Die Nordchilenische Küstenkordillere bei Taltal: Scherzonen und forearc-sliver im Jurassischen und Unterkretazischen magmatischen Bogen

Abstract

Das Untersuchungsgebiet in der Küstenkordillere Nord-Chiles bei der Ortschaft Taltal (25°24´50" S / 70°29´00" W) umfaßt neben dem jurassischen und unterkretazischen magmatischen Bogen des Andinen Zyklus auch - ganz im Westen - paläozoische Gesteine. Die als tiefreichende, orogenparallele Seitenverschiebung entwickelte Atacama-Störungszone trennt das Untersuchungsgebiet in zwei Gebiete - in dieser Arbeit als Blöcke bezeichnet - mit einem signifikant verschiedenen Aufbau: Von der Atacama-Störungszone nach Westen hin ist bis zur Küste ein fast vollständiges Profil von der Kreide über Jura, Trias und Permo-Karbon bis hin zum Devon aufgeschlossen - der Cifuncho- Block -; im östlich der Atacama-Störungszone gelegenen Teil - dem Pingo-Block - fehlen die triassischen und jurassischen Einheiten völlig; hier folgt auf die devonischen Serien direkt die Kreide. Das Ziel der Untersuchungen ist die Erstellung eines Modells der räumlichen und zeitlichen Entwicklung der Blöcke und Teilblöcke der Küstenkordillere. Im ausgewählten Arbeitsgebiet können sowohl Strukturen zweier magmatischer Bögen (Jura und Unterkreide) wie auch Strukuren der aus diesen Arcs hervorgegangenen Forearcs studiert werden. Besonderes Augenmerk lag auf der Klärung der durch die Subduktion induzierten Bewegungen sowie der Frage, ob der Cifuncho-Block wegen seiner distinkt anderen Geologie eventuell ein Terran darstellt. Nach den Arbeitsergebnissen kann im Untersuchungsgebiet zwischen einer intra-arc-Störung des jurassischen magmatischen Bogens - der Las Luces-Störung - und einer intra-arc-Störung des unterkretazischen magmatischen Bogens - der Atacama-Störungszone unterschieden werden. Es konnte weiterhin gezeigt werden, daß die Entwicklung des Cifuncho- Blocks mit der Entwicklung am nordchilenischen Kontinentalrand korreliert und eine Bewegung des Cifuncho-Blocks erst dann erfolgte, als die Festigkeit der Lithosphäre durch den intensiven Arc-Magmatismus soweit geschwächt war, daß eine Entkopplung von der Oberplatte möglich wurde. Die Bewegung erfolgte den Subduktionsparametern entsprechend nach Süden. Die Atacama-Störungszone, die ältere Seitenverschiebungen nachzeichnet, bildet damit über ihre Funktion als intra-arc-Störung hinaus eine Sutur zwischen dem südamerikanischen Kontinent - dem "Pingo-Block" und einem forearc-sliver, dem Cifuncho-Block. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit wird die Funktion des aktiven magmatischen Bogens als Schwächezone der kontinentalen Kruste, in der die durch die Subduktion induzierte Deformation konzentriert wird, belegt.

The investigated area is located in the coastal cordillera of Northern Chile, south of the village named "Taltal" (25°24´50" S / 70°29´00" W). The geology comprises palaeozoic basement as well as rocks of the jurassic and lower cretaceous magmatic arc, the latter belonging to the Andine phase of the western South American orogenesis. The Atacama fault zone (AFZ) as a deeply plunging, orogen parallel strike slip zone divides the area into two different units. These units, classified in this thesis as crustal blocks, represent a distinct different geological evolution: The crustal block west of the AFZ - the Cifuncho block - exhibits a nearly complete stratigraphic record from Devonian and Permo-Carbon rocks, followed by Triassic and Jurassic rocks up to lower Cretaceous rocks. In the Pingo-Block the Triassic and Jurassic are lacking; the Cretaceous rocks following directly upon the paleozoic basement. The target of the presented investigations is the reconstruction of the evolution of the different crustal blocks (and subblocks) in space and time. The selected area exhibits structures of two magmatic arcs (Jurassic and lower Ceataceous) as well as the structures of both forearcs. Special interest was focussed both on movements, which were induced by subduction, and if the Cifuncho block due to its stratigraphic record could be defined as a terrane. As a result of the investigations it can be seen that the two magmatic arcs are affected by two intra-arc-faults. In the Jurassic magmatic arc one is represented by the "Las-Luces-fault"; in the lower Cretaceous magmatic arc it is represented by the AFZ. The tectonic evolution of the Cifuncho block correlates with the evolution of the Northern Chilean continental margin at that period. Furthermore it was worked out, that a movement of the Cifuncho block was possible only at that moment, that weakening of the lithosphere by intense arc magmatism was so intense, that a decoupling of upper and lower crust was possible. The following movement of the Cifuncho block was directed southwards, due to the subduction parameters at that time. Therefore the AFZ represents a complex system of elder strike-slip-faults and an intra arc fault leading into a sutur zone between the South american continental margin (the "Pingo-block) and a forearc-sliver, the Cifuncho-block. The results of this thesis prove the presence of an active magmatic arc as a weak zone of the continental crust, in which the subduction induced deformation is focussed.