Néotectonique et sismotectonique dans la Cordillère andine au niveau du changement de géométrie de la subduction : la région de Cuzco (Pérou)

par Justo Cabrera Nuñez

Thèse de doctorat en Géologie structurale

Sous la direction de Jacques Mercier.

Soutenue en 1988

à Paris 11 .


  • Résumé

    La région de Cuzco, située au-dessus du changement de géométrie de la subduction andine, est caractérisée par une évolution tectono-sédimentaire plio-quaternaire essentiellement concentrée le long du système de failles qui limite les Haut Plateaux de la Cordillère Orientale. Un ensemble de bassins installés au Néogène, sont remblayés par des séries fluvio-torrentielles (miocènes?), et par des séquences fluvio-lacustres plio-pléistocènes. Une extension synsédimentaire de direction proche de E-W attribuée au Pliocène, est contemporaine d'une activité volcanique. Au Pléistocène inférieur, les séquences fluvio-lacustres sont affectées par une compression syn- et post-sédimentaire ; elle est caractérisée par deux directions de raccourcissement (E-W et N-S), et traduit une déformation souple et cassante dans la couverture. Du Pléistocène moyen à l'Actuel, s'exerce une extension de direction proche de N-S, contemporaine d'une activité volcanique shoshonitique et du dépôt de terrasses fluvio-lacustres, de cônes torrentiels, et de moraines. Un système de failles actives long de 100 km, est dû à cette extension N-S ; il est caractérisé par des escarpements pléistocènes d'environ 400 m, et par des "scarplets" holocènes, hautes de 2 à 20 m. Les observations réalisées dans des tranchées suggèrent au minimum deux réactivations holocènes avec un temps maximum de récurrence d'environ 5000 ans. Chaque réactivation (1-2 m de rejet), est associée à des paléoséismes de magnitudes Mw = 5. 5-7. 2. La récente réactivation d'un secteur du système de Cuzco, pendant le séisme du 5-4-198o (mb=5. 3), est due à cette extension N-S. Les failles normales actives de Cuzco, semblent correspondre à un réajustement entre la Cordillère Occidentale (compensée) et la Cordillère Orientale (sous compensée); celle-ci est soulevée au-delà de son équilibre isostatique à cause de la compression qui agit sur son bord oriental. La variation du champ de contrainte, pendant le Plio-Quaternaire, est en accord avec les variations des forces compressives de bordure. Ces dernières peuvent être expliquées soit par la variation du taux de convergence soit par la variation des forces de traction du "slab".

  • Titre traduit

    Neotectonics and seismotectonics in the andean Cordillera located above the subduction geometry change : the Cuzco region (Peru)


  • Résumé

    The Cuzco region, located above the geometry change of Andean subduction, is characterized by a tectono-sedimentary Plio-Quaternary evolution located along the fault system that limits the Highs Plateaus from the Eastern Cordillera. A set of Neogene basins, were filled by Miocene? fluvio­ torrential series, and by Plio-Pleistocene fluvio-lacustrine sequences. A roughly E-W trending synsedimentary extensional tectonics attributed to the Pliocene, is coeval with volcanic activity. In the Early Pleistocene, fluvio-lacustrine sequences are affected by syn and post-sedimentary compressional tectonics; it is characterized by both N-S and E-W trending shortening, and produces folding and faulting of the sedimentary cover. A roughly N-S trending extensional tectonics is taking place from the Middle Pleistocene to the Present; it is coeval with shoshonitic volcanic activity, and with sedimentation of fluvio-lacustrine terraces, torrential fans and marraines. A 100 km long active fault system is related to this N-S extension; it is characterized by +400-m-high Pleistocene scarps, and by Holocene scarplets with heights ranging between 2 and 20 m. Trenching observations suggest two Holocene fault reactivations with a maximum recurrence interval of roughly 5000 years. Each fault reactivation (1-2 rn throw), is related to paleoseismic event with magnitude Mw=5. 5-7. 2. Recent fault reactivation on the Cuzco system, during the April5, 198o earthquake (mb=5. 3), is due to the N-S extension. The active Cuzco normal faults may be a consequence of adjustment b!!tween the compensated Western Cordillera and the undercompensated Eastern Cordillera, this latter being uplifted higher than its isostatic equilibrium due to compression acting on its eastern edge. The variation of the state of stress, during the Plio-quaternary, is in agreement with the variations of the compressional boundary forc. Es. It may be explained by the convergence rate variation or by the variation of pull-slab forces.


  • Résumé

    La region de Cuzco, situada sobre una zona de cambio de geometria de la subduccion, se encuentra caracterizada por une evolucion tectono-sedimantaria plio-cuaternaria localizada a lo largo del sistema de fallas que limita las Altas Planicies de la Cordillera Oriental. Un conjunto de cuencas neocenas fueron rellenadas por series fluvio-torrenciales miocenas ?, y por secuencias fluvio-lacustres plio-pleistocenas. Una extension sinsedimentaria de direccion cerca de E-W atribuida al Plioceno, es contemporanea de una actividad volcanica. En el Pleistoceno inferior, las secuencias fluvio-lacustres son afectadas por una compresion sin et post-sedimentaria ; ella se encuentra caracterizada por dos direcciones de acortamiento (E-W y N-S), y traduce una deformacion fragil y de plegamiento en la cobertura. Del Pleistoceno media al Actual, la region es afectada por una extension de direccion cerca de N-S, contemporanea de una actividad volcanica shoshonitica y de un deposito de terrazas fluvio-lacustres, conos torrenciales y morrenas. Un sistema de fallas activas de 100 km de largo es debido a esta extension N-S ; el sistema es caracterizado por escarpas pleistocenas (+400 m de altura), y por pequeiias escarpas holocenas de 2 a 20 rn de altura. Las observaciones realizadas en las trincheras sugieren un minima de dos reactivaciones holocenas con un tiempo mâximo de recurrencia de aproximadamente 5,000 aiios. Cada reactivacion (1-2 rn de desplazamiento), es asociada a paleosismos de magnitud Mw=5. 5-7. 2. La reciente reactivacion de un sector de fallas del sistema de Cuzco, durante el sismo del 5-4-1986 (mb=5. 3), es debida a la extension N-S. Las fallas normales activas de la region de Cuzco, parecen corresponder a un reajustamiento entre la Cordillera Occidental (compensada) y la Cordillera Oriental (subcompensada) ; esta ultima se encuentra anormalmente levantada con respecto a su equilibrio isostatico debido a la compresion en su borde oriental. La variacion del estado de esfuerzos, durante el Plio-Cuaternario, se encuentra en acuerdo con las variaciones de las fuerzas compresivas de bordura. Estas pueden ser explicadas par una variation de la velocidad de convergencia o por una variacion de las fuerzas de traccion du "slab".

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Informations

  • Détails : 2 vol. (275 p., 88 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre. Bibliothèque de Géophysique.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T PAR 1988 CAB
  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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  • Cote : 0g ORSAY(1988)234
  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
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  • Cote : T PAR11 1988 CAB (1 et 2)
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-035083
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