Both tectonics and climate profoundly influence orogenisis, but specifics regarding the forcings, interactions and feedbacks are still largely unclear. This study addresses the evolution of the Cordillera Blanca Mountain Range of northern Peru: an elevated, high-relief, 200 km long string of glaciated peaks comprising the spine of the Andes. Extension along the Cordillera Blanca Detachment Fault (CBDF) actively produces relief along the western flank of the range, exceeding several kilometers in many areas. Abundant records of past glaciations span from >440 ka to the present in the form of moraine and bog deposits. Thus, tectonics (active faulting) and climate (glacial erosion) are operating in tandem to produce some of the highest topography in the western hemisphere. Understanding these processes in the Cordillera Blanca will provide an invaluable perspective into tectonic and climatic effects on orogenisis.Through the combined use of cosmogenic 10Be, low temperature thermochronology and digital terrain analysis, I explore the erosional and morphologic history of the range over a variety of spatial and temporal scales. Significant variations in modern range elevation (maximum, mean, modal and minimum), relief (local and within basins) and slope (maximum, mean and minimum) exist along the strike of the range, potentially reflecting the combined effects of variable displacement along the CBDF and varying degrees of glacial erosion. The morphology of the adjacent supradetachment basin varies as well, containing zones with distinct styles of faulting and basin growth, likely defined in part by the segmentation history of the CBDF. By combining Holocene-scale 10Be basin-averaged erosion rates with new thermochronologic data, I expand the known denudation history of the range. These two datasets constrain the exhumation and erosional history of the range-forming Cordillera Blanca Batholith from the late Miocene to Holocene, and expand the thermal history of the range southwards to include the older Carhuish Stock. Two new vertical 10Be exposure age transects allow comparison of fluvial incision rates within the Cordillera Blanca Batholith and the older Coastal Batholith. Incision rates from the site in the Cordillera Blanca record uplift on the order of ~1 mm yr-1, and potentially place a minimum constraint on CBDF slip rates at this location. Incision rates from the Coastal Batholith are twice as fast (~2 mm yr-1) possibly representing large-scale regional uplift. Exhumation rates and erosion rates generally fall between 0.01 and 0.5 mm/yr, suggesting a fairly continuous state of erosion over long-term (10^6 yrs) to recent (<10^3 yrs) time scales. Aside from a seemingly isolated zone of elevated erosion rates, no trends are observed along the strike of the mountain range. As the CBDF is believed to display variable slip-rates along strike, it seems that associated base level lowering is not a first order control on basin-averaged erosion rate. / Bien qu'il soit établi que la tectonique et le climat influencent profondément l'orogénèse, plusieurs questions demeurent en ce qui a trait aux forçages, interactions et rétroactions. Cette étude se penche sur l'évolution de la cordillère Blanche, dans le nord du Pérou : une chaîne de sommets glacés à haut relief de 200 km de longueur, épine dorsale des Andes. L'extension le long de la faille de détachement de la cordillère Blanche (FDCB) cause la formation de relief sur le flanc ouest de la chaîne sur plusieurs kilomètres dans certaines zones. D'abondantes traces de glaciations passées, datant de plus de 440 ka jusqu'à la période actuelle, sont présentes sous forme de dépôts de moraines et de tourbières. Donc, la tectonique (mouvements de failles actives) et le climat (érosion glaciaire) opèrent en tandem pour produire l'une des topographies les plus accidentées de l'hémisphère ouest. Une évaluation pointue des procédés en cause dans la cordillère Blanche permettra une meilleure compréhension des effets de la tectonique et du climat sur l'orogénèse. En utilisant une combinaison de datation par l'isotope cosmogénique 10Be, de thermo-chronologie de basse température et d'analyse de modèles numériques de terrain, cette étude explore l'historique d'érosion et morphologique de la chaîne sur plusieurs échelles spatiales et temporelles. De variations significatives d'altitude moderne de la chaîne (maximale, moyenne, modale et minimale), de relief (local et en bassin) et de pente (maximale, moyenne et minimale) existent le long de la chaîne et sont potentiellement dues aux effets combinés de mouvements variables le long de la FDCB et de différents degrés d'érosion glaciaire. La morphologie du bassin de supra-détachement adjacent varie également et contient des zones dotées de styles distincts de faille et de développement de bassin, probablement définis en partie par l'historique de segmentation de la FDCB. En combinant les rythmes d'érosion (âges 10Be, moyennes de bassin à l'échelle holocène) avec de nouvelles données thermo-chronologiques, ces travaux augmentent l'étendue connue de l'historique de dénudation de la chaîne. Ces deux bases de données documentent l'historique d'exhumation et d'érosion du batholithe de la cordillère Blanche depuis la fin du Miocène jusqu'à l'Holocène et étendent l'historique thermal de la chaîne vers le sud pour inclure le plus ancien Carhuish Stock. Deux coupes d'âges d'exposition verticale par 10Be permettent une comparaison des rythmes d'incision fluviale au sein du batholithe de la cordillère Blanche et du plus ancien batholithe côtier. Les rythmes d'incision au site de la cordillère Blanche indiquent un soulèvement d'environ 1 mm par an et suggèrent un glissement minimal de la FDCB de cet ordre à cet endroit. Les rythmes d'incision au batholithe côtier sont deux fois plus rapides (~2 mm par an), possiblement dû à un soulèvement d'échelle régionale. Les rythmes d'exhumation et d'érosion sont généralement de 0.01 à 0.5 mm par an, indiquant une érosion continue sur le long (10^6 années) et court terme (<10^3 années). Outre une zone isolée de rythmes d'érosion apparemment élevés, aucune tendance n'est observée le long de la chaîne de montagnes. Comme la FDCB est connue pour ses rythmes de glissement variables le long de la chaîne, il semble que l'abaissement du niveau de base associé ne soit pas un contrôle de premier ordre sur les rythmes d'érosion moyens à l'échelle du bassin.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114578 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Hodson, Keith |
| Contributors | Sarah Hall (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Earth and Planetary Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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