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geometria de subduccion de la placa de nazca
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA
Escuela Profesional de Geología
Draft
Geología Histórica (GE-334)
GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION DE PLACAS DE NAZCA Y
SUDAMERICANA
Datos del alumno(s):
Apellidos y nombre: ROJAS HUAYANAY JUAN
Código 20120300f
Email: [email protected] Móvil: 995131656
Fecha de entrega:……………………
Profesor: Esteban D. Manrique Zúñiga
Email: [email protected], Móvil: 998 718 646
Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica
Escuela Profesional de geología
Índice
RESUMEN ..................................................................................................................................................1
1 GENERALIDADES ...........................................................................................................................1
1.1 PLACA DE NAZCA… .......................................................................................................1
1.2 PLACA
SUDAMERICANA…………………………………………………………………………………………2
1.3 ZONA DE SUBDUCCION ……………………………………………………………………..3
1.4 ZONA DE BENIOFF………………………………………………………………………………4
2 OBJETIVOS .....................................................................................................................................4
2.1 OBJETIVO 1 .....................................................................................................................4
2.2 OBJETIVO 2 .....................................................................................................................4
3.MODELOSPARAELPROCESODESUBDUCCION ..................................................................... 5 3.1 BARAZANGI E ISACKS (1976 – 1979) ........................................................................................6 3.2 HASEGAWA Y SACKS (1981) ................................................................................................ 7 3.3 GRANGE (1984) ................................................................................................................... 7 3.4 SCHNEIDER Y SACKS (1987) ............................................................................................ 8 3.5 RODRIGUEZ Y TABERA (1991) .......................................................................................... 8 3.6 CAHILL E ISACKS (1992) ........................................................................................................9
4. GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION…………………………………………………………… 10
5. FORMACION DE YACIMIENTOS…………………………………………………………… 14
6 GLOSARIO GEOLÓGICO ............................................................................................................ 15
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................. 15
Lista de Figuras
FIGURA: 1.1_1 PLACA DE NAZCA INTERACTUANDO CON PLACA SUDAMÉRICA
FIGURA: 1.3_1 ZONA DE SUBDUCCION
FIGURA :3.1_1 BARAZANGI E ISACKS (1976 – 1979) FIGURA :3.2_2 HASEGAWA Y SACKS (1981) FIGURA :3.3 _3GRANGE (1984) FIFURA :3.4_ SCHNEIDER Y SACKS (1987) 3.5 RODRIGUEZ Y TABERA (1991) FIGURA :3.6_4 CAHILL E ISACKS (1992) FIGURA :4.1_1 MAPA DE SISMICIDAD FIGURA :4.1_1 GEOMETRIA ESPACIAL FIGURA :4.1_1 TRES ZONAS DE SUBDUCCION FIGURA :5.1_1 TIPOS DE YACIMIENTOS FIGURA :5.1_1 MAPA METALOGENETICO
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Tema: Page: 1 Trabajo Domiciliario, Ciclo 2015-II
RESUMEN
Este informe nos muestra en todos los modelos estudiados por diferentes autores para comprender
la geometría de subducción de la placa de Nazca con la placa Sudamericana y también su importancia
en yacimientos relacionados ala tectónica de placas estudiados en nuestro país.
1 GENERALIDADES
1.1 PLACA DE NAZCA
La placa de Nazca es una placa tectónica oceánica que se encuentra en el océano
Pacífico oriental, frente a la costa occidental deAmérica del Sur, en el litoral de Perú
El borde oriental de la placa se encuentra dentro de en una zona de subducción bajo la placa
Sudamericana, lo que ha dado origen a la cordillera de los Andes y a la fosa peruano-chilena. El
límite austral de la placa de Nazca con respecto a la placa Antártica está formado por la dorsal de
Chile, y el límite occidental con la placa del Pacífico por la dorsal del Pacífico Oriental. En el norte
el límite de la placa de Nazca con la placa de Cocos está formado en gran parte por la dorsal de
Galápagos.1 Los límites con estas tres placas oceánicas son divergentes aunque abundan
también trayectos transformantes.
En el occidente de la placa de Nazca, específicamente en las zonas de unión entre las placas,
existen tres microplacas. La de lasislas Galápagos se encuentra en la unión de las de Nazca, del
Pacífico y de Cocos. La de Juan Fernández en el borde entre la del Pacífico, la de Nazca y la
Antártica, y la de Isla de Pascua (se encuentra cerca pero no abarca la isla de Pascua) en el límite
entre Nazca y del Pacífico, un poco más al norte que la de Juan Fernández.
Extremo norte de la placa de Nazca con la dorsal divergente de Galápagos en rojo. Al norte de esta se
encuentra la placa de Cocos.
La subducción de la placa de Nazca frente a las costas sudamericanas, ha provocado que esta
área sea altamente sísmica yvolcánica. Cabe destacar el gran terremoto de Valdivia de 1960,
cuya magnitud superó los 9,5 MW, que ha sido el más fuerte movimiento telúrico medido con
instrumentos en la historia de la humanidad, con el cual se ha estudiado la zona Sur de Chile y se
descubrió una microplaca llamada placa de Chiloé que se extiende desde la península de
Arauco por el norte hasta la península de Taitao en la confluencia de las placas Sudamericana,
Nazca y Antártica.
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1.2 PLACA SUDAMERICANA
La placa Sudamericana es una placa tectónica que abarca dicho subcontinente y la porción
del océano Atlántico Sur comprendida entre la costa sudamericana y la dorsal mesoatlántica, esta
placa abarca unos 10 millones de kilómetros cuadrados. El límite convergente en el oeste ha
generado dos notables fenómenos: lacordillera de los Andes y la fosa peruano-chilena; mientras
que en el este el límite divergente con la placa Africana permitió la aparición del océano
Atlántico y, posteriormente, la dorsal mesoatlántica. Las placas limítrofes son:
Al Norte, la placa del Caribe y la placa Norteamericana.
Al Sur, la placa Antártica.
Al Este, la placa Africana.
Al Oeste, la placa de Nazca (la cual está incrustada bajo la placa sudamericana).
La placa sudamericana está moviéndose hacia el oeste, alejándose de la dorsal mesoatlántica. La
placa de Nazca es más densa y se está moviendo hacia el este por lo que está subduciendo bajo
el borde occidental de la placa sudamericana a un ritmo de 77 milímetros por año. Esta colisión de
placas es reponsable de elevar la cadena de los Andes (continúa haciéndolo) y de causar la
aparición de los volcanes que están alineados a lo largo de la zona.
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Figura: 1.1_1
Placa de nazca interactuando con placa Sudamérica
1.3 ZONA DE SUBDUCCION
La subducción de placas es el proceso de hundimiento de una placa litosfera bajo otra en un límite
convergente, según la teoría de tectónica de placas. La subducción ocurre a lo largo de
amplias zonas de subducción que en el presente se concentran en las costas del océano
Pacífico en el llamado cinturón de fuego del Pacífico pero también hay zonas de subducción en
partes del mar Mediterráneo, las Antillas, las Antillas del Sur y la costa índica de Indonesia.
La subducción es causada por dos fuerzas tectónicas ,una que proviene del empuje de
las dorsales meso-oceánicas y otra que deriva del jale de bloques.
La subducción provoca muchos terremotos de gran magnitud los cuales se originan en la zona de
Benioff. La subducción también causa la fusión parcial de parte del manto terrestre generando
magma que asciende dando lugar a volcanes.
El ángulo de subducción, el ángulo que forma el plano de la zona de Benioff con la superficie
terrestre, puede variar de cerca de 90° en las Marianas a tan sólo 10° en Perú.
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La corteza oceánica que está en camino de ser subducida en la fosa de las Marianas es la
corteza oceánica más antigua de la Tierra sin contar ofiolitas. La subducción empinada está
asociada a extensión de retroarco, provocando la migración de corteza de los arcos volcánicos y
fragmentos de corteza continetal dejando atrás un mar marginal.
Figura: 1.3_1 ZONA DE SUBDUCCION
1.4 ZONA DE BENIOFF
Cuando la litosfera oceánica subduce, lo hace por un plano inclinado, que corta a la superficie
siguiendo un arco marcado por la presencia de una fosa oceánica. Donde la placa que
subduce roza con la opuesta se producen terremotos de manera regular, cuyos focos quedan
proyectados en el mapa en el lado interno o cóncavo del arco dibujado por la fosa, es decir,
por la línea de subducción. Esa zona, en la que son frecuentes los terremotos, es la que se
denomina zona de Benioff.
El plano de fricción entre las dos placas que convergen se llama plano de Benioff, y es en él
donde se concentran los focos o hipocentros de los terremotos. Que los hipocentros se
presentan a mayor profundidad cuanto mayor es la distancia a la fosa fue observado ya por
Benioff. Los terremotos que caracterizan a la zona son de tres tipos por su mecanismo:
1. En la zona más próxima a la fosa, la signatura sísmica revela un origen distensivo,
que se interpreta como efecto del encorvamiento de la litosfera cuando inicia la
subducción.
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2. En la parte media y más extensa, los terremotos son de fricción, y se deben a la que
se produce entre las dos placas en el plano de Benioff.
3. Los terremotos más profundos, de 300 km a 700 km de profundidad, y más alejados
de la fosa se supone que son resultado de una contracción brusca de los materiales
que subducen. Se atribuye a una transición de fase crítica, en la que los materiales se
adaptan a la presión adoptando repentinamente estructuras cristalinas más
compactas sin cambio de la composición química.
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo 1
Conocer el modelo del proceso de subducción utilizando datos sísmicos y de manera
aproximada la forma de la superficie del contacto de las placas y la geometría de la placa
oceánica a mayor profundidad y distancias por debajo del continente.
2.2 Objetivo 2
Conocer la importancia de la tectónica de placas para dar en consecuencia los varios tipos
de yacimientos relacionado ala subducción de la placas.
3. MODELOS PARA EL PROCESO DE SUBDUCCIÓN
En general, los estudios realizados para conocer el modelo ó la geometría del
proceso de subducción utilizando datos telesísmicos, regionales y locales son diversos, pero
en conjunto han permitido tener una idea general sobre la forma como se realiza este
proceso en el borde Oeste de Perú. Los resultados más relevantes obtenidos por diferentes
autores se detallan a continuación.
3.1 Barazangi e Isacks (1976 – 1979)
Postulan que la Región norte-centro buza con 10°hasta unos 100km de profundidad a
partir de la cual se hace horizontal.
En el Sur, el ángulo de buzamiento incrementa a 30° hasta unos 300 km.
Postulan además que existe una ruptura en la litosfera que separa estas dos regiones.
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3.5.2 Hasegawa y Sacks (1981).
Estos autores utilizaron datos registrados por una red sísmica local instalada en la región Sur
de Perú. Según sus resultados, sugieren que en esta región el proceso de subducción se
produce con un ángulo de inclinación de aproximadamente 30° hasta una profundidad del
orden de 300 km. Hacia la región Central, la subducción conserva el mismo ángulo pero esta
se hace horizontal a una profundidad de 100 km. Estos autores concluyen que la forma de la
placa subducente es continua y que el cambio en el modo de subducción, entre la región
Norte, Centro y Sur se produce con una contorsión de la placa.
Figura 3.1_1:
Modelo de Barazangi e Isacks
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3.5.3 Grange (1984).
Este autor, utilizando datos de una red sísmica local instalada en la región Sur de Perú,
propone que el proceso de subducción en esta región se realiza con un ángulo de 30°
constante hasta una profundidad de 250 km, para luego disminuir hacia la región Central
hasta alcanzar una profundidad del orden de 100 km. Entre ambos modos de subducción, el
autor indica que la placa se contorsiona.
Figura 3.2_1:
Modelo de Hasegawa y Sacks
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3. 5. 5 Rodríguez y Tavera (1991).
Ambos autores determinaron la geometría del proceso de subducción para la región Central
de Perú utilizando datos obtenidos de cuatro redes sísmicas locales que funcionaron en
diversos periodos de tiempo. A partir de sus resultados, los autores postularon que en la
región Central el proceso de subducción se realiza con un ángulo promedio de 30° hasta una
profundidad de 107km para luego desplazarse de manera casi horizontal por debajo del
continente hasta 650 km dedistancia desde la línea de fosa.Hacia la región Sur, el ángulo de
subducción se mantendría en 30° y la placa de Nazca se contorsionaría para pasar de
un modo de subducción subhorizontal a otro normal.
Figura de rodriguez y Tavera
Figura 3.3_1:
Modelo de Grange
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3.5.6 Cahill y Isacks (1992).
Ambos autores evalúan cuantitativamente una base de datos para el periodo de 1963-
1989 extraída del catalogo NEIC (National Earthquake International Center) y el ISC
(International Seismological Center), a fin de estudiar la geometría del proceso de subducción
en Sudamérica.La selección de los datos se realiza en función de los valores de las
residuales obtenidas en la localización de los sismos, frecuencia sísmica y relación
magnitud vs número de estaciones que registraron el sismo. Los autores proponen un
esquema 3D para la geometría del proceso de subducción entre las latitudes de 7°S a 40°S.
Para el Perú, los autores proponen que la subducción se iniciaría, desde la fosa, con un
ángulo de 27°-30° para luego ser continua por debajo del continente mostrando la presencia
de dos tipos de subducción: una subducción subhorizontal presente en la zona Central de
Perú (entre 7°S-16°S) y otra de tipo normal presente en la región Sur de Perú (al Sur de los
16°S).
3.5.7 Tavera y Buforn (1998).
Estos autores proponen un modelo 3D para el proceso de subducción en Perú a partir de una
base de datos extraída del NEIC (National Earthquake Information Center) para el periodo
1960-1995 (mb 5.0). Los autores indican la existencia de dos modos de subducción: una casi
horizontal presentes en las regiones Norte y Centro de Perú con profundidades del orden de
100-120 km y distancias,desde la fosa, de 700 a 500 km respectivamente. En la zona Sur, el
proceso de subducción se mantiene constante con un ángulo de 30° hasta 300 km de
profundidad y distancias desde la fosa de400 km.
Los autores remarcan la heterogeneidad en el modo de subducción, la contorsión de la placa
y las distancias alcanzadas, desde la fosa, por debajo del continente.
Figura 3.6_1:
Modelo de Cahill e Isacks
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4. GEOMETRIA DE LA SUBDUCCION
Anteriormente, se ha descrito y analizado los diferentes modelos propuestos por diversos
autores para la geometría del proceso de subducción en Perú (Barazangi y Isacks, 1979;
Cahill y Isacks, 1992; Hasegawa y Sacks, 1981; Grange, 1984; Schneider y Sacks, 1987;
Rodríguez y Tavera, 1991; Tavera y Buforn, 1998; Bernal, 2002), todos utilizando diferentes
bases de datos y procedimientos, y aunque los resultados son similares, es necesario,
proponer un nuevo modelo considerando una base de datos homogénea que considere
sismos ocurridos en periodos más recientes.
En general, uno de los procedimientos más utilizados para analizar la geometría del proceso
de subducción, se basa en la observación de la distribución de los sismos recurren a elaborar
diversas secciones verticales en función de la profundidad de los focos sísmicos, ya sean
perpendiculares o paralelas a la línea de fosa. Procedimiento similar se ha seguido para
conocer de manera aproximada la forma de la superficie del contacto de las placas y la
geometría de la placa oceánica a mayor profundidad y distancias por debajo del continente.
Fig. Mapa de Sismicidad debido al choque de placas
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Para tal objetivo, del total de la sismicidad se ha separado los sismos debidos a la
deformación continental, a fin de considerar únicamente los sismos asociados directamente al
proceso de subducción de la placa de Nazca. Seguidamente se ha construido 10 secciones
paralelas y 18 secciones verticales perpendiculares a la línea de fosa, tal como se muestra en
la siguiente figura. Las secciones perpendiculares a la línea de fosa para las regiones Norte y
Centro presentan anchos de 100 km y para la región Sur de 50 km; mientras que, todas las
secciones paralelas a la línea de fosa tienen anchos de 100 km.
Posteriormente, sobre cada sección sísmica se ha trazado una línea media que representa la
tendencia de los sismos. Para las áreas con ausencia de sismos, la tendencia de los mismos
ha sido extrapolada con líneas discontinuas a fin de conseguir reconstruir su posible
tendencia. En el gráfico, se presenta las tendencias medias de la sismicidad para la región
Norte (tendencias 1-3), Centro (tendencias 48) y Sur (tendencias 9-18) de Perú, las mismas
que se describen a continuación.
Fig.Geometría Espacial de la Placa de Nazca,
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Fig. Tres Zonas de Subducción de placas, profundidad y distancia
Horizontal
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Región Norte: Para esta región las tendencias medias de la sismicidad sugieren que la placa
de Nazca subduce siguiendo una pendiente de 25°-30° hasta una profundidad que oscila
entre 100 y 150 km (aumenta de Norte a Sur), para luego continuar de manera casi horizontal
hasta una distancia de 750 km desde la fosa. La tendencia de la placa de Nazca entre 200 y
550 km de distancia desde la fosa, corresponde a una aproximación de la misma (líneas
discontinuas).
Región Centro: Las tendencias medias de la sismicidad para esta región indican que la placa
de Nazca subduce de manera muy similar a la región Norte, pero siguiendo un ángulo medio
de 30° hasta una profundidad de 100 km, a partir de la cual la placa se hace horizontal hasta
una distancia de 750 km en la sección 4 y en el resto de las secciones, en promedio, hasta
500km desde la fosa. Se debe mencionar, que conforme se tienda hacia el extremo Sur, la
placa disminuye su longitud. Entre las distancias de 150 y 400 km, la tendencia de los sismos
ha sido aproximada.
Región Sur: Las tendencias medias de la sismicidad en esta región muestran como la
superficie de contacto entre placas y la forma de la placa de Nazca, cambia de Norte a Sur.
La tendencia de los sismos, según las secciones 9 y 10 es similar a la observada en las
regiones Norte y Centro con la diferencia que, la longitud de la placa en la sección 9
disminuye considerablemente para luego aumentar hasta 450 km en la sección 10.
En gradual aumento en la profundidad de las tendencias de la sismicidad observada entre las
secciones 10 y 14 sugieren que existe un cambio en la geometría de la placa dando lugar a la
contorsión de la misma. En las secciones 14 a 17, la tendencia de los sismos es continua con
un ángulo de 30° que se mantiene constante hasta una profundidad del orden de 250 km y
distancias en superficie de 450 km desde la fosa.
Sobre la sección 18, la sismicidad alcanza una profundidad de 200 km y en superficie su
longitud disminuye hasta 300 km aproximadamente. De acuerdo a los resultados obtenidos,
se puede considerar que la superficie del contacto entre las placas de Nazca y
Sudamericana, y la forma de la placa de Nazca es casi homogénea en las regiones Norte y
Centro de Perú. En estas dos regiones, dicha I. Bernal y H. Tavera 48 Centro Nacional de
Datos Geofísicos / Instituto Geofísico del Perú superficie se inclina con un ángulo de 30°
aproximadamente hasta una profundidad de 150 km, a partir de la cual, la placa de Nazca se
hace casi horizontal hasta distancias de 750 km en la región Norte y de 300-700 km en la
región Central.
En la región Sur, inicialmente la placa de Nazca tiene la misma forma que la ya descrita; sin
embargo, a partir de la sección 10 se observa que la placa comienza a contornearse hacia el
Sur hasta alcanzar una profundidad del orden de 250 km sobre una distancia de 450 km
sobre la superficie. Según lo observado, el área considerada entre las secciones 10 y 14 se
encuentra directamente involucrada en la contorsión de la placa.
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5. FORMACION DE YACIMIENTOS
La tectónica de placas permite explicar la localización los varios tipos de
yacimientos. Estos yacimientos que se pueden originar por su relación con las
distintazonas de las placas litosféricas son: En los bordes constructivos, En los
bordedestructivos, En las zonas de intraplaca. En nuestro caso nos
centraremos en los yacimientos relacionados a los bordes destructivos que
encontramos entre la placa nazca y la placa Sudamericana.
Figura: 5.1_1 tipos de yacimientos
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Figura: 5.1_2 mapa metalogenetico
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6 GLOSARIO GEOLÓGICO
Filón .una veta es un cuerpo tabular, o en forma de lámina, compuesto por minerales que
han sido introducidos en las rocas por una diaclasa o fisura, o por sistemas de diaclasas y
fisuras.
Greisen.-refiere a un tipo de roca y mineralización de origen magmático e hidrotermal.
Ofiolitas -.son asociaciones de rocas ultramáficas, máficas y máfico volcánicas constituyentes de
la corteza y litosfera oceánica que aparecen dispuestas en la corteza continental como
consecuencia de un fenómeno llamado obducción.
Retroarco -.o trasarco es el área de tras de un arco volcánico. En arcos insulares consiste
de una cuenca de retroarco con corteza oceánica y profundidades abisales la cual puede
estar disectada por vestigios de antiguos arcos insulares. Para arcos continentales la región
de retroarco constituye parte de una plataforma continental, que puede estar sobre el nivel
del mar o sumergida formando cuencas oceánicas de escasa profundidad.
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Churchill Vela Velásquez, (2009) SUBDIVISIÓN DE LA PLACA DE NAZCA EN TRES NUEVAS PLACAS TECTÓNICAS Y SU INCIDENCIA CON LASISMICIDAD PERUANA ACTUAL.
Rodrigo Quispe, Hernando Tavera, Isabel Bernal, GEOMETRIA DE LA PLACA DE NAZCA EN EL BORDE OCCIDENTAL DE SUDAMERICA A PARTIR DE LAS TENDENCIAS MEDIAS DE SISMICIDAD, Boletín de la Sociedad Geologica del Perú, (2003), p. 93-110.
Isabel Bernal, Hernando Tavera, GEODINAMICA, SISMICIDAD Y ENERGÍA SISMICA EN EL PERU, monografía (2012) Instituto Geofísico del Perú.