UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA

Escuela Profesional de Geología

Draft

Geología Histórica (GE-334)

GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION DE PLACAS DE NAZCA Y

SUDAMERICANA

Datos del alumno(s):

Apellidos y nombre: ROJAS HUAYANAY JUAN

Código 20120300f

Email: juan27rh@gmail.com Móvil: 995131656

Fecha de entrega:……………………

Profesor: Esteban D. Manrique Zúñiga

Email: esteban.mz26@yahoo.com.pe, Móvil: 998 718 646

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Índice

RESUMEN ..................................................................................................................................................1

1 GENERALIDADES ...........................................................................................................................1

1.1 PLACA DE NAZCA… .......................................................................................................1

1.2 PLACA

SUDAMERICANA…………………………………………………………………………………………2

1.3 ZONA DE SUBDUCCION ……………………………………………………………………..3

1.4 ZONA DE BENIOFF………………………………………………………………………………4

2 OBJETIVOS .....................................................................................................................................4

2.1 OBJETIVO 1 .....................................................................................................................4

2.2 OBJETIVO 2 .....................................................................................................................4

3.MODELOSPARAELPROCESODESUBDUCCION ..................................................................... 5 3.1 BARAZANGI E ISACKS (1976 – 1979) ........................................................................................6 3.2 HASEGAWA Y SACKS (1981) ................................................................................................ 7 3.3 GRANGE (1984) ................................................................................................................... 7 3.4 SCHNEIDER Y SACKS (1987) ............................................................................................ 8 3.5 RODRIGUEZ Y TABERA (1991) .......................................................................................... 8 3.6 CAHILL E ISACKS (1992) ........................................................................................................9

4. GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION…………………………………………………………… 10

5. FORMACION DE YACIMIENTOS…………………………………………………………… 14

6 GLOSARIO GEOLÓGICO ............................................................................................................ 15

7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 15

Lista de Figuras

FIGURA: 1.1_1 PLACA DE NAZCA INTERACTUANDO CON PLACA SUDAMÉRICA

FIGURA: 1.3_1 ZONA DE SUBDUCCION

FIGURA :3.1_1 BARAZANGI E ISACKS (1976 – 1979) FIGURA :3.2_2 HASEGAWA Y SACKS (1981) FIGURA :3.3 _3GRANGE (1984) FIFURA :3.4_ SCHNEIDER Y SACKS (1987) 3.5 RODRIGUEZ Y TABERA (1991) FIGURA :3.6_4 CAHILL E ISACKS (1992) FIGURA :4.1_1 MAPA DE SISMICIDAD FIGURA :4.1_1 GEOMETRIA ESPACIAL FIGURA :4.1_1 TRES ZONAS DE SUBDUCCION FIGURA :5.1_1 TIPOS DE YACIMIENTOS FIGURA :5.1_1 MAPA METALOGENETICO

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RESUMEN

Este informe nos muestra en todos los modelos estudiados por diferentes autores para comprender

la geometría de subducción de la placa de Nazca con la placa Sudamericana y también su importancia

en yacimientos relacionados ala tectónica de placas estudiados en nuestro país.

1 GENERALIDADES

1.1 PLACA DE NAZCA

La placa de Nazca es una placa tectónica oceánica que se encuentra en el océano

Pacífico oriental, frente a la costa occidental deAmérica del Sur, en el litoral de Perú

El borde oriental de la placa se encuentra dentro de en una zona de subducción bajo la placa

Sudamericana, lo que ha dado origen a la cordillera de los Andes y a la fosa peruano-chilena. El

límite austral de la placa de Nazca con respecto a la placa Antártica está formado por la dorsal de

Chile, y el límite occidental con la placa del Pacífico por la dorsal del Pacífico Oriental. En el norte

el límite de la placa de Nazca con la placa de Cocos está formado en gran parte por la dorsal de

Galápagos.1 Los límites con estas tres placas oceánicas son divergentes aunque abundan

también trayectos transformantes.

En el occidente de la placa de Nazca, específicamente en las zonas de unión entre las placas,

existen tres microplacas. La de lasislas Galápagos se encuentra en la unión de las de Nazca, del

Pacífico y de Cocos. La de Juan Fernández en el borde entre la del Pacífico, la de Nazca y la

Antártica, y la de Isla de Pascua (se encuentra cerca pero no abarca la isla de Pascua) en el límite

entre Nazca y del Pacífico, un poco más al norte que la de Juan Fernández.

Extremo norte de la placa de Nazca con la dorsal divergente de Galápagos en rojo. Al norte de esta se

encuentra la placa de Cocos.

La subducción de la placa de Nazca frente a las costas sudamericanas, ha provocado que esta

área sea altamente sísmica yvolcánica. Cabe destacar el gran terremoto de Valdivia de 1960,

cuya magnitud superó los 9,5 MW, que ha sido el más fuerte movimiento telúrico medido con

instrumentos en la historia de la humanidad, con el cual se ha estudiado la zona Sur de Chile y se

descubrió una microplaca llamada placa de Chiloé que se extiende desde la península de

Arauco por el norte hasta la península de Taitao en la confluencia de las placas Sudamericana,

Nazca y Antártica.

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1.2 PLACA SUDAMERICANA

La placa Sudamericana es una placa tectónica que abarca dicho subcontinente y la porción

del océano Atlántico Sur comprendida entre la costa sudamericana y la dorsal mesoatlántica, esta

placa abarca unos 10 millones de kilómetros cuadrados. El límite convergente en el oeste ha

generado dos notables fenómenos: lacordillera de los Andes y la fosa peruano-chilena; mientras

que en el este el límite divergente con la placa Africana permitió la aparición del océano

Atlántico y, posteriormente, la dorsal mesoatlántica. Las placas limítrofes son:

Al Norte, la placa del Caribe y la placa Norteamericana.

Al Sur, la placa Antártica.

Al Este, la placa Africana.

Al Oeste, la placa de Nazca (la cual está incrustada bajo la placa sudamericana).

La placa sudamericana está moviéndose hacia el oeste, alejándose de la dorsal mesoatlántica. La

placa de Nazca es más densa y se está moviendo hacia el este por lo que está subduciendo bajo

el borde occidental de la placa sudamericana a un ritmo de 77 milímetros por año. Esta colisión de

placas es reponsable de elevar la cadena de los Andes (continúa haciéndolo) y de causar la

aparición de los volcanes que están alineados a lo largo de la zona.

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Figura: 1.1_1

Placa de nazca interactuando con placa Sudamérica

1.3 ZONA DE SUBDUCCION

La subducción de placas es el proceso de hundimiento de una placa litosfera bajo otra en un límite

convergente, según la teoría de tectónica de placas. La subducción ocurre a lo largo de

amplias zonas de subducción que en el presente se concentran en las costas del océano

Pacífico en el llamado cinturón de fuego del Pacífico pero también hay zonas de subducción en

partes del mar Mediterráneo, las Antillas, las Antillas del Sur y la costa índica de Indonesia.

La subducción es causada por dos fuerzas tectónicas ,una que proviene del empuje de

las dorsales meso-oceánicas y otra que deriva del jale de bloques.

La subducción provoca muchos terremotos de gran magnitud los cuales se originan en la zona de

Benioff. La subducción también causa la fusión parcial de parte del manto terrestre generando

magma que asciende dando lugar a volcanes.

El ángulo de subducción, el ángulo que forma el plano de la zona de Benioff con la superficie

terrestre, puede variar de cerca de 90° en las Marianas a tan sólo 10° en Perú.

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La corteza oceánica que está en camino de ser subducida en la fosa de las Marianas es la

corteza oceánica más antigua de la Tierra sin contar ofiolitas. La subducción empinada está

asociada a extensión de retroarco, provocando la migración de corteza de los arcos volcánicos y

fragmentos de corteza continetal dejando atrás un mar marginal.

Figura: 1.3_1 ZONA DE SUBDUCCION

1.4 ZONA DE BENIOFF

Cuando la litosfera oceánica subduce, lo hace por un plano inclinado, que corta a la superficie

siguiendo un arco marcado por la presencia de una fosa oceánica. Donde la placa que

subduce roza con la opuesta se producen terremotos de manera regular, cuyos focos quedan

proyectados en el mapa en el lado interno o cóncavo del arco dibujado por la fosa, es decir,

por la línea de subducción. Esa zona, en la que son frecuentes los terremotos, es la que se

denomina zona de Benioff.

El plano de fricción entre las dos placas que convergen se llama plano de Benioff, y es en él

donde se concentran los focos o hipocentros de los terremotos. Que los hipocentros se

presentan a mayor profundidad cuanto mayor es la distancia a la fosa fue observado ya por

Benioff. Los terremotos que caracterizan a la zona son de tres tipos por su mecanismo:

1. En la zona más próxima a la fosa, la signatura sísmica revela un origen distensivo,

que se interpreta como efecto del encorvamiento de la litosfera cuando inicia la

subducción.

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2. En la parte media y más extensa, los terremotos son de fricción, y se deben a la que

se produce entre las dos placas en el plano de Benioff.

3. Los terremotos más profundos, de 300 km a 700 km de profundidad, y más alejados

de la fosa se supone que son resultado de una contracción brusca de los materiales

que subducen. Se atribuye a una transición de fase crítica, en la que los materiales se

adaptan a la presión adoptando repentinamente estructuras cristalinas más

compactas sin cambio de la composición química.

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo 1

Conocer el modelo del proceso de subducción utilizando datos sísmicos y de manera

aproximada la forma de la superficie del contacto de las placas y la geometría de la placa

oceánica a mayor profundidad y distancias por debajo del continente.

2.2 Objetivo 2

Conocer la importancia de la tectónica de placas para dar en consecuencia los varios tipos

de yacimientos relacionado ala subducción de la placas.

3. MODELOS PARA EL PROCESO DE SUBDUCCIÓN

En general, los estudios realizados para conocer el modelo ó la geometría del

proceso de subducción utilizando datos telesísmicos, regionales y locales son diversos, pero

en conjunto han permitido tener una idea general sobre la forma como se realiza este

proceso en el borde Oeste de Perú. Los resultados más relevantes obtenidos por diferentes

autores se detallan a continuación.

3.1 Barazangi e Isacks (1976 – 1979)

Postulan que la Región norte-centro buza con 10°hasta unos 100km de profundidad a

partir de la cual se hace horizontal.

En el Sur, el ángulo de buzamiento incrementa a 30° hasta unos 300 km.

Postulan además que existe una ruptura en la litosfera que separa estas dos regiones.

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3.5.2 Hasegawa y Sacks (1981).

Estos autores utilizaron datos registrados por una red sísmica local instalada en la región Sur

de Perú. Según sus resultados, sugieren que en esta región el proceso de subducción se

produce con un ángulo de inclinación de aproximadamente 30° hasta una profundidad del

orden de 300 km. Hacia la región Central, la subducción conserva el mismo ángulo pero esta

se hace horizontal a una profundidad de 100 km. Estos autores concluyen que la forma de la

placa subducente es continua y que el cambio en el modo de subducción, entre la región

Norte, Centro y Sur se produce con una contorsión de la placa.

Figura 3.1_1:

Modelo de Barazangi e Isacks

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3.5.3 Grange (1984).

Este autor, utilizando datos de una red sísmica local instalada en la región Sur de Perú,

propone que el proceso de subducción en esta región se realiza con un ángulo de 30°

constante hasta una profundidad de 250 km, para luego disminuir hacia la región Central

hasta alcanzar una profundidad del orden de 100 km. Entre ambos modos de subducción, el

autor indica que la placa se contorsiona.

Figura 3.2_1:

Modelo de Hasegawa y Sacks

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3. 5. 5 Rodríguez y Tavera (1991).

Ambos autores determinaron la geometría del proceso de subducción para la región Central

de Perú utilizando datos obtenidos de cuatro redes sísmicas locales que funcionaron en

diversos periodos de tiempo. A partir de sus resultados, los autores postularon que en la

región Central el proceso de subducción se realiza con un ángulo promedio de 30° hasta una

profundidad de 107km para luego desplazarse de manera casi horizontal por debajo del

continente hasta 650 km dedistancia desde la línea de fosa.Hacia la región Sur, el ángulo de

subducción se mantendría en 30° y la placa de Nazca se contorsionaría para pasar de

un modo de subducción subhorizontal a otro normal.

Figura de rodriguez y Tavera

Figura 3.3_1:

Modelo de Grange

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3.5.6 Cahill y Isacks (1992).

Ambos autores evalúan cuantitativamente una base de datos para el periodo de 1963-

1989 extraída del catalogo NEIC (National Earthquake International Center) y el ISC

(International Seismological Center), a fin de estudiar la geometría del proceso de subducción

en Sudamérica.La selección de los datos se realiza en función de los valores de las

residuales obtenidas en la localización de los sismos, frecuencia sísmica y relación

magnitud vs número de estaciones que registraron el sismo. Los autores proponen un

esquema 3D para la geometría del proceso de subducción entre las latitudes de 7°S a 40°S.

Para el Perú, los autores proponen que la subducción se iniciaría, desde la fosa, con un

ángulo de 27°-30° para luego ser continua por debajo del continente mostrando la presencia

de dos tipos de subducción: una subducción subhorizontal presente en la zona Central de

Perú (entre 7°S-16°S) y otra de tipo normal presente en la región Sur de Perú (al Sur de los

16°S).

3.5.7 Tavera y Buforn (1998).

Estos autores proponen un modelo 3D para el proceso de subducción en Perú a partir de una

base de datos extraída del NEIC (National Earthquake Information Center) para el periodo

1960-1995 (mb 5.0). Los autores indican la existencia de dos modos de subducción: una casi

horizontal presentes en las regiones Norte y Centro de Perú con profundidades del orden de

100-120 km y distancias,desde la fosa, de 700 a 500 km respectivamente. En la zona Sur, el

proceso de subducción se mantiene constante con un ángulo de 30° hasta 300 km de

profundidad y distancias desde la fosa de400 km.

Los autores remarcan la heterogeneidad en el modo de subducción, la contorsión de la placa

y las distancias alcanzadas, desde la fosa, por debajo del continente.

Figura 3.6_1:

Modelo de Cahill e Isacks

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4. GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION

Anteriormente, se ha descrito y analizado los diferentes modelos propuestos por diversos

autores para la geometría del proceso de subducción en Perú (Barazangi y Isacks, 1979;

Cahill y Isacks, 1992; Hasegawa y Sacks, 1981; Grange, 1984; Schneider y Sacks, 1987;

Rodríguez y Tavera, 1991; Tavera y Buforn, 1998; Bernal, 2002), todos utilizando diferentes

bases de datos y procedimientos, y aunque los resultados son similares, es necesario,

proponer un nuevo modelo considerando una base de datos homogénea que considere

sismos ocurridos en periodos más recientes.

En general, uno de los procedimientos más utilizados para analizar la geometría del proceso

de subducción, se basa en la observación de la distribución de los sismos recurren a elaborar

diversas secciones verticales en función de la profundidad de los focos sísmicos, ya sean

perpendiculares o paralelas a la línea de fosa. Procedimiento similar se ha seguido para

conocer de manera aproximada la forma de la superficie del contacto de las placas y la

geometría de la placa oceánica a mayor profundidad y distancias por debajo del continente.

Fig. Mapa de Sismicidad debido al choque de placas

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Para tal objetivo, del total de la sismicidad se ha separado los sismos debidos a la

deformación continental, a fin de considerar únicamente los sismos asociados directamente al

proceso de subducción de la placa de Nazca. Seguidamente se ha construido 10 secciones

paralelas y 18 secciones verticales perpendiculares a la línea de fosa, tal como se muestra en

la siguiente figura. Las secciones perpendiculares a la línea de fosa para las regiones Norte y

Centro presentan anchos de 100 km y para la región Sur de 50 km; mientras que, todas las

secciones paralelas a la línea de fosa tienen anchos de 100 km.

Posteriormente, sobre cada sección sísmica se ha trazado una línea media que representa la

tendencia de los sismos. Para las áreas con ausencia de sismos, la tendencia de los mismos

ha sido extrapolada con líneas discontinuas a fin de conseguir reconstruir su posible

tendencia. En el gráfico, se presenta las tendencias medias de la sismicidad para la región

Norte (tendencias 1-3), Centro (tendencias 48) y Sur (tendencias 9-18) de Perú, las mismas

que se describen a continuación.

Fig.Geometría Espacial de la Placa de Nazca,

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Fig. Tres Zonas de Subducción de placas, profundidad y distancia

Horizontal

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Región Norte: Para esta región las tendencias medias de la sismicidad sugieren que la placa

de Nazca subduce siguiendo una pendiente de 25°-30° hasta una profundidad que oscila

entre 100 y 150 km (aumenta de Norte a Sur), para luego continuar de manera casi horizontal

hasta una distancia de 750 km desde la fosa. La tendencia de la placa de Nazca entre 200 y

550 km de distancia desde la fosa, corresponde a una aproximación de la misma (líneas

discontinuas).

Región Centro: Las tendencias medias de la sismicidad para esta región indican que la placa

de Nazca subduce de manera muy similar a la región Norte, pero siguiendo un ángulo medio

de 30° hasta una profundidad de 100 km, a partir de la cual la placa se hace horizontal hasta

una distancia de 750 km en la sección 4 y en el resto de las secciones, en promedio, hasta

500km desde la fosa. Se debe mencionar, que conforme se tienda hacia el extremo Sur, la

placa disminuye su longitud. Entre las distancias de 150 y 400 km, la tendencia de los sismos

ha sido aproximada.

Región Sur: Las tendencias medias de la sismicidad en esta región muestran como la

superficie de contacto entre placas y la forma de la placa de Nazca, cambia de Norte a Sur.

La tendencia de los sismos, según las secciones 9 y 10 es similar a la observada en las

regiones Norte y Centro con la diferencia que, la longitud de la placa en la sección 9

disminuye considerablemente para luego aumentar hasta 450 km en la sección 10.

En gradual aumento en la profundidad de las tendencias de la sismicidad observada entre las

secciones 10 y 14 sugieren que existe un cambio en la geometría de la placa dando lugar a la

contorsión de la misma. En las secciones 14 a 17, la tendencia de los sismos es continua con

un ángulo de 30° que se mantiene constante hasta una profundidad del orden de 250 km y

distancias en superficie de 450 km desde la fosa.

Sobre la sección 18, la sismicidad alcanza una profundidad de 200 km y en superficie su

longitud disminuye hasta 300 km aproximadamente. De acuerdo a los resultados obtenidos,

se puede considerar que la superficie del contacto entre las placas de Nazca y

Sudamericana, y la forma de la placa de Nazca es casi homogénea en las regiones Norte y

Centro de Perú. En estas dos regiones, dicha I. Bernal y H. Tavera 48 Centro Nacional de

Datos Geofísicos / Instituto Geofísico del Perú superficie se inclina con un ángulo de 30°

aproximadamente hasta una profundidad de 150 km, a partir de la cual, la placa de Nazca se

hace casi horizontal hasta distancias de 750 km en la región Norte y de 300-700 km en la

región Central.

En la región Sur, inicialmente la placa de Nazca tiene la misma forma que la ya descrita; sin

embargo, a partir de la sección 10 se observa que la placa comienza a contornearse hacia el

Sur hasta alcanzar una profundidad del orden de 250 km sobre una distancia de 450 km

sobre la superficie. Según lo observado, el área considerada entre las secciones 10 y 14 se

encuentra directamente involucrada en la contorsión de la placa.

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5. FORMACION DE YACIMIENTOS

La tectónica de placas permite explicar la localización los varios tipos de

yacimientos. Estos yacimientos que se pueden originar por su relación con las

distintazonas de las placas litosféricas son: En los bordes constructivos, En los

bordedestructivos, En las zonas de intraplaca. En nuestro caso nos

centraremos en los yacimientos relacionados a los bordes destructivos que

encontramos entre la placa nazca y la placa Sudamericana.

Figura: 5.1_1 tipos de yacimientos

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Figura: 5.1_2 mapa metalogenetico

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6 GLOSARIO GEOLÓGICO

Filón .una veta es un cuerpo tabular, o en forma de lámina, compuesto por minerales que

han sido introducidos en las rocas por una diaclasa o fisura, o por sistemas de diaclasas y

fisuras.

Greisen.-refiere a un tipo de roca y mineralización de origen magmático e hidrotermal.

Ofiolitas -.son asociaciones de rocas ultramáficas, máficas y máfico volcánicas constituyentes de

la corteza y litosfera oceánica que aparecen dispuestas en la corteza continental como

consecuencia de un fenómeno llamado obducción.

Retroarco -.o trasarco es el área de tras de un arco volcánico. En arcos insulares consiste

de una cuenca de retroarco con corteza oceánica y profundidades abisales la cual puede

estar disectada por vestigios de antiguos arcos insulares. Para arcos continentales la región

de retroarco constituye parte de una plataforma continental, que puede estar sobre el nivel

del mar o sumergida formando cuencas oceánicas de escasa profundidad.

7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Churchill Vela Velásquez, (2009) SUBDIVISIÓN DE LA PLACA DE NAZCA EN TRES NUEVAS PLACAS TECTÓNICAS Y SU INCIDENCIA CON LASISMICIDAD PERUANA ACTUAL.

Rodrigo Quispe, Hernando Tavera, Isabel Bernal, GEOMETRIA DE LA PLACA DE NAZCA EN EL BORDE OCCIDENTAL DE SUDAMERICA A PARTIR DE LAS TENDENCIAS MEDIAS DE SISMICIDAD, Boletín de la Sociedad Geologica del Perú, (2003), p. 93-110.

Isabel Bernal, Hernando Tavera, GEODINAMICA, SISMICIDAD Y ENERGÍA SISMICA EN EL PERU, monografía (2012) Instituto Geofísico del Perú.

Apéndice A Título de Apéndice