INSTITUTO GEOFISICO DEL PERU

CENTRO NACIONAL DE DATOS GEOFISICOS

SISMOLOGIA

CARACTERISTICAS DE LA SISMICIDAD

EN LA REGION SUR DE PERU

INFORME DE

PRACTICAS PRE-PROFESIONALES

Realizado por:

YESENIA ISABEL BERNAL ESQUIA

Director: Dr. Hernando Tavera

LIMA - PERU

Abril, 1999

AGRADECIMIENTOS j

Mi agradecimiento al Director del Centro Nacional de Datos Geofísicos-

Sismología del Instituto Geofísico del Perú, Dr. Hernando Tavera por su apoyo y

enseñanzas impartidas. Así mismo, por las criticas recibidas.

A la Sra. Y. Pérez Pacheco, por su apoyo en la elaboración de las figuras del

presente estudio. A la Sra. C. Agüero y a los Srs. H. Salas, S. Rodrigez, P. Huaco y lo.

Vilcapoma, quienes muy amablemente me proporcionaron información para realizar el

presente estudio de practicas pre-profesionales.

Finalmente, mi agradecimiento al Instituto Geofísieo del Perú por proporcionarme

una Beca de Formación Pre-Profesional en el área de Sismología y por ende

permitirme realizar el presente estudio.

2

INDICEj

AGRADECIMIENTOS

INDICE

1.-INTRODUCCION

11.-CARACTERISTICAS TECTONICAS DE LA REGION SUR DE PERU

11.1.-Tectónica

11.1.1.-La Zona Costanera11.1.2.-La Cordillera Occidental11.1.3.-La Zona del Altiplano11.1.4.-La Cordillera Oriental11.1.5.- La Zona Subandina

11.2.- Principales sistemas de fallas

111.-ANALlSIS y EVALUACION DE LA SISMICIDAD EN LA REGION SUR DEPERU

111.1.-Distribución espacial de la actividad sísmica

111.1.1.-Sismos con foco superficial111.1.2.-Sismos con foco intermedio

111.1.3.-Sismos con foco profundo

111.2.-Distribución en profundidad de la actividad sismicidad

111.2.1.-Perfiles sís~icos paralelos a la fosa111.2.2.-Perfiles sísmicos perpendiculares a la fosa

IV.- INTERPRETACION SISMOTECTONICA

V.- CONCLUSIONES

VI.- BIBLlOGRAFIA

ANEXO 1

3

1.- INTRODUCCION

j

La continua evolución de la Tierra, se observa en la producción de nueva

Litosfera en los fondos oceánicos y la perdida de la misma en las zonas de subducción.

El nuevo material formado dentro de las placas permite que estas se movilicen a una

velocidad de 7 a 10 cm.laño (expansión del fondo oceánico). En las zonas de colisión de

placas, una de ellas se introduce bajo la otra, permitiendo que el 'material litosférico

vuelva al interior de la Tierra (Tavera, 1993).

El borde Occidental de América del Sur es una típica zona de colisión de placas,y de los bordes de placa el más activo del mundo desde el punto de vista sismológico. El

Perú forma parte de ella y su actividad sísmica más importante esta asociada al proceso

de subducción de la placa Nazca (oceánica) bajo la placa Sudamericana (continental)"

generando terremotos, de magnitud elevada a diferentes rangos de profundidad.

Algunas veces estos terremotos tienen efectos destructivos en superficie y producen

daños importantes a lo largo de !a costa Peruana (Udias y Mezcua, 1986). Un segundo

tipo de actividad sísmica, es producido por las deformaciones corticales que se

encuentran distribuidas a lo largo de la Cordillera Andina, generando terremotos

menores en magnitud y frecuencia.

La distribución de la sismicidad en Perú, ha sido y es tema de muchos estudios

geofísicos a fin de determin~r la geometría de la subducción haciendo uso de datos

telesísmicos, regionales y locales (Stauder, 1975; Barazangi y Isacks, 1976, 1979;

James, 1978; Hasegawa y Isacks, 1981; Rodríguez y Tavera, 1991; Tavera y Buforn,

1998; Tavera 1998); así mismo para delinear las zonas de mayor deformación superficial

en el continente (Megárd y Philip, 1976; Dorbath et aL, 1986, 1990, 1991; Suárez et aL,

1982; Grange, 1984; Tavera y Buforn, 1998; Tavera, 1998). En la región Sur de Perú las

características más importantes consideran, la distribución de la sismicidad en superficie

y profundidad. La actividad sísmica superficial se distribuye de manera continua entre la

fosa y la línea de costa y dispersa en el interior del continente asociada probablemente

a los sistemas de fallas activas presentes en esta región. En profundidad, la distribución

4

de los sismos muestra que en su extremo NW el ángulo de subducción es de 10° hasta

una profundidad de 100-120 km, a partir de la cual, los sistemas se distribuyen casi

horizontalmente. En el extremo SE, la subducción de la placa de Nazca se realiza con

un ángulo de 30° continuo hasta profundidades de 300 Km aproximadamente. Este

cambio en el modo de la subducción llevó a Barazangi y Isacks (1976); postular la

hipótesis de que la litosfera oceánica se rompía. Estudios posteriores permitieron

observar que en realidad la placa oceánica soportaba una contorsión sobre un ancho de

200 Km aproximadamente (Deza, 1972; Grange et al, 1984; Rodriguez y Tavera, 1991;

Cahill y Isacks, 1993; Tavera y Buforn, 1998).

,

En el presente estudio se realiza el análisis de la distribljción espacial y en

profundidad de la actividad sísmica ocurrida en la región Sur de Perú. Para tal efecto, se

utiliza datos sísmicos contenidos en el catálogo del Nacional Earthquake Information

Center (NEIC), para el period01970-1995 (Mb~4.0). Así mismo, en el presente estudio

se realiza una descripción de las principales características tectónicas y de 'los

principales sistemas de fallas activas en la reg,iónSur de Perú.

Finalmente, en el Anexo 1 se presenta un resumen- de las actividades realizadas

como apoyo al Centro Nacional de Datos Geofísicos, Sismología.

5

11.-CARACTERISTICAS TECTONICAS DE LA REGION SUR DE PERU

ji

11.1.-Tectónica

En el Perú, la Cordillera Andina es un claro ejemplo de cordillera formada como

resultado del proceso de subducción de una placa oceánica bajo la placa continental.

Esta Cordillera se extiende desde Venezuela hasta el Sur de Chile y en el Perú presenta

un ancho que oscila entre 250 Km. en la región Central y 500 Km. en la región Sur.

Desde el punto de vista estructural, la Cordillera Andina puede ser dividida en 5

zonas morfológicas paralelas a la fosa peruano-chileno (Megard and Philip, 1976;.

Marocco, 1978; Dalmayrac et al,1980). De Oeste a Este, en las figuras 1 y 2, se puede

identificar las siguientes unidades:

-. La Zona Costanera (Z.C.)

-. La Cordillera Occidental (C. OC.)

-. La Zona del Altiplano

-. La Cordillera Oriental (C. OR.)

-. La Zona Subandina

A continuación, se describe las principales características de cada una de estasunidades.

11.1.1.- La Zona Costanera (Z.C.)

Esta unidad es una zona delgada de terreno que limita por el Oeste con el litoral

y por el Este con el Batolito-costanero de Norte a Sur. En la región Norte y Centro, ésta

unidad tiene una ancho de 16 a 100 km aproximadamente, la cuál ésta constituido por

plegamientos suaves. En la región Sur su ancho es de 40 a 50 km y básicamente está

formada por basamentos fuertemente plegados.

6

11.1.2.-La Cordillera Occidental (C.OC.)

Se llama Cordillera Occidental a la zona comprendida entre el Batolito-costanero

al Oeste y la Zona del Altiplano al Este. Esta estructura se encuentra bien definida de

Norte a Sur formando una línea de crestas que sobrepasan los 5000 m. de altitud, la

misma que va decreciendo hacía la región Sur. Esta unidad se constituye como el

batolíto plutónico Andino de mayor volumen, continúo desde Venezuela hasta Tierra del

Fuego en Chile, con espesores de 90 a 100 Km. Está unidad esta compuesta

principalmente por rocas volcánicas y plutónicas.

J

11.1.3.- La Zona del Altiplano

La zona del Altiplano se sitúa entre las Cordilleras Occidental al Oeste y Oriental.

al Este y tiene su origen en la región central de Perú a una latitud de 90S

aproximadamente, para extenderse hacia la región Sur hasta Bolivia. En la reg"ión

Central esta unidad tiene un espesor de 10 a 50 km y en el Sur, cerca del Lago Titicaca

de 140 a 200 km. aproximadamente.

Esta unidad tiene una elevación media de 3000 m. y esta formada por una serie

de cuencas intramontañosas y altas mesetas que se prolongan hacia el Altiplano

Boliviano, siendo invadidas por estructuras volcánicas activas del Terciario Superior.

11.1.4.- La Cordillera Oriental (C.OR.)

Esta unidad se localiza en la región Centro y Sur de Perú y limita al Oeste con el

Altiplano y al Este con la zona Subandina. La Cordillera Oriental tiene una elevación de

3700 a 4000 msnm, menor en comparación a la Cordillera Occidental y corresponde

principalmente a un extenso anticlinal.

En la región Norte y Centro, esta unidad tiene un ancho de 70 a 100 Km. En la

región Sur, ésta cordillera se curva en dirección E-W alcanzando su mayor ancho de

160 Km aproximadamente. El vulcanismo andino es prácticamente inexistente en esta

Cordillera.

7

11.1.5.-La Zona Subandina

Esta unidad corresponde al Pie de Monte Amazónico de los Andes, limitando al

Oeste con la Cordillera Oriental y al Este con el escudo brasileño. La zona Subandina

tiene una anchura variable y una gruesa serie continental; la misma que varía de Norte

(10 km.) a Sur (5 km.). Esta unidad presenta terrenos sedimentarios afectados por

pliegues de gran longitud de onda.

jí

Las unidades descritas anteriormente son producto de la subducción de la placa

oceánica bajo la placa continental, proceso que ha originado un progresivo

engrosamiento de la corteza y plegamiento de los sedimentos. La evolución tectónica en

Perú, se ha realizado acompañada de un proceso de deformación que ha generado en

superficie la presencia de importante sistemas de fallas. Estos sistemas, se distribuyen

principalmente en los altos andes y en la zona Subandina de Norte a Sur.

11.2.- Principales sistemas de fallas

Las fallas son producidas por la ruptura de una parte de la corteza, lo que

ocasiona una discontinuidad en la estructura geológica o simplemente un corrimiento

relativo de sus dos partes. Existen tres tipos de fallas en función de su geometría: fallas

normales, inversas y de desplazamiento (Figura 3).

-. Fallas Normales.- Son aquellas en la cual el techo a descendido con relación

al piso. Estas fallas indican alargamiento de la corteza (Figura 3A).

-.Fallas Inversas.- Son fallas en la cual el techo a asciende con relación al piso.

Las fallas inversas indican acortamiento de la corteza terrestre (Figura 38).

-. Fallas de Desplazamiento.- Llamadas también fallas de rumbo, son aquellas

en que el desplazamiento a sido esencialmente paralelo al rumbo de la falla (Figura

3C).

8

a

b

(A)

Figura 3.-Esquema verticalde una fallanormal (A), una fallainversa (8) y de una falla

de desplazamiento (C). En estas figuras, las flechas indican la dirección yel sentido del

movimientode los bloques.Así mismo,a y b indicanel planode falla.

Debido a la estrecha relación existente entre la actívidad sísmica y la tectónica es

que se describe brevemente las principales fallas presentes en la región Sur de Perú

(área de estudio). Sin embargo, debido a que difícilmente se puede delinear el limite

entre las regiones Centro y Sur, se considera en esta descripción algunos sistemas de

fallas de la región Central de Perú según Marocco, (1978); Dalmayrac y Molnar, (1981);

Sebrier et al, (1982) (Figura 4).

-. Falla de Marcona.- Esta falla esta ubicada al NE de San Juan de Marcona,

provincia de Nazca (lea). El movimiento de esta falla es normal y compatible conunaextensión en dirección N-S.

-. Fallas de La Planchada.- Este sistema de fallas se localiza en la provincia de

Islay, departamento de Arequipa y forma parte de éste sistema, la falla de Calaveritas

que se ubica al Oeste de la localidad de la Planchada; en el lugar denominado

Calaveritas y presenta un movimiento transcurrente. La falla de La Planchada Este,

ubicada en La Planchada, siendo su movimientotranscurrente.

9

" a .- b.. J

(B) (C

-.Falla de Chulibaya.- Esta falla se ubica en el departamento de Tacna entre

Locumba y Curibaya, al Este de Mirané y al Sur de Cerros Altos de Chulibaya. El

movimiento de la falla es de tipo normal, con un buzamiento hacia el Sur. j

-. Falla de Huaytapallana.- Esta falla se encuentra localizada al pie de los

nevados de la Cordillera de Huaytapallana (región centro de Perú). Esta Cordillera se

localiza en el extremo Este de la cuenca del Mantaro (Huancayo). Los sismos ocurridos

en el año 1969 han provocado un salto importante de la falla en su extremo Norte y Sur.

El movimiento de esta falla es de tipo inverso y orientado en direc9ión NW-SE con un

buzamiento del orden de 60° y 70° en dirección NE.

-. Falla de Tambomachay.- Esta falla se localiza al Norte de la ciudad del Cuzco

(sistemade fallas del Cuzco),y tiene un rumbode E-Wcon un buzamientode 60°0en

dirección Sur. Esta falla es de tipo normal con salto vertical del orden de 2 a 3 m. La

longitud de esta falla es de 20 km. aproximadamente.

-. Fallas de Ausangate.- Este sistema de fallas se encuentra entre la ciudad de

Ocongate y el macizo de Ausangate (Cuzco) y tienen un rumbo promedio N60oE con

una longitud de unos 20 Km. Su movimiento de esta falla es de tipo normal.

-. Fallas del Alto Vilcanota (Pomacanchi,Yanaoca, Langui-Iayo).-Este

sistema de fallas Corresponde al sistema de fallas del Cuzco, la misma que se

distribuyen sobre 70 km, de longitud al Norte de la laguna Pomacanchi y la laguna

Langui-Iayo. Estas fallas buzan 60° en dirección SW aproximadamente y presentan

movimientos de tipo normal que son compatibles con una extensión N-S.

-. Falla Viscachani.- La falla de Viscachani se encuentra al Este de la localidad

de Ananea y tiene un rumbo E-W con buzamiento hacia el Norte. Su movimiento es de

tipo normal.

10

-. Fallas Huambo-Cabanaconde.- Este sistema se componede dos fallas(Trigal

y Solarpampa) que están ubicadas en Huambo y Cabanaconde, al Norte de los volcanes

Ampato y Sabancaya (provincia de Caylloma). Estas fallas son de tipo normal con

rumbo en dirección E-W y buzan hacia el Sur. )

-Fallas del sistema de Ayacucho.- Estas fallas se ubican al NW de la ciudad

de Ayacucho, frontera con el departamento de Huancavelica, entre los 13°-13.5°S y 74°

-74.5°W. Estas fallas presentan movimientode tipo normal.

11

111.-ANALlSIS y EVALUACION DE LA SISMICIDAD EN LA REGION SUR DE

PERU

jí

El importante índice de sismicidad observada en el borde Occidental del

Continente Sudamericano y la existencia de la fosa Perú-Chile, indican claramente la

presencia de una zona de subducción donde la placa de Nazca (corteza oceánica) se

introduce por debajo de la placa Sudamericana (corteza continental) generando

terremotos de magnitud elevada con relativa frecuencia.

En la región Sur de Perú se han realizado muchos estudios de esta sismicidad

con el fin de determinar la geometría de la subducción y estos trabajos muestran que al

nivel de Perú (Stauder, 1975; James, 1978; Barazangi y Isacks, 1979; Hasegaw~ y

Isacks, 1981; Grange, 1984; Tavera y Bufom, 1998; Tavera, 1998), la geometría de

subducción es diferente en las regiones Norte y Centro del Perú con respecto a la región

Sur, con la posible existencia de una "Zona de Transición" situada entre 13° y 15°S

(Deza, 1972). En esta zona la placa oceánica soportaría una contorsión sobre un ancho

de 200 km aproximadamente; la misma, que coincide con la deflexión de Abancay

(Marocco, 1978).

Hacia el Norte de esta Zona de Transición, la subducción se produce con un

ángulo del orden de 10° a 15° hasta profundidades de 100-120 km. ya partir de la cual,

la placa oceánica continua el proceso de subducción de manera casi horizontal. En la

región Sur de Perú, la subducción presenta un ángulo de inclinación de 30° hasta

profundidades de 300 km. aproximadamente y apartir de la cual la actividad sísmica

prácticamente desaparece.

A continuación, se analiza las principales características de la actividad sísmica

en superficie y en profundidad de la región Sur de Perú, a partir de datos telesísmicos

de la Red Mundial para el periodo de 1970 a 1995 (Boletín del National Earthquake

Information Center, NEIC). A fin de contar con una base de datos homogénea, se

considera únicamente los sismos con magnitudes mayores a 4.0 mb, de debido a que

apartir de esta magnitud los errores en localización y profundidad son menores.

12

111.1.-Distribución espacial de la actividad sísmica

A fin de realizar un análisis detallado de la distribución espacial de la actividad

sísmica en la región Sur del Perú, se ha procedido a clasificar los sismos en función de

la profundidad de su foco. En el presente estudio se ha considerado la siguienteclasificación:

)

-. Sismos con foco superficial:

-. Sismos con foco intermedio:

-. Sismos con foco Profundo:

h~60 Km.

60<h~300 Km.

h>300 Km.

A continuación se realiza la descripción de las principales características de estasismicidad.

111.1.1.- Sismos con foco supeñicial

En la Figura 5 se muestra la distribución de los sismos con foco superficial (h~60

Km); estos sismos se distribuyen principalmente entre la fosa y la costa y probablemente

estén asociados al proceso de subducción de la placa oceánica bajo la placa continental

en sus primeros kilómetros de profundidad.

La sismicidad superficial también se localizan en el interior del continente y ellos

pueden ser relacionados con la deformación tectónica superficial. En la región Centro y

Sur de Perú, esta sismicidad se encuentra distribuida de tal manera que se puede

distinguir su concentración en tres áreas: la primera ubicada en el departamento de

Junín y corresponde probablemente a la falla de Huaytapallana (75°03'W, 11°56'S); la

segunda ubicada en el departamento de Ayacucho sobre el sistema de fallas de

Ayacucho y la tercera se encuentra en la provincia de Caylloma (departamento de

Arequipa), sobre el sistema de fallas de Huambo y Cabanaconde (72°W; 15°40'S). Así

mismo, la actividad sísmica se encuentra distribuida de manera dispersa en el extremo

SE de la región de estudio.

13

111.1.2.- Sismos con foco intermedio

La distribución de los sismos con foco intermedio (60<h<300 km.) se presenta en

la Figura 6. En esta figura, se observa que la mayor concentración de la actividad

sísmica intermedia se encuentra en la parte continental, distribuidos de manera irregular.

Sin embargo, puede definirse cuatro áreas con diferente índice de sismicidad. En el área

A y e se observa una mayor concentración de eventos, el primero abarca las ciudades

de Tacna y la parte SE de Puno y el segundo, la parte Sur de la ciudad de Ayacucho,

parte NW de Puno y en su totalidad las ciudades de Arequipa y Apurimac.

ji

En las áreas B y D se observa una considerable disminución de la actividad

sísmica intermedia; el área B comprende las ciudades de Moquegua y parte central de

Puno y en el área O se encuentra la ciudad de Ica, Huancavelica y parte Norte de

Ayacucho. Así mismo, el área O se localiza próxima a la zona de Transición, la misma

que se caracteriza por presentar una actividad sísmica difusa.

En la parte N-E de la ciudad de Puno y Madre de'Dios, no se observa actividad

sísmica intermedia.

111.1.3.-Sismos con foco profundo

Esta actividad sísmica profunda (h~300 km.) se presenta en la Figura 7 y se

observa que está actividad sísmica se encuentra distribuida mayormente en la parte

Oriental de Perú concentrada en la frontera Perú- Brasil (entre 9° y 11°S) siguiendo un

lineamiento N-S aproximadamente y la segunda en la frontera Perú- Bolivia (entre 13° y

15°S) alineada horizontalmente en dirección E-W.

14

111.2.-Distribución en profundidad de la actividad sísmica

La distribución de la sismicidad en el área de estudio en función de la

profundidad de sus focos, puede ser analizada mediante perfiles de sismicidad paralelos

y perpendiculares a la fosa. Este análisis permitirá definir la zona de contacto entre las

placas de Nazca y Sudamericana y configurar la geometría de la subducción en la

región Sur. Los perfiles de sismicidad paralelos a la fosa se han elaborado de Oeste a

Este y cada uno de ellos tienen un ancho de 50 km. y una longitud de 1030 km,

obteniéndose un total de 12 secciones sísmicas. Los perfiles de sismicidad

perpendiculares a la fosa han sido elaborados de Sur a Norte y tienen un ancho de 50

km. y 1030 km. de longitud, siendo en total 14 secciones (Figura 8 y-9).

I

A continuación, se realiza un análisis de la distribuciónde la sismicidad en cada

una de estas secciones sísmicas.

111.2.1.-Peñiles sísmicos paralelos a la fosa

Estas secciones han sido elaboradas paralelas a la línea de fosa Perú-Chile y

perpendicular a la dirección de convergencia de las placas. Se han obtenido 12 perfiles

trazados de Oeste a Este con un ancho de 50 Km. y un largo de 1030 Km. (Figura 8).

Debido a que en el extremo NE de la zona de estudio, el número de terremotos es

mínimo, se toma el perfil12 con un ancho de 300 km. aproximadamente.

A continuación en la figura 10, se realiza el análisis de los perfiles verticales de

sismicidad de Oeste a Este, según la figura 8.

a) Peñiles1, 2 Y 3: Los perfiles 1 y 2 se localizan cerca de la línea de fosa y

presentan sismos en profundidades menores a 60 km. En el perfil 1, la sismicidad se

concentra a una distancia de 500 y 700 km, desde la línea de referencia (LR1);mientras

que, en el perfil 2 la sismicidad se distribuye homogénea mente a lo largo de todo el

perfil. En el perfil3, la sismicidad alcanza profundidades de 100 km. siguiendo el mismo

alineamiento observado en el perfil2 sin embargo se observa un aumento en el número

de sismos los que llegan a distancias de 900 km. desde LR1.

15

b) Peñiles 4, 5 Y 6: La actividad sísmica en el perfil 4, la sismicidad alcanza

profundidades de 100-150 km. observándose claramente que a partir de una distancia

de 100 km. desde LR1, la sismicidad se distribuye entre profundidades de 50-150 km.,

observándose una mayor aglomeración en el extremo SE del perfil a una profundidad de

100-150 km. En el perfil 5 y 6 la sismicidad sigue el mismo patrón mencionado

anteriormente, pero en el perfil 6 se observa que a partir de una distancia de 420 km.

desde LR1, la sismicidad se concentra entre 100 y 200 km. A una distancia de 600 km.

desde LR1 se observa una acumulación de sismos superficiales que se deben

probablemente a la presencia del sistema de fallas de Huambo y Cabanaconde.

J

e) Perfiles 7,8 y 9: La distribución de la sismicidad en el perfil 7 se observa, que la

sismicidad se distribuye principalmente sobre una profundidad de 100 km. hasta una

distancia de 420 km. desde LR1, a partir de la cual, ésta se distribuye siguiendo una

línea con un ángulo de 30° de inclinación hasta distancias de 680 km. desde LR1, apartir

de esta distancia la sismicidad se distribuye de manera horizontal; mientras que en el

perfil 8 la sismicidad aumenta su ángulo de inclinación a partir de una distancia de 480

km. desde LR1, alcanzando profundidades próximas a 300 km., a una distancia de 820

km. desde LR1. En el perfil 9, la distribución de la sismicidad es muy dispersa y no

muestra ningún patrón definido '.

d). Peñiles 10, 11 Y 12: La sismicidad en el perfil 10 y 11 es muy difusa, sin ningún

patrónde distribución.Enel perfil10se observaunapequeñaaglomeraciónde sismosa

una profundidadde 50 km. que probablementecorrespondaa la sismicidadasociadaa

. la falla Huaytapallana. En el perfil 12 se observa claramente la presencia de actividad

sísmica de carácter profundo entre 550 y 700 Km.; la misma que forma dos grupos, el

primero entre 200-400 Km. desde LR1 y el otro entre 620-900 km. los mismos que

corresponden a la sismicidad observadas en el límite fronterizo entre Perú con Brasil yBolivia.

16

111.2.2.-Peñiles sísmicos perpendiculares a la fosa

Las secciones verticales de sismicidad en función de la profundidad de los focos,

han sido elaboradas perpendicular a la línea de fosa y paralelas a la dirección de

convergencia de placas. Esta información permitirá definir la superficie de contacto de

las placas oceánica y continental y a su vez permitirá configurar la geometría de la

subducción. Se ha elaborado 14 perfiles para la región de estudio, los mismos que se

distribuyen desde la línea de referencia (LR2) con intervalos de 50 km, y con una

longitud de 1,030 km (Figura 9).

"

A continuación en la figura 11, se realizara una análisis de los perfiles verticales de

sismicidad de Sur a Norte, según la figura 9.

a). Perfiles 1, 2 Y 3: En el primer perfil, la sismidad no muestra una tendencia clara

de distribución en función de la profundidad. En el perfil 2, se tiene una distribución

relativamente homogénea, con relación al perfil anterior. En los perfiles 2 y 3, aunque la

distribución de sismicidad es algo dispersa, esta se distribuye en profundidad según

una línea de pendiente próximo a 30° hasta profundidades de 250-300 km. Sin embargo,

en estos perfiles se observa ausencia de sismos a profundidades menores a 50 km.

aproximadamente.

b). Perfiles 4 y 5: En estos dos perfiles se observar cierta dispersión de los datos

sísmicos; sin embargo la sismicidad se distribuye en profundidad según una línea con

pendiente de 30° hasta profundidades de 250 km. se observa dispersión de la

sismicidad probablemente se deba ha errores en el calculo de la profundidad del foco

(datos de la red mundial). Así mismo, en el perfil 4 se observa una concentración de

sismos entre 200-250 km.

e). Perfil 6: La sismicidad se distribuye con un patrón similar a las anteriores

secciones verticales pero con un cambio en la tendencia de los sismos a la profundidad

de 200 km, a partir de la cual los sismos tienden a distribuirse de manera casi

horizontalmente. Así mismo, se observa la presencia de sismos superficiales una

17

distancia de 400 km. con respecto a LR2, los mismos que se distribuyen de manera

dispersa y que probablemente correspondan al sistema de fallas de Huambo yCabanaconde.

¡!

d). Perfiles 7 Y 8, 9: En estos perfiles se observa un aumento, considerable del

número de eventos sísmicos. Los sismos se distribuyen a partir de la línea de fosa con

un ángulo de inclinación de 300 hasta una profundidad de 150 km. a partir de la cual, la

sismicidad tiende a un alineamiento subhorizontal. En los perfiles 8 y 9, la tendencia de

la sismicidad es la misma que en el perfil 7, pero la distribución horizontal disminuye en

profundidad siendo esta del orden de 140 km. en el perfil 8 y de aproximadamente 100

km. en el perfil 9. En los tres perfiles, la sismicidad alcanza distancias de 450 km.

aproximadamente con respecto a la línea de referencia (LR2).

e). Perfil 10: En este perfil la distribución de la sismicidad es similar a lo ya

observado anteriormente, sin embargo, el número de sismos aumenta a distancias

mayores de 250 km. desde LR2.

f). Perfil 11 y 12: En ambos perfiles se observa una disminución importante del

número de eventos sísmicos, pero los restantes aunque de manera muy dispersa,

presentan una distribución similar que lo observado anteriormente. Debido a la

dispersión de los sismos, no se puede definir el ángulo de subducción, aunque

groseramente se nota la misma tendencia que los perfiles anteriores.

g). Perfiles 13 y 14: En estos perfiles, se observa que los sismos en menor número

se distribuyen siguiendo el mismo patrón descrito en los perfiles 10 Y 11, pero la

profundidad máxima es del orden de 100 km; En el perfil 13 a una distancia de 30crkm.

aproximadamente respecto a la LR2 se puede observar un agrupamiento de sismos

superficiales que corresponden probablemente al sistema de fallas de Ayacucho. En el

perfil 14 se observa un segundo agrupamiento de sismos superficiales a una distancia

de 400 km. aproximadamente respecto a la LR2, la misma que correspondería a la falla

Huaytapallana.

18

IV.- INTERPRET ACION SISMOTECTONICA

J

El extremo Oeste de América del Sur se constituye como una de las zonas

sísmicas más importante del mundo y casi el 90%de la actividad sísmica presente en

esta región está relacionada con el proceso de subducción de la corteza oceánica (placa

de Nazca) bajo la corteza continental (placa Sudamericana) y un 10% correspondería a

la sismicidad generada por los grandes sistemas de fallas en el interior del continente.

El proceso de subducción en Perú genera la ocurrencia de terremotos de

magnitud elevada a diversas profundidades. Utilizando los datos de la Red Sísmica

Mundial (NEIC) para el periodo de 1970-1995, se ha analizado la distribución superficial

y en profundidad, de la sismicidad; así mismo, se ha determinado la probable

configuración de la geometría del proceso de subducción en la región Sur del Perú.

La actividad sísmica superficial se distribuye entre la fosa y la línea de costa y de

manera dispersa en el interior del Continente. Esta ultima sismicidad, es el resultado de

los procesos de deformación superficial generados por el proceso de compresión de las

placas. Esta actividad sísmica se distribuye paralela a los principales sistemas de fallas

presentes en la zona andina y subandina. La actividad sísmica intermedia se distribuye

en el interior del continente en mayor número, hasta distancias de 400 km. desde la

fosa. Sin embargo, el número de sismos se disminuye en el extremo NW del área de

estudio.

Los resultados obtenidos de la distribución en profundidad de los sismos, permite

identificar en el extremo NW del área de estudio, una zona de subducción que se inicia

con un ángulo de inclinación del orden de 15 a 200hasta profundidades de 100-120 km,

a partir de la cual, se hace horizontal hasta distancias de 400 km, desde la fosa. Al SE

del área de estudio, la subducción es del tipo normal; es decir, una subducción que tiene

un ángulo de 300 de inclinación y se mantiene constante hasta una profundidad del

orden de 300 km. Esta distribución de los sismos presenta similares características a las

descritas por otros autores utilizando datos regionales y telesísmicos (Barazangi y

19

Isacks 1976; Stauder 1975; Grange et al. 1984; Rodriguez y Tavera 1991; Tavera y

Buforn 1998). El cambio en la distribución de la sismicidad se localiza en la zona

denominada "Zona de Transición" (Deza, 1969).

La variación en el ángulo de la subducción, coincide con el cambio en la

topografía de la Cordillera Andina. Un elemento estructural muy importante que puede

ser el causante de todos estos cambios, lo constituye la Dorsal de Nazca.

j

A partir de las tendencias medias de la sismicidad observada en los perfiles

paralelos y perpendiculares a la Fosa, se ha elaborado el esquema de la Figura 11 en

donde se observa como la forma del contacto de placas o geometrí~ cambia de manera

clara de Norte a Sur. Aquí la Zona de Transición se localiza entre los perfiles 6 y 8,

observándose que la placa oceánica se contorsiona sobre un área de aproximadamente

de 200 km. de ancho, tal como lo señala Cahill y Isacks (1992); Tavera y Buforn (1998);

Tavera (1998) y no a una ruptura de la placa como sugirió Barazangi y Isacks. (1976).'

20

V.- CONCLUSIONES

)

A partir del análisis de la distribución espacial y en profundidad, de la actividad

sísmica de la región Sur, se ha llegado a las siguientes conclusiones:

1.-La actividad sísmica superficial (hs60 km.) se distribuye entre I~ fosa y la línea de

costa y estaría asociada al proceso de subducción a niveles superficiales. Así mismo,

un grupo importante de sismicidad se localiza en el interior del continente, los mismos

que probablemente estarían asociados los sistemas de fallas reactivadas durante el

Cuaternario y localizados en la zona Subandina y en los altos de la Cordillera Andina.

2.-La actividad sísmica intermedia (60< hs300 km.), estar¡a asociada al contacto de las

placas oceánica y continental, permitiendo configurar la geometría del proceso de

subducción hasta una profundidad de 300 km.

3.-La distribución de los focos en los perfiles paralelos a la línea de fosa, muestran que

la sismicidad aumenta en profundidad hacia el interior del continente. En el extremo

NW del área de estudio esta profundidad no es mayor a 150 km, mientras que, en el

extremo SE llega a profundidades de 300 km. Así mismo a una distancia de 480 km.

desde el nivel de referencia, se observa que la sismicidad se distribuye en

profundidad siguiendo un alineamiento con 300de inclinación, la misma que

probablemente este asociada a contorsión de la placa oceánica.

4.-En los perfiles de las secciones perpendiculares a la línea de fosa, los focos de los

sismos muestran que el proceso de subducción puede ser dividido en dos zonas: la

primera localizada en el extremo NW, muestra que la sismicidad se distribuye en

profundidad con un ángulo de 20°- 25 ° hasta 100-150 km. de profundidad para luego

21

hacerse horizontal hasta una distancia de 600 km. con respecto a la línea de

referencia. En el extremo SE, la sismicidad sigue una pendiente de 30° hasta

profundidades de 300 Km aproximadamente. Esta sismicidad alcanza una distancia

de 450 Km con respecto a la línea de referencia.jí

S.-El cambio en el modo de la geometría de la subducción se localiza entre las latitudes

de 14° a 16°Sur (perfiles 6-8), y la contorción de la placa se realizaría sobre una zona

con un ancho de 200 Km aproximadamente. Esta zona denominada "Zona de

Transición" se sitúa en superficie, entre las ciudades de Cuzco al Este y Andahuaylasal Oeste.

6.-La contorsión de la placa entre la zona Centro y Sur de Perú, podría ser debido a la

llegada de la Dorsal de Nazca a la zona de subducción, cuya colisión con la placa

Sudamericana habría permitido un proceso orogénico muy complejo que dio origen, a

una topografía accidentada en el continente, acompañada de importante actividad

volcánica en la región Sur de Perú.

22

VI.- BIBLlOGRAFIA

Barazangi, M. And Isacks, B., (1976). Spatial distribution of earthquakes and

subduction of the Nazca plata beneath América: Geology, 4, 686-692.

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Udias, A. Y Mezcua, J., (1986). Fundamentos de geofísica. Primera Edición, UCM.

Madrid, 419 pp.

24

ANEXO 1,

Durante el desarrollo del presente estudio, se ha realizado en el Centro Nacional de

Datos Geofísicos .. Sismología, las siguientes tareas:

.1.- Apoyo en el proceso de elaboración del Catálogo Sísmico

.2.- Lectura de la duración del registro de terremotos ocurridos en Perú para los años de

1993-1995 en las estaciones de NNA, QUI, SCH, GUA, CAM Y PAR. Esta información

fue utilizada para el cálculo de la magnitud.

.3.- Implementación de la base de datos de terremotos ocurridos en el año 1985.

25

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Figura 1 .- Unidades estructurales de Perú (Tavera y Buforn, 1998)Z.C.= Zona Costera, C.Oc. = Cordillera Occidental, Altiplano, c.Or = CordilleraOriental y la Zona Subandina. Las flechas indican la dirección de la convergenciasegún Minster y Jordán (1978). La topografia viene indicada por el color de fondo.

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'.¡'igora4 .- Distribución de los principales sistemas de falla en la Regién Sur del Perú~con su respectiva orientación del plano de falla. La flecha indica la direcciónde convergencia de las placas según Mister y Jordan (1978).

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Figura 7 .-Sismicidad con foco profundo ocurrida en la región Sur -de Perú, para el periodo 1970 - 1995,mb ~ 4.0 (NEIC).

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Figura 8,,- Sismicidad ocurre en la 'región Sur de Perú, para el periodo 1970 -1995, mb ~ 4.0 (NEIC). Se indica lasdiferentes: áreascol!respondierttes a las secciones verticales, paralelas a la fosa.

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Figura 12.- Esquema que muestra las formas de subducción en la Región Surde Perú, construido en función de la distribución de la sismicidaden profundidad según los perfiles 1 - 14 de la figura 10.

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