The role of the Chocó-Panama Arc collision on the late Cenozoic accretionary orogenesis of the northern Andes

O papel da colisão do Arco Chocó-Panamá na orogênese acrecionária do Cenozoico Tardio dos Andes do Norte

Resumo

ABSTRACT - The collision of the Chocó-Panama Arc is the most voluminous process of continental growth by addition of exotic material to the western margin of South America in the Neogene. The distribution of morphotectonic features, Bouguer anomalies, estimations of surface erosion, earthquake and GPS data, and geodynamic indicators of crustal deformation, were used to determine the effects of the ongoing indentation. A strong negative observed Bouguer anomaly between the Central Cordillera and western border of the Eastern Cordillera, as compared to the calculated anomaly, indicates overcompensation. The maximum deflection of the late Cenozoic accretionary orogen during its widening phase could occur due to the effect of flexural loading of the Western and Central cordilleras. To overcome the overcompensation, a mass excess corresponding to a thick, deforming succession of a former sedimentary basin must be removed. Erosion can partially achieve this, which may also account for the anomalously high sediment fluxes from the Eastern Cordillera to the lowlands of the Magdalena and Orinoco megafluvial systems. The maximum width of the deforming zone indicates that the surrounding regions of the indenter have already attained their maximum height threshold. Consequently, horizontally transferred forces further east uplifted and thickened adjacent areas, such as the Eastern Cordillera, which experienced a late Cenozoic climax of growth to its present-day configuration. The occurrence of two clusters of shallow-to-intermediate earthquakes, one situated to the south and another to the north of the indenter boundary, provides evidence of strain localization. Dynamic feedback between surface and climatic processes and crustal deformation, contributes to a scenario of “mountain growth” that opposes the tendency of the system to be dynamically unstable and experience collapse.

Keywords: Chocó-Panama Arc. Accretionary orogenesis. Arc-continent collision. Surface erosion. Northern Andes.

RESUMO - A colisão do Arco Chocó-Panamá é o processo mais volumoso de crescimento continental por adição de material exótico à margem ocidental da América do Sul no Neógeno. A distribuição de feições morfotectônicas, anomalias de Bouguer, estimativas de erosão superficial, dados de terremotos e GPS, e indicadores geodinâmicos de deformação crustal foram utilizados para determinar os efeitos da indentação em curso. Uma forte anomalia Bouguer negativa observada entre a Cordilheira Central e a borda ocidental da Cordilheira Oriental, em comparação com a anomalia calculada, indica sobrecompensação. A deflexão máxima do orógeno acrecionário do Cenozoico tardio durante sua fase de alargamento pode ocorrer devido ao efeito da carga flexural das cordilheiras Ocidental e Central. Para superar a sobrecompensação, um excesso de massa correspondente a uma sucessão espessa e deformante de uma antiga bacia sedimentar deve te rsido removida. A erosão pode, em parte, causar esse efeito, o que também pode ser responsável pelos fluxos anormalmente elevados de sedimentos da Cordilheira Oriental para as terras baixas dos sistemas megafluviais Magdalena e Orinoco. A largura máxima da zona de deformação indica que as regiões circundantes do indentador já atingiram seu limite máximo de altura. Consequentemente, forças transferidas horizontalmente mais a leste elevaram e espessaram áreas adjacentes, como a Cordilheira Oriental, que experimentou um clímax de crescimento no final do Cenozoico até sua configuração atual. A ocorrência de dois grupos de terremotos superficiais a intermediários, um situado ao sul e outro ao norte do limite do indentador, fornece evidências da localização de deformações. O feedback dinâmico entre os processos superficiais e climáticos e a deformação da crosta contribuem para um cenário de "crescimento de montanhas" que se opõe à tendência do sistema de ser dinamicamente instável e entrar em colapso.

Palavras-chave: Arco Chocó-Panamá. Orogênese acrecionária. Colisão arco-continente. Erosão superficial. Andes Setentrionais.