Upper-plate fault activity in the Coastal Forearc of northern Chile (~23°30'S): Paleoseismology, neotectonic implications and relation with the subduction cycle
Activité des failles de la plaque supérieure dans l'avant-arc côtier du nord du Chili (~23°30'S) : Paléosismologie, implications néotectoniques et relation avec le cycle de subduction
Résumé
The tectonic evolution of northern Chile is controlled by the convergence between the Nazca and South America plates. This convergence is responsible for elastic strain accumulation close to the interplate contact zone. The elastic deformation is almost completely released during subduction zone earthquakes. However, part of the deformation induced by the convergence is permanently transferred to the upper-plate. This is manifested by the existence of upper-plate faults, some of them accommodating extension perpendicular to the coastal margin. In this study, we focus in the superficial upper-plate fault activity of the Antofagasta Region, at 23°30'S, in the Coastal Fore-arc of the Andes. We study in detail the Mejillones Fault, located in the Mejillones Peninsula, north of Antofagasta; and the Salar del Carmen Fault, eastward Antofagasta. The first part of the manuscript deals with the influence of the Mejillones Fault in the geomorphological configuration of the northern Mejillones Peninsula. The second part shows the results relative to the paleoseismology of both faults. Finally, we discuss the relation between the activity of these upper-plate faults and the subduction seismic cycle, using models that calculate Coulomb stress changes induced by the interseismic and coseismic stages of the interplate cycle.
L'évolution tectonique du nord du Chili est contrôlée par la convergence des plaques Nazca et Amérique du Sud. Ce processus entraîne des déformations élastiques qui s'accumulent à proximité de la zone de contact inter-plaque. Celles-ci sont en grande partie relâchées à l'occasion des méga-séismes de subduction, dont la période de retour est légèrement supérieure au siècle. Cependant, une partie de la déformation due à la convergence est transférée de façon permanente au sein de la Plaque Sud-Américaine. Une des manifestations les plus notables de ces déformations permanentes est l'existence de failles dans la croûte continentale. Au cours de cette étude, nous nous sommes intéressés à l'activité sismique des failles superficielles de la Région d'Antofagasta, vers 23°30'S, dans l'avant-arc côtier des Andes, dans une partie hyper-aride du désert d'Atacama. Nous étudions en détail la Faille de Mejillones, située dans la Péninsule de Mejillones au nord de la ville d'Antofagasta, ainsi que la Faille du Salar del Carmen située à l'est de cette ville. La première partie du manuscrit concerne l'influence de l'activité récente de la Faille de Mejillones sur la configuration géomorphologique de la partie nord de la Péninsule. Par la suite, nous étudions la paléosismologie de ces deux failles. Enfin, nous discutons les relations entre l'activité de ces failles superficielles et le cycle des séismes de subduction, à l'aide de modèles calculant les changements de contraintes de Coulomb générés par les séismes interplaques.
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