ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO Y SEDIMENTOLÓGICO DE SECUENCIAS FLUVIO-MARINAS DEL NEÓGENO EN EL NORTE DE CHILE: UNA MIRADA MULTIDISCIPLINARIA.

Transcripción

1 ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO Y SEDIMENTOLÓGICO DE SECUENCIAS FLUVIO-MARINAS DEL NEÓGENO EN EL NORTE DE CHILE: UNA MIRADA MULTIDISCIPLINARIA. Castillo; N, Tapia; M, Sánchez; G, Delgadillo; F Universidad de Atacama, Facultad de Ingeniería Departamento de Geología, Copiapó, Chile nicoll.castillo@uda.cl Resumen La desembocadura del río Copiapó se encuentra a 33 km al NO de la ciudad de Copiapó, norte de Chile. Geomorfológicamente esta desembocadura es caracterizada por la presencia de un número considerable de terrazas marinas y fluviales, desarrolladas y preservadas por la combinación de cambios en el nivel del mar y alzamiento tectónico. Las terrazas marinas se desarrollan sobre depósitos asociados a la Formación Bahía Inglesa, de edad Mioceno mediosuperior, los que indican una serie de eventos transgresivos, conclusión que es apoyada por el registro fosilífero de Balanus Sp. y Ostrea que caracterizan un ambiente somero a un poco más profundo de flujo altamente energético. Las sucesiones marinas sobreyacen al basamento mesozoico; y pueden correlacionarse con terrazas marinas descritas al norte del área de estudio con una de edad entre 860 ka y 6 ka. En las terrazas más jóvenes se reconocen depósitos caracterizados por conglomerados masivos con imbricación y asociados a paleocanales y areniscas masivas relacionadas a llanuras de inundación, ambas facies características de un ambiente fluvial correlacionables con las Gravas de Copiapó. A todos estos depósitos se les aplicó análisis de susceptibilidad magnética, estableciendo en los sedimentos marinos una una correlación entre valores muy bajos de susceptibilidad y niveles más profundos de depositación, mientras que en los niveles más someros, asociados a paleocostas, la susceptibilidad muestra su mayor rango de valor. Con respecto a los depósitos continentales, su elevada susceptibilidad está relacionada a la erosión y de secuencias volcánicas ricas en magnetita. Keyword Depósitos sedimentarios, Terraza marina, terraza fluvial, susceptibilidad magnética, desembocadura río Copiapó.

2 Introducción Actualmente existen seis niveles de terrazas marinas en la desembocadura del río Copiapó las que están labradas principalmente en la Formación de Bahía Inglesa (Castillo 2015). Estas terrazas se disponen paralelamente a la línea de costa actual y se encuentran disectadas por el cauce del río Copiapó. La dinámica fluvial del mismo, ha formado una serie de terrazas fluviales agradacionales y abrasivas, paralelas al cauce, y labradas en depósitos fluviales denominados Gravas de Copiapó (Castillo 2015). Este trabajo presenta la reconstrucción de los eventos geológicos que dieron origen primero, a la depositación de los sedimentos marinos sobre el basamento Mesozoico; segundo, la interacción de estos depósitos marinos con depósitos fluviales y tercero, a establecer las causas que permitieron el desarrollo de las terrazas marinas y fluviales. El estudio geomorfológico y sedimentológico-estratigráfico se realizó por medio de varios perfiles y columnas morfo-estratigráficas, las que sirvieron para una reconstrucción paleoambiental, estas fueron complementadas con análisis de susceptibilidad magnética. El objetivo de este trabajo es la interpretación paleoambiental y geomorfológica de depósitos fluvio-marinos, asociados a la dinámica de la desembocadura de un río Copiapó, a través de diferentes enfoques geológicos. Marco geológico En la Tercera Región de Atacama, Chile, existen diversas unidades geológicas que bordean edades desde el Mioceno Inferior al Cuaternario, e incluyen sedimentos marinos como la Formación Bahía Inglesa, los Estratos de Caldera que reflejan antiguas plataformas de abrasión marina (Marquardt et al. 2004); y depósitos fluviales, como las Gravas de Angostura y las Gravas del Copiapó (Godoy et al. 2003); (Marquardt et al. 2004). La delgada cobertura sedimentaria de estas terrazas contiene arenas y conglomerados pleistocenos (Godoy et al. 2003). Metodología Como parte del área de estudio presenta una cobertura eólica, se seleccionó una pequeña área aflorante de las secuencias marinas y fluviales antes descritas. El estudio sedimentológicoestratigráfico de las secuencias fluviales y marinas, incluyó el levantamiento de columnas morfoestratigráficas de detalle, considerando granulometría, disposición de capas, contenido fosilífero y su relación con el basamento y las terrazas marinas. El trabajo fue complementado con un muestreo para la determinación de propiedades magnéticas de las distintas secuencias fluvio-marinas.

3 Resultados Geomorfología En el área de estudio se reconocen 2 terrazas fluviales y una terraza marina (Figura 1). La terraza fluvial F1 tiene una altitud de 56 +/- 5 m.s.n.m y su margen sur se ve interrumpido por la erosión fluvial, incluso quedando parcialmente aislada del resto de las terrazas, formando una terraza asimétrica. La terraza fluvial F2 tiene una altitud de 45 +/- 5 m.s.n.m. Se preserva en ambos lados del cauce, y su límite lo define un escarpe que lo conecta geomorfológicamente con la terraza marina TM representando un paleoacantilado. La terraza marina presenta una altitud de 71 +/- 5 m.s.n.m. En el margen sur del cauce del río Copiapó, esta terraza esta labrada sobre unidades marinas y sobre el basamento. TM TM F1 F2 F2 FIGURA 1. Modificado de Castillo (2015). Perfil mostrando la distribución de las terrazas fluviales y marinas y su relación de contacto. Sedimentología La sedimentología fue descrita a través de la columna A-1(Figura 2), la cual detalla una sucesión de paquetes de origen marino, granodecrecientes que varían desde tamaño grava hasta arenas medias. La litología de los clastos de esta secuencia es caracterizada por bioclastos de Balanus sp. y Ostrea, fragmentos líticos principalmente de granodiorita, además de granos de cuarzo, biotita, magnetita y ortoclasa. El grado de redondeamiento varía entre muy angular a redondeado y los paquetes varían entre medianamente a muy pobremente seleccionados. Estos depósitos se encuentran en discordancia erosiva con el basamento ígneo y son correlacionables con el Miembro El Pimiento de Formación Bahía Inglesa (Le Roux et al. 2016). Sobreyacen a las secuencias marinas, en discordancia erosiva, un paquete de conglomerados polimícticos con clastos redondeados de rocas ígneas y matriz de arena gruesa correlacionables con las Gravas de Copiapó. Estos conglomerados gradan lateralmente con areniscas y limos masivos pardos rojizos con cemento de yeso, que presentan localmente el

4 desarrollo de suelo de color pardo claro, tipo calcisol, con nódulos subredondeados de calcita y abundantes trazas de raíces. FIGURA 2. Columna estratigráfica A-1 que detalla la sedimentología del área de estudio, compuesta por 11 niveles de secuencias sedimentarias de origen marino y continental de base a techo respectivamente. Susceptibilidad Magnética El estudio de los niveles correspondientes a los ciclos transgresivos de la Fm. Bahía Inglesa, indica rangos de susceptibilidad entre cero a 1.8x10-3 SI (N4 a N11 en Figura 3), estos resultados pueden definir dos grupos; el primero de susceptibilidad más alta, relacionado con mayores contenidos de magnetita +- biotita, producto del retrabajo del basamento (N12); y el segundo, con magnitudes de susceptibilidad cercanas a cero o cero, en los que los contenidos en mineralogía magnética es nula o inexistente. Se destacan las magnitudes obtenidas en los niveles N1 y N2 correspondientes a las secuencias fluviales, en donde los valores de susceptibilidad son de 4.67x10-3 y 3.7x10-3 SI, respectivamente. FIGURA 3. Gráfico de susceptibilidad que representa los valores obtenidos según los análisis aplicados a los depósitos de la Formación Bahía Inglesa (barras de color azul), depósitos fluviales (barras color verde) y al basamento (barra color rojo) correspondiente a los niveles de la columna A-1.

5 Conclusiones De acuerdo al estudio realizado se identificaron once eventos de transgresión en la Formación Bahía Inglesa, que evidencian la interacción entre un ambiente cercano a la costa y un ambiente marino un poco más profundo. La abundante presencia de clastos de composición similar al basamento, indican el retrabajo del mismo, caracterizando un ambiente de flujo altamente energético. Los sedimentos fluviales, se depositaron masivamente en paleocanales poco profundos, y con una llanura de inundación sometida a procesos pedogenéticos. Los rangos de susceptibilidad muestran un claro patrón discriminativo entre los sedimentos marinos, depósitos fluviales y el basamento. La geomorfología del área de estudio, compuesta por terrazas marinas y fluviales, las discordancia de erosión y la diferencia entre la susceptibilidad magnética permiten interpretar que la evolución geológica del sector está caracterizada por ciclos de transgresiones marinas que retrabajan el basamento generando una plataforma de abrasión marina. Luego de esto se produce un descenso en el nivel del mar, quedando esta plataforma expuesta a la acción fluvial del rio, donde se disectan los depósitos marinos formando terrazas fluviales. Todo esto indicaría que el sistema fluvial no tuvo interacción con el sistema marino, lo que probablemente fue causado por un brusco descenso del nivel mar o un importante alzamiento tectónico durante el Plioceno. Agradecimientos Se agradece al departamento de Geología de la Universidad de Atacama, por el financiamiento de los terrenos y análisis en apoyo a la investigación llevada a cabo. Referencias Castillo, N., Evolución geomorfológica del curso inferior del río Copiapó: naturaleza y edad de terrazas fluviales y marinas (Chile). Tesis de Pregrado (inédito): Geología, Universidad de Atacama, Copiapó, 102 pp. Godoy, E., Marquardt, C., Blanco, N., Carta Caldera, Región de Atacama. Servicio Nacional de Geología y Minería, Carta Geológica de Chile. Serie Geología Básica, No. 76, 39pp., 1 mapa escala 1: Santiago. Le Roux, J., Achurra, L., Henriquez, A., Carreño, C., Rivera, H., Suárez, M., Isham, S., Pyensos, N., Gutstein, C Oroclinal bending of the Juan Fernández Ridge suggested by geohistory analysis of the Bahía Inglesa Fromation, north-central Chile, Sedimentology Geology 333: Marquardt, C., Lavenu, A., Ortlieb, L., Godoy, E., Comte, D., Coastal neotectonics in Southern Central Andes: uplift and deformation of marine terraces in Northern Chile (27 S), Tectonophysics 394: