Estructura litosférica de los Andes Centrales a partir de un modelo gravimétrico 3D

Abstract

A través del modelado directo de la anomalía de Bouguer se desarrolló un modelo de densidades en 3D de la corteza conti-nental, la placa subducida y el manto superior, para los Andes Centrales entre los 20-29°S y los 74-61°O. El objetivo de estetrabajo es contribuir a un mejor conocimiento de la estructura litosférica, integrando la información disponible (geofísica, ge-ológica, petrológica y geoquímica) en un único modelo. La geometría del modelo está definida y limitada por la ubicación dehipocentros, líneas sísmicas de reflexión y refracción, tomografías de atenuación y de tiempos de arribo, estudios magnetote-lúricos, modelos térmicos y secciones estructurales balanceadas. Las densidades asignadas a los diferentes cuerpos fueron cal-culadas a partir de datos petrológicos y geoquímicos, estimando las condiciones de presión y temperatura. El modelo consis-te de 31 planos verticales E-O paralelos, donde la corteza continental está compuesta por distintos cuerpos que representana las diferentes unidades morfotectónicas de los Andes Centrales. Se generaron mapas isocóricos del techo de la placa subdu-cida, del Moho continental y del techo de la astenósfera debajo de Sudamérica. Se calculó la anomalía residual mediante la sus-tracción de los efectos gravimétricos de la placa subducida modelada y del Moho modelado de la anomalía de Bouguer. Esteestudio demuestra como el modelado gravimétrico 3D, integrando información geofísica, geológica y petrológica, puede con-tribuir al mejor conocimiento de la estructura litosférica de los Andes Centrales.

Lithospheric structure of the Central Andes based on a 3D gravimetric model. We developed a 3D density model of the continental crust, the subducted plate and the upper mantle of the Central Andes between 20-29°S and 74-61°W through the for-ward modelling of Bouguer anomaly. The goal of this contribution is to gain insight on the lithospheric structure of the area,integrating the available information (geophysical, geologic, petrologic, and geochemical) in a single model. The geometry ofour model is defined and constrained by hypocenters location, reflection and refraction seismic lines, travel time and attenua-tion tomography, receiver function analysis, magnetotelluric studies, thermal models and structural cross sections. The densi-ties allocated to the different bodies were calculated considering petrologic and geochemical data and pressure and tempera-ture conditions. The model consists of 31 parallel E-W vertical planes, where the continental crust comprises distinct bodies,which represent the different morphotectonic units of the Central Andes. Contour maps of the depth to the top of the sub-ducted plate, the depth of the continental Moho and the depth to the top of the asthenosphere below South America wereproduced. The residual anomaly was calculated by subtracting from the Bouguer anomaly the gravimetric effect of the mo-delled subducted slab and of the modelled Moho. This study demonstrates how 3D gravity modelling, integrating geophysi-cal, geologic and petrologic information, can help to reveal the lithospheric structure of the Central Andes.