Numerical modeling of interplay between growth folds and fluvial-alluvial erosion-sedimentation processes

The main aim of the present study is to model the interplay between neotectonic growth folds and fluvial-alluvial processes in piedmont areas using an original numerical modeling platform (ERSEDE). ERSEDE allows to quantify the topographic changes in the model along its evolution. The model outputs can be used to carry out detailed analysis on growth strata geometries and geomorphic evolution. The application of models to analyze this kind of interplays is an important tool to understand the evolution of mountain fronts and it can be helpful to calibrate deformation and denudation rates obtained from geomorphic features.Fil: Garcia, Victor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Contemporary stress orientations from borehole breakout analysis in the southernmost flat-slab boundary Andean retroarc (32°44' and 33°40'S)

Horizontal stress directions have been determined in the southernmost flat-slab boundary Andean retroarc between 32°44' and 33°40'S within Cuyo Basin, Argentina. These directions were obtained from the borehole breakout analysis of 42 wells using four-arm caliper data. The mean maximum horizontal stress (SHmax) direction for the whole region is 104.1° with a 95% confidence interval of 8.1°. The present-day stress field has an approximately preferred E-W trend maximum horizontal stress direction, consistent with the plate boundary forces (80°) and the topographic forces (near E-W). The calculated SHmax directions are near the expected values, but some local deviations were observed. The SHmax rotates from an E-W orientation in the south to a NW-SE orientation to the north of this sector of the Andean retroarc. A regional variation in the stress field can be observed when these results for the Cuyo Basin are analyzed together with those presented in a previous study in the Neuquen Basin to the south. The maximum horizontal stress varies from ̃NW-NE along this combined section of the Andean retroarc, with the ̃E-W SHmax directions in the northern Neuquen Basin consistent with those observed in the southern sector of Cuyo Basin. These variations in the stress field orientation appear related with the topography geometry. From the analysis between the mean SHmax obtained and the acting forces, it can be concluded that the topographic control on the horizontal stress field seems to be dominant in the Cuyo Basin and in the north of Neuquen Basin. To the south of Neuquen Basin the horizontal stress field should be mainly controlled by the plate boundary forces.Fil: Guzman, Cecilia Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Structural inflections in the Northern sector of the Ñirihuau fold and thrust belt, Río Negro Province

El objetivo del presente estudio es determinar el origen de unas particulares inflexiones observadas en las estructuras ubicadas en el sector norte de la faja plegada y corrida neógena de Ñirihuau, la cual involucró en su deformación parte del relleno volcano - sedimentario de la cuenca oligo-miocena de Ñirihuau. Las estructuras compresivas del área presentan vergencia hacia el este y poseen un rumbo NNO. Se observa un arreglo subparalelo de pliegues asimétricos de variada longitud de onda, fallas inversas y retrocorrimientos. En la zona de estudio, las estructuras sufren inflexiones de dos tipos. Por un lado, hacia el norte las fallas y pliegues tuercen su rumbo de NNO a NO. En segundo lugar, las capas terciarias plegadas sufren cambios o inflexiones en el rumbo general de los estratos, las cuales coinciden con lineamientos de rumbo NE. Como ya fuera notado en anteriores estudios, el rumbo de las estructuras y los lineamientos es similar al de estructuras presentes en basamento cristalino de la región. Estas anisotropías previas habrían controlado tanto las estructuras extensionales, durante la apertura de la cuenca de Ñirihuau en el Oligoceno, como las compresivas, durante el desarrollo de la faja plegada y corrida de Ñirihuau en el Neógeno.The goal of this work is to determinate the origin of some interesting flections that affect the geological structures located in the Northern sector of the Neogene Ñirihuau fold and thrust belt, where part of the Oligo-Miocene Ñirihuau basin infill was deformed during Miocene times. Structures present a general NNW strike, and are affected by two kinds of inflections. In one hand, faults and folds change their strike towards the north from NNW to NW. On the other hand, Tertiary strata suffer a change in orientation that coincides with NE striking lineaments. As has been previously noted, the strike of structures and lineaments is similar to the orientation of structures present in the crystalline basement of the region. These previous anisotropies would have controlled the orientation of extensional structures during the opening of the Ñirihuau basin in the Oligocene, as well as the location of faults which accommodated shortening in the Neogene, during the basin closure.Fil: Bechis, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Contemporary stress orientations in the Andean retroarc between 34°S and 39°S from borehole breakout analysis

In this paper we present the results of the analysis of borehole breakouts from 115 wells drilled within Neuquén Basin in the Andean retroarc between 34° and 39°S (Argentina). The first-order present-day stress orientation in the Andean retroarc is expected to be mainly controlled by the plate boundary forces (azimuth 80°) and the topographic forces (E-W). The obtained maximum horizontal stress (SHmax) has a preferred trend with a resultant direction of azimuth 88.7° and a 95% confidence interval of 13.3° consistent with the expected trend. The horizontal stress trajectory map achieved for this region shows that the SHmax along the study area is not completely uniform. To the north of Colorado River, the SHmax shows an ESE tendency interpreted as significant influenced by the topographic forces. To the south of Colorado River, SHmax has an ENE trend similar to the expected based on plate boundary forces. To the southeast of the region, a NE direction was found, probably showing a basement structural control in the stress field geometry. The stress orientations obtained for the whole region show that plate boundary forces, drag basal, and topographic forces are strongly controlling the stress direction distribution.Fil: Guzman, Cecilia Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Bottesi, G.. Repsol YPF; Argentin

Structure of the northen margin of the Grande river, Bardas Blancas, Mendoza province

La estructura de Bardas Blancas comprende una región sobreelevada tanto topográfica como estructuralmente, conformada principalmente por estructuras braquianticlinales. Afloran en su núcleo rocas del Grupo Choiyoi y hacia los flancos depósitos sedimentarios jurásicos. El área se encuentra en un frente orogénico no emergente caracterizazo por el dominio de zonas de plegamiento, fallas ciegas y el desarrollo de una zona triangular. El estudio de estas estructuras con información de subsuelo y superficie permitió el desarrollo de una sección estructural balanceada basada en el modelo de trishear. La sección se basa en el levantamiento de la estructura a partir del desarrollo de fallas de corrimiento de bajo ángulo con vergencia al este despegadas dentro del basamento. El avance de los bloques de basamento habría transmitido parte del acortamiento a la cubierta sedimentaria formándose la zona triangular de Cerro Doña Juana hacia el este. Dentro de la zona triangular se desarrolla un sistema de duplex de techo pasivo generado a partir de un nivel de despegue inferior y otro superior o retrocorrimiento. El retrocorrimiento y los Grupos Rayoso y Neuquén se encuentran volcados, producto del arrastre originado por un corrimiento de vergencia oriental. Hacia el este del retrocorrimiento las secuencias cretácica superior y terciarias se encuentran desacopladas estructuralmente del Grupo Mendoza.The Bardas Blancas structure constitutes a topographic height characterized by an important basement anticline. The Choiyoi Group crops out in the middle of the structure and Jurassic sedimentary deposits at both limbs. This structure is the orogenic front at these latitudes and it is characterized by blind thrusts, folding and the development of a triangular zone. The Bardas Blancas structure was studied using surface and sub-surface data and a balanced cross section was constructed using the trishear model. The main structures are explained using low angle thrust faults verging to the east and detached within the basement. The movement of huge basement blocks to the east transfers shortening to the sedimentary cover developing the triangular zone of Doña Juana in the front of the structure. Inside the triangular zone a passive roof duplex system is developed controlled by two weak detachment units. The shortening is finally transmitted by a backthrust to the surface. The backthrust and the Rayoso and Neuquén Groups are overturned by the action of an east verging thrust reactivated from the main basement structure. To the east of the backthrust, the Cretaceous and Tertiary deposits are structurally disconnected from de Mendoza Group.Fil: Dicarlo, Diego J.. No especifica;Fil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Cuculí formation sandstones (Miocene, San Juan precordillera): magnetic fabric controls

Se llevó a cabo un estudio preliminar de fábrica magnética y petrofábrica en areniscas de la Formación Cuculí (Mioceno) en dos localidades de la Precordillera de San Juan y sus resultados fueron comparados con datos obtenidos a partir de estudios cinemáticos de otros autores en el mismo sector. El estudio de la anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM) revela elipsoides triaxiales con grados muy bajos de anisotropía. Dado que las rocas analizadas no presentan evidencias macro– o microscópicas de deformación interna, se interpreta que los elipsoides de ASM representan fábricas mágneticas compuestas incipientes, donde la fábrica sedimentaria es un importante factor de control en su desarrollo.A preliminary study of magnetic fabric and petrofabric in sandstones from the Cuculí Formation (Miocene) was carried out in two localities from the Precordillera of San Juan and the results were compared with studies based on kinematic data obtained by other authors in the same localities. The study of the anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) shows triaxial ellipsoids with very low degrees of anisotropy. Due to the lack of macro– or microscopic evidences of strain, it is interpreted that the AMS ellipsoids represent incipient composite magnetic fabrics, whose development is significantly influenced by the sedimentary fabric.Fil: Oriolo, Sebastián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Re, Guillermo Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Japas, Maria Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Geociencias Basicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos ; Argentin

Kinematics of fault-propagation folding: Analysis of velocity fields in numerical modeling simulations

Fault-propagation folding occurs when a shallow fold is created by an underlying propagating thrust fault. These structures are common features of fold and thrust belts and hold key economic relevance as groundwater or hydrocarbon reservoirs. Reconstructing a fault-propagation fold is commonly done by means of the trishear model of the forelimb, a theoretical approach that assumes simplistic rheological rock properties. Here we present a series of numerical models that elucidate the kinematics of fault-propagation folding within an anisotropic sedimentary cover using complex visco-elasto-plastic rheologies. We explore the influence of different parameters like cohesion, angle of internal friction, and viscosity during folding and compare the velocity field with results from the purely kinematic trishear model. In the trishear paradigm, fault-propagation folding features a triangular shear zone ahead of the fault tip whose width is defined by the apical angle that in practice serves as a freely tunable fitting parameter. In agreement with this framework, a triangular zone of concentrated strain forms in all numerical models. We use our models to relate the apical angle to the rheological properties of the modeled sedimentary layers. In purely visco-plastic models, the geometry of the forelimb obtained can be approximated using a trishear kinematic model with high apical angles ranging between 60° and 70°. However, additionally accounting for elastic deformation produces a significant change in the geometry of the beds that require lower apical angles (25°) for trishear kinematics. We conclude that all analyzed numerical models can be represented by applying the theoretical trishear model, whereby folds involving salt layers require high apical angle values while more competent sedimentary rocks need lower values.Fil: Plotek, Berenice Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Heckenbach, Esther. Universitat Potsdam; AlemaniaFil: Brune, Sascha. German Research Centre for Geosciences; AlemaniaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Likerman, Jeremias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Analysis of fault bend folding kinematic models and comparison with an analog experiment

Analog modeling of a flat-ramp-flat fault system was performed and its geometry and displacement field were compared to those of different kinematic models such as classical fault bend folding, fault parallel flow, incline-shear, curvilinear hinge, and backlimb trishear. To obtain the displacement vectors of the analog experiment, a Particle Image Velocimetry was performed. All analyzed kinematic models could explain the general configuration of the fault bend folding. However, only backlimb trishear could represent the geometry, directions of particle displacements, and relations between the displacements’ vectors. We propose in this paper that the combination of different asymmetry angles and different apical angles of the backlimb trishear model for each bend in a fault bend fold could be a very versatile and general kinematic model for simulating fault bend folds. Backlimb trishear apical angle can be used to control the shape of the hinges of a fold, while the asymmetry can be used to convolve the velocity of the particles above the fault. Both apical angle and asymmetries different from zero imply thickness changes. Fault bend folds with high inclination forelimbs can be reproduced with high positive asymmetries in the anticline bends of the fault.Fil: Plotek, Berenice Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Guzman, Cecilia Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Yagupsky, Daniel Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentin

Modelado análogo de pliegues por propagación de falla: obtención y comparación del campo cinemático

Los pliegues por propagación de falla se forman contemporáneamente a la propagación deuna falla a través de una serie de estratos, donde el acortamiento da lugar a la formación deun pliegue en la zona próxima a su terminación. Una de las principales características deeste tipo particular de plegamiento es que su limbo frontal presenta mayor ángulo deinclinación. Los primeros métodos para analizar la evolución se basan en construcciones apartir de relaciones geométricas. Erslev (1991) propone un método cinemático, denominadoTrishear, debido a que estas estructuras presentan una zona triangular de deformaciónpenetrativa focalizada. Esto puede ser modelado por medio de cizalla conformando unmodelo alternativo donde los bancos rotan progresivamente y con heterogeneidad en ladeformación, sobre todo hacia el limbo frontal (Allmendinger R.W., 1998). De esta manera,se relaciona la geometría y el desplazamiento de la falla con la forma del anticlinal. Estemétodo es especialmente útil ya que permite obtener los patrones de deformación. Sinembargo, su punto débil es que las distribuciones de velocidad pueden no tener validezmecánica, ya que no toma en cuenta las propiedades de los materiales que sufrendeformación. Durante este trabajo se describe un modelo experimental realizado en ellaboratorio a partir de materiales simples para la obtención del campo cinemático a lo largodel desarrollo de la estructura a partir de imágenes seriadas. El propósito consiste en definirlas diferentes etapas de formación del anticlinal y plantear cómo evoluciona el campocinemático, representado por los vectores de velocidad que se observan en las fotografías,sin dejar de lado el marco mecánico.Fil: Plotek, Berenice Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Guzman, Cecilia Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; ArgentinaFil: Cristallini, Ernesto Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber"; Argentina15º Encuentro del Centro Internacional de Ciencias de la TierraArgentinaUniversidad Nacional de CuyoComisión Nacional de Energía Atómic

Tectonic Insight in the Southwest Gondwana Boundary Based on Anisotropy of Magnetic Susceptibility

The anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) is an effective tool to measure the rock petrofabric and it allow analyzing the tectonic stress. The southwest boundary of Gondwana in South America is the counter-part of the Cape fold belt of South Africa and its geological evolution is still a subject of debate. Samples of different localities of this sector were analyzed with the AMS technique, from Buenos Aires, La Pampa and Mendoza province. For rocks of Permian age, there is a clear regional magnetic signature indicating a NW-SE elongation direction and a NE-SW shortening. The ASM patterns obtained in the oldest rocks are complex, probably as the result of stress interference in the magnitudes, space and time with different pulses of the orogenic activity developed from the Middle Devonian to the Permian. In the southwest of Gondwana, small continental plates were accreted to the main continent mass during the Middle Devonian. The Permian deformation has been interpreted as the consequence of a paleogeographic re-organization of Gondwana that moves to lowest latitudes to makes the Pangea continent during the Triassic. This younger deformation evidences an orogenic front migration and attenuation to the foreland basin