ARTÍCULOS

Deformación cuaternaria asociada al frente de levantamiento oriental de las sierras de Velasco y Ambato, Sierras Pampeanas occidentales

Analía L. Casa^{1, 3, 4,} Marcela G. Yamin^{1, 3, 4,} Marcelo I. Cegarra^1, Mariana Coppolecchia² y Carlos H. Costa⁵

¹ SEGEMAR, IGRM, Buenos Aires. Emails: ancasa@minplan.gov.ar; myamin@minplan.gov.ar; mcegar@minplan.gov.ar
² SEGEMAR, Delegación Córdoba, Córdoba. Email: mcoppo@gmail.com
³ Laboratorio de Neotectónica (LaNeo), Departamento de Ciencias Geológicas, FCEyN, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.
⁴ Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata, La Plata.
⁵ Departamento de Geología, Universidad Nacional de San Luis, San Luis. Email: costa@unsl.edu.ar

RESUMEN

Sobre el frente oriental de la sierra de Velasco y extremo sur de la sierra de Ambato, Sierras Pampeanas Occidentales, se han hallado nuevas evidencias de actividad tectónica cuaternaria en cercanías de la ciudad de La Rioja. Los rasgos reconocidos corresponden a distintos tramos reactivados de las fallas que delimitan los frentes serranos y a estructuras que afectan los depósitos cuaternarios sobre el piedemonte. la sierra de Velasco Oriental se encuentra marginada por fallas de rumbo NNE e inclinación al ONO, mientras que la sierra de Ambato austral presenta estructuras de rumbo NE que inclinan al NO. En el bloque Carrizal estas direcciones se interfieren originando un sector de mayor complejidad estructural. La deformación observada evidencia  la persistencia de un régimen compresivo durante el Cuaternario al que se asocian fallas  inversas de vergencia oriental a sudoriental. Estas fallas continúan elevando los cordones serranos y constituyen potenciales fuentes sismogénicas. 

Palabras clave: Neotectónica; Cuaternario; Sierras Pampeanas; Sierra de Velasco; Sierra de Ambato.

ABSTRACT: Quaternary deformation associated with the eastern uplift front of  the Sierras de Velasco and Ambato, western Sierras Pampeanas. Along the eastern front of  the Sierra de Velasco and at the southern end of  the Sierra de Ambato, western Sierras Pampeanas, have been found new evidences of  Quaternary tectonic activity near La Rioja city. Observed evidences correspond to different reactivated sections of  the faults that bound the mountain fronts, as well as to structures affecting the Quaternary deposits on the piedmont. The bounding faults of  the Sierra de Velasco Oriental-front exhibit a NNE trend and WNW dip, while structures at the southernmost Ambato range are characterized by NE trend and NW dip. The neotectonic faults of  the El Carrizal block are the result of  the interference of  both structural trends, resulting in a sector with higher structural complexity. The here described deformation show the persistence of  a compressive regime during the Quaternary, with eastern to southeastern verging reverse faults. It is considering that these faults are driving the current uplift of  the mountain ranges and constitute potential earthquake sources.

Keywords: Neotectonics; Quaternary; Sierras Pampeanas; Velasco range; Ambato range.

INTRODUCCIÓN

Las sierras de Velasco y Ambato forman parte de las Sierras Pampeanas Occidentales, se ubican entre  los 27º30' y 29º10' (sierra de Ambato) y  los 28º20' y 29º55' (sierra  de  Velasco)  de  latitud  sur  y  los 67º20' y 65º45' de longitud oeste. Ambos bloques  serranos  constituyen  el  límite norte de la cuenca cenozoica de La Rioja y marginan por  el  sur  a  la depresión de Pipanaco (Fig. 1). Estas sierras están controladas por fallas inversas de alto ángulo en  superficie  en  las que  se  concentró  el levantamiento  serrano  durante  el Cenozoico (Caminos 1979).

Figura 1: Esquema de ubicación de la zona de estudio y mapa de estructuras con deformación cuaternaria sobre modelo digital de elevaciones SRTM.

La  región  registra  una moderada  actividad sísmica instrumental e histórica. Los últimos  sismos  destructivos  registrados ocurrieron en 2002 en la provincia de La Rioja y en 2004 en la provincia de Catamarca (Fig. 1). El mecanismo focal obtenido para el sismo del 28/05/2002 corresponde  a  fallamiento  inverso  con  rumbo NE; el sismo habría alcanzado una magnitud local (Ml) de 6,0 a una profundidad de 10,9 km (Araujo et al. 2005). El mecanismo focal del sismo del 07/09/2004 corresponde a una fuente sísmica compresiva, de rumbo NE; habría alcanzado una magnitud de momento (Mw) de 6,2 a una profundidad hipocentral de 8 km  (Alvarado y Beck 2005).
Estructuras  geológicas  sin  registros  evidentes  o  importantes  de  sismicidad  podrían  constituir  fuentes  sísmicas  significativas en el futuro inmediato y quedarían excluidas de un análisis regional si sólo se tuviera en consideración la información sismológica. Para  identificar sismos anteriores  al  registro  histórico  la  única fuente  posible  de  información  son  las evidencias  que  los  terremotos  fuertes (magnitud ≥ 6,0) pudieron haber dejado en el registro geológico. En este artículose dan a conocer nuevas evidencias de estructuración cuaternaria en las vertientes orientales de la sierra de Velasco y el sector sur de la sierra de Ambato; asimismo se analizan y presentan nuevos datos de estructuras cuya existencia y localización fue reconocida en trabajos previos (Costa et  al. 2004, Costa 2008). La  finalidad de este trabajo es aportar información de estructuras  con  actividad  neotectónica  y avanzar en el análisis de  la deformación cuaternaria  a estas  latitudes. Para ello  se efectuó  la  interpretación  de  fotografías aéreas e imágenes satelitales y se recogieron datos de campo para la construcción de mapas morfotectónicos de detalle.
Los  rasgos  estudiados  se  concentran  en el  sector  pedemontano  sobre  la  cuenca de La Rioja y sobre los límites de los bloques  serranos  que  la  circundan  (Fig.  1). Cada  sector  serrano  con  su piedemonte adyacente presenta diferencias en la geometría  de  las  estructuras  con  deformación  cuaternaria que permiten dividirlos en tres dominios estructurales. Un dominio estructural se define como una región homogénea  con  respecto  a  la  orientación, o modelo  simple de orientaciones, de elementos de fábrica; este concepto se puede utilizar a distintas escalas de observación  (Hobbs  et  al.  1981). El  dominio definido  en  la  sierra de Velasco  está  caracterizado por  fallas de  rumbo NNE e inclinación al ONO, mientras que el de la sierra de Ambato  en  su  extremo  austral presenta  estructuras  de  rumbo NE  que inclinan al NO. En el encuentro de ambas serranías estas direcciones se interfieren, originando un modelo de orientaciones estructurales distinto que caracteriza al denominado bloque Carrizal (Fig. 1).
Las  estructuras  cuaternarias  estudiadas constituyen potenciales fuentes sismogénicas para la región, cuya importancia se intensifica  por  ubicarse  en  cercanías  de las ciudades de La Rioja y San Fernando del Valle de Catamarca.

Reseña estratigráfica
La sierra de Velasco y el sector austral de la sierra de Ambato están principalmente constituidos  por  bloques  de  basamento ígneo-metamórfico de edad precámbrica a  paleozoica. En  la  vertiente  oriental  se reconoce a la Formación La Cébila (González Bonorino 1951) formada por micacitas,  cuarcitas  y  esquistos micáceos  del Ordovícico  Inferior  (Verdecchia  et  al. 2007);  la  Formación  Antinaco  (Turner 1971) que comprende a gneises, migmatitas,  granitos migmatíticos  y  esquistos  inyectados,  atribuida  al Ordovícico  Superior-devónico  Inferior  (Cravero  y González Díaz 1999) y la Formación Paimán (Turner 1971). Esta última agrupa granitos,  granodioritas  y  tonalitas,  junto  con aplitas  y pegmatitas  y  abarca varios pulsos  intrusivos que van desde el Ordovícico al Carbonífero (Cravero y González Díaz 1999, Grosse et al. 2008).
Pequeños  afloramientos de  sedimentitas neopaleozoicas se observan en  la periferia de  los bloques serranos. Predominan hacia  el  extremo  sur de  la  sierra de Velasco  donde  se  reconoce  la  Formación Patquía  y  en  la  quebrada  de  la  Cébila donde  fueron  citados  como  Formación Trampeadero (González Díaz 1970).
La distribución de afloramientos de niveles mesozoicos está aun en revisión; Hünicken et al. (2001) hallaron restos de huevos de dinosaurios  saurópodos pertenecientes al Cretácico Tardío en el valle de Sanagasta, dentro de niveles que se asignaban al Terciario.
La secuencia neógena que aflora en la región  comienza  con  los  depósitos  clásticos, calizas y tobas de la Formación Los Llanos (Zuzec 1978), que ha sido atribuida al Mioceno medio-Plioceno (Ezpeleta et  al.  2006).  La  Formación  Los  Llanos aflora por debajo de  las coberturas cuaternarias  en  pequeños  destapes  vinculados  frecuentemente  a  la  deformación cuaternaria. En el sector norte de  la sierra de Velasco los depósitos neógenos de limolitas arcillosas y areniscas, con cantidades variables de cemento carbonático, han sido referidos como Formación Salicas  (Socic  1973);  por  hallazgos  fósiles esta formación se ubicaría en el Mioceno tardío (Tauber 2005). Según Tauber (2005) la Formación Salicas  sería posterior  a  la Formación Los Llanos.
Finalmente,  sobre  las  rocas  precedentes se  encuentran  en  discordancia  angular depósitos aluviales cuaternarios que constituyen distintos niveles de agradación; en algunos sectores están afectados por deformación tardío-cenozoica.

MARCO TECTÓNICO

Las sierras de Velasco y Ambato corresponden  a  bloques  de  basamento  de  las Sierras Pampeanas, levantados durante la deformación  andina  mediante  fallas  inversas de alto ángulo que conforman una faja  plegada  y  corrida  de  piel  gruesa.  La sierra  de Velasco  presenta  un  frente  de falla principal al oriente, mientras que el extremo sur de la sierra de Ambato muestra  fallamiento  en  ambos  lados  del  bloque.
El piedemonte oriental de ambas sierras se  desarrolla  sobre  la  cuenca  La  Rioja cuyo relleno cenozoico se acumuló  traslapando  las  pequeñas  cuencas  extensionales mesozoicas y los altos de basamento paleozoico que han  sido  reconocidos en  los  perfiles  sísmicos  registrados  por YPF (Fisher et al. 2002) y a partir de datos de perforaciones para explotación de agua subterránea, sísmica de refracción y gravimetría (Tineo 1981).
La cuenca La Rioja se desarrolla entre las sierras  de  Velasco  al  oeste  y  Ancasti  al este,  con  un  límite más  irregular  al  sur dado por pequeños bloques como las sierras de Los Llanos  y Brava  (Fig.  1) que manifiestan  la  propagación  de  estructuras profundas. Corresponde a una cuenca  asimétrica,  cuya  profundidad  en  los sectores de mayor desarrollo es del orden de  los  3.000  (Fisher  et  al.  2002)  a  4.000 metros  (Tineo  1981).  La  potencia  de  la secuencia neógena alcanzaría los 1.500 m (hasta  3.000 m  para  Fisher  et  al.  2002), mientras que  los espesores de depósitos cuaternarios se estiman en 600 m en  los sectores  de  mayor  profundidad  de  la cuenca  (Tineo 1981). Los espesores disminuyen hacia el este, donde comienza a influir la estructuración de la sierra Brava (Fig. 1) cuyas fallas inversas presentan vergencia al oeste.
Si bien no hay dataciones para precisar la edad del levantamiento de estas serranías, datos regionales sobre la edad de las unidades  sedimentarias  afectadas por  el  fallamiento inverso vinculado a la subhorizontalización de  la placa de Nazca  (Jordan y Allmendinger 1986), permiten estimar que sería posterior a los 10 Ma.
La ciudad de La Rioja estaría ubicada sobre  una  posible  zona  de  transferencia vinculada  a  una  falla  inversa  de  rumbo general E-O con  alto  ángulo de  inclinación al sur. Asimismo,  los perfiles sísmicos  analizados  muestran  un  desplazamiento diferente en las fallas inversas de rumbo meridianal, ubicadas al norte y sur de  la zona de  transferencia  (Fisher  et  al. 2002). Aceñolaza y Bortolotti (1981) describieron fallas inversas de rumbo NO y NNO, de alto ángulo e inclinación opuesta, que convergen sobre el valle tectónico del río de Los Sauces.
El  frente  montañoso  bajo  análisis  está formado por dos unidades morfotectónicas  principales,  las  sierras  de  Velasco  y Ambato, que pueden ser subdivididas en unidades de menor jerarquía útiles para el entendimiento y caracterización de la deformación neotectónica de la zona.
La sierra de Velasco ha sido morfológicamente  subdividida  en  sierra  de  Velasco Oriental y Occidental. dentro de la zona a  considerar  se  inscribe  la  sierra  de Velasco Oriental, que hacia el norte se subdivide en bloques menores como la sierra de La Punta y la sierra de Mazán (Fig. 1). Hacia  el  este  se  desarrolla  la  sierra  de Ambato  que  en  su  extremo  sur  puede subdividirse en el bloque Carrizal y la sierra de Ambato austral.
La disposición típica de los bloques pampeanos se ve perturbada en el límite entre las  sierras de Velasco  y Ambato. Allí, el bloque Carrizal no presenta un frente serrano  abrupto ni un  flanco  tendido que conserve la peneplanicie desarrollada sobre el basamento  ígneo-metamórfico. Esta  unidad  morfotectónica, de menor elevación que las sierras que la circundan, se  caracteriza  por  presentar  estructuras con  vergencia  opuesta  a  las  fallas  que controlan el frente de la sierra de Velasco Oriental (Fig. 1) pero consistentes con la orientación y vergencia de las estructuras del frente occidental de la sierra de Ambato, fuera de la zona de estudio.

ANTECEDENTES NEOTECTÓNICOS DE LA REGIÓN

Menciones acerca de la estructuración cuaternaria de  las  sierras de Velasco  y Ambato  se  encuentran  en  estudios  enfocados  a  la  prospección  hidrogeológica,  al mapeo  geológico  regional  y,  posteriormente, a la evaluación del peligro sísmico de la región.
González Díaz (1974) mencionó pedimentos desarrollados sobre las rocas del basamento de la sierra de Ambato en su vertiente occidental, al oeste de la quebrada de La Cébila. Esta  erosión  se habría producido durante el Plio-Cuaternario y las superficies se habían exhumado en el Cuaternario producto de  la estructuración de la sierra de Ambato (González Díaz 1974). La falla La Cébila, el sistema de fallas Quebrada La Aguadita y el grupo de fallas Ambato austral se vinculan a la actividad cuaternaria del frente suroccidental  de  la  sierra  de  Ambato (González Díaz 1974, Costa et al. 2008). Castaño (1976) describió los aspectos geológicos e hidrológicos del piedemonte de la sierra de Velasco Oriental e incluyó observaciones  relacionadas con  la  tectónica cuaternaria de  la sierra de La Punta (Fig. 1). definió cuatro niveles de agradación cuaternaria entre  los que destacó el primero, que habría sido depositado con anterioridad a la estructuración de la sierra de La Punta. La actividad cuaternaria en los alrededores de la localidad de Tembleque, en extremo norte de la sierra, fue citada en estudios posteriores (Costa 2008). Tineo (1981) mencionó la reactivación de las fracturas que  limitan  la cuenca de La Rioja en su borde occidental. Asimismo, vinculó  a  la  falla que  afecta  la quebrada de Los Sauces con una basculación diferencial de la sierra de Velasco que habría dado lugar a la erosión de los niveles pedemontanos más antiguos al sur de dicha quebrada. Aceñolaza y Bortolotti  (1981) interpretaron esta diferencia por la deformación  diferencial  vinculada  al  sistema de fallas de la quebrada de La Rioja, compuesto por fallas inversas de rumbo NO y alto ángulo, cuyas  inclinaciones opuestas dan origen al valle tectónico que contiene al río de Los Sauces.
Al sur de la sierra de Velasco se han citado  evidencias  de  actividad  neotectónica que  probablemente  llegan al Holoceno (Massabie et al. 1998).  La  falla Patquía Viejo, de unos 60 km de longitud, se manifiesta por una escarpa de falla de rumbo NNO con cara libre al este. La actividad neotectónica de esta estructura  está sugerida  por  anomalías  en  el  drenaje  y depósitos  de  abanicos  terminales  aguas abajo de la traza de falla.
Al noreste, sobre el piedemonte oriental del bloque de Ambato, en los alrededores de  las  localidades  de  Los  Ángeles  y Huillapima, se han citado desplazamientos  cuaternarios  de  fallas  inversas  que afectaron  los  depósitos  pedemontanos (Pappetti y Eremchuk 2004). El sismo de 2004 en Los Ángeles,  localidad catamarqueña ubicada 30 km al norte de Chumbicha, alcanzó una magnitud Mw de 6,2 y una profundidad de unos 8 km con una fuente  compresional  (Alvarado  y  Beck 2005). Si bien no se han realizado levantamientos de detalle, tampoco se han reportado evidencias de rupturas en superficie a causa del citado sismo.
Sobre  el pie oriental de  la  sierra de Velasco Occidental,  en  los  alrededores  de las localidades de Anillaco y Aminga, Costa et al. (2004b) describieron rupturas superficiales cuaternarias sobre la falla Aminga  que  se  dispone  subparalelamente  al frente serrano (Fig. 1).
Finalmente, al norte de  la zona de estudio,  la falla Villa Mazán afecta depósitos aluviales  cuaternarios  atribuidos  tentativamente  al  Pleistoceno  superior  (Costa 2008).

ACTIVIDAD NEOTECTÓNICA EN EL PIEDEMONTE ORIENTAL DE LA SIERRA DE VELASCO ORIENTAL

Las evidencias de actividad tectónica cuaternaria  en  la  sierra de Velasco Oriental corresponden a tramos reactivados de la falla  que  delimita  el  frente  serrano  y  a propagaciones  o  ramificaciones  de  estructuras  profundas  que  afectan  los  depósitos pedemontanos adyacentes.

Frente oriental de la sierra de Velasco Oriental, al norte de  la ciudad de La Rioja
A  lo  largo de  todo  el piedemonte de  la sierra  de  Velasco Oriental,  en  el  sector que se extiende al norte de la desembocadura del río de Los Sauces hasta el caserío El Cantadero, se han identificado escarpas  de  falla  y  lineamientos  definidos por  anomalías de drenaje  alineadas,  con orientación general NNE a NE (Fig. 2).

Figura 2: Mapa morfoestructural de la sierra de Velasco Oriental en cercanías de la ciudad de La Rioja. ubicación en figura 1. Estructuras mencionadas en el texto: 1) Falla Los Sauces; 2) falla El duraznillo; 3) escarpas de falla pedemontanas de la sierra de La Punta.

Al norte de la ciudad de La Rioja el frente de  levantamiento  serrano está delimitado por  la falla Los Sauces,  la cual presenta  evidencias  de  reactivación  cuaternaria (Costa 2008). La falla, de rumbo general N20°E y vergencia oriental, presenta asociadas escarpas de falla de disposición  subparalela  y  oblicua.  deflexiones en el drenaje vinculadas a esta estructura principal podrían explicarse con la participación  de movimientos  transcurrentes durante el Cuaternario (Costa 2008).
La falla Los Sauces manifiesta su propagación hacia el norte a través de una escarpa  de  falla  pedemontana  que  afecta los depósitos de  abanicos  aluviales  antiguos (N1)  y que  se define hasta  la quebrada El Saladillo. Allí, la línea del frente serrano  se  desplaza  hacia  el  oeste mostrando una mayor sinuosidad; si bien esto es característico de  frentes con baja  tasa de  actividad  tectónica,  la  presencia  de una  escarpa  en  el  piedemonte  indica  la reactivación cuaternaria de la falla en este tramo (Fig. 2).
Al  norte  de  la  quebrada  Aberastain  el frente  vuelve  a  emerger  a  lo  largo  de  5 km con características similares a las de la falla Los Sauces, continuidad que se desdibuja al norte del caserío Las Cañas hasta El Cantadero. En este sector el frente de  la  sierra  se ubica unos 8 km hacia el este y está controlado por la falla frontal de la sierra de La Punta (Fig. 1). Esta presenta una  ramificación  frontal que corta los  depósitos  aluviales  jóvenes  (N2)  y continúa  claramente  hacia  el  sur  donde afecta los depósitos aluviales N3 a la latitud del río de La Lancha (3 en Fig. 2).
Al oeste de la estancia El Ombú se reconocen  numerosas  escarpas  de  falla  que afectan los depósitos aluviales jóvenes (N2) y que se alinean hacia el sur con la escarpa de falla El duraznillo, denominada por Costa (2008) a  la  latitud de Las Higuerillas donde disloca principalmente los depósitos aluviales antiguos (N1). Este rasgo morfotectónico pierde continuidad en el cruce del camino vecinal, en las cercanías de Villa Parisi.
Una serie de escarpas pedemontanas alineadas con la falla El Duraznillo se reconocieron hacia el sur de la traza principal. una de ellas se  localiza al sur de  la quebrada El Saladillo; presenta 2 km de longitud, cara libre al E y afecta los depósitos  del  segundo  nivel  (N2). Esta  deformación en el piedemonte coincide aguas arriba con el tramo de mayor sinuosidad del  frente serrano. Los depósitos aluviales N3 son afectados por otra escarpa de falla muy próxima a la ciudad capital, con su cara libre al este y un desnivel medido que alcanza los 15 metros.
Hacia el este de estos  rasgos  se  reconocieron anomalías en la red de drenaje que presentan una continuidad lineal vinculada probablemente a una escarpa de falla, aunque sobre este rasgo morfológico no fue posible definir ningún relieve asociado. Entre  las perturbaciones observadas cabe citar el desarrollo local de meandros y meandros comprimidos así como la concentración  anómala  de  vegetación,  que podrían ser interpretados como resultado de  movimientos  tectónicos  durante  el Cuaternario.
Si bien el trabajo se concentró al norte de la ciudad de La Rioja, al sur del río de Los Sauces se ha observado una pequeña escarpa al pie del cerro de La Cruz y, distantes entre 4 y 6 km del  frente,  se han distinguido  remanentes  de  un  nivel  aluvial antiguo cuya conservación podría estar relacionada a la actividad de ramificaciones de la falla principal. Las evidencias descritas en el extremo sur de la sierra de Velasco,  como  la  falla  Patquía  Viejo (Massabie et al. 1998), podrían estar vinculadas a las aquí citadas manifestando la continuidad de la deformación cuaternaria al sur de la ciudad capital.
El  piedemonte  de  la  sierra  de  Velasco está  tapizado por una  abundante  cobertura  vegetal  y  en particular  en  cercanías de  la ciudad de La Rioja, está obliterado por la actividad antrópica (emprendimientos  agrícolas  y  canteras  de  áridos)  que produjo modificaciones en el paisaje perturbando el reconocimiento de los rasgos neotectónicos originales.
Los rasgos estructurales y morfotectónicos identificados se distribuyen en dos fajas  paralelas  al  frente  serrano,  separadas entre 4 y 8 km, las cuales presentan cierta continuidad espacial a lo largo de todo el piedemonte riojano afectando los tres niveles de agradación diferenciados (Fig. 2).

Frente oriental de la sierra de la Punta
A  la  latitud del bloque Carrizal el  frente de  la sierra de Velasco Oriental presenta una orientación N10°E. El  sector pedemontano  constituye  una  bajada  aluvial que hacia el este se interrumpe por el levantamiento de  la  sierra de Ambato,  en particular del bloque Carrizal. Los abanicos más  antiguos  (N1  en Fig.  3)  se  encuentran  afectados  por  estructuras  de rumbo NNE subparalelas al frente de la sierra. En superficie se observan escarpas de falla pedemontanas de escasa longitud (1 km) con cara libre al este (Fig. 1). También se observan escarpas de falla cercanas al frente de la sierra que indicarían reactivaciones cuaternarias de la estructura frontal (Fig. 1) o ramificaciones cercanas a la línea del frente.

Figura 3: Mapa del piedemonte sur del bloque Carrizal en el que se observa la disposición opuesta de las estructuras que marginan los bloques menores respecto de la sierra de Velasco y, hacia el este, las estructuras de rumbo ENE como la escarpa de falla bazán (1). ubicación en figura 1.

La  estructura  que  controla  el  frente oriental de la sierra de La Punta migra y se propaga al sur en el piedemonte, mediante una escarpa de cara libre al este (3 en Fig. 2). Estos rasgos morfotectónicos cuaternarios continúan en forma discontinua hasta la ciudad capital.

ACTIVIDAD NEOTECTÓNICA EN EL BLOQUE CARRIZAL Y EL PIEDEMONTE ORIENTAL DE LA SIERRA DE AMBATO

Tanto  en  el bloque Carrizal  como  en  el extremo  sur  de  la  sierra  de Ambato  los dominios  estructurales  comienzan  a  variar.  En  el  bloque  Carrizal  una  de  las orientaciones  de  estructuras  con  deformación cuaternaria coincide con las predominantes en la sierra de Velasco, pero su  inclinación  es  opuesta. Hacia  el  este comienzan a predominar estructuras con orientación ENE.

Bloque carrizal
En este sector las evidencias de actividad cuaternaria  corresponden  a  la  reactivación de las fallas que delimitan el bloque Carrizal con direcciones coincidentes con las de la sierra de Velasco Oriental (NNE, Fig. 1) y a las prolongaciones de estas estructuras  en  el  piedemonte,  así  como  a escarpas de  falla pedemontanas  que  corresponden  al  dominio  de  la  sierra  de Ambato austral (rumbo ENE). Este bloque serrano constituye una zona de interferencia entre los dominios estructurales de  las sierras de Velasco Oriental y Ambato.
Carrizal de Arriba: Proserpio  (1967) describió el pedimento cubierto ubicado sobre el pie oriental de la sierra de La Punta (Fig. 1). Esta superficie de pedimentación se desarrolló sobre la secuencia neógena de la Formación Salicas (Mioceno tardío) que se halla plegada.
Sobre  el  pie  occidental  del  extremo  sur de la sierra de Ambato, hacia la depresión delimitada además por la sierra de Velasco al oeste y el bloque Carrizal al sur,  la superficie de pedimentación se desarrolló sobre rocas metamórficas. Según González Díaz  (1974)  la  cobertura de  esta  superficie  corresponde  al  primer  nivel  de agradación cuaternario y se halla desplazado por movimientos tectónicos en el límite  Plio-Pleistoceno.  Estos movimientos habrían ascendido el bloque Carrizal perturbando la red de drenaje, principalmente el curso normal del río Salado en su  salida  hacia  la  cuenca  de  La  Rioja (Fig. 1).
Costa (2008) al oeste del puesto Carrizal de  Arriba  destacó  obstrucciones  en  el drenaje y convergencia de cursos, controlados por la generación de escarpas de falla  contrapendiente  (cara  libre  al  oeste) con rumbo subparalelo al frente de la sierra de  la Punta, que permitieron  la  acumulación de sedimentos finos de playa o barreal que han sido a su vez perturbados por el crecimiento de uno de los ramales. Según los citados autores la edad de esteúltimo movimiento  registrado  llegaría  al Holoceno.
Al norte del puesto Carrizal de Arriba la secuencia neógena está dispuesta en forma periclinal a la sierra de Mazán, que en este  sector mantiene  rumbo NE. Allí  se detectaron desplazamientos paralelos a la estratificación  (flexural  slip)  de  las  capas de  la  Formación  Salicas  (de  rumbo N45ºE  e  inclinación  30ºSE). Estos desplazamientos son transversales a las fallas de orientación N-S que marginan  la  sierra de La Punta y que caracterizan al bloque Carrizal.
Amilgancho: Hacia  el  este  de  la  antigua Estancia Amilgancho, ubicada  al pie del bloque Carrizal, se desarrolla una importante  escarpa  de  falla  pedemontana  de rumbo ENE, con cara  libre al SSE, que afecta  los  depósitos  aluviales  más  antiguos  de  la  vertiente  oriental  del  bloque (Fig. 3).
Hacia el oeste, al otro lado de la serranía, es donde se evidencia la vergencia opuesta de las fallas con respecto a las que marginan  la sierra de Velasco. Al oeste de  la estancia  una  de  estas  escarpas  rocosas desarrolla su cara libre al este. En el sitio a (Fig. 3) se han observado depósitos finos que se interpretan como acumulaciones provocadas por el endicamiento o al menos el enlentecimiento de la escorrentía producto del levantamiento cuaternario de la falla occidental que limita al bloque Carrizal, con vergencia al oeste. Corresponde a un suelo desarrollado sobre depósitos  arcillo-limosos  con  gravillas (fragmentos  de  rocas  del  basamento  ígneo-metamórfico) conservado en  los  laterales de la quebrada que ha sido labrada  sobre  un  nivel  de  roca  pedimentado (Fig. 4).

Figura 4: Fotografía del depósito aflorante en el punto a de la figura 3, sobre la margen izquierda del arroyo. Se interpreta como un depósito de endicamiento producto del desplazamiento de la falla inversa que margina el bloque Carrizal por el oeste y que habría interrumpido el drenaje normal, hacia el este, proveniente de la sierra de La Punta.

Se observaron además, pequeñas acumulaciones de agua en el labio hundido que manifiestan  una  anomalía  en  el  drenaje en respuesta a la actividad tectónica cuaternaria.
Hacia  el  norte,  el  límite  occidental  del bloque Carrizal se hunde en la depresión tectónica pero algunas de sus estructuras continúan  perturbando  el  drenaje  y  deforman los depósitos cuaternarios (véase descripción Carrizal de Arriba).
Hacia  el  sudeste  se  registra  un  desnivel dentro del depósito aluvial joven (escarpa de falla inferida, Fig. 3) que se manifiesta principalmente  por  la  erosión  fluvial  de pequeñas cabeceras. Aguas arriba de este sector  de  drenaje  anómalo  los  canales presentan una mayor  incisión y en algunos casos mayor sinuosidad o desarrollo local de meandros. Si bien en toda la zona  abunda  la  cobertura  vegetal,  aguas abajo en este sector los cauces presentan aun mayor cobertura y tienen menor definición.
Los abanicos aluviales jóvenes (N2) se interdigitan con  los depósitos aluviales del nivel inferior (N3) en el sector distal de la bajada.  Los  depósitos  aluviales  jóvenes (N2), junto con los del nivel más antiguo (N1), son  los que están afectados por  la mayoría de  las  estructuras mencionadas. En este sector, los depósitos del nivel inferior  (N3)  no  presentan  evidencias  de perturbaciones tectónicas.
Relictos del primer nivel se conservan en la parte alta del bloque Carrizal (N1, Fig. 3), manifestando el desplazamiento de la serranía con posterioridad a  la acumulación de la antigua bajada proveniente del oeste.
Bazán: La expresión morfológica de la falla Bazán  corresponde  a una  escarpa de falla pedemontana de 4 km de  longitud, con  orientación  ENE  y  cara  libre  SSE (Fig. 5).

Figura 5: Fotografía aérea oblicua de la escarpa de falla bazán donde se observan los dos niveles aluviales cuaternarios (N1, N2, Fig. 3) desplazados por la estructura. Se observa el cruce de la ruta provincial N° 9 donde se realizó el corte estructural (Fig. 6, punto b en Fig. 3) (modificado de Costa 2008).

Sobre el lateral oeste de la ruta provincial 9 un corte artificial que atraviesa  la  falla perpendicularmente a  su  rumbo  (Fig. 3) permite apreciar la zona de falla que pone en contacto capas rojas del Neógeno con  niveles  de  gravas  gruesas  cuaternarias, ambos cubiertos por sedimentos coluviales más jóvenes (Fig. 6). Las sedimentitas neógenas son asignadas a  la Formación Los Llanos y están compuestas por areniscas finas a medianas con  intercalaciones sabulíticas y esporádicas capas tobáceas de 1 a 2 cm de espesor.

Figura 6: Corte estructural de la escarpa de falla bazán mostrando las características de la zona de falla sobre el destape de la ruta provincial 9.

La falla muestra un plano poco definido con  fuerte  inclinación al NNO, con una zona de falla de 30 cm de espesor, poco cohesiva y sin una estructura interna, integrada por clastos triturados de los niveles cuaternarios y de las sedimentitas neógenas. Dentro  de  las  rocas  neógenas  se encuentran planos de  fracturas y pequeñas fallas secundarias de rumbo subparalelo a la traza de la escarpa y alta inclinación  al NNO  y SSE. Estos planos  controlan  zonas de  fuerte  cementación  carbonática que en parte obliteran la estratificación primaria.
La estratificación de los sedimentos neógenos es subhorizontal a ligeramente inclinada al SSE cerca de la falla y al NNO al alejarse de ella (fuera de la figura). Pequeños  pliegues  de  arrastre  próximos  a las fallas secundarias indican la cinemática inversa.
Los  depósitos  cuaternarios  del  bloque yaciente  muestran  zonas  con  cementación carbonática irregular, donde se aprecian clastos movidos y rotados presumiblemente por  la deformación asociada a la  estructura.  En  el  bloque  colgante  se aprecia  una  pequeña  cuña  de  material cuaternario, que es también afectada por fracturas  con  cementación  carbonática, las  cuales  incluso  parecen  alcanzar  en parte a la cubierta superficial (Fig. 6). No se pudo determinar si esta cuña es truncada por el plano de fractura que afecta al Neógeno  o  si  es  un  relleno  controlado por dicho plano.
Sobre el bloque serrano, aguas arriba de la escarpa de falla Bazán y disectado por el  río Místoles,  se  conserva un depósito aluvial sobreelevado respecto de los niveles  aluviales  pedemontanos  (Fig.  3)  con capas de areniscas y conglomerados que inclinan contrapendiente unos 7º al NO. Este depósito aluvial, al igual que los relictos cercanos a la Estancia Amilgancho, se habría depositado con anterioridad al levantamiento del bloque Carrizal.
En  el  piedemonte  del  bloque  Carrizal, trazas discontinuas de alrededor de un kilómetro de  longitud  corresponden  a  escarpas  y  lineamientos  estructurales  de rumbo NE. Hacia  el  noreste  del  sector de Bazán, sobre ambos márgenes del río Salado, este rumbo se observa en dos escarpas de falla subparalelas que en parte coinciden  con  el  borde  sur  del  bloque (Fig. 1) y cuya reactivación afectó un nivel de basamento pedimentado y los depósitos aluviales cuaternarios adosados a la serranía.

Frente oriental de la sierra de Ambato austral
En este sector se hallaron evidencias directas de deformación neógena y cuaternaria, tales como escarpas de falla y pliegues, que afectan al piedemonte entre las localidades de Cebollar y Chumbicha (Fig. 1). Asimismo,  se  identificaron perturbaciones  en  el drenaje  superficial que  fueron  interpretadas  como  evidencias  indirectas de actividad cuaternaria.
Cebollar:  Rasgos  estructurales  y  morfotectónicos fueron identificados en el ámbito pedemontano del extremo sur de  la sierra de Ambato, al noreste de la localidad de Cebollar (Fig. 7). En este sector (c en Fig. 7a), afloran depósitos de probable edad miocena-pliocena  constituidos  por areniscas masivas con intercalaciones tobáceas y bancos pelíticos laminados atribuibles a la Formación Los Llanos y equivalentes. En uno de los arroyos de orientación SSE se expone  la estructura neógena  (Fig. 8a) caracterizada por un anticlinal  asimétrico  de  rumbo ENE  y  vergencia  SSE,  con  flancos  que  inclinan 35ºS y 19ºN, de unos 500 m de semilongitud de onda. En el flanco sur una falla menor desplaza  la cobertura aluvial cuaternaria,  arenas  y  gravas  finas  de  color castaño grisáceo, con un rechazo vertical aparente de 15 cm (Fig. 8b).

Figura 7: a) Mapa morfotectónico del piedemonte de la sierra de Ambato al noreste de la localidad de Cebollar, donde se observa el plegamiento neógeno cuya propagación afectó los depósitos pedemontanos cuaternarios; ubicación en figura 1; b) detalle de las anomalías de drenaje que evidencian actividad tectónica durante el Cuaternario. El rectángulo de la figura 7a indica la ubicación del detalle.

Figura 8: a) Fotografía del flanco sur del anticlinal de Cebollar (vista al este) en el corte de uno de los arroyos que bajan hacia el SE, punto c en figura 7a; b) detalle de la ruptura cuaternaria. El rectángulo de la figura 8a indica la ubicación del detalle.

Hacia el oeste, en dirección al eje del pliegue aflora una escarpa de falla con cara libre al SE y un resalto topográfico de 10 metros. La continuidad de este rasgo hacia el oeste se interpreta a partir de anomalías  en  la  red  de  drenaje manifiestas por  un mayor  grado  de  incisión  de  los cursos  y  por  el  desarrollo  de  pequeños arroyos tributarios sobre el bloque elevado. Otras escarpas de falla pedemontanas de similar disposición espacial fueron fotointerpretadas  al  sur del  anticlinal. Asimismo, cambios en el patrón de la red de drenaje marcan un alto topográfico al este del anticlinal. Este dorso y el conjunto de escarpas mencionado estarían indicando una propagación lateral y frontal de la deformación durante el Cuaternario (Fig. 7b).
Tanto la traza de las escarpas de falla como la traza axial del pliegue son subparalelas a la orientación de la falla Bazán ubicada en el piedemonte del bloque Carrizal (Figs. 1 y 3).
Vinculadas a un mayor carcavamiento de los  cursos  en  el  piedemonte  serrano  se distinguen otras escarpas de rumbo NNE. una escarpa de falla de orientación N-S y cara libre al E disloca al abanico pleistoceno  desarrollado  en  la  desembocadura de la quebrada del Potrero (Fig. 7).
Por fotointerpretación se identificó un lineamiento asociado a anomalías en la red de  drenaje,  similares  a  las  ya  descriptas, que permiten inferir una escarpa de falla pedemontana con orientación NE (cuadrante noreste de la figura 7a). Esta disposición espacial coincide con la de la escarpa de falla Chumbicha, ubicada más al norte en el piedemonte oriental de la sierra de Ambato, provincia de Catamarca (Fig. 1).
En este ámbito pedemontano predominan estructuras de rumbo ENE, NNE y NE distribuidas al sur, centro y norte respectivamente del sector bajo análisis (Fig. 7a). Estas direcciones son compatibles con los dominios estructurales que controlan el crecimiento tectónico de los frentes serranos de Velasco, del bloque Carrizal y de la sierra de Ambato en los alrededores de Chumbicha (Fig. 1).
Chumbicha: En las inmediaciones de Chumbicha  (Fig. 1) aflora una escarpa de  falla pedemontana de rumbo N50ºE y cara libre al este; corresponde a la falla Chumbicha inventariada por Costa et al. (2000, 2008) y mencionada en mapas de compilación previos  como una  estructura  con deformación  cuaternaria.  Al  sur  de  esta localidad, la falla Chumbicha afecta principalmente  a  un  nivel  cuaternario  antiguo, más degradado, mientras que hacia el sur de la ruta nacional N° 60 la escarpa de falla continúa dislocando depósitos aluviales más jóvenes. Al norte de la localidad, afecta depósitos aluviales con mayor grado de preservación de  la geoforma  del  abanico  original  y  por  lo  tanto también más jóvenes.
Al sur de la ruta nacional N° 60, hacia la quebrada  del  Potrero,  se  observan  anomalías de drenaje tales como deflexiones y  desvíos  que  permiten  interpretar  una suave  flexura en  los depósitos cuaternarios  (Costa  2008).  Posiblemente  corresponda a un braquianticlinal en crecimiento,  cuyo  eje de  rumbo general N30ºE  es subparalelo al frente de la sierra (Fig. 1), asociado a la propagación de una falla.
Aguas abajo se reconoce un  lineamiento subparalelo al frente serrano, de orientación NE, a lo largo de 15 km aproximadamente (Costa  2008) que se caracteriza por presentar un control en el drenaje superficial. Sin embargo, no fue posible definir  si  estamos  en presencia de una  estructura  geológica o un  rasgo  antrópico (una posible huella antigua enmascarada por una abundante cobertura vegetal). Si bien no hay certeza del origen tectónico del lineamiento, en las cercanías de la escarpa de falla Chumbicha, donde los abanicos  aluviales  son  dislocados,  el  rasgo morfológico es más evidente.

DISCUSIÓN

La distribución regional de estructuras con deformación  cuaternaria  refleja  la  interferencia de los dominios estructurales de la sierra de Velasco Oriental y de la sierra de Ambato. La orientación de las estructuras que limitan los bloques menores no mantiene un rumbo predominante, si bien la orientación del  frente oriental de ambas sierras mantiene una disposición NE (Fig. 1).
La orientación de las estructuras con deformación  cuaternaria  no  tendría  relación  con  la  dirección NNO-SSE  de  las fajas de deformación cataclásticas y miloníticas  paleozoicas  que  afectan  al  basamento ígneo-metamórfico (Precámbrico-Paleozoico inferior) de la sierra de Velasco.  Si  bien  las  direcciones  reactivadas  o neoformadas dentro del piedemonte son subparalelas con los frentes montañosos, o  coincidentes  con  fracturas  del  basamento, no  reactivan  las direcciones  típicas  de  la  deformación  ordovícica  superior-devónica determinadas por López y Toselli (1993).
Dado que no existen afloramientos de la secuencia mesozoica, aun no es  fácil  reconstruir la geometría de los depocentros extensionales. En  las  interpretaciones de las líneas sísmicas que atraviesan la cuenca de La Rioja (Fisher et al. 2002) se describen fallas de rumbo N a NNE, de corta  longitud en planta, que  inclinan  tanto al este como al oeste y que presentan desplazamientos variables. Algunas de estas estructuras  podrían  estar  invertidas  tectónicamente  afectando  a  los  niveles  cenozoicos.
Los datos de paleodeformación cenozoica para el extremo sur de la sierra de Ambato  indican  direcciones  preferenciales de acortamiento SO-NE durante el Neógeno (de Urreiztieta et al. 1996). Estas direcciones de acortamiento no se corresponden directamente con aquellas necesarias para generar las estructuras con deformación neógena y cuaternaria presentadas en esta contribución.
En  cuanto  a  las orientaciones de  las  estructuras  identificadas en el  frente  suroriental de la sierra de Ambato, los ejes de deformación  calculados  por  de  Urreiztieta  et  al.  (1996)  implican  componentes de  rumbo  que  no  permiten  explicar  la orientación de los anticlinales, cuyos ejes se  disponen  subparalelos  a  la  dirección de acortamiento calculada en varias localidades. Asimismo, la superposición entre las deformaciones neógena y cuaternaria asociada  al plegamiento de Cebollar, no permite  diferenciar  una  variación  en  la dirección de acortamiento en este sector, como  la  propuesta  por  Marrett  et  al. (1994) en distintas localidades de la Puna. La  geometría de  las  estructuras  con deformación  cuaternaria  observadas  en  el piedemonte oriental de las sierras de Velasco  y Ambato  es  variable  en  cuanto  a orientación  en planta de  los  rasgos  a  lo largo de los frentes serranos y de sus piedemontes;  las evidencias permiten  interpretar  desplazamientos  de  tipo  inverso en todos los casos, con planos de inclinación opuesta dentro del bloque Carrizal. No se han observado evidencias de fallas normales  como  en  el  extremo  sur de  la Puna  (Allmendinger  et  al.  1989)  o  en  el extremo  norte  de  la  sierra  de  Ambato (Mon 1999).
En  el  frente oriental de  la  sierra de Velasco  la  deformación  cuaternaria migró hacia el ámbito pedemontano, su evidencia más clara es la escarpa de falla El Duraznillo. Asimismo, las escarpas cercanas a la ciudad de La Rioja podrían ser el resultado  de  la migración  de  la  falla  Los Sauces.
La presencia de un lineamiento estructural,  NO-SE,  entre  la  sierra  de  Velasco Oriental y  la sierra de La Punta permitiría inferir una ligazón entre las fallas que afectan los piedemontes de ambas serranías; sin embargo, las escarpas presentan una  disposición  espacial  semejante  que podría sugerir la propagación de una misma falla.

CONCLUSIONES

El frente oriental de  la sierra de Velasco presenta  numerosos  rasgos  de  actividad tectónica cuaternaria. Sobre el piedemonte de la sierra de Velasco Oriental se describieron  reactivaciones  en distintos  tramos  de  una  estructura  de  rumbo NNE que controla el frente de la sierra y en las ramificaciones frontales, que afectaron al menos tres niveles de depósitos aluviales pedemontanos.
Asimismo,  el  frente oriental de  la  sierra de  Ambato  presenta  ramificaciones  y anomalías en el drenaje que serían consecuencia de la actividad tectónica durante el Cuaternario. En su extremo austral las evidencias de deformación cuaternaria son fallas inversas de rumbo NE y vergencia oriental como la falla Chumbicha.
En el piedemonte de la sierra de Ambato Austral  se  observa  la  interacción  con  el dominio estructural de la sierra de Velasco Oriental (NNE) que da lugar a escarpas de falla de orientación ENE relacionadas  al  anticlinal de Cebollar. Este dominio caracteriza al piedemonte adyacente al bloque Carrizal, donde la falla bazán mantiene  una  orientación ENE  junto  a estructuras de rumbo NNE y NE.
Dentro del bloque Carrizal la interacción del  dominio  estructural NNE,  con  vergencia al este de la sierra de Velasco Oriental y de vergencia oeste en la sierra de Ambato Occidental, se evidencia en la recurrente  actividad  de  fallas  con  ambas  direcciones  de  transporte  tectónico  que afectaron niveles cuaternarios de distinta edad relativa.
Los indicios estructurales y de geomorfología  tectónica  aportan  nuevos  datos acerca de las características, crecimiento y propagación de  las estructuras neógenas y  cuaternarias  del  sector  pedemontano. En él, la deformación neógena prosiguió durante el Cuaternario, tal como lo sugieren  los  rasgos  asociados  al  anticlinal  de Cebollar,  como  las  fallas menores  y  escarpas de falla que afectan depósitos  jóvenes y las evidencias indirectas reveladas por anomalías en la red de drenaje.
La  mayoría  de  estas  estructuras  tienen asociadas importantes deformaciones superficiales con evidencias de actividad recurrente a  través del  tiempo, por  lo que deberían  ser  consideradas  como  potenciales fuentes sismogénicas.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al Servicio Geológico Minero Argentino por el apoyo brindado y la  autorización para publicar el presente trabajo.En particular, a la delegación La Rioja y al Lic. Ramón Carrizo quien facilitó amablemente bibliografía de utilidad para el presente estudio. Al Lic. Herman Hunicken, de la dirección de Minería de La Rioja, por su colaboración en las tareas de campo. Al Dr. Raúl Giacosa y al árbitro anónimo por sus valiosas correcciones y sugerencias que contribuyeron a la elaboración final del trabajo.

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Recibido: 21 de abril, 2010
Aceptado: 18 de noviembre, 2010