States of stress and slip partitioning within a continental strike-slip duplex and their tectonic and magmatic significance.
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Date
2017
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Abstract
Los cinturones orogénicos en márgenes de subducción oblicuos acomodan la deformación en varios dominios paralelos a la fosa, comúnmente sosteniendo la componente de rumbo paralela a la fosa de la convergencia. Sin embargo, el estado de stress y la cinemática de los arcos volcánicos es más compleja de lo usualmente reconocido, incluyendo fallas de primer- y segundo-orden con sentidos de deslizamiento característicos e interacción mutua entre ellas. Estas fallas son usualmente organizadas en dúplex de rumbo de escala regional, asociados con deformación heterogénea de largo y corto plazo, así como con actividad magmática. Este es el caso del Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui, con una extensión de 1100 km en los Andes del Sur, constituido de dos fallas maestras superpuestas y paralelas al margen, unidas por varias fallas secundarias de rumbo NE. En este trabajo, presentamos un modelo de Elementos Finitos para caracterizar la naturaleza y distribución espacial del stress a través y a lo largo del arco volcánico en los Andes del Sur, con tal de entender la partición del deslizamiento y la conexión entre tectónica y magmatismo, particularmente durante la fase intersísmica del ciclo sísmico de subducción. Correlacionamos la dinámica del dúplex de rumbo con evidencia geológica, sísmica y transporte de magma documentada por trabajos previos, mostrando consistencia entre el modelo y el comportamiento inferido del sistema de falla. Nuestros resultados muestran que la orientación del máximo stress principal es heterogéneamente distribuida en el margen continental, variando entre 15° y 25° anti horario (con respecto al vector de convergencia) en las fallas maestras y 10° a 19° horario en los dominios del antearco y trasarco. Calculamos la elipticidad del tensor de stress, indicando cizalle simple en la falla maestra este y stress transpresivo en la falla maestra Este. Las fallas subsidiarias son sometidas a un estado de stress extensivo-a-transtensivo. La falla maestra Este muestra tasas de deslizamiento de 5 a 10 mm/año, mientras que las fallas maestra Oeste y subsidiarias muestran tasas de 1 a 5 mm/yr. Nuestros resultados indican que las fallas subsidiarias favorablemente orientadas sirven como conductos de magma, particularmente donde se encuentran cerca de una intersección con una falla maestra. También, el deslizamiento de un segmento de falla es potenciado cuando la cinemática de una falla adyacente es superpuesta a la carga tectónica regional. De esta manera, los modelos de Elementos Finitos ayudan a comprender el fenómeno acoplado de tectónica y procesos volcánicos,demostrando que las observaciones geológicas y geofísicas pueden ser descritas por un pequeño número de condiciones de borde claves.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2017