Geólogo / A 2 km al oeste del centro urbano de Curacaví, en el valle del estero Puangue, afloran rocas tonalíticas a granodioríticas del Jurásico medio. Estas rocas presentan niveles de saprolito que poseen un espesor de más de 30 m, el cual se presenta casi disgregado. Para determinar cualitativamente la meteorización de estas rocas, se recolectaron muestras de distintos niveles del perfil de roca meteorizada a las cuales se realizaron análisis químicos por fluorescencia de rayos X (XRF) y se determinó el estado de su mineralogía mediante difracción de rayos X (XRD) y microscopio electrónico de barrido (SEM). Los análisis químicos mostraron que las rocas intrusivas de la zona de estudio sufrieron una meteorización química que representó en promedio un 10% de la denudación total. El 90% restante de la denudación se habría debido a la erosión física. Mediante la química, y con la ayuda de los análisis de XRD y SEM, se determinó que la meteorización química estuvo controlada por la alteración de oligoclasa a caolinita por medio del empobrecimiento de Na, donde el cuarzo permanecía como un mineral relativamente inerte, produciendo con ello porosidad, disgregando la roca y con ello permitiendo la meteorización química de zonas más profundas. En la superficie del nivel de saprolito se alcanzó un máximo de un 45% de plagioclasa alterada a caolinita, lo que calificó al sistema como un régimen de meteorización con límite cinético. Con esto se infirió que el sistema no estaba totalmente meteorizado debido a una limitación de energía que no sería la suficiente para dominar la erosión y empobrecer totalmente al saprolito en Na. El espesor del saprolito sería debido a que habría un ingreso de aguas meteóricas al sistema por medio de la advección, originada por la formación de ríos y el posterior ensanchamiento de sus cuencas desde el Mioceno. Esto aceleraría la tasa de avance del frente de meteorización, engrosando el nivel de saprolito. Los cambios experimentados por los ríos y su posterior disminución de caudal se vieron reflejados en la química de elementos sensibles a procesos de óxido-reducción que indicaron que las condiciones redox del saprolito cambiaron en el tiempo debido a las variaciones del nivel freático producto de la evolución geomorfológica de la zona.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / Esta tesis describe la estilos y el comportamiento de los rasgos más importantes del antearco externo del segmento Pampeano (29-33°S), que incluye la región marina y la el borde occidental de la Cordillera de la Costa. Para mejorar la compresión del control estructural inherente de la cuña continental en los procesos ligados a la tectónica de subducción, se ha analizado e interpretado datos batimétricos, sísmicos de reflexión y refracción, sismicidad, información geológica y estructural disponible de la cordillera de la Costa. Esta investigación muestra una marcada segmentación costa afuera del norte de Chile, en tres provincias morfoestructurales (complejo acrecionario-pie del talud; talud medio y talud superior), que son dividas por marcados quiebres de pendiente. Los quiebres de talud denotan estructuras de primer orden en la región; altos de Intracuenca, cuencas de subducción e importantes escarpes de fallas. Está marcada segmentación morfoestructural concuerda con las secciones tomográficas que muestran un fuerte contraste en la velocidades Vp bajo el talud medio (3.5-5.0 km/s) y el talud superior (6.0-6.5 km/s). El rango de estas velocidades son correlacionables con unidades volcánicas e igneas-metamórficas, lo cual sugiere en conjunto con la geología de la cordillera de la Costa, una cuña continental con rasgos de un arco volcánico mesozoico, afectada por los procesos ligados a la erosión tectónica. Sobreyaciendo el basamento acústico, dos secuencias sísmicas sin-extensionales han sido reconocidas que fueron correlacionadas con las unidades geológicas de la cuenca de Valparaíso y de la cordillera de la Costa; Plio-Pleistoceno (SII) y Mio-Plioceno (Cretácico Superior ?-Plioceno). Estas secuencias son separadas por una marcada discordancia (discordancia de Valparaíso). Los datos de reflexión sísmica muestran que un fallamiento extensional pervasivo, que inclina hacia el este (EI), reconocido en el dominio del talud superior y que se extiende hasta al menos el talud medio. Este sistema (EI) controla la distribución y acumulación de las secuencias más antiguas observadas (SI). Además, un sistema extensional y colapsos que inclinan hacia el oeste (EII) también ha sido observado, restringido en gran parte en desde el talud medio hasta la fosa. EII corta al sistema EI, preferencialmente paralelo la inclinación de las secuencias más antiguas (SI), y controla a las cuencas marinas de talud que son rellenadas por las secuencias sísmicas del Plio-Pleistoceno (SII). El límite tectónico entre el talud medio (bloque externo de antearco) y superior (bloque costero) es un prominente sistema de escarpes de fallas que inclinan hacia el oeste (~1 km de rechazo) donde complejos arreglos estructurales se han observado, y que corresponden a la expresión en superficie de un importante contacto litológico (backstop). Dentro del bloque externo de antearco los arreglos estructurales serían distintos pero complementarios puesto que compartirían el mismo nivel de despegue; por lo que el movimiento extensional de la falla (backstop) maestra en la parte interna de este bloque, durante la ruptura cosísmica, contribuiría a generar acortamiento en la parte externa del bloque. Durante el periodo intersísmico, la falla maestra se reactivaría en un sentido inverso. Evidencias de slumping, fallamiento inverso y reactivación, han sido reconocidas en el dominio del talud y restringidas a estructuras que inclinan hacia el este y oeste, inducidos por deformación gravitacional y sísmica. La inclinación regional de las secuencias pre-Pliocenas favorece el colapso gravitacional del bloque externo de antearco que denota el control de la arquitectura inherente en la región.

Chile es uno de los países más sísmicos del mundo debido a que se encuentra en el contacto entre dos placas tectónicas que convergen con un alto nivel de acoplamiento. Este margen activo genera deformaciones de la corteza que, en un medio frágil, pueden generar sismicidad cortical. Los sismos corticales son generados por estructuras sismogénicas, que son aquellas fallas geológicas activas, que al presentar movimiento pueden generar sismicidad. Entre los 33° y los 34° S, la Cordillera de la Costa está formada principalmente por rocas plutónicas que cubren el lapso Paleozoico Superior a Cretácico, con edades decrecientes hacia el este. La zona se encuentra afectada por fallas NW y NE, posiblemente pre-jurásicas, que habrían controlado, en parte, el emplazamiento de los plutones jurásicos, y que posteriormente fueron reactivadas después del Mioceno-Plioceno (Gana et al., 2000). Estudios recientes (Campos et al., 2005; Astroza et al., 2006; Sepúlveda et al., 2008) han permitido poner en evidencia una actividad sísmica cortical relevante, que pese a no tener magnitudes muy grandes puede, por su corta distancia hipocentral, generar importantes daños a nivel local en zonas pobladas cercanas. Diversos estudios revelan que existen fallas potencialmente activas en la Cordillera Principal de Chile entre los 33ºS y los 34ºS (e.g. Rauld, 2002; Fock, 2005; Charrier et al., 2005) y se han encontrado evidencias de actividad sísmica cortical en zonas costeras de Chile, en particular, entre Constitución y Concepción (35-37°S), al sur del área de estudio (Campos et al., 2002). El registro del Servicio Sismológico Nacional muestra que en la zona central, bajo la Cordillera de la Costa, existe sismicidad superficial, cuyos focos se encuentran a profundidades menores a 30 km, es decir, lejos de la zona de contacto interplaca. Esta sismicidad se podría asociar a actividad cortical como respuesta a deformaciones frágiles de la corteza continental en esta zona. El objetivo de este estudio es identificar y caracterizar las estructuras corticales potencialmente activas en la Cordillera de la Costa comprendida entre los 33° y los 33°45’S, y estimar de manera preliminar el peligro sísmico asociado a estas estructura en la región. En este trabajo, por ser de carácter preliminar, se consideraron como fallas potencialmente activas a aquellas estructuras de traza mayor a 5 km, que coincidían con rasgos morfológicos y/o presentaran evidencias de posibles movimientos post-miocenos (últimos 5,3 Ma). Se estudió la zona a partir de la cartografía existente, fotografías aéreas, imágenes satelitales y observaciones en terreno. El peligro asociado a estas estructuras fue determinado mediante la metodología determinística que analiza el peor escenario posible para cada estructura potencialmente activa. Se reconocieron más de 50 estructuras en la zona de estudio, que por su expresión morfológica y datos de terreno se consideraron como fallas potencialmente activas. Las de orientación NW resultaron ser, en general, las que generan mayor peligro. Las magnitudes (Mw) máximas posibles preliminares resultaron en el rango entre 5,8 y 7,1; y se obtuvo aceleraciones horizontales máximas (PGA) entre 20%g y 56%g, superando el valor regional de 40%g en casi todo el sector. De esta manera, se concluyó que el peligro sísmico determinístico preliminar asociado a fallas potencialmente activas para la zona de la Cordillera de la Costa comprendida entre los 33° y los 33°45’S es alto, con algunos sectores de peligro medio. Finalmente, sobre la base de los antecedentes geológicos y de las características sísmicas obtenidas en este estudio, se considera que 15 estructuras son las fallas con mayor potencial sismogénico y por lo tanto, las que se recomienda estudiar con más detalle.

Tesis (ingeniero civil de minas)--Universidad de Chile, 1958

El magmatismo desarrollado en la actual Cordillera de la Costa de Chile central se caracteriza por una progresiva disminución de la edad hacia el este, desde el Paleozoico hasta el Cretácico Inferior, lo que se ha interpretado como un desplazamiento del eje magmático hacia el oriente. Junto con la variación en edad se observa un cambio en la signatura geoquímica de las fuentes, las que se tornan más primitivas en las rocas más jóvenes. El presente estudio tiene como objetivo principal establecer la evolución geológica de la Cordillera de la Costa de Chile central durante el Cretácico Inferior. En particular, se estudian los procesos magmáticos y metamórficos involucrados en la génesis de la Formación Lo Prado, que da inicio al magmatismo del Cretácico Inferior en Chile central, y de la base de la Formación Veta Negra, sobreyacente a la anterior. La secuencia volcano-sedimentaria estudiada aflora, con una disposición norte-sur, en la Cordillera de la Costa de Chile central (~71º00´W) entre los 33º20´-34º00´S, al sur del río Maipo, alcanzando un espesor total de 5700 m. En el sector estudiado, la secuencia está constituida por abundantes flujos de ignimbritas, tobas y lavas félsicas interestratificados con rocas sedimentarias volcanoclásticas rojizas. Sobre éstos se dispone concordantemente un conjunto interestratificado formado por flujos de lavas porfíricas basálticas a andesítico-basálticas, variablemente amigdaloidales, localmente denominadas ocoítas, y rocas sedimentarias marinas. Hacia la parte superior de la secuencia estudiada aparece una menor proporción de flujos de ignimbritas, tobas silíceas y sedimentos continentales que señalan el techo de la Formación Lo Prado. Sobre ésta se disponen, concordantemente, lavas e ignimbritas silíceas y ocoítas que constituyen la base de la Formación Veta Negra. Esta secuencia se habría generado en un marco geodinámico extensional y un ambiente de transición continental-litoral-sublitoral. Se ha estimado una edad de ~130 Ma para el magmatismo silíceo de la base de la Formación Lo Prado y se ha calculado una edad de ~120 Ma para el volcanismo ocoítico de su parte superior. Las rocas volcánicas conforman una serie bimodal, con afinidad calcoalcalina de alto K a shoshonítica y una amplia dispersión en su contenido de álcalis atribuido a procesos de alteración. Exhiben un típico patrón de magmatismo asociado a zona de subducción, con enriquecimiento en LILE respecto a los HFSE y una marcada fosa Nb-Ta. Las ocoítas, en particular, presentan bajos contenidos de MgO, Cr, Co y Ni, y derivarían de un magma parental que ha experimentado fraccionamiento previo de olivino y clinopiroxeno. La modelización geoquímica indica que el magmatismo silíceo con el cual se inicia el evento magmático Cretácico ((87Sr/86Sr)o = 0.70624-0.70205, εNd = 1.5-3.4) se habría generado a los ~130 Ma, por anatexis cortical, desencadenada por el emplazamiento en la corteza de intrusivos derivados del manto enriquecido, generando magmas silícicos por cristalización fraccionada junto a mezcla con los fundidos básicos. A los 120 Ma se habría generado la suite comagmática conformada por el magmatismo basáltico ocoítico ((87Sr/86Sr)o = 0.70429-0.70395, εNd = 2.1-3.5) y el ácido ((87Sr/86Sr)o = 0.70405-0.70395, εNd = 2.8-3.0) de la parte superior de la Formación Lo Prado. Esta serie bimodal se habría originado por distintos grados de cristalización fraccionada y asimilación cortical, a partir de un magma parental no primario. Este último se habría generado por un 10-15% de fusión parcial de una fuente tipo Manto MORB Fértil en facies lherzolita de espinela. Esta secuencia volcano-sedimentaria ha sido afectada por un metamorfismo de muy bajo grado no deformativo, del tipo diastatermal, en facies prehnita-pumpellyita a pumpellyita-actinolita. Las condiciones de presión y temperatura, calculadas mediante el programa TWQ, indican un rango de 1567- 1847bar y 230-272ºC, respectivamente. En base a estas condiciones de equilibrio, se estima un gradiente geotermal de 44ºC/km, coincidente con el valor de 44-45ºC/km establecido previamente en otros sectores del Cretácico de la Cordillera de Costa de Chile central. Una edad K-Ar obtenida en celadonita proveniente de lavas de la parte superior de la Formación Lo Prado indica que el metamorfismo ocurrió aproximadamente a los 98±3Ma. Conforme a los datos obtenidos en este trabajo, se propone que el marco extensional durante el Cretácico Inferior comienza con una cuenca de intra-arco transicional a rift. Posteriormente, un aumento en el ángulo de subducción, o bien una mayor extensión, permitiría un mayor ascenso del manto astenosférico y un aumento del flujo calórico, dando paso a la generación de un rift continental, propiamente tal, donde se acumularían los grandes volúmenes de rocas volcánicas del Cretácico Inferior y se favorecería el desarrollo del metamorfismo diastatermal de muy bajo grado.

Geóloga / La región ubicada entre los 33°S y 34°S corresponde a una zona de transición latitudinal en relación a configuraciones tectónicas y características morfoestructurales superficiales; la Cordillera de la Costa entre estas latitudes se convierte en un lugar interesante para realizar un estudio de carácter tectónico; entre los 33°S y 34°S está formada por cuerpos plutónicos de orientación NW-SE en su porción occidental y cuerpos plutónicos y secuencias estratificadas N-S en su porción oriental, su rasgo estructural más distintivo consiste en un basculamiento suave hacia el Este de las secuancias estratificadas. La utilización de una tomografía sísmica permite generar una visión en profundidad de variaciones de velocidades de ondas sísmicas y relacionarlo con los rasgos geológicos observados en superficie. La distribución en el espacio 3D de las anomalías de ondas sísmicas muestran un dominio oriental de altos valores de la razón Vp/Vs y un dominio oriental de bajos valores de la razón Vp/Vs; ambos dominios se caracterizan por presentar una geometría triangular. En zonas superficiales (<20 km) las anomalías de Vp/Vs, Vs% y Vp% se asocian a cuerpos plutónicos que conforman el Batolito Costero; en zonas más profundas es posible diferenciar regiones de altos valores Vp/Vs asociados a una disminución en las variaciones porcentuales de las ondas P y S, lo que se interpreta como posibles zonas de deshidratación de la placa oceánica subductante o serpentinización del manto. La distribución de los cuerpos anómalos en el espacio 3D sumados a la geometría de estos cuerpos en profundidad, reflejan un control tectónico de primer orden que es responsable de su distribución y manifestación topográfica en superficie. Esto último indica que la configuración tectónica corresponde al modelo de cuñas continentales, caracterizado por la presencia de una pro-cuña hacia el Oeste y retro-cuña hacia el Este que coincide con los rasgos estructurales y variaciones topográficas observadas en la Cordillera de la Costa. La cuña continental varía en geometría de Norte a Sur en función de las variaciones en el coeficiente de fricción basal efectivo, procesos de deshidratación de la placa en subducción y del comportamiento mecánico en profundidad; en la zona Norte la deshidratación ocurre entre los 35 y 45 km de profundidad y no es intensa; en la zona central se tiene una deshidratación intensa entre los 40 y 55 km de profundidad, esta deshidratación es responsable de la presencia de peneplanos en superficie que separa la pro-cuña de la retro-cuña; finalmente en la zona Sur la cuña está desplazada hacia el Este, se identifica sector de pro y retro-cuña, y la deshidratación ocurre entre los 40 y 55 km de profundidad. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto FONDECYT N° 1161806

Geólogo / Este trabajo tiene por objetivo generar un inventario y analizar la distribución areal y por tipo de remociones en masa desencadenadas por el sismo de magnitud Mw 8,8 en la zona central de Chile, ocurrido el 27 de Febrero de 2010. Los datos de ubicación del inventario se obtuvieron mediante dos formas: i) Recopilación de información de los eventos de remoción en masa registrados en la Zona Central de Chile, entre los 32,8° y 38,5° latitud Sur y ii) Identificación de remociones en masa mediante interpretación de imágenes satelitales de la zona occidental (Planicie Litoral y Cordillera de la Costa) de la zona indicada anteriormente. La cantidad de eventos inventariados es 290. Los más abundantes son los deslizamientos superficiales (118) y caídas de roca (55), seguidos por las extensiones laterales (51). En menor medida se observaron deslizamientos rotacionales (8), procesos de remoción en masa mixta (4) y un flujo de barro. No fue posible clasificar cincuenta y tres remociones en masa, por lo que se agruparon como indiferenciadas. Las remociones en masa generada por el terremoto de 2010 se concentran en el relieve de la Cordillera de la Costa y acantilados costeros, en un rango de distancia al área de ruptura que varía entre 21 a 85 km en la zona occidental, existiendo registros en la Cordillera Principal a 113 km del área de ruptura, con una media de 40 km considerando el área completa. La distribución geográfica de las remociones se encuentra dentro de lo esperado dado un sismo de magnitud 8.8, donde los deslizamientos disgregados se ubican en un área más extensa que las extensiones laterales. La correlación con las intensidades sísmicas muestra que a mayor intensidad mayor densidad de remociones en el área, sin embargo no explica la alta concentración en la península de Arauco y Cordillera de Nahuelbuta donde se ubican un tercio de las inestabilidades registradas. Existen condiciones geológicas, tectónicas y morfológicas que hacen a esa zona más propensa a la generación de remociones. En la zona occidental, las rocas sedimentarias del Paleógeno-Neógeno muestran la mayor cantidad de remociones por kilómetro cuadrado, seguidas por las rocas metamórficas donde ocurren la mayoría de los deslizamientos superficiales. En rocas intrusivas se registraron la mayor cantidad de remociones, siendo la litología predominante en la generación de caídas de rocas. Las extensiones laterales se dieron en sedimentos poco a no consolidados en las riberas de ríos y esteros en zonas planas. Los resultados de este estudio, señalan factores que condicionan el fallamiento de laderas frente a un sismo de subducción de gran magnitud y extensa área de ruptura en la zona costera y por tanto puede contribuir a predecir inestabilidades de ladera ante futuros grandes sismos de subducción en otras zonas del país.

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Geóloga / El presente estudio investigó de manera exploratoria las relaciones numéricas de diferentes parámetros de un relieve en posible proceso de degradación postorogénico, como es el caso de la Cordillera de la Costa de Chile central. El objetivo principal fue establecer un criterio geomorfológico para identificar diferentes grados evolutivos durante el desarrollo de la topografía. Para ello se utilizaron dos metodologías: análisis gravimétrico y de cuencas hidrográficas. La gravimetría relativa se realizó de forma transversal en los valles de María Pinto y Talagante, principalmente, por medio del análisis de perfiles. Este método, estimó un espesor promedio de sedimentos de ~ 100 m y un máximo de ~ 350 m para la zona. Dicha profundidad, comparada con el ancho actual de los valles, confirmó la existencia de una capa horizontal de menor densidad y no cañones profundos rellenos de depósitos, lo que sugirió la ampliación de los valles por medio de erosión lateral de los ríos. La segunda metodología de estudio consideró las cuencas hidrográficas como zonas de relieve (semi) cerradas con un claro contraste entre áreas de mayor y menor inclinación. El reconocimiento se realizó de forma manual y luego se automatizó la adquisición de parámetros desde un Modelo de Elevación Digital (90 m). Se midieron características como altitudes, pendientes, áreas, entre otros. Los resultados entregaron relaciones positivas entre los valores de relieve y área en escala loglog, y una tendencia negativa entre relieve y área de menor inclinación (<10°). Esto permitió concluir que las cuencas al desarrollarse disminuyen su relieve, aumentan su área de menor inclinación y disminuyen su altitud promedio. En otras palabras, el sistema al evolucionar tiende a hacerse más plano, situación que se podría asociar a un proceso de pedimentación. Finalmente, se propuso un modelo de evolución complementario con la literatura que indica que la cuenca del río Maipo, previo a la emersión de terrazas marinas durante el Plio-Pleistoceno, debió haber sufrido un proceso de pedimentación. Esto habría permitido la ampliación de los valles a través de erosión lateral en litologías menos resistentes y la creación de las superficies de erosión reconocidas en la zona. Durante este desarrollo, el relieve asociado a las laderas de la red de drenaje habría aumentado el aplanamiento y disminuido las altitudes y pendientes promedios de las cuencas hidrográficas. Con el alzamiento tectónico de las terrazas marinas, se habría generado el bloqueo del drenaje sedimentario hacia el mar produciendo un descenso de la tasa de erosión y un incremento en el espesor de regolito. Estos dos factores habrían favorecido la cobertura de relieves menores, como lo son las colinas abandonas y pedimentos. Actualmente la Cordillera de la Costa estaría sufriendo una disminución en su tasa de denudación producto del aumento del nivel basal erosivo al tener una mayor cantidad de depósitos en el piedemonte.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Los estudios de Paleomagnetismo realizados en el Norte de Chile revelan que el patrón de primer orden de las rotaciones tectónicas en sentido horario ahí calculadas está relacionado a la formación del Oroclino Boliviano. Diversos estudios indican que el evento principal en la formación de este el oroclino se habría desarrollado durante el Paleógeno, aunque este permanecería activo en la actualidad. Sin embargo, en las rocas del Mesozoico se ha medido rotaciones tectónicas en el sentido horario mayores a las predichas por este mecanismo, lo que indica la existencia de al menos una rotación tectónica anterior al Paleógeno. En la Cordillera de la Costa del norte de Chile estas rotaciones anteriores han sido relacionadas con la actividad de fallas de mesoescala, las cuales, no obstante, no han sido adecuadamente identificadas debido a la ausencia de mapas geológicos actualizados y a la escala adecuada. El presente estudio se basa en la determinación de rotaciones tectónicas a partir de un estudio de paleomagnetismo en la Cordillera de la Costa en torno a la ciudad de Taltal, en el cual se integró la información de 3 cartas de Geología Básica (1:100.000), lo que condujo a la definición de tres Dominios Estructurales. En ese contexto se analizaron los resultados de la desmagnetización de 95 nuevos sitios y algunos sitios publicados previamente. Estos sitios se ubican en unidades estratificadas, hipabisales y plutónicas de edad comprendida entre el Devónico Superior-Carbonífero Superior hasta el Cretácico Inferior. Al norte de la Falla Taltal (Dominio Paposo) se observó que los plutones de edad cretácica registran una mayor rotación en sentido horario que los plutones de edad jurásica. Al sur de esta falla, las localidades con magnetización más antigua (Triásico Superior-Jurásico Superior) registran una mayor rotación horaria que las rocas remagnetizadas y plutónicas del Cretácico Inferior. Estos antecedentes indican que la Falla Taltal marca una segmentación tectónica en el área, que no sólo separa estos patrones de rotaciones diferentes, sino que además proporciona un mecanismo de rotaciones de bloques desacoplado del proceso de formación del Oroclino Boliviano.