Geodynamic evolution of the Puna on the base of paleomagnetic studies

Los Andes Centrales presentan un combamiento pronunciado a los 18ºS. Este combamiento es denominado codo de Arica. Se determinó la existencia de rotaciones según ejes verticales en sentido antihorario al norte de Arica y en sentido horario al sur de Arica a partir de datos paleomagnéticos. Estos datos provienen de rocas mesozoicas y cenozoicas aflorantes en el antearco y el retroarco andinos. Varios autores han propuesto distintos modelos para tratar de explicar la evolución geodinámica de los Andes Centrales, pero el origen de las rotaciones continúa siendo discutido. Los modelos regionales propuestos involucran combamiento oroclinal y/o rotación local de bloques. Esta falta de consenso en parte se debe a la escasez de datos paleomagnéticos y a la incertidumbre en la edad de la mayoría de las rotaciones. Los objetivos de esta tesis doctoral son la obtención de nuevos datos paleomagnéticos a partir de rocas aflorantes en la Puna Argentina y tratar de definir los procesos generadores del patrón de rotaciones observado. En el campo se obtuvieron 831 muestras orientadas en distintas zonas: Siete Curvas, Juncal Grande, Tebenquicho, Chorrillos, Tiomayo, Morro Blanco, Rinconada, Mina Loma Blanca y Coranzulí. A los distintos especímenes se les aplicaron diferentes técnicas de desmagnetización. Algunos especímenes sufrieron cambios mineralógicos durante la desmagnetización térmica. Se determinó que durante el calentamiento se generaba maghemita como consecuencia de la descomposición y la oxidación de siderita y de la deshidratación de lepidocrocita. También se observó, la formación de hematita a partir de la deshidratación de goethita. Se aislaron magnetizaciones remanentes que indican la existencia de sitios no rotados, sitos rotados en sentido horario y sitios rotados en sentido antihorario. Se propone un modelo flexural muy simplificado para tratar de explicar el diacronismo observado en la deformación mio-pliocena a lo largo de la Puna Argentina. Dicha deformación finalizó en la Puna Septentrional y migró hacia el este a las Sierras Subandinas aproximadamente hace 10 Ma, pero continuó en la Puna Austral hasta los 4 Ma antes de que se produjera una migración similar. Se consideró una reología elástica. Se modelaron dos perfiles E-0 a los 22 y los 24ºS con espesores elásticos de 25 y 15 km respectivamente aplicando la carga de la topografía estimada para los Andes Centrales a los 10 Ma. Mientras la placa debajo de las Sierras Subandinas a los 22ºS sufría elevación, a los 24ºS debajo del Sistema de Santa Bárbara sufría subsidencia, explicando el diacronismo anteriormente mencionado. La base de datos paleomagnéticos de los Andes Centrales fue analizada y se determinaron algunas características del patrón de rotaciones. Estas características son explicadas considerando un modelo de rotación local de bloques en respuesta a cizalla distribuida en el antearco y en respuesta a cizalla penetrativa en niveles subcorticales en el retroarco.The Central Andes show a pronounced bend at 18ºS. This bend is called the Arica elbow. The existence of counterclockwise vertical axis rotations north of Arica and clockwise ones to the south has been determined fiom paleomagnetic data. These data have been obtained from Mesozoic and Cenozoic rocks cropping out in the Andean forearc and backarc. Various authors have proposed different models to explain the geodynamic evolution of the Central Andes, but the origin of these rotations remains controversial. Proposed regional models involve oroclinal bending andlor local block rotations. This lack of agreement is partly due to the scarce paleomagnetic data base and the uncertain age of most of the rotations. The aims of this PhD Thesis are to obtain new paleomagnetic data fiom rocks cropping out in the Argentine Puna and to try to define the processes leading to the observed rotation pattern. 83 1 oriented samples were obtained in the zones of Siete Curvas, Juncal Grande, Tebenquicho, Chorrillos, Tiomayo, Morro Blanco, Rinconada, Mina Loma Blanca y Coranzuli. Different demagnetization techniques were applied to the specimens. Some specimens suffered mineralogcal changes when submitted to thermal demagnetization. It was determined that during heating, maghemite is produced by the decomposition and oxidation of siderite and by the dehydration of lepidocrocite. Also it was observed that hematite is produced by the dehydration of goethite. Remanent magnetizations were isolated which indicate the existence of non-rotated, clochse rotated and anticlochse rotated sites. A very simplified flexural model is proposed trying to explain the observed diachronism of Mio-Pliocene deformation along the Argentine Puna. It ceased in the Northern Puna and moved eastward to the Andean foreland belts at about 10 My, but it. continued to 4 My in the Southern Puna, before a similar shift. An elastic rheology was considered. Two E-W profiles at 22 and 24ºS were modelled with elastic thicknesses of 25 and 15 km respectively and applying the load of the estimated topography of the Central Andes at about 10 My. While under the model constrains the plate under de Andean foreland belts at 22ºS underwent elevation , at 24ºS it underwent subsidence, explaining the above mentioned diachronism. The Central Andes data base was analysed and some features of the rotation pattern were determined. These features are explained considering a model of local block rotations in response to distributed shear in the antearc and to shear-driven subcrustal ductile flow in the backarc.Fil:Prezzi, Claudia Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina