Estructuras de deformación sinsedimentaria como registros de sismicidad en el Paleozoico superior de Famatina.

EZPELETA M. Y ASTINI, R.A.,

San Luis

Congreso; X Reunión Argentina de Sedimentología; 2004

Los depósitos neopaleozoicos aflorantes en el Sistema de Famatina incluyen sucesiones proglaciales, aluviales y eólicas. En este trabajo se realiza la primera descripción de estructuras de deformación sinsedimentaria en la región que, tentativamente, son interpretadas como sismogénicas. Estructuras de este tipo se han reconocido tanto en la Fm Agua Colorada (carbonífera) como en la Fm De la Cuesta (∼ Fm Patquía) de edad pérmica, a la que se hace referencia en esta contribución. En la Fm De la Cuesta aflorante sobre la Cuesta de Miranda y en ambas vertientes del Bordo Atravesado, se dispone a ∼ 90m de la base un potente nivel de casi 4 m de espesor notablemente perturbado. Se trata de un horizonte areno conglomerádico, con abundante limo intersticial y arreglo interno que grada entre caótico y semiestructurado, intercalado dentro de la sucesión de bancos rojos (S0 = 30/23E). El intervalo se desarrolla abruptamente sobre una alternancia de pelitas y areniscas tabulares que incluye capas lenticulares gravosas y es truncado en forma neta y erosiva por un paquete de areniscas finas de 18,5 m que internamente contiene capas tabulares amalgamadas e intercalaciones delgadas de pelitas asignadas a sistemas mixtos lacustres con intercalaciones fluviales. El horizonte deformado contiene zonas con alto grado de perturbación, consistentes en estructuras verticales que emergen hacia la superficie en forma de conos invertidos y alargados de escala métrica, con una cierta laminación interna dispuesta en forma subvertical y afectada por contorsiones múltiples. En algunos casos se observan ramificaciones en la parte superior de estas estructuras y gradaciones de mayor a menor granulometría hacia el centro de ellas. Estas morfologías alcanzan una separación de hasta 4 m entre zonas con menor perturbación pero con notable plegamiento. Estas estructuras se interpretan como conductos (pipes) de escape de fluidos como consecuencia de un fenómeno de venteo instantáneo. Estos conductos, no tan bien definidos como el caso de los diques clásticos, muestran fuertes evidencias de procesos de licuefacción y fluidización que arrastraron hacia la superficie abundante material clástico, relativamente mal seleccionado, gatillado súbitamente en sedimentos aún inconsolidados y saturados en fluidos. Dado que su terminación cuspidal ha sido truncada por erosión, se interpreta que dichas estructuras de escape se habrían vinculado con volcanes de arena en superficie. La presencia de tubos verticales de 0,5-0,9 cm de diámetro y 3 a 5 cm de largo (∼ichnofacies de Glassifungites?) dispuestos en los niveles tabulares rítmicos suprayacentes, indica la carencia de deformación en el intervalo inmediatamente superior y sirven de límite al evento de deformación sinsedimentario. La mejor sección del intervalo deformado se encuentra 29º20’33,6”S y 67º46’46,1”W, aunque se ha verificado su presencia en un vasta distribución areal incluyendo más de una lámina corrida y en ambas vertientes de la sierra. Los mecanismos de deformación sinsedimentaria más importantes habrían sido la licuefacción y la fluidización, donde el primero consiste en la suspensión momentánea de una partícula sólida en la fase fluida, y el segundo en un cambio de ésta fase que por sobrepresurización produce el transporte de la fase sólida y el consecuente arrastre de partículas (cf., Rast et al., 1999). Obermeier et al. (2002), caracteriza a la licuefacción como un proceso que ocurre a escasa profundidad, principalmente entre 1 y 5 metros cuando se asocia con la actividad sísmica. En estos casos, la licuefacción y fluidización de las gravas y arenas se produce sin la necesidad de que exista una capa de confinamiento y afectando a la sección inconsolidada. El hecho de que no halla fracturación involucrada en el horizonte en cuestión, indica el comportamiento dúctil de los materiales y su alta susceptibilidad a la licuefacción. Cabe mencionar, que las asociaciones de facies infra y suprayacentes no son indicativas de ambientes aluviales de alto gradiente, hecho que permite descartar la posibilidad de que este horizonte esté vinculado con deslizamientos gatillados por gravedad. Asimismo, se descarta un origen de estas estructuras a partir de sobrepresurización por carga súbita y entre horizontes impermeables, ya que no existe una pronunciada diferencia entre los materiales del horizonte deformado y las facies infrayacentes y el intervalo inmediatamente superior se compone de capas delgadas con laminación primaria que indican una depositación lenta. Seilacher (1969), fue el primero en inferir que similares deformaciones sinsedimentarias habrían sido producidas por licuefacción y fluidización por el efecto disparador de un sismo. La licuefacción es causada rápidamente por la aplicación de un esfuerzo de cizalla resultando en el crecimiento de la presión de fluídos interporales y la consiguiente ruptura del esqueleto del suelo. Los criterios de reconocimiento sismogénico de estas estructuras fueron propuestos por Sims (1975) y son: 1) las sismitas son originadas en regiones sísmicamente activas, 2) se encuentran afectando a horizontes discretos de gran extensión areal interpuestos entre estratos no deformados, 3) la sección que contiene el horizonte deformado generalmente no presenta evidencias de pendiente primaria, eliminando la posibilidad de deformación por deslizamientos y 4) las estructuras son similares a aquellas producidas experimentalmente por vibración súbita (e.g., Owen, 1996). En relación a la magnitud del sismo que podría haber dado origen a estas estructuras, Rodríguez Pascua et al. (2000) interpretan depósitos similares (intruded and fractured gravels) como producto de un evento sísmico de magnitud superior a 7,5 en escala Richter (M 7,5), teniendo en cuenta que la licuefacción se produjo en materiales menos cohesivos que necesitan una mayor capacidad de arrastre (cizalla) para ser movilizados. Por analogía, esto permitiría interpretar que esta región habría estado próxima a una zona epicentral o mesosísmica (Obermeier et al., 2002). Allen (1986), define que la distancia máxima a la cual se observa licuefacción crece exponencialmente hacia el epicentro y a medida que se incrementa la magnitud de los terremotos. Según este autor, con magnitud M 7,5 se generan estructuras de licuefacción hasta los 100 km del epicentro, permitiendo el trazado un mapa de isosismicidad en el que la presencia de distintas estructuras de deformación y el espesor del horizonte perturbado indican la intensidad con la que incidió el sismo en forma local.