Original paper

Structural styles of foreland deformation in the Andes

Kley, Jonas

Kurzfassung

Die neogene Deformation der Anden konzentriert sich in den Überschiebungsbereichen auf der Ostflanke des Gebirges und in einem Teil des angrenzenden Vorlandes. Diese Vorlanddeformation zeigt drei grundlegend verschiedene Baustile: Flach abgescherte Falten- und Überschiebungsgürtel, Überschiebungsgürtel mit beteiligtem Sockel und Vorland-Sockelüberschiebungen. Flach abgescherte Gürtel haben eine basale Abscherungsfläche in der sedimentären Hülle, so daß Sockelgesteine nicht von den Überschiebungen erfaßt werden. In Überschiebungsgürteln mit beteiligtem Sockel verflachen die Störungen nach unten in ein subhorizontales Decollement in 10--20 km Tiefe. Vorland-Sockelüberschiebungen durchschneiden die gesamte kontinentale Kruste. Die drei grundlegenden Baustile haben charakteristische großmaßstäbliche Kartenbilder und typische Spannen prozentualer Verkürzung: 40--70% in flach abgescherten Gürteln, 20--35% in Überschiebungsgürteln mit beteiligtem Sockel, und gewöhnlich unter 10% in Gebieten mit Vorland-Sockelüberschiebungen. Flach abgescherte Gürtel entwickeln sich bei mächtiger Sedimenthülle auf einem tektonisch stabilen Sockel. Überschiebungsgürtel mit beteiligtem Sockel entstehen in den Anden durch die Inversion mesozoischer kontinentaler Rifts. Vorland-Sockelüberschiebungen bilden sich bevorzugt in Gebieten mit relativ dünner sedimentärer Hülle und stabilem Sockel. Das Zusammentreffen großer Felder von Sockelüberschiebungen mit den Bereichen sehr flachen Einfallens der subduzierten Nazca-Platte läßt eine zusätzliche Steuerung durch die Art der Wechselwirkung zwischen den Platten vermuten, obwohl die beteiligten Prozesse unklar sind. Vorland-Sockelüberschiebungen machen jedoch nur einen sehr geringen Teil der tektonischen Verkürzung in den Anden aus. Da die beiden übrigen Grundbaustile eindeutig von stratigraphischen und vor-andinen strukturellen Vorgaben abhängen, spiegeln laterale Variationen in der Gesamteinengung des Orogens vor allem Unterschiede in der vor-andinen geologischen Entwicklung wider.

Abstract

The Neogene deformation of the Andes is concentrated in thrust faulted terrains on the eastern flank of the mountain range and part of the adjacent foreland. This foreland deformation shows three basically different structural styles: Thin-skinned foldand-thrust belts, thick-skinned thrust belts and foreland basement thrusts. In thin-skinned belts, structures are detached within the sedimentary cover, and the basement is not involved in thrusting. In thick-skinned belts, the basement is affected by thrusts which flatten out into a subhorizontal decollement at 10--20 km depth. Foreland basement thrusts cut the entire continental crust down to its base. The three basic styles have characteristic large-scale map patterns and typical ranges of percent shortening: 40--70% in thin-skinned belts, 20--35% in thick-skinned belts and usually less than 10% in regions of basement thrusting. Thin-skinned belts develop in thick sedimentary cover sequences overlying a tectonically stable basement. Thick-skinned belts in the Andes result from the inversion of Mesozoic continental rifts. Foreland basement thrusts form preferentially in areas with a relatively thin sedimentary cover and stable basement. A correlation of large fields of basement thrusts with the regions of subhorizontal dip of the subducting Nazca plate suggests an additional control by the mode of plate interaction, although the processes involved are not clear. However, basement thrusts only accommodate a subordinate amount of tectonic shortening in the Andes as compared to thin-skinned and thick-skinned belts. Since these clearly depend on the pre-Andean stratigraphic and structural configuration, along-strike variations in bulk contraction of the orogen essentially reflect differences in the pre-Andean geological evolution.

Keywords

Fold beltforelandbasementAndean Orogenydeformationtectonic stylethrust foldscrustal shorteningnormal faultssubductionNazca platesuperposed tectonics. AndesBoliviaArgentina.