Análisis de la curvatura del Subandino Boliviano a partir de modelos análogos sencillos

JUAN M. CALVAGNO; ERNESTO O. CRISTALLINI; RENATA N. TOMEZZOLLI; LEANDRO C. GALLO; ROBERTO M. HERNANDEZ; JUAN HERNANDEZ; ALEJANDRA DALENZ FARJAT

General Roca

Congreso; XVI Reunión de Tectónica; 2015

La cadena andina, presenta a los 20° de Latitud Sur una curvatura en su rumbo, conocida como Oroclino Boliviano, Codo de Santa Cruz o Codo de Arica. Hacia el sur de esta latitud, el rumbo de los Andes y particularmente del sistema Subandino, es de alrededor de N10°E. Hacia el norte de dicha posición, el orógeno tuerce a un rumbo N45°O. Esta angularidad entre los tramos norte y sur, no parece ser primaria, lo que le permitió a Carey (1958) acuñar por primera vez el término de “Oroclino Boliviano” haciendo referencia a un curvamiento secundario de una cadena montañosa originalmente recta. Sin embargo, hasta la actualidad no hay un consenso generalizado en cuanto al origen de la morfología regional de los Andes centrales. En cambio, existen evidencias suficientes para indicar que esta deformación sinorogénica se habría producido durante el Cenozoico. Estudios paleomagnéticos de unidades mesozoicas y cenozoicas en los Andes Centrales permitieron determinar la existencia de rotaciones sistemáticas según ejes verticales. La distribución espacial de rotaciones de bloques que incluye para algunos autores a la Puna y al Altiplano, es lo que se conoce como: “Central Andean Rotation Pattern” (Somoza et al., 1996), con rotaciones antihorarias al norte y horarias al sur del Codo de Arica (ver Arriagada et al 2008 y trabajos allí citados).En este trabajo se intenta evaluar la amplificación de una curvatura inicial del margen occidental sudamericano a partir de distintos grados de partición de la deformación. Se ha visto, que a partir de la medición de rotaciones paleomagnéticas, la curvatura actual no puede ser totalmente explicada. Dicho de otra forma, las rotaciones paleomagnéticas al norte y al sur del Codo de Santa Cruz, son menores que la angularidad entre ambos tramos de la cadena Subandina, indicando que la misma era originalmente curva, pero con una curvatura mucho menor que la actual. La hipótesis de este trabajo es que dicha curvatura suave inicial se habría amplificado por la su propia geometría combinada con el ángulo de subducción oblicuo al margen actuante durante el Cenozoico. La relación de convergencia del margen y del vector de subducción, fue distinta al norte y sur de la curvatura inicial. Esto podría haber causado distintos grados de partición de la deformación en ambos tramos y este hecho haber provocado la amplificación de la curvatura original.A partir de experimentos análogos sencillos y bidimensionales (es decir sin contemplar variaciones en profundidad de la zona de subducción), se intentaron reproducir los distintos estadíos de deformación que llevaron a la configuración actual del margen andino central. Para estos primeros modelos la idea fue la de amplificar una supuesta curvatura inicial del margen a partir de aplicar distintos grados de partición de la deformación. La configuración general de los experimentos se basó en una discontinuidad de velocidad en la base de los mismos, que tiene una curvatura suave inicial y un ángulo determinado respecto del movimiento del sustrato móvil (Figura 1a). Sobre esta base se dispuso una capa de arena con la que se representa la deformación de la corteza superior, y sobre la que se evaluó la dirección de los rumbos estructurales. Con el objetivo de probar distintos grados de partición de la deformación en los dos tramos de la cadena a representar (norte y sur, Figura 1a), se dispuso una lámina de siliconas sobre la discontinuidad de velocidad y por debajo de la capa de arena. Esto se consiguió mediante la superposición de dos láminas de papel, una de las cuales quedó fija a la mesa (superior) y la otra (inferior) fue tirada por un motor. El ancho de esta zona de siliconas se utilizó para controlar el grado de partición de cada tramo en el experimento. Es esperable que a menor ancho de la lámina, mayor partición de la deformación. De esta manera, se pretende realizar varios experimentos, en donde se evaluarán distintos ángulos iniciales y distintos grados de partición hacia el norte y sur del sector que representa al codo de Santa Cruz.Si bien el trabajo, se encuentra actualmente en desarrollo, se pudieron obtener algunas conclusiones parciales. En la Figura 1b, se muestra la configuración final obtenida a partir de uno de los modelos, en el que se utilizó un ángulo de subducción de azimut 080° y ángulos iniciales de los frentes orogénicos de azimut 345º para el frente norte y 186º para el frente sur. En dicha figura, se muestra la interpretación del experimento una vez aplicado un acortamiento de 5 cm (equivalentes a unos 50 km en el prototipo natural). La comparación de la geometría obtenida y la topografía digital del sistema Subandino muestra una buena aproximación de algunos rasgos mayores. El modelo resultante representa muy bien el quiebre que se produce en la topografía del sistema (Figura 1b) en el sector del codo de Santa Cruz, donde el sistema Subandino Sur avanza más hacia el este mostrando una ancho mayor de la cadena andina. Asimismo puede verse en el modelo una superposición de las estructuras del sector norte y sur respectivamente. Esta zona es la de mayor exhumación dentro del sistema subandino y en la única que afloran rocas cámbricas. Desde este sector hacia el sur, el modelo muestra mayor elevación que en su tramo septentrional. En cuanto a las rotaciones, los modelos realizados hasta el momento, no logran amplificarlas a la situación teórica esperada.