Geometría y cinemática de la deformación cenozoica entre Ucayali y Acre

 

Por: Christian Hurtado / christian.hurtado.enriquez@gmail.com

Coautores: Patrice Baby, Ysabel Calderón, Esteban Gobbo, Rolando Bolaños, Javier Jacay y Carlos Monges

Título original:

Geometría y cinemática de la deformación subandina durante el Cenozoico en el sistema de ante-país Ucayali-Acre (Perú-Brasil): Nuevos datos de termocronología y restauración secuencial.

El extremo oriental de los Andes Centrales se caracteriza por un sistema de retro-cuenca de ante-país representado por un fuerte acortamiento y constituido por la zona Subandina (wedge-top) y la cuenca de foredeep amazónica. El segmento de la cuenca amazónica está conformado por la cuenca Ucayali (Perú) y la cuenca Acre (Brasil) que se encuentran separadas por las montañas del Moa-Divisor. La cuenca Ucayali se subdivide en dos sub-cuencas: al Oeste la sub-cuenca Pachitea y al Este la sub-cuenca Ucayali sur, divididas por la montaña del Sira. Como resultado de los estudios de estas cuencas se ha obtenido la geometría y cinemática de la zona actual de wedge-top del sistema de ante-país andino-amazónico.

La versión extendida y original de este trabajo se puede descargar aquí.

Metodología

Empleando el software Midland Valley “2D Move” se ha elaborado una sección estructural regional de 500km de longitud y con orientación SO-NE (Fig. 1), habiendo integrado datos de geología de superficie y subsuelo. Así mismo se debe considerar la técnica de secciones balanceadas, basado en el principio de “modelar estructuras a partir de una sección estructural deformada (deformación finita), permitiendo restaurar la sección a un estado inicial no deformado y simular su deformación” (Gil Rodríguez, 2002). Para la reconstitución de la cinemática de la deformación, se utilizó el análisis de los estratos de crecimiento identificados en algunas secciones sísmicas y los resultados de los análisis de trazas de fisión sobre apatitos (ATFA) realizadas en las muestras tomadas de la sucesión de corrimientos que afloran en la zona Subandina.

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Figura 1. Mapa geológico del área de estudio modificado e integrado de INGEMMET (Perú) y CPRM (Brasil) donde se marca la sección estructural propuesta junto con la información de superficie y subsuelo.

Los datos utilizados corresponden a información de geología de superficie y de subsuelo. La primera junto con la adquisición de muestras para el análisis de Trazas de Fisión en Apatitos (ATFA) se ha obtenido de las campañas de campo realizadas en la carretera Tingo María-Aguaytía por el grupo de IRD-PETROLÍFERA-PERUPETRO entre los años 2013-2014. La información de subsuelo está compuesta por 7 secciones sísmicas que han sido calibradas con 8 pozos, obtenidos del banco de datos de PERUPETRO y de publicaciones de la Agencia Nacional de Petróleo de Brasil (12° Proceso de Licitaciones de la ANP).

El entendimiento de la geometría de los estratos de crecimiento brinda una información muy valiosa sobre la historia de levantamiento en un sistema de faja plegada y corrida. Los datos de termocronología obtenidos a partir del Análisis de Trazas de Fisión sobre Apatitos (ATFA) son usados para conocer el “timing” de los movimientos verticales de la parte superior de la corteza (Fitzgerald et al., 1995; Tippett y Kamp, 1995). Las edades de TFA corresponden a edades mínimas de exhumación para el último paso encima del isotermo 120°C (Green et al., 1986). En cambio, para el caso de encontrarse en temperaturas comprendidas entre 120°C y 60°C, la edad de TFA está rejuvenecida y presenta poco significado geológico siendo necesario realizar una modelización de la evolución tiempo‐temperatura (t‐T). Un enfriamiento rápido es generalmente interpretado como el resultado de un levantamiento y de una erosión de rocas en respuesta a la tectónica local o regional (Burtner et al., 1994; Brandon, 2002; O’Sullivan et al., 2000; Ehlers et al., 2005; Spotila, 2005).

Interpretación de resultados

La sección transversal balanceada (Fig. 2) se caracteriza por presentar un dispositivo de inversión de rift Permo-Triásico hacia la zona occidental, es decir, hacia la Cordillera Oriental. Que forma el “backstop” que transmite el acortamiento hacia la zona Subandina, la cual está conformada por un sistema de imbricaciones (thin-skinned tectonics) que se conectan sobre un nivel de despegue de evaporitas del Pérmico-superior (Hurtado et al. 2014) y constituye el techo de un dúplex profundo. Este dúplex está relacionado a la deformación producida por tectónica compresiva pre-andina (Orogenia Juruá) ya reconocida por Bump (2008) y Caputo (2014), siendo posteriormente erosionado y preservado bajo la superficie de erosión de la base del Cretácico (basal foreland breakup unconformity). Hacia la parte oriental, la sección muestra un sistema de corrimientos profundos que generan estructuras de basamento (thick-skinned tectonics). La sección estructural presenta actualmente un acortamiento horizontal total desde el Eoceno es de 48 kilómetros (Fig. 2). Esta cantidad de acortamiento fue repartida de tal manera que 38km de este acortamiento está transferido a las imbricaciones de la zona Subandina (upper thrust wedge) y 10km en el sistema de corrimientos profundos (lower thrust wedge) que generan las estructuras de San Alejandro, Agua Caliente, Tamaya y Moa-Divisor (límite entre las cuencas Ucayali y Acre).

Los resultados muestran edades de exhumación de 14Ma para la Cordillera Oriental. Las imbricaciones de la zona Subandina presentan edades de exhumación que varían entre 8 a 3Ma (Fig. 2). La Montaña del Sira presenta una última exhumación a los 10Ma según Gautheron et al. (2013). Las interpretaciones realizadas en los estratos de crecimiento de la estructura Tamaya muestran una deformación inicial en el Mioceno-Plioceno reactivada recientemente. Para la restauración secuencial (Fig. 2), la fase inicial de la sección transversal balanceada corresponde a la configuración del Eoceno Medio durante el depósito de la Formación Pozo que selló una discordancia regional (Christophoul et al. 2002). La segunda etapa corresponde al Mioceno Medio-Superior, donde los eventos de exhumación fueron registrados en el borde de la Cordillera Oriental (14Ma) y las estructuras de basamento de San Alejandro y Agua Caliente (10Ma). La tercera etapa corresponde al Plioceno con la exhumación de los corrimientos que conforman la zona Subandina junto con el levantamiento del Moa-Divisor que divide a las cuencas Ucayali y Acre. Se ha reconocido también el desarrollo de estratos de crecimiento para la estructura de Tamaya. La cuarta etapa está representada por la sección actual o presente.  

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Figura 2. Restauración Secuencial de la sección balanceada A-A’ (Base Formación Pozo) Cordillera Oriental-cuenca Ucayali-cuenca Acre.

Conclusiones

La arquitectura estructural está caracterizada por un sistema de imbricaciones localizadas en la zona Subandina junto con estructuras de basamento que se desarrollan en el ante-país. El acortamiento horizontal total es de 38km (8%). Los resultados de TFA muestran un desarrollo del prisma orogénico a partir de los 14Ma (Mioceno) muy similar a lo acontecido en la cuenca Ucayali Sur (Espurt et al. 2011). La sección corresponde a una propagación “out of sequence” de la deformación que inició con el levantamiento de la Cordillera Oriental hasta el corrimiento frontal del Subandino. La tasa de acortamiento registrada desde el Mioceno hasta la actualidad es de 4.2 mm/yr. La subida rápida del nivel de base que produjo la incursión marina de la Formación Pozo estuvo controlada directamente por el reinicio y la aceleración de la deformación del prisma orogénico con el incremento generalizado de la tasa de sedimentación conformada por los depósitos continentales agradantes de las Formaciones Chambira e Ipururo.

Agradecimientos

Quisiera agradecer al convenio IRD-PETROLÍFERA-PERUPETRO por apoyarme constantemente en el desarrollo de esta investigación. Agradezco al Dr. Patrice Baby por el asesoramiento, confianza y la motivación que fue propicia para el desarrollo de mi tesis profesional. También agradecer a la Ing. Ysabel Calderón en representación de Perupetro y al Ing. Esteban Gobbo en representación de Gran Tierra, por los consejos y experiencias que fueron aportes importantes en la propuesta del modelo geológico presentado. Así como mencionar especialmente a los ingenieros Rolando Bolaños, Javier Jacay y Carlos Monges por mostrar mucho interés y predisposición en el desarrollo de este proyecto. Finalmente agradecer al Ing. Luis Ayala por permitirme difundir esta contribución a la comunidad geológica.

 

Referencias

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