GEOLOGÍA Y TECTÓNICA DEL ALTIPLANO CHILENO
REYNALDO CHARRIE y NELSÓN MUÑOZ

DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA, FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS, UNIVERSIDAD DE CHILE, CASILLA 13518, CORREO 21, SANTIAGO, CHILE.

SOCIEDAD INTERNACIONAL PETROLERA S.A. (SIPETROL), CASILLA 123, CORREO 35, LAS CONDES, SANTIAGO, CHILE.


RESUMEN


El origen del Altiplano, en los Andes Centrales, es uno de los problemas más interesantes de la formación de los Andes. Se presenta una descripción de la evolución geológica y tectónica del Altiplano chileno y se discute el significado, para comprender su alzamiento, de un sistema de fallas inversas con vergencia al Oeste, detectado en el borde occidental del Altiplano chileno. Las rocas más antiguas de la región corresponden al Complejo Metamórfico de Belén, datado en 1.000 Ma. El Triásico Superior - Neocomiano se caracteriza por el desarrollo del arco magmático de La Negra y la cuenca de trasarco de Perú-Chile, cuyo depocentro se encontraría bajo el Altiplano occidental. La Inversión de la cuenca en el Neocomiano superior produjo la emersión definitiva de la región y desarrolló una faja plegada y corrida con vergencia oriental. Esta faja fue cubierta en el Cretácico Superior por depósitos de otro arco volcánico (Fm. Panjuacha), al Este del anterior, que se correlaciona con el arco de Quebrada Mala, en Antofagasta. En el Paleogeno superior se habría desarrollado una extensa cuenca sedimentaria que dió origen a las Fms. Putani y Chucal, de carácter fluvio-lacustre. Sobre estas unidades se depositaron, en el Mioceno Inferior, las potentes y extensas Ignimbritas de la Fm. Oxaya y la Fm. Lupica. Un evento compresivo del Mioceno Medio a Superior en el borde Oeste del Altiplano, al norte de 199 30' lat. S. provocó el corrimiento con vergencia al Oeste de las rocas precámbricas y jurásicas sobre las Fms. Oxaya y Lupica. Sobre estas unidades se desarrolló el arco volcánico actual y la cuenca en extensión de la pliocénica Fm. Lauca. La existencia de una faja plegada y corrida con vergencia al Este en el borde oriental del Altiplano, conocida previamente, y de un sistema de fallas inversas con vergencia opuesta en el borde occidental, recientemente detectado, pone en evidencia que este bloque es una estructura compresiva y permite proponer que el alzamiento del Altiplano tuvo un control fundamentalmente estructural. La superficie altiplánica se habría nivelado por procesos de erosión y rellenó; tanto sedimentario como volcánico, de una región deprimida formada entre la Cordillera Oriental, por un lado, y la Cordillera Occidental volcánica y el alzamiento provocado por el sistema de fallas inversas con vergencia al Oeste del borde occidental del Altiplano, por el otro.

ABSTRACT

The origin of the near 4,000 m high Altiplano plateau, located in the Central Andes, represents one of the most interesting mountain building problems of the Andean range. This article presents a decription of the geology and tectonic evolution of the chilean Altiplano and discusses the significance for the uplift of the plateau of a westvergent thrust system located along its west margin. The oldest rocks in this region form the 1,000 Me old Belén Metamorphic Complex. The late Triassic lo Neocomian evolution is characterized by the development of the La Negra volcanic arc and the Perú-Chile backarc basin, with a depocenter located below the western Altiplano. The inversion of the basin in the late Neocomian produced a definite emersion of the region and developed en eastvergent thrust and fold belt. In the late Cretaceous this belt was unconformably covered by the deposits of a new volcanic arc (Panjuacha Fm.), shifted lo the east of the former La Negra arc, and correlated to the Quebrada Mala arc in the Antofagasta region. During the Paleogene a new volcanic activity and associated basins were developed. Here the fluvio-lacustrine Putani and Chucal Fms. were deposited. These units were covered by the extensive flat-lying, ignimbritic early Miocene Oxaya and the Lupica Fms. A Middle to late Miocene compressive event caused along the west margin of the Altiplano, north of 19° 30' South latitude, the westvergent thrusting of the Oxaya and Lupica, Fms. by pre-Cambrian and Jurassic rocks. On top of this units developed the Present volcanic arc (Western Cordillera) and the Pliocene Lauca Fm. extensional basin. The existence of the previously known eastvergent thrust and fold belt on the east side of the Altiplano, in Bolivia, and of the recently detected westvergent thrust system on its west side evidences that the Altiplano block is a compressive feature and suggests that its uplift was main structurally controlled. The flat Altiplano surface was levelled by both the erosion of en old topography and filling by sedimentary and volcanic deposits of a depressed area located between the Eastern Cordillera, to the east, and the Western Cordillera and the thrusted and uplifted west margin of the Altiplano lo the West.

INTRODUCCIÓN

El alzamiento de las cadenas de montañas se asocia generalmente con procesos de acortamiento cortical. Para explicar la presencia en algunas cadenas de montañas la existencia de grandes plateaus como el Tibet y el Altiplano, es necesario, sin embargo, recurrir a una combinación de procesos que consideren diferentes tasas de transporte de masa y energía, tanto en la horizontal como en la vertical. Tales procesos se pueden clasificar en tres categorias: acortamiento estructural, adición magmática y adelgazamiento litosférico (ALLMENDINGER,1986).

Se han realizado varios intentos para explicar el alzamiento del Altiplano. SUAREZ et al. (1983) sugieren que el engrosamiento cortical se debe a repetidos cabalgamientos en la corteza continental. Opiniones similares fueron expresadas por ROEDER (1988) y REUTTER et al. (1988). ISACKS (1988) abogó por la idea de que el Altiplano es el resultado de engrosamiento cortical producido por acortamiento tectónico y adelgazamiento termal de la litosfera. KONO et al. (1989) propusieron, en cambio, que la adición de magma y el acortamiento cortical son los mecanismos que simultaneamente operaron durante el alzamiento de este plateau. Estos autores sugieren que la adición de magma tuvo lugar principalmente en la mitad occidental del Altiplano, mientras que el acortamiento cortical ocurrió en su parte oriental, es decir, en la Cordillera Oriental y las Sierras Subandinas.

El origen de los Andes está claramente relacionado con la subducción de la placa de Nazca bajo el borde occidental de América del Sur. El Altiplano es parte de la cadena andina y, por lo tanto, su origen es el resultado de procesos asociados con la subducción similares a los que se conocen en otras regiones de los Andes. La explicación del origen del Altiplano depende del conocimiento de cómo tales procesos combinaron su intensidad y del orden cronológico con que cada uno actuó. Otro aspecto importante de este problema es conocer el por qué aquí tuvo lugar una cierta combinación de procesos con una intensidad diferente que en otras regiones de la cadena. FROIDEVAUX y ISACKS (1984), FROIDEVAUX y RICARD (1987) y ISACKS (1988) presentaron detallados análisis de los aspectos relacionados con la subducción presente y pasada, las características de la litósfera y astenósfera, y los balances de masa de las unidades comprometidas en la formación de un alto plateau elevado, en general, y de la región altiplánica, en particular. La información geofísica sobre esta región es aún demasiado escasa para permitir la proposición de modelos satisfactorios.

Con posterioridad a los trabajos mencionados han surgido importantes antecedentes sobre la estructura y evolución tectónica de la región boliviana (HERAIL et al., 1990; SEMPERE et al., 1990) y chilena (MUÑOZ y CHARRIER, 1996), que ponen en evidencia la existencia de dos sistemas de fallas inversas con vergencias divergentes en ambos bordes del Altiplano.

En este artículo se presenta un bosquejo de la geología de la región altiplánica chilena y de su evolución tectónica y paleogeográfica y se analiza el significado y las implicaciones para el alzamiento del Altiplano de un sistema de fallas inversas de alto ángulo con vergencia al Oeste recientemente reconocido en el borde occidental del Altiplano chileno. Si bien la estratigrafla y la cronología de los eventos tectónicos de la región chilena es aún imprecisa, el conocimiento de la existencia de este sistema de fallas inversas permite proponer un modelo estructural más realista para el alzamiento del Altiplano.

La existencia de fallas importantes en esta región fue previamente señalada por PACCI et al. (1980), quienes mapearon algunas de ellas en la región de Belén - Ticnamar sin indicar el tipo de desplazamiento. PASKOFF y NARANJO (1983), NARANJO y PASKOFF (1985) y DAMM et al. (1986) mencionaron, además, la existencia de fallas inversas con desplazamientos importantes a lo largo del margen del Altiplano chileno al Este de Arica.

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