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Crustal thickening processes in the Central Andes and the different natures of the Moho-discontinuity

1999; Elsevier BV; Volume: 12; Issue: 2 Linguagem: Espanhol

10.1016/s0895-9811(99)00014-0

1873-0647

P. Giese, Ekkehard Scheuber, Frank Schilling, Michael Schmitz, P. Wigger,

Geological and Geochemical Analysis

New seismic data from the Central Andes allow us to clarify the crustal structure of this mountain chain and to address the problem of crustal thickening. Evidence for the deep crustal root can be observed in both gravimetric and seismological data. Crustal structure and composition change significantly from east to west. In the eastern part of the backarc the Moho discontinuity is clearly recognisable. However only poor Moho arrivals are observed by active seismic measurements beneath the Altiplano and the Western Cordillera where broad-band seismology data indicate such a discontinuity. In the Precordillera, a pronounced discontinuity is detected at a depth of 70 km. Along the coast, the oceanic Moho is developed at a depth of 40 km. There are several processes which can change the petrological and petrophysical properties of the rocks forming the crust. Variations of the classical Moho discontinuity are presented which do not correspond to the petrological crust/mantle boundary. Tectonic shortening in the backarc is the dominant process contributing to at least 50–55% to the root formation along 21°S. In the forearc and arc, hydration of the mantle wedge produced ≈15–20% of crustal thickening. Magmatic thickening and tectonic erosion contributed only ≈5%. The other ≈25% is not yet explained. Los nuevos datos sı́smicos de los Andes Centrales nos permiten clarificar la estructura de su corteza y abordar el problema del engrosamiento cortical. La profundidad de la raı́z cortical está bien evidenciada en las observaciones gravimétricas y sismológicas. La estructura y composición de la corteza cambian significativamente de Este a Oeste. En la parte este del retroarco la discontinuidad del Moho se reconoce claramente. Sin embargo en las mediciones de la sı́smica activa en el Altiplano y en la Cordillera Occidental se observan solamente arribos pobres del Moho; mientras que los datos de la sismologı́a de banda ancha indican una discontinuidad. En la Precordillera del Norte chileno se detecta una pronunciada discontinuidad a una profundidad de 70 km. A lo largo de la costa el Moho oceánico se desarrolla a una profundidad de 40 km. Diversos procesos pueden cambiar las propiedades petrológicas y petrofı́sicas de las rocas que conforman la corteza profunda. Se presentan variaciones de la clásica discontinuidad del Moho, que no corresponden a un lı́mite petrológico corteza–manto. El acortamiento tectónico en el retroarco es el proceso dominante, contribuyendo al menos con un 50–55% a la formación de la raı́z a lo largo del paralelo 21°S. En el antearco y arco la hidratación de la cuña del manto produjo 15–20% del engrosamiento cortical. El engrosamiento magmático y la erosión tectónica contribuyeron sólo con 5%. El otro 25% no est́ todavı́a aclarado.