Cuencas asociadas a márgenes convergentes

Marco geotectónico

Cuencas desarrolladas en regímenes extensionales o compresivos

Desarrolladas sobre corteza continental u oceánica.

• Antearco, fore-arc• Retroarco, back-arc o retroarc?• Intraacro, intra-arc• Antepaís, foreland

• Pueden ser submarinas, subaéreas o mixtas • Buena parte del sedimento es provisto por el arco

Asociadas a arcos de islas

Asociadas a arcos continentales

Tipos de cuencas que pueden formarse en relación con subducción tipo B:

• Fosas o trincheras y complejos de subducción•Cuencas de antearco (Forearc basins)•Cuencas de interarco y trasarco (Interarc y Backarc basins)

Fosas, trincheras y complejos de subducción

1.- Proceso tectónico que generó la cuenca:Subducción y curvado hacia abajo de la placa oceánica subductante

2.- Mecanismo de subsidencia:Procesos compresionales (por carga) prisma de acreción, flotación negativa de la placa subductada

3.- Geología estructural de la cuenca:Mucha carga y deformación

4.- Características del relleno:Los sedimentos más viejos son fangos pelágicos formados fuera de la trinchera y luego transportados hasta el interior. Continúan sedimentos hemipelágicos. Hacia arriba se observan desde fangos pelágicos hasta turbiditas y olistostromas.

Modelo general de facies sedimentarias en el marco de

trinchera oceánica (Underwood y Bachman, 1982)

* Zona de subducción Shikoku (Japón)* Complejo de subducción Aleutianas Kodiak-Kenai (Alaska)* Complejo de subducción Ord-Sil de elevaciones del sur de Escocia

Cuencas de antearco

1.- Proceso tectónico que generó la cuenca:Subducción. Surgen donde el prisma de acreción forma una cresta frente al arco volcánico. Geometría alargada, dimensiones variables.

2.- Mecanismo de subsidencia:Flotación negativa de la placa subductada, carga del complejo de subducción, carga sedimentaria, enfriamiento del arco magmático

Señales diagnósticas de cuencas de antearco en el

registro geológico son:

1) Cuencas elongadas (cientos de kms) con rellenos espesos (5 km a 15 km),

tanto continua a lo largo del rumbo o como depocentros aislados

2) Relleno flanqueado por un lado por asociaciones volcano-plutónicas

del arco magmático y por el otro por sedimentitas altamente deformadas

del complejo de subducción.

3) Sustrato (poco conocido) sobre series ofiolíticas o melanges.

3) Sucesiones somerizantes desde turbiditas hasta depósitos de plataforma

/deltas

4) Petrofacies que denotan procedencia de arco y posible tendencia de

descabezamiento del mismo

3.- Características del relleno:

Sedimentos basales son marino profundos, consistiendo en

depósitos pelágicos apoyados sobre ofiolitas. El sistema

depositacional más importante son los abanicos submarinos que

se construyen transversalmente a lo largo de la cuenca desde el

arco magmático. Espesor de relleno considerable. Secuencia de

somerización. Los sedimentos más jóvenes pueden ser marinos

someros o no marinos

(deltaicos)

Los sedimentos pueden provenir tanto del arco magmático

(mayormente) como del complejo de subducción.

Ocasionalmente facies carbonáticas.

Suites subcuarzosa, desde feldespato-líticas hasta lito-

feldespáticas según el grado de disección del arco (mezcla

de procedencia plutónica y volcánica)

Depósitos piroclásticos dependientes de los vientos

predominantes.

Fuentes clásticas: grandes ríos que drenan directamente

hacia le antearco

Cuencas de intra-arco

1.- Proceso tectónico que generó la cuenca: Subducción.

2.- Mecanismo de subsidencia: Fuerzas de los limites de

placa, movimientos relativos de las placas, isostasia regional

(carga volcánica), retiro magmático, colapso gravitacional

3.- Características del relleno: Asociación de sedimentos

volcaniclásticos y rocas volcánicas contemporáneas. Facies

no-marinas gruesas, con flujos de detritos, abanicos

aluviales. Facies marinas

Relleno sedimentario

Cuencas de retroarco (backarc s.l.)

1.- Proceso tectónico que generó la cuenca:Subducción.

2.- Mecanismo de subsidencia:Subsidencia térmica Extensión (rifting)

3.- Características del relleno:Abanicos volcaniclásticos submarinos progradan en la cuenca desde el arco e interdigita con sedimentos pelágicos. Cuando la subducción se da entre una placa oceánica y una continental, se depositan sedimentos provenientes del continente y los paleoambientes son desde marinos profundos a someros.

Cuencas de back-arc s.l.

- Por detrás del arco magmático (postarco o retroarco)

- Generalmente con extensión y adelgazamiento crustal

- Puede desarrollarse sobre corteza continental (retroarco)

u oceánica (backarc s.s.)

- Cuencas de back-arc intra-oceánicas pueden

eventualmente destruirse por subducción o preservarse

en una faja plegada y corrida relacionada con el cierre de

la misma

- Cuencas de back-arc sobre corteza continental

presentan facies más variadas debido a las diferentes

áreas de procedencia y mayor potencial de preservación

• Las cuencas desarrolladas sobre corteza océanica son también denominadas de interarco ya que se ubican entre un arco extinto y otro activo.

• Las cuencas desarrolladas sobre corteza continental pueden ser sucesoras de cuencas de intra-arco a partir de subsidencia térmica y extensión (rifting)

Mecanismos y etapas de extensión

• Se inician con extensión mecánica (fallamiento) o ¨rift-phase¨ y luego generación de corteza oceánica (alto flujo térmico) o ¨sea-floor spreading-phase¨

• Extensión en el arco o retroarco está asociada con rápida subducción de corteza oceánica vieja con elevado ángulo de subducción

• Para acomodar la extensión la trinchera debe migrar hacia el océano

Etapa de rift• Rifts 25-100 km de largo y 25 a 40 km de ancho.

Internamente zonas de transferencia oblicuas con volcanes. Geometría elongada.

• La dirección de extensión puede ser desde paralela a ortogonal respecto al arco.

• Fallas normales de alto ángulo crean relieve de cientos de metros. Estructura tipo graben.

• Profundidades del agua >1000 m. Sedimentación marina profunda (desde fan deltas hasta turbiditas)

• Volcanismo basáltico, ocasionalmente riolítico

• Rápida evolución (ej. 5 Ma) y alta tasa de subsidencia (1km/Ma) y sedimentación (600 m/Ma)

Etapa de corteza oceánica• Duración de la etapa de generación de fondo

oceánico <25 Ma.

• Limitada por un arco remanente flanqueado por abanicos volcaniclásticos y un arco activo

• Geometría de la cuenca rectangular o arqueada. Asimétrica con mayor profundidad hacia el arco remanente.

• Depósitos marinos formando una serie ofiolítica

• Períodos de rápida y lenta subsidencia aunque la tasa de sedimentación disminuye (<200 m/Ma) debido al aumento del tamaño de la cuenca

Controles de la sedimentación

• Tectónica (arquitectura y relieve). Tasa de subsidencia, formación de hemigrábenes

• Volcanismo (relieve y producción de material volcánico). Composición, aportes piroclásticos

• Circulación oceánica. Distribución de los sedimentos. Productividad orgánica

• Eustatismo: sedimentación marina vs continental.

• Latitud-clima. Tipo de sedimento, tasa de meteorización, mecanismos de transporte

Ambientes sedimentarios

Ambientes sedimentarios

• Marinos profundos

• Plataforma

• Continentales

Cuencas de antepaís

1.- Proceso tectónico que generó la cuenca:Subducción.

2.- Mecanismo de subsidencia:Carga (apilamiento tectónico + sedimentario)

3.- Características del relleno:Sedimentos derivados de la faja plegada y corrida adyacente.Sedimentos marinos desde profundos a someros, sedimentos continentales. Caracterizado por repetidas ingresiones y regresiones o ciclos granocrecientes.Desarrollo de antefosa y dorso periférico

Cuenca de Alberta (Canadá)Arco de Sunda (Sumatra)Cuenca NeuquinaCuenca AustralCuenca del Bermejo