A seismological and petrological crustal model for the southwest of the Sierra de Pie de Palo, Province of San Juan

Abstract

Un análisis de funciones del receptor registradas en el suroeste de la sierra de Pie de Palo (Sierras Pampeanas Occidentales, Argentina), se compara con propiedades sísmicas directamente calculadas a partir de la composición litológica. Los resultados sismológicos indican una capa superior en los primeros 13 km. Otra zona de contraste entre las velocidades de ondas sísmicas, más profunda, se encuentra a unos 28 km; los resultados del análisis petrológico indican una composición compatible con rocas máficas en facies de esquistos verdes y anfibolitas hasta esa profundidad. Las observaciones de función del receptor a 13 y 28 km de profundidad podrían corresponder a dos potenciales zonas de décollement proporcionando un mecanismo eficiente para engrosar la corteza, la cual muestra una señal de función del receptor para el Moho a 47 km de profundidad. Además, la corteza inferior entre 28 y 47 km de profundidad exhibe velocidades elevadas de ondas P y alta relación de Vp/Vs (> 1,80), valores representativos de una densificación consistente con litologías de facies de anfibolita superior a granulita/eclogita. En base a estos resultados, el análisis petrológico y sismológico combinado sugiere la continuación en profundidad hasta los niveles inferiores de la corteza engrosada de 47 km de espesor, de las mismas litologías máficas aflorantes, las cuales podrían ser parte de la faja ofiolítica del Complejo Pie de Palo o el basamento de Precordillera.

A seismic velocity analysis from teleseismic receiver functions recorded in the southwestern flank of the Sierra de Pie de Palo (Western Sierras Pampeanas), is compared with seismic properties directly calculated from lithological composition. The seismological results show an upper layer located in the first 13 km depth. A deeper contrast in seismic velocities is found at a depth of 28 km; the petrological results indicate a composition compatible with observed greenschist and amphibolite facies mafic rocks up to this depth. The receiver function measurements at 13 km and 28 km depths could be interpreted as two potential decollement levels that might have favoring a mechanism to thick the whole crust, which produces a receiver function Moho signal located at 47 km depth. In addition, the lower crust between 28 km and 47 km exhibits high seismic P-wave velocities and Vp/Vs ratio (> 1.80) that are representative of a densification consistent with upper amphibolite to granulite/ecoglite facies lithologies. Based on these results, the combined petrological and seismological analyses suggest the continuation of the same mafic-crust outcropping lithologies into the lower levels of the 47-km thickened crust, which could be part of the Pie de Palo Complex ophiolite belt or Precordillera basement.