Doctor en Ciencias, Mención Geología / El presente trabajo de tesis aborda la caracterización cuantitativa de parámetros físicos relacionados a la tectónica de la cuña continental Chilena, con objeto de estudiar las variaciones del estado dinámico del margen en función de las inhomogeneidades presentes tanto en la placa oceánica como en la cuña continental. En una primera etapa, se estudia el impacto de la subducción del centro de expansión de la Dorsal de Chile al sur del punto tripla Nazca-Antártica-Sudamérica (CTJ). En base a un modelo de inversión 2-D obtenido a lo largo de un perfil sísmico de refracción de ángulo ancho, localizado a los 47.5ºS, se obtienen nuevos datos sobre la estructura y edad (~5 Ma) del prisma de acreción que permiten plantear un modelo conceptual sobre la evolución de este segmento del margen chileno durante los últimos 13 (Ma). Adicionalmente, mediante el desarrollo de un modelo geométrico simple y variable en el tiempo, se estiman valores del flujo sedimentario terrígeno de 75 (km2/Ma) y 39.6 (km/Ma) para la tasa relativa de avance del frente de deformación, que explican tanto el tamaño del prisma de acreción como el espesor del relleno sedimentario observados en la actualidad. En una segunda etapa, se genera un modelo de densidad de la cuña continental en el segmento norte de la zona de ruptura del terremoto del Maule Mw8.8, mediante el uso de un nuevo esquema de moldeamiento gravimétrico 2-D. Los resultados permiten observar una correlación espacial entre las complejidades del proceso de ruptura cosísmica y las anomalías de densidad y morfología de la zona. El modelo gravimétrico sugiere que el parche de mayor deslizamiento durante el terremoto del Maule se localizó en un segmento del margen caracterizado por bajas densidades en la cuña continental, baja carga vertical sobre el contacto sismogénico, la presencia de una cuenca de plataforma bien desarrollada y bajos ángulos de talud consistentes con un coeficiente de fricción basal efectivo bajo. Localmente, el modelo muéstra una anomalía de alta densidad ubicada dentro del parche de alto deslizamiento, que es interpretada como la presencia de un monte submarino decapitado o bien como una prolongación hacia el océano del basamento continental rígido. Finalmente, se analiza la variabilidad del ángulo de talud y del el ángulo de la placa oceánica subductada a lo largo de todo el margen chileno, con objeto de estimar valores del coeficiente de fricción basal efectivo de acuerdo con la teoría de Cuña Critica de Coulomb No-Cohesiva. A escala regional, se observa una segmentación tectónica a lo largo del margen Chileno, donde cada segmento se caracteriza por valores diferentes del ángulo de talud y coeficiente de fricción basal efectiva, y están limitados por la presencia de anomalías morfológicas oceánicas y continentales. Esta segmentación tectónica parece estar correlacionada con la distribución de grandes terremotos y con las inhomogeneidades de los procesos de ruptura de Mega-terremotos en la zona de subducción chilena.

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