Structures et cinématique de l'Altiplano nord-bolivien au sein des Andes centrales

The central Andes are characterized by high reliefs (Eastern and Western Cordilleras) and an high plateau, the Altiplano, with an average altitude of 3900 m above sea level and a thick crust : 55-70 km. below the Altiplano. Field mapping, kinematic data and seismic reflexion analysis were used to study synorogenic sediments and to discriminate spatial, temporal and geometrical patterns of the deformation of the Altiplano. This intermontane basin is characterized by a very thick succession of Cenozoic continental sedimentary units(4-10 km thick) formed by five major depositional sequences. The first one (Eocene-Lower OIigocene) was deposited before the Altiplano and Eastern cordillera structuration. Sedimentological studies and restored cross sections show that the Altiplano coresponded to a large flexural basin filled up by a low detritismmainly coming from the uplified western andean area. Syntectonic Upper Oligocene-Lower Miocene deposits (Sequence 2) provide evidences for the structuration of the Coniri thrust and fold belt on the eastern border of the Altiplano. The central part of the Altiplano (Corque basin) evolved as a local basin when the western border collapsed along the San Andres and Sannta Lucia fault . Middle Miocene times (Sequence 3) wbow the end of the compressional activity and the formation of an extensive and diachronous erosional surface (Chayanta surface) Iinked with the slow continental uplift of the Eastern Cordillera. The Corque basin was collapsing along the Chuquicambi fault in response to the vertical motion and high sedimentation rates allowed the aggradation or the erosional surfaces Iocated on the basin margins. Upper Miocene times (Sequence 4) are characterized by the partial inversion of the Corque basin. Thin skinned tectonic inversion was perturbed by high angle faults (like: the Chuquichambi fault) which involved complexes short cut geometries. The Coniri thrust system was gently reactivated and the Chayanta surface was dissected following the uplift of the Eastern Cordillera. The Lower Pliocene deposits (Sequence 5) overlap the tectonic limits showing the end of thecompression. ln the eastern part of the basin they aggraded the contemporaneous San Juan del Oro surface which was evoluting by processes of erosional smoothing related to the low uplift of the Eastern Cordillera. Upper Pliocene (Sequence 6) shows for the first time a minor uplift oft he central part of the Altiplano and also of the western parts associated with a short reactivation of the tectonic structures Iinked to the Corque basin inversion. This evolution show that the topography of the central part of the Altiplano was achieved mainly by basin filling (verticaI aggradation) and not by tectonic uplift processes. The calculated rate of vertical aggradation indicates that the subsidence was Iesser than attended for a normal thick crust which requires the addition at depth of Iow density material. ln order to illustrate the neogen shortening distributon aIong the CentraI Andes and to estimate the contribution of the sbortening to crustal thickening , ablanced crustal cross section have been constructed and restored from geophysical, geological and kinematical data synthesis. Neogene shortening is accomodated mainly by the west vergent crustal thrusts of the Precordillera and Western Cordillera, but the total Neogene shortening(124km) is insufficient to produce the 70 km of crustal thickness evidenced by geophysical data below the Altiplano. Comparisons beetween the structural evolution of the Chilean rnargin and the Altiplano show that crustal underplating by materiaI tectonically eroded from the continental margin is the best explanation for the anomaIous thickening an can aIso be interpreted as a cause for the Andean orocline.
L'Altiplano est un haut plateau caractéristique des Andes Centrales entre 10°S et 27°S. C'est un bassin original de par ses dimensions et sa position dans un contexte orogénique. Il constitue un bassin sédimentaire intramontagneux qui a enregistré les étapes de la déformation de l'orogène andin. L'étude a pour objectif de proposer un modèle évolutif du bassin et de ses bordures. Nous avons pris en compte les données de la géophysique et de géologie (tectonique, sédimentation, géomorphologie). Nous nous sommes intéressés aux relations tectonique-érosion-sédimentation qui représentent les trois variables principales pour résoudre l'équation régissant la genèse et le fonctionnement d'un bassin continental déformé. L'étude lithostratigraphjque des séries tertiaires permet de proposer un agencemern en six séquences pour les formations tertiaires de l'Altiplano : Séquence 1 : Eocène-Ologocène inférieur ; 2 : Oligocène supérieur-Miocène inférieur ; 3 : Miocène moyen 4 : Miocène supérieur; 5 : Pliocène inférieur ;6 : pliocène supérieur-Pléistocène. Le découpage séquentiel de la série stratigraphique permet de mettre en place un diagramme chrono-stratigraphique de la sédimentation tertiaire sur l' Altiplano et ses bordures qui met en évidence les variations des espaces de sédimentation. L'étude structurale montre que les déformations compressives sur l'Altiplano sont principalement issues d' une tectonique tangentielle de couverture et/ou de dans les parties centraIes et orientales et d' une tectonique de réactivation de failles de socle dans les parties occidentales. L'analyse détaillée des dispositifs, à partir de sismique réflexion, a mis en évidence la présence d'hétérogénéités tectoniques ou sédimentaires qui ont influencé les formations compressives andines. La répartition et les orientations de ces hétérogénéités permettent de proposer un nouvel agencement tectonique de l' Altiplano, La structuration des Andes Centrales est liée à deux processus majeurs qui sont l' épaississement crustal tectonique et l'épaississement par sous-plaquage de matériel crustaI érodé. Ces processus sont les conséquences des mécanismes de raccourcissement tectonique et d'érosion crustale de la marge Chilienne qui permettent l'accomodation du déplacement aux limites, lié à la cinématique d'ouverture de l'Altlantique. La compétition entre les deux mécanismes permanents aux limites du système andin (ouverture de l'Atlantique à l' Est et érosion crustale à l'Ouest) détermine l'activation du raccourcissement crustaI. Dans ce contexte, les Andes centrales ne sont des chaînes de subduction que par le contrôle qu'exerce la surface de subduction sur les modalités des variations du phénomène d'érosion crustale.