Mountain building processes at the orogenic front. A study of the unroofing in Neogene foreland sequence (37ºS)

Abstract

El frente orogénico a los 37°S ha sido construido por, al menos, dos episodios contraccionales, determinados a partir de discordancias angulares entre los depósitos del Eoceno Superior y del Mioceno Superior. Un episodio contraccional del Cretácico Superior, ampliamente descrito con anterioridad, se encuentra parcialmente restringido a las zonas internas de la Cordillera Principal. A partir de un detallado análisis de la cuenca de antepaís neógena asociada, canibalizada por el frente de levantamiento de la sierra de Reyes, se puede distinguir una secuencia sedimentaria que experimenta una disminución de su espesor hacia el este. Las descripciones microscópicas y macroscópicas de estos depósitos sinorogénicos revelan que la cuenca neógena fue alimentada desde el oeste y en particular desde el flanco oriental de la sierra de Reyes en el momento que esta se levantaba. La composición de los detritos de la parte superior de la cuenca neógena demuestra que existen componentes metamórficos, implicando que sectores del antepaís hacia el este estaban siendo exhumados al momento de su depositación. El hecho de que la sección miocena registre la secuencia de destechado completa de la sierra de Reyes, implica que la fase miocena superior fue la principal en esta zona, y que la fase eocena ha sido relativamente menor a nivel del frente orogénico. El corte estructural demuestra un acortamiento para el Neógeno de 20%, dejando negligible el acortamiento ocurrido para el Eoceno.The orogenic front at 37ºS has been mainly formed through at least two contraccional stages, as inferred from the exhumed major angular unconformities at the Late Eocene and the Late Miocene times respectively. A Late Cretaceous event is restricted to the hinterland zones having a mild impront at the study area. A series of syntectonic sedimentary packages, that thin to the east is identified through a detailed description of the cannibalized westernmost Neogene foreland basin associated with the Sierra de Reyes. Their detrital microscopic and macroscopic descriptions reveal that the Neogene basin was fed from the west and particularly from the eastern Sierra de Reyes slope at the time of mountain incision. Detrital composition of the upper section reveals that a metamorphic component is present, implying that a domain further east has been exhumed, and therefore that the westernmost foreland basin has been cannibalized. This also implies that exhumation previous to Miocene times should have been minimum in the area, since the Neogene succession represents a complete unroofing. The structural cross sections show Neogene shortening of about 20 %, leaving in comparison Eocene contraction as negligible.