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F u n d a d a e n 1 9 6 2 S O C I E D A D G E O L O G I C A D E C H I L E la serena octubre 2015 632 Geomorfología y sedimentología del curso inferior del Río Copiapó, Región de Atacama, Chile. Nicoll Castillo*, Albert Cabré, Karl Riveros y Manuel Abad. Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, Universidad de Atacama, Copayapu 485, Copiapó, Chile. * email: [email protected] Resumen. Seis niveles de terrazas marinas se han preservado en el curso inferior del Río Copiapó, generadas por el efecto combinado entre glacio- eustatismo y alzamiento tectónico. Estas terrazas fueron correlacionadas con geoformas preservadas al norte y sur del área de estudio, correspondientes a los últimos estadios isotópicos marinos (5c al 11). Se proponen edades estimativas para cada superficie. La tectónica es el factor que controla la irregularidad del basamento Mesozoico sobre el que se depositan las unidades sedimentarias del Neógeno y Cuaternario. Estas unidades además fueron incididas por el cauce del Río Copiapó formándose sucesivos niveles de terrazas fluviales. Palabras Claves: terrazas marinas, Río Copiapó, glacio- eustatismo, tectónica, terrazas fluviales. 1 Introducción En la desembocadura del río Copiapó se han desarrollado y preservado depósitos sedimentarios y geoformas que registran los procesos fluviales y marinos que han operado en el sector. Estos procesos están controlados por el efecto combinado del clima, la tectónica y los cambios glacio-eustáticos ocurridos durante el Mioceno medio-Cuaternario (e.g. Marquardt et al., 2000). En esta contribución se presenta un estudio acerca de la naturaleza y distribución espacial de las terrazas marinas y fluviales presentes en el curso inferior del Río Copiapó. Asimismo, se detallan las características sedimentológicas de los depósitos sobre los cuales están labradas. Finalmente, en base a correlaciones altitudinales se proponen edades estimativas para algunas terrazas. 2 Metodología Se elaboró un mapa geomorfológico a escala 1:25.000 sobre una imagen satelital Landsat 7 (ETM+) procesada en el programa Erdas 9.1. Las altitudes de las terrazas fueron medidas con un GPS Garmin Etrex 30, con un error promedio de ± 3 metros. A cada terraza se le asignó una sigla considerando su génesis; las de origen marino fueron nombradas con la letra “M”, mientras que a las fluviales se les asignó la letra “F”. Luego se enumeraron crecientemente desde la más alta a la más baja (ej. M1 es la terraza de origen marino más alta y M6 la más baja). Las terrazas se correlacionaron altitudinalmente con geoformas marinas cercanas, con el fin de asociarlas con los eventos glacio-eustáticos de la zona árida y semi- árida del norte de Chile. Para caracterizar los depósitos sedimentarios se levantaron 6 columnas sedimentológicas. También se realizaron 3 perfiles morfoestratigráficos transversales al cauce actual del río para conocer la relación temporal y espacial entre las terrazas y los depósitos sedimentarios. Las edades de los depósitos marinos fueron estimadas en base al reconocimiento de taxones no reelaborados e indicativos de los periodos Cuaternario o Neógeno. 3 Resultados 3.1 Geometría y distribución de terrazas Las terrazas marinas en el curso inferior del Río Copiapó se extienden longitudinalmente hasta aproximadamente 11 kilómetros hacia el interior del continente. Estas geoformas presentan escarpes paralelos a la línea de costa actual. Están labradas sobre depósitos sedimentarios de origen marino, que generalmente presentan una cobertura de gravas continentales de escasa potencia (terrazas M1, M2, M3, M4, M5 y M6) (figura 1). No obstante, en algunos sectores las terrazas estas labradas directamente sobre el basamento cristalino (terrazas M2, M3 y M4) (figura 2) desarrollando plataformas de abrasión marina. Las terrazas fluviales, se preservan en toda el área de estudio, presentan morfologías paralelas al cauce actual del río. Aquellas localizadas al este del área evidencian una mayor extensión areal respecto a las presentes en el sector de la desembocadura (figura 3). Gran parte de estas terrazas están labradas sobre depósitos sedimentarios continentales (terrazas F2, F3, desde F5 hasta F15, F17 y FR). No obstante, en la desembocadura, algunas de estas geoformas se encuentran labradas directamente sobre el basamento cristalino (terrazas F1, F4, F16 y F18) y en ocasiones, están encajadas en terrazas marinas de mayores altitudes (figura 4).
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Fundada en 1962
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IEDA
D GEOLOGICA DE CH
ILE
la serena octubre 2015
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Geomorfología y sedimentología del curso inferior del Río Copiapó, Región de Atacama, Chile.
Nicoll Castillo*, Albert Cabré, Karl Riveros y Manuel Abad. Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, Universidad de Atacama, Copayapu 485, Copiapó, Chile. * email: [email protected] Resumen. Seis niveles de terrazas marinas se han preservado en el curso inferior del Río Copiapó, generadas por el efecto combinado entre glacio-eustatismo y alzamiento tectónico. Estas terrazas fueron correlacionadas con geoformas preservadas al norte y sur del área de estudio, correspondientes a los últimos estadios isotópicos marinos (5c al 11). Se proponen edades estimativas para cada superficie. La tectónica es el factor que controla la irregularidad del basamento Mesozoico sobre el que se depositan las unidades sedimentarias del Neógeno y Cuaternario. Estas unidades además fueron incididas por el cauce del Río Copiapó formándose sucesivos niveles de terrazas fluviales. Palabras Claves: terrazas marinas, Río Copiapó, glacio-eustatismo, tectónica, terrazas fluviales. 1 Introducción En la desembocadura del río Copiapó se han desarrollado y preservado depósitos sedimentarios y geoformas que registran los procesos fluviales y marinos que han operado en el sector. Estos procesos están controlados por el efecto combinado del clima, la tectónica y los cambios glacio-eustáticos ocurridos durante el Mioceno medio-Cuaternario (e.g. Marquardt et al., 2000). En esta contribución se presenta un estudio acerca de la naturaleza y distribución espacial de las terrazas marinas y fluviales presentes en el curso inferior del Río Copiapó. Asimismo, se detallan las características sedimentológicas de los depósitos sobre los cuales están labradas. Finalmente, en base a correlaciones altitudinales se proponen edades estimativas para algunas terrazas. 2 Metodología Se elaboró un mapa geomorfológico a escala 1:25.000 sobre una imagen satelital Landsat 7 (ETM+) procesada en el programa Erdas 9.1. Las altitudes de las terrazas fueron medidas con un GPS Garmin Etrex 30, con un error promedio de ± 3 metros. A cada terraza se le asignó una sigla considerando su génesis; las de origen marino fueron nombradas con la letra “M”, mientras que a las
fluviales se les asignó la letra “F”. Luego se enumeraron crecientemente desde la más alta a la más baja (ej. M1 es la terraza de origen marino más alta y M6 la más baja). Las terrazas se correlacionaron altitudinalmente con geoformas marinas cercanas, con el fin de asociarlas con los eventos glacio-eustáticos de la zona árida y semi-árida del norte de Chile. Para caracterizar los depósitos sedimentarios se levantaron 6 columnas sedimentológicas. También se realizaron 3 perfiles morfoestratigráficos transversales al cauce actual del río para conocer la relación temporal y espacial entre las terrazas y los depósitos sedimentarios. Las edades de los depósitos marinos fueron estimadas en base al reconocimiento de taxones no reelaborados e indicativos de los periodos Cuaternario o Neógeno. 3 Resultados 3.1 Geometría y distribución de terrazas Las terrazas marinas en el curso inferior del Río Copiapó se extienden longitudinalmente hasta aproximadamente 11 kilómetros hacia el interior del continente. Estas geoformas presentan escarpes paralelos a la línea de costa actual. Están labradas sobre depósitos sedimentarios de origen marino, que generalmente presentan una cobertura de gravas continentales de escasa potencia (terrazas M1, M2, M3, M4, M5 y M6) (figura 1). No obstante, en algunos sectores las terrazas estas labradas directamente sobre el basamento cristalino (terrazas M2, M3 y M4) (figura 2) desarrollando plataformas de abrasión marina. Las terrazas fluviales, se preservan en toda el área de estudio, presentan morfologías paralelas al cauce actual del río. Aquellas localizadas al este del área evidencian una mayor extensión areal respecto a las presentes en el sector de la desembocadura (figura 3). Gran parte de estas terrazas están labradas sobre depósitos sedimentarios continentales (terrazas F2, F3, desde F5 hasta F15, F17 y FR). No obstante, en la desembocadura, algunas de estas geoformas se encuentran labradas directamente sobre el basamento cristalino (terrazas F1, F4, F16 y F18) y en ocasiones, están encajadas en terrazas marinas de mayores altitudes (figura 4).
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AT 3 geología del cuaternario y cambio climático
3.2 Sedimentología de los depósitos Las terrazas marinas están labradas sobre coquinas arenosas con estratificación cruzada plana y en artesa, arenas bioclásticas y limos carbonatados. Estos depósitos sobreyacen mediante no conformidad al basamento cristalino y, a su vez, infrayacen mediante discordancia erosiva a gravas masivas (figura 5). Las terrazas fluviales hacia el interior del continente se desarrollan directamente sobre depósitos continentales compuestos por gravas masivas, de consolidación variable, con clastos redondeados y angulosos, conglomerados imbricados y limos semi-consolidados (figura 6). Estos depósitos en el margen derecho del cauce actual están parcialmente cubiertos por depósitos eólicos. En la base de los depósitos fluviales se presentan paleo-canales con bases irregulares sobre los cuales se observan conglomerados y gravas masivas, con clastos de tamaños variables entre 20 y 70 centímetros (figura 7). Se observa en ellos estratificación horizontal e inclinada difusa y superficies erosivas internas pronunciadas. Estos paleo-canales presentan geometrías simétricas en perfil y una baja razón anchura/espesor y sinuosidad baja.
4 Discusiones
Por el efecto combinado del eustatismo y la tectónica, se han desarrollado y preservado terrazas marinas con escarpes cóncavos y paralelos a la actual línea de costa (figura 3). Estas morfologías son típicas de sistemas litorales de playas progradantes (Hesp et al., 2004), que se habrían desarrollado durante los últimos interglaciares. Estas geoformas se correlacionan altitudinalmente con terrazas preservadas en Caldera, Bahía Inglesa (Marquardt, 2004) y Valle del Huasco (Riveros, 2008), lo que permite estimar edades relativas (tabla 1).
Las terrazas marinas están labradas principalmente sobre depósitos sedimentarios de origen marino de la Formación Bahía Inglesa de edad Mioceno medio-Plioceno inferior; (Marquardt et al., 2000a), actuando como sustrato para estas geoformas. Estos depósitos están sobreyacidos por gravas masivas correlacionables con las Gravas del Copiapó, de edad Mioceno-Plioceno (Guzmán et al., 2000). Según esto, las terrazas marinas se clasifican como agradacionales. Cuando las terrazas están labradas directamente sobre el basamento, estas formas se clasifican como erosivas y estarían asociadas a una baja tasa de sedimentación de los sistemas litorales durante las etapas de regresión marina (figura 3).
Según la geometría de los paleo-canales, y las
características de sus superficies erosivas, el sistema fluvial se clasifica como de tipo trenzado (Cotter, 1978). Estos sistemas fluviales desarrollan cargas tractiva de gravas y un comportamiento estacional, con alternancias entre lluvias torrenciales y periodos de sequías muy prolongadas (Arche, 1988). Las terrazas fluviales desarrolladas sobre unidades continentales corresponden a superficies agradacionales relacionadas a elevadas tasas de sedimentación fluvial. Por el contrario las geoformas labradas directamente sobre el basamento o aquellas originadas por la denudación de geoformas más antiguas, indican que el sistema fluvial fue predominantemente erosivo. La ocurrencia de terrazas fluviales dispares indicaría que el sistema fluvial centró su acción erosiva solo en uno de los márgenes del cauce, lo que podría estar asociado a diferencias en la competencia del sustrato o basculamientos tectónicos transversales al cauce (figura 8). Las relaciones geométricas entre las terrazas marinas y fluviales, sugiere que, estas últimas son más recientes que las primeras. No obstante no se han determinado edades absolutas para estas superficies. Agradecimientos Se agradece al proyecto DIUDA 22259 otorgado por la Dirección de Investigación y Postgrado de la Universidad de Atacama. Referencias Arche, A. 1988. Sedimentología (volumen 1). Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, España 541p. Arévalo, C. (2005). Carta Copiapó: Región de Atacama. Servicio Nacional de Geología y Minería, carta geológica de chile, serie geología básica, No. 91,53., 1 mapa escala 1:100.000. Cotter, E., 1978, The evolution of fluvial style, with special reference to the Central Appalachian Paleozoic, in Miall, A.D., ed., Fluvial Sedimentology: Canadian Society of Petroleum Geologists, Memoir 5, p. 361–383. Guzmán, N.; Marquardt, C.; Ortlieb, L.; y frassinetti, D. 2000. La malacofauna neógena y cuaternaria del área de Caldera (27º-28º S): Especies y rasgos bioestratigráficos, IX congreso geológico chileno, Puerto Varas, Chile. Marquardt, C, Lavenu, A. y Ortlieb, L. 2004. Coastal neotectonics in Soutjern Central Andes: uplift and deformation of marine terraces in Northern Chile (27°S). Hesp, P; Dillenburg, S; Barboza, E; Tomazelli, L; Ayup-Zouain, R, Esteves, L; Gruber, N; Toldo-Jr, E; Tabajara, L; Clerot, L. 2005. Beach ridges, foredunes or transgressive dunefields? Definitions and an examination of the Torres to Tramandaí barrier system, Southern Brazil. Annals of the Brazilian Academy of Sciences. Vol 3, p. 493-508. Riveros, K. 2008. Morfoestratigrafía de los depósitos fluviomarinos
Neógeno-Cuaternarios del curso inferior y medio del río Huasco: Importancia relativa de los factores eustáticos,tectónicos y climáticos. Memoria de Título, Universidad Católica del Norte, Departamento de Geología: 82 p.
Figura 1. Secuencia de materiales marinos sobre los cuales están labradas las terrazas marinas en la zona de la desembocadura del río Copiapó
Figura 2. Caso particular de terraza marina erosiva, labrada directamente sobre el basamento. Sector desembocadura Río Copiapó.
Figura 3. Mapa geomorfológico del curso inferior del Río Copiapó que muestra las terrazas fluviales y marinas con sus respectivas distribuciones areales, escarpes y relaciones geométricas entre ellas.
Figura 4. Perfil morfoestratigráfico que evidencia la relación de los depósitos sobre los cuales se desarrollan algunas terrazas. Se observa como la terraza erosiva F13 está encajada en la terraza M2.
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ST 9 MORFOESTRATIGRAFÍA, GEOMORFOLOGÍA, HIDROGEOLOGÍA Y GLACIOLOGÍA
Neógeno-Cuaternarios del curso inferior y medio del río Huasco: Importancia relativa de los factores eustáticos,tectónicos y climáticos. Memoria de Título, Universidad Católica del Norte, Departamento de Geología: 82 p.
Figura 1. Secuencia de materiales marinos sobre los cuales están labradas las terrazas marinas en la zona de la desembocadura del río Copiapó
Figura 2. Caso particular de terraza marina erosiva, labrada directamente sobre el basamento. Sector desembocadura Río Copiapó.
Figura 3. Mapa geomorfológico del curso inferior del Río Copiapó que muestra las terrazas fluviales y marinas con sus respectivas distribuciones areales, escarpes y relaciones geométricas entre ellas.
Figura 4. Perfil morfoestratigráfico que evidencia la relación de los depósitos sobre los cuales se desarrollan algunas terrazas. Se observa como la terraza erosiva F13 está encajada en la terraza M2.
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Neógeno-Cuaternarios del curso inferior y medio del río Huasco: Importancia relativa de los factores eustáticos,tectónicos y climáticos. Memoria de Título, Universidad Católica del Norte, Departamento de Geología: 82 p.
Figura 1. Secuencia de materiales marinos sobre los cuales están labradas las terrazas marinas en la zona de la desembocadura del río Copiapó
Figura 2. Caso particular de terraza marina erosiva, labrada directamente sobre el basamento. Sector desembocadura Río Copiapó.
Figura 3. Mapa geomorfológico del curso inferior del Río Copiapó que muestra las terrazas fluviales y marinas con sus respectivas distribuciones areales, escarpes y relaciones geométricas entre ellas.
Figura 4. Perfil morfoestratigráfico que evidencia la relación de los depósitos sobre los cuales se desarrollan algunas terrazas. Se observa como la terraza erosiva F13 está encajada en la terraza M2.
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Neógeno-Cuaternarios del curso inferior y medio del río Huasco: Importancia relativa de los factores eustáticos,tectónicos y climáticos. Memoria de Título, Universidad Católica del Norte, Departamento de Geología: 82 p.
Figura 1. Secuencia de materiales marinos sobre los cuales están labradas las terrazas marinas en la zona de la desembocadura del río Copiapó
Figura 2. Caso particular de terraza marina erosiva, labrada directamente sobre el basamento. Sector desembocadura Río Copiapó.
Figura 3. Mapa geomorfológico del curso inferior del Río Copiapó que muestra las terrazas fluviales y marinas con sus respectivas distribuciones areales, escarpes y relaciones geométricas entre ellas.
Figura 4. Perfil morfoestratigráfico que evidencia la relación de los depósitos sobre los cuales se desarrollan algunas terrazas. Se observa como la terraza erosiva F13 está encajada en la terraza M2.
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AT 3 geología del cuaternario y cambio climático
Terras marinas Cota topográfica MIS Edad M1 120 +/- 5 m.s.n.m. 11 400 +/- 30 ka M2 105 +/- 5 m.s.n.m. 9e 330 ka M3 96 +/- 5 m.s.n.m. 9a 300 ka M4 71 +/- 5 m.s.n.m. 7 210 +/- 10 ka M5 52 +/- 5 m.s.n.m. 5e 125 ka M6 25 +/- 5 m.s.n.m. 5c 105 ka
Figura 5. Columna sedimentológica que detalla los depósitos sedimentarios sobre los cuales se desarrollan algunas terrazas marinas del área de estudio.
Figura 6. Columna sedimentológica que detalla los depósitos sedimentarios sobre los cuales están labradas algunas terrazas fluviales en el sector este del área de estudio
Tabla 1. Terrazas marinas con sus respectivas cotas topográficas, propuesta de asociación con los últimos estadios isotópicos marinos y sus respectivas edades asignadas a cada una de ellas.
Figura 8. Perfil morfoestratigráfico que muestra los depósitos sedimentarios de origen marino que actúan como sustrato para la formación de terrazas. Obsérvese la relación entre terrazas marinas y fluviales, siendo estas últimas dispares, patrón repetitivo en la zona de la desembocadura del Río Copiapó.
Figura 7. Paleo-canal observado en la zona de la desembocadura. A través de él se puede deducir, según clasificación de canales, las características del sistema fluvial, de tipo trenzado.
