arcos volcánicos a nivelmundial* 6tilizando un modelo de convergencia oblicua

basado en el método de elementos finitos para la zona deumatra, !c7affrey et al (/888&, sugieren que lalocalización de una falla de rumbo paralela al borde deplacas en la placa superior, está controlada por ladistribución de esfuerzos a la profundidad del desacople,en la interfaz de subducción*

En los 9ndes del ur, la placa de 3azca es subductada ba:oudamérica con una tasa de convergencia de ;11 mm<a=o

y un ángulo de oblicuidad de ;"$> (9ngermann et al("###&&* 7embrano et al (/888&, plantean que la actualoblicuidad en la zona de los 9ndes del ur es peque=a paraexplicar por sí misma la tectónica de tipo transcurrenteevidenciada en la región, sugiriendo por lo tanto que, entreotros factores, sería importante para el desarrollo de fallasintraarco, una corteza térmicamente débil*

4a ?ona de -alla 4iqui=e@Afqui (?-4A&, se desarrollaparalela al límite entre las placas de 3azca y udamérica,desde las cercanías de la localidad de 4iqui=e hasta elBstmo de Afqui (;5#>@%.>&, mostrando una asociaciónentre su traza y la ubicación de los volcanes pertenecientesa la ?ona Colcánica ur (?C&* 4a relación entre tectónicay volcanismo a lo largo de la ?C, dependería del espesorcortical y la existencia de sistemas de fallas intraarcoactivos* 4a distribución espacial y morfología de volcanesindividuales y grupos de volcanes estaría controlada, yasea por estructuras secundarias relacionadas con lacinemática desarrollada en la zona o por su interacción conantiguas estructuras asociadas con el basamento(7embrano y 4ara (/88#&&* En relación a la cinemática dela ?-4A, diversos estudios han permitido establecerlacomo una zona de cizalle dDctil dextral a dextral@inversadurante el !ioceno tadío y parte del lioceno, y una zonade cizalle frágil transpresional dextral durante el liocenoy leistoceno (Fervé ("##%&' 7embrano et al ("##1&'

9rancibia et al ("###&' 4avenu y 7embrano ("###&'7embrano et al (/88/&&* u iniciación como zona de cizallelocalizado (;1 !a*&, se correlaciona con la colisión entrela Gorsal 7hile y udamérica (3elson et al ("##%&&*Hosenau et al (/881&, sugieren que la ?-4A ha acomodadodesde el lioceno, "/% (I/%<@/"& )m* de desplazamientodextral entre %8@%/> y 1. (I"5<@""& )m*, entre 5$@%8>*

En el área cercana a la ?-4A, se han registradotelesísmicamente, # sismos de magnitud J*/K!K1*/, entrelos a=os "#1J y /88.* El mecanismo focal de todos estos

7/25/2019 Cizalle Paralelo Zona de Falla Liquiñe Ofqui

http://slidepdf.com/reader/full/cizalle-paralelo-zona-de-falla-liquine-ofqui 2/3

terremotos es consistente con el movimiento dextral de la?-4A, a lo largo del plano de falla en dirección 3orte@ur(4ange et al (/88$&&* or su parte, una red sísmica localubicada entre %"*.>@%5*/J>, entre los meses de diciembrede /88% y noviembre de /88J, registró alta sismicidaddentro de la corteza continental, a lo largo del arcovolcánico activo* Gicha sismicidad se localizó endiferentes grupos, dos de ellos relacionados espacialmente

con los volcanes 7orcovado y 7haitén, y un tercer grupode 55 eventos (profundidadK"8 )m*&, ubicado "8 )m* al surde Fornopirén, a lo largo de la ?-4A (4ange et al (/88.&&*Abservaciones L en la zona de los 9ndes del ur,evidencian un movimiento activo de cizalle dextral en la?-4A, con la consiguiente traslación hacia el norte delantearco (Mang et al (/88.&&* 4o anterior, demuestra elcarácter activo de la ?-4A y de:a en evidencia lanecesidad de realizar estudios tendientes a me:orar elconocimiento que existe en relación a esta estructura*

4a geometría que poseen en profundidad fallas de rumboparalelas al borde de placas, que acomodan parte de la

deformación en márgenes de convergencia oblicuaalrededor del mundo, como la ?-4A, es aDn unainterrogante* En este traba:o, se utilizan las expresionesanalíticas de A)ada ("##/&, para calcular la deformacióninterna en una zona de subducción oblicua, luego, lageometría de una falla de rumbo paralela al margense determina en base a la orientación del plano en queel cizalle paralelo al límite de placas es máximo*

2 Metodologí a

6tilizando las expresiones analíticas descritas en A)ada

("##/&, se calculan los desplazamientos y deformacióninterna en un semi@espacio, causados por tres fallasrectangulares finitas con deslizamiento en el manteo y enel rumbo* Gichas fallas se disponen en el medio de formatal de representar la subducción oblicua de una placa concierto espesor ba:o una placa fi:a, donde la parte superiorde la interfaz de placas permanece bloqueada, siguiendo elmodelo de deformación intersísmica Elastic ubductinglate !odel (Nanda y imons (/8"8&&*

4as direcciones en que el cizalle paralelo al límite deplacas es máximo, son calculadas en base al criterio de7oulomb, este postula que una roca romperá por un plano

si en dicho plano el esfuerzo de cizalle supera la resistenciacohesiva de la roca más la fuerza de rozamiento que seopone al deslizamiento de dos bloques de roca, a amboslados del plano* El criterio de 7oulomb se escribe+

OP O Q I R S ("&

Gonde, P es esfuerzo de cizalle sobre el plano, S esesfuerzo normal sobre el plano, es la resistencia cohesivay R es el coeficiente de fricción*

9sí, dado un punto en el espacio, se considera que la rocaromperá por aquel plano donde la resistencia cohesiva esmáxima* 4uego, considerando nulo el esfuerzo normalsobre el plano, el cizalle paralelo al límite de placas Pxn, secalcula+

Pxn Q Pxy ny I Pxz nz Q Pxy sen(T& I Pxz cos(T& (/&

Gonde x e y son las direcciones paralela y normal al límitede placas, respectivamente, z es la dirección vertical, n esel vector normal al plano y T es el ángulo entre lasuperficie y el plano de ruptura* 4a orientación del planoen que el cizalle paralelo al límite de placas es máximoestará dada por el ángulo T que maximice el valor de Pxn*

3 Resultados y Discusión

4a disposición de los los planos de máximo cizalleparalelo al margen obtenida al modelar la subducciónoblicua de una placa oceánica de %8 )m* de espesor, ángulo

de inclinación de /8U, ángulo de oblicuidad de "$U y unainterfaz bloqueada hasta los %8 )m* de profundidad,muestra que la geometría de una falla de rumbo paralela almargen ubicada en superficie a ;/.J )m* del límite deplacas, es vertical en superficie y se curva a medida queaumenta la profundidad, hasta alcanzar la interfaz deplacas a los $8 )m* de profundidad, como se muestra en la-igura "* Esta podría representar la geometría de la ?-4Aen el sur de 7hile

9hora bien, sucede que para una zona de subducción comola descrita anteriormente, el cizalle paralelo al límite deplacas alcanza su valor más alto al término de la interfazbloqueada entre las placas* 4uego, si se considera que laruptura debe ocurrir en la región donde el cizalle paraleloal borde de placas es máximo, una falla de rumbo paralelaal margen se extendería desde la profundidad a la quetermina la interfaz bloqueada entre las placas de 3azca yudamérica (en este caso considerada %8 )m*& hasta lasuperficie, con una geometría puramente vertical,mostrando una distancia entre su traza y la -osa erD@7hilemenor a lo observado para la ?-4A (7embrano et al("##1&&* 9 partir de esto, puede entenderse que un análisisdel comportamiento mecánico de la zona de subduciónoblicua en los 9ndes del ur como el que se ha realizadoaquí, no es suficiente para explicar la geometría ylocalización de la ?-4A, y por lo tanto, resulta necesario

seguir investigando cuáles son los factores que controlan lageometría y ubicación de esta estructura*

7/25/2019 Cizalle Paralelo Zona de Falla Liquiñe Ofqui

http://slidepdf.com/reader/full/cizalle-paralelo-zona-de-falla-liquine-ofqui 3/3

Figura 1. Arientación de los planos de máximo cizalle paraleloal margen en una zona de subducción oblicua, donde la ?ona de-alla 4iqui=e@Afqui (?-4A& puede desarrollarse* El e:ehorizontal representa la distancia normal al límite de placas ()m&y el e:e vertical es profundidad ()m&* En línea punteda, la interfazde placas que permanece bloqueada*

Agradecimientos

Este traba:o fue apoyado por los proyectos -A3GE7V""88##8 y ""8"85%* !is estudios de postgrado sonfinanciados por 7A3B7V (7A3B7V@7F9<Goctorado

3acional</8"J@/""J"5#%&*

Referencias

9ngermann, G*, Nlotz, 0*, Heigber, 7*, "###* pace@geodeticestimation of the 3azcaWouth 9merica Euler vector* Earth andlanetary cience 4etters "." (5&+ 5/#W55%*

9rancibia, L*, 7embrano, 0*, 4avenu, 9*, "###* ranspresión dextraly partición de la deformación en la ?ona de -alla 4iqui=eWAfqui,9isén, 7hile (%%W%JU&* Hevista Leológica de 7hile /1 ("&+ 5W//*

2ec) 0r, !*E*, "#$5* An the mechanism of tectonic transport in zones

of oblique subduction* ectonophysics #5 ("@/&+ "@""*2ec) 0r, !*E*, "##"* 7oastXise transport reconsidered+ 4ateral

displacements in oblique subduction zones, and tectonicconsequences* hysics of the Earth Y lanetary Bnteriors 1$("@/&+ "@$*

7embrano, 0*, Fervé, -*, 4avenu, 9* "##1* he 4iqui=e Afqui -ault?one+ 9 long@lived intra@arc fault system in southern 7hile*ectonophysics /J#+ JJ@11*

7embrano, 0*, chermer, E*, 4avenu, 9*, anhueza 9*, /888*7ontrasting nature of deformation along an intra@arc shear zone,the 4iquine@Afqui fault zone, southern 7hilean 9ndes*ectonophysics 5"# (/&+ "/#@"%#*

 7embrano, 0*, 4avenu, 9*, Heynolds, *, 9rancibia, L*, 4opez, L*,

anhueza, 9*, /88/* 4ate 7enozoic transpressional ductiledeformation north of the 3azcaWouth 9mericaW9ntarctica triple

 :unction* ectonophysics 5J%+ /$#@5"%*

7embrano, 0*, 4ara, 4*, /88#* he lin) betXeen volcanism andtectonics in the southern volcanic zone of the 7hilean 9ndes+ 9revieX* ectonophysics %."+ #1@""5*

-itch, *0*, "#./* late convergence, transcurrent faults, and internaldeformation ad:acent to southeast 9sia and the Xestern acific*

0ournal of Leophysical Hesearch .. (/5&+ %%5/@%%18,doi+"8*"8/#<028..i8/5p8%%5/*

Fervé, -*, "##%* he outhern 9ndes betXeen 5#U and %%U latitude+he geological signature of a transpressive tectonic regimerelated to magmatic arc* Bn ectonics of the outhern 7entral9ndes (Heutter, N*0*, cheuber, E*, Migger, *0*, Eds*&* pringerCerlag+ /%5W/%$*

0arrard, H*G*, "#$1* Helations among subduction parameters*HevieXs of Leophysics /% (/&+ /".@/$%*

Nanda, H*, imons, !*, /8"8* 9n elastic plate model for interseismicdeformation in subduction zones* 0ournal of LeophysicalHesearch ""J, 285%8J, doi+"8*"8/#</88#028811""*

4ange, G*, Hietbroc), 9*, Faberland 7*, 2ataille N*, Gahm *,ilmann, -*, -luh, E* H*, /88.* eismicity and geometry of thesouth 7hilean subduction zone (%"*JU@ %5*JU&+ Bmplications forcontrolling parameters* Leophysical Hesearch 4etters, 5%,4815"", doi+"8*"8/#</881L48/#"#8*

4ange, G*, 7embrano, 0*, Hietbroc), 9*, Faberland, 7*, Gahm, *,2ataille, N*, /88$* -irst seismic record for intra@arc stri)e@slip

tectonics along the 4iqui=eWAfqui fault zone at the obliquelyconvergent plate margin of the southern 9ndes* ectonophysics%JJ+ "%@/%*

4avenu, 9*, 7embrano, 0*, "###* 7ompressional and transpressionalstress pattern for liocene and Zuaternary brittle deformation infore arc and intra@arc zones (9ndes of 7entral and outhern7hile&* 0ournal of tructural Leology /"+ "11#W"1#"*

!c7affrey* H*, ?Xic), *, 2oc), V*, raXirodird:o, 4*, Lenrich, 0*,tevens, 7*M*, untodeXo, **A, ubarya, 7*, /888* trainpartitioning during oblique plate convergence in northernumatra+ geodetic and seismologic constraints and numericalmodeling* 0ournal of Leophysical Hesearch, "8J+ /$515W.1*

3elson, E*, -orsythe H*, 9rit, B*, "##%* Hidge collision tectonics interrane development* 0ournal of outh 9merican Earth ciences. (5@%&+ /."@/.$*

A)ada, V*, "##/* Bnternal deformation due to shear and tensile faultsin a half@space* 2ulletin of the eismological ociety of 9merica$/ (/&+ "8"$@"8%8*

Hosenau, !*, !elnic), G*, Echtler, F*, /881* Ninematic constraintson intra@arc shear and strain partitioning in the outhern 9ndesbetXeen 5$U and %/U latitude* ectonics, /J, 7%8"5,doi+"8/#</88J788"#%5*

anderson, G*, !archini, M*, "#$%* ranspression* 0ournal oftructural Leology 1 (J&+ %%#W%J$*

i)off, 2*, eyssier, 7*, "##%* train modeling of displacement@fieldpartitioning in transpressional orogens* 0ournal of tructuralLeology "1 (""&+ "J.JW"J$$*

i)off 2* "##$* unda style tectonics and magmatic arc processes*Eos, ransactions, 9L6 .# (%J& + -///*

Mang, N*, Fu, V*, 2evis, !*, Nendric), E*, malley 0r*, H*, Cargas,H*2*, 4auría, E*, /88.* 7rustal motion in the zone of the "#187hile earthqua)e+ Getangling earthqua)e@ cycle deformation andforearc@sliver translation Leochemistry Leophysics Leosystems$, Z"88"8, doi+"8*"8/#</88.L788"./"*