Geologische Rundschau

, Volume 80, Issue 1, pp 135–153 | Cite as

Structural evidence of orogen-parallel strike slip displacements in the Precordillera of northern Chile

  • Klaus -J. Reutter
  • Ekkehard Scheuber
  • Dietrich Helmcke
Article

Abstract

The Chilean Precordillera, situated between the Longitudinal Valley and the Western Cordillera of northern Chile, is made up of several elongate basement ridges following the trend of the Andes. These ridges, which morphologically rise above the Mesozoic-Tertiary cover rocks, are developed as anticlinal cores or as pressure ridges bounded by reverse faults and, thus, show considerable orogennormal shortening. Several nearly vertical faults cut through the Precordillera, parallel or at a very low angle to the mountain ranges. From the following structures it can be inferred that orogen-parallel transcurrent movements took place along the faults: (a) asymmetric en echelon fault arrays, (b) stratigraphic and structural discontinuities across major faults, (c) fabrics in fault rocks, and (d) vertical folds. A dextral displacement of the order of tens of km is probable. The orogen-parallel strikeslip movements as well as the orogen-normal shortening are considered as phenomena of magmatic arc tectonics due to the focussing of central Andean igneous activity on the Precordillera from the Late Cretaceous until the paroxysm of deformation (45-30 Ma). Deformation along the Precordilleran Fault System is related with the development of the large porphyry copper ore deposits of that area. The structural evolution of the Precordillera can be explained by oblique subduction resulting in dextral transpression.

Keywords

Late Cretaceous Porphyry Copper Fault Rock Oblique Subduction Western Cordillera 

Zusammenfassung

Die nordchilenische Präkordillere, zwischen Längstal und Westkordillere gelegen, ist aus mehreren langgestreckten prämesozoischen Grundgebirgsrücken aufgebaut, die sich als Antiklinalkerne oder als aus diesen hervorgegangene, durch Aufschiebungen begrenzte Rücken über das mesozoisch-tertiäre Deckgebirge erheben. Das Gebiet ist durchzogen von einem System steiler, parallel oder in spitzem Winkel zu diesen Einengungsstrukturen verlaufenden Störungen. Folgende Strukturen zeigen, daß es an diesen Störungen Seitenverschiebungen gegeben hat: (a) asymmetrische en-echelon-Störungsanordnungen, (b) stratigraphische und strukturelle Diskontinuitäten an Störungen, (c) Gefüge der Störungsgesteine und (d) Schlingen. Ein dextraler Versatz von mehreren Zehnern von km ist wahrscheinlich. Orogenparallele Seitenverschiebungen und Orogen-normale Einengung können als Phänomene der Magmatic-Arc-Tektonik gesehen werden, da von der höchsten Oberkreide bis zum Höhepunkt der Deformation (45-30 Ma) die magmatische Aktivität der Anden in der Präkordillere lag. In diesem Zusammenhang stehen auch die Vererzungen der großen porphyry-copper-Lagerstätten des Gebietes. Schiefe, zu dextraler Transpression führende Subduktion wird für die Strukturbildung der Präkordillere verantwortlich gemacht.

Resumen

La Precordillera del norte chileno, situada entre el Valle Longitudinal y la Cordillera Occidental, esta constituida de uno o más dorsales de basamento, los que forman núcleos de grandes anticlinales o pilares en compresión que se elevan morfologicamente sobre las rocas mesozóicas y terciarias de su cobertura. Varias fallas más o menos verticales cortan a la Precordillera paralelamente o con angulo agudo a su rumbo. Las siguientes estructuras permiten deducir que se produjeron movimientos transcurrientes paralelos al orogeno en las fallas: (a) juegos asimétricos escalonados de fallas, (b) discontinuidades estratigráficas y estructurales ligados a la falla, (c) fábricas de las rocas de falla y (d) pliegues con ejes verticales. Un desplazamiento dextral de decinas de kilométras es probable. Las fallas de desplazamiento en el rumbo paralelas al orógeno asi como el acortamiento normal al orógeno se consideran como fenomenos de la tectónica de arco magmático, puesto que desde el Cretácico superior hasta el tiempo de la deformatión (45-30 Ma), la actividad magmática de los Andes Centrales estuvo ubicada en la Precordillera. La deformación en el sistema de fallas de la Precordillera está tambien relacionada con la mineralizatión de los grandes yacimientos de pórfidos cupriferos de la zona. La evolutión tectónica de la Precordillera puede haber sido originada por subductión oblicua produciendo transpresión dextral.

Краткое содержание

В северной части Чиле, простирающейся межд у продольной долиной и западными Кордильер ами, возникли до горообра зовательного процес са Кордильер многочисл енные хребты из отложений до-мезозой ских основных гор, кот орые образовались в виде я дер антиклиналей, или в виде хребтов в ре зультате надвигов от дельных единиц на мезозойско-третичные покровные горы. Вся об ласть пронизана сист емой зон разрывов, залегаю щих по отношению к названным структур ам сдавления паралле льно, или под острым углом. Ч то при этих нарушения х имели место боковые с мещения видно: а) по асимметричным ку лисообразным разлом ам, б) по стратиграфическ им и структурным перерывам в них, в) по те кстуре пород деформа ции и г) по вертикальным ск ладкам. Весьма вероятно, что з десь имело место прав остороннее смещение на многие де сятки км. Смещение по крыльям п аралельно орогену и обычное сдавление ор огеном можно рассмат ривать, как феномен магматич еской дуговой тектоники, т.к. магмати ческая активность Ан д в пре-кордильерском г орообразовательном процессе продолжалс я от верхнего мела до кульминационной точ ки деформации (45–50 Ма). С этой активностью связаны и образовани я крупных меднопорфир овых месторождений этой области. Косая су бдукция, ведущая к трансграссии направ о, рассматривается, ка к отвественная за обра зование этих структу р докордильерского горообразовательно го процесса.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. Alpers, C. N. &Brimhall, G. H. (1988): Middle Miocene climatic change in the Atacama Desert, northern Chile: Evidence from supergene mineralization at La Escondida. - Geol. Soc. Am. Bull,100, 1640–1656.Google Scholar
  2. Alvarez, O. &Flores, R. (1985): Alteratión y mineralzación hipogena en el yacimiento de Chuquiquamata, Chile. - IV. Congr. Geol. Chileno Actas2, 3-78–3-100, Antofagasta.Google Scholar
  3. Bartlett, W. L., Friedman, M. &Logan, J. M. (1981): Experimental folding and faulting of rocks under confining pressure. Part IX. Wrench faults in limestone layers. - Tectonophysics,79, 255–277.Google Scholar
  4. Beck, M. E. (1983): On the mechanism of tectonic transport in zones of oblique subduction. - Tectonophysics,93, 1–11.Google Scholar
  5. Charrier, R. &Reutter, K.-J. (1988): La Formatión Purilactis en el borde occidental del Salar de Atacama, 23°–23°45′ de latitud sur, Chile. - Communicaciones,39 (Abstracts V Congreso Geologico Chileno): 211.Google Scholar
  6. Chester, F. M., Friedman, M. &Logan, J. M. (1985): Foliated Cataclasites. - Tectonophysics,111, 139–146.Google Scholar
  7. Chong, G. (1977): Contribution to the knowledge of the Domeyko Range in the Andes of Northern Chile. - Geol. Rdsch.66, 374–404.Google Scholar
  8. — & v.Hillebrandt, A. (1985): El Triásico Preandino de Chile entre los 23° 30′ y 26°00′ de Lat. Sur. - IV. Congr. Geol. Chileno Actas,2, 1-162–1-210, Antofagasta.Google Scholar
  9. — &Reutter, K.-J. (1985): Fenomenos de tectonica compresiva en las Sierras de Varas y de Argomedo, Precordillera Chilena, en el ambito del paralelo 25° sur. - IV. Congr. Geol. Chileno Actas,2, 2-219–2-238, Antofagasta.Google Scholar
  10. Choukroune, P., Gapais, D. &Merle, O. (1987): Shear criteria and structural symmetry. - J. Struct. Geol.,9, 525–530.Google Scholar
  11. Coira, B., Davidson, J., Mpodozis, C. &Ramos, V. (1982): Tectonic and magmatic evolution of the Andes of northern Argentina and Chile. - Earth-Sc. Rev.,18, 303–332.Google Scholar
  12. Damm, K.-W., Pichowiak, S. &Todt, W. (1986): Geochemie, Petrologie und Geochronologie der Plutonite und des metamorphen Grundgebirges in Nordchile. - Berliner geowiss. Abh.,A 66, 73–146.Google Scholar
  13. Döbel, R. (1989): Geochemie und Geochronologie alttertiärer Vulkanite aus der Präkordillere Nordchiles zwischen 21° und 23°30′S. - Unpubl. Ph. D. thesis, FU Berlin, pp. 152.Google Scholar
  14. Fitch, T. J. (1972): Plate convergence, transcurrent faults, and internal deformation adjacent to Southeast Asia and western Pacific. - J. Geophys. Res.,77, 4432–4460.Google Scholar
  15. Gröschke, M.,Hillebrandt, A. V.,Prinz, P.,Quinzio, L. A. &Wilke, H.-G. (1988): Marine Mesozoic Paleogeography in Northern Chile between 21° and 26°S. - In: Bahlburg, H., Breitkreuz, C. & Giese, P. (eds.): The Southern Central Andes, Lecture Notes in Earth Sciences,17, 105–117.Google Scholar
  16. Harland, W. B. (1971): Tectonic transpression in Caledonian Spitsbergen. - Geol. Mag.,108, 27–42.Google Scholar
  17. I. I. G. (Instituto de Investigaciones Geologicas) (1972): Edades radimétricas de rocas chilenas. In Jornadas de Trabajo,2, Secc. 1, 132–145, Antofagasta.Google Scholar
  18. Mégard, F. (1984): The Andean orogenic period and its major structures in central and northern Peru. - J. geol. Soc. London,141, 893–900.Google Scholar
  19. Maksaev, V, Boric, R., Zentilli, M. &Reynolds, P. H. (1988a): Metallogenetic implications of K-Ar,40Ar-39Ar, and fission track dates of mineralized areas in the Andes of northern Chile. - V. Congr. Geol. Chileno Actas 1: B65-B86, Santiago.Google Scholar
  20. —,Zentilli, M. &Reynolds, P. H. (1988b):40Ar-39Ar geochronology of porphyry copper deposits of northern Chilean Andes. - V. Congr. Geol. Chileno Actas,1, B109-B133, Santiago.Google Scholar
  21. Naranjo, J. A. &Puig, A. (1984): Hojas Taltal y Chanaral. - Serv. Nac. Geol. Min.: Carta Geol. de Chile No. 62–63, pp. 140, Santiago.Google Scholar
  22. Padilla, H. (1988): Eventos intrusivos y deformaciones en la Cordillera de Domeyko a la latitud del Salar de Punta Negra. Antecedentes geocronologicos K-Ar. - V. Congr. Geol. Chileno ActasIII, 1229–1243, Santiago.Google Scholar
  23. Pardo-Casas, F. &Molnar, P. (1987): Relative motion of the Nazca (Farallon) and South American plates since Late Cretaceous time. - Tectonics,6, 233–248, Washington D. C.Google Scholar
  24. Pilger, R. H. (1984): Cenozoic plate kinematics, subduction and magmatism: South American Andes. - J. Geol. Soc. London,141, 793–802.Google Scholar
  25. Ramirez, C. F. &Gardeweg, M. (1982): Hoja Toconao. - Serv. Nac. Geol. Min.: Carta Geol. de Chile No.54, pp. 121, Santiago.Google Scholar
  26. Reutter, K.-J. (1974): Entwicklung und Bauplan der chilenischen Hochkordillere im Bereich 29° südlicher Breite. - N. Jb. Geol. Paläont. Abh.,146, 153–178.Google Scholar
  27. — &Scheuber, E. (1988): Relation between tectonics and magmatism in the Andes of northern Chile and adjacent areas between 21° and 25°S. - V. Congr. Geol. Chileno Actas,1: A345-A363, Santiago.Google Scholar
  28. -,Giese, P.,Götze, H.-J.,Scheuber, E.,Schwab, K.,Schwarz, G. &Wigger, P. (1988): Structures and Crustal Development of the Central Andes between 21° and 25°S. - In: Bahlburg, H., Breitkreuz, C. & Giese, P. (eds.): The Southern Central Andes, Lecture Notes in Earth Sciences,17, 231–261.Google Scholar
  29. Scheuber, E. &Andriessen, P. A. M. (1990): Kinematic and geodynamic significance of the Atacama Fault Zone, northern Chile. - J. Struct. Geol.,12, 243–257.Google Scholar
  30. Steinmann, G. (1929): Geologie von Peru. - pp. 448, Karl Winter, Heidelberg.Google Scholar
  31. Sylvester, A. G. (1988): Strike-slip faults. - Geol. Soc. Am. Bull.,100, 1666–1703.Google Scholar
  32. Tchalenko, J. S. (1970): Similarities between shear zones of different magnitudes. - Geol. Soc. Am. Bull.,81, 1625–1640.Google Scholar
  33. Tullis, J. &Yund, R. A. (1980): Hydrolytic weakening of experimentally deformed Westerly granite and Hale albite rock. - J. Struct. Geol.,2, 439–451.Google Scholar
  34. Vergara, H. &Thomas, A. (1984): Hoja Collacagua. - Serv. Nac. Geol. Min.: Carta Geol. de Chile No.59, pp. 79, Santiago.Google Scholar
  35. White, S. (1975): Tectonic deformation and recrystallization of oligoclase. - Contrib. Mineral. Petrol.,50, 287–304.Google Scholar
  36. Woodcock, N. H. &Fisher, M. (1986): Strike-slip duplexes. - J. Struct. Geol.,8, 725–735.Google Scholar

Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1991

Authors and Affiliations

  • Klaus -J. Reutter
    • 1
  • Ekkehard Scheuber
    • 1
  • Dietrich Helmcke
    • 2
  1. 1.Institut für GeologieBerlin 33
  2. 2.Institut für Geologie und Dynamik der LithosphäreGöttingen

Personalised recommendations