Die Geologie der Cordillera de la Sal, Nordchile

Die Cordillera de la Sal ist ein schmaler, aber weit in NNE/SSW-Richtung gelängter Faltenzug, der in Nordchile im Westteil des Salar de Atacama-Beckens liegt. Dieses Becken wird der Präandinen Depression zugeordnet. Die Cordillera besteht hauptsächlich aus kontinentalen Sedimenten der Formationen San Pedro (Oligozän-Mittelmiozän) und Vilama (Plio-Pleistozän). In ihrem Nordteil sind Ignimbrite obermiozänen bis unterpleistozänen Alters zwischen die beiden Formationen eingeschaltet. Die San Pedro Formation ist hauptsächlich in der Cordillera de la Sal aufgeschlossen und erreicht lokal eine Mindestmächtigkeit von 2920 m. Sie besteht aus Evaporiten und Rotsedimenten, die in einer distalen Schwemmfächerfazies im Bereich von Playasandebene bis zum zentralen salinaren Playasee abgelagert wurden. Nach Westen hin verzahnen sie sich mit den proximalen Schwemmfächersedimenten der Tambores Formation. Die Unterteilung der San Pedro Formation in lithostratigraphische Schichtglieder basiert auf der vorliegenden geologischen Bearbeitung. Die petrographischen, geochemischen und petrofaziel len Untersuchungen ergaben, daß die Sandsteine der San Pedro Formation an der Basis der Abfolge hauptsächlich lithisch ausgebildet sind. Zum Hangenden hin wird ihre Zusammensetzung stärker vom einsetzenden Vulkanismus beeinflusst, der sich in zahlreichen eingeschalteten Tuffen mit dazitischer bis rhyolithischer Komposition dokumentiert. Die Evaporite setzen sich aus Gips, Anhydrit, Glauberit und vor allem Halit zusammen und bilden mächtige Abfolgen. In den klastischen Sedimenten und Tuffen treten sie vorwiegend als Zemente auf. Die Sedimentstrukturen zeigen Transportrichtungen generell aus Westen an, die im oberen Teil aber auch aus Osten aus dem sich seit dem Oberoligozän aufbauenden neogenen vulkanischen Bogen weisen. Die Gesteine in der Cordillera de la Sal sind intensiv verfaltet und verstellt worden. Durch die Untersuchungen wurden folgende Strukturelemente erfasst:

1. Falten mit NNE/SSW streichenden Achsen
2. NNE/SSW streichende, SE-vergente Auf- und Überschiebungen
3. NNE/SSW gerichtete sinistrale Seitenverschiebungen

Die Faltenformen wurden durch den hohen Evaporitgehal t der deformierten Gesteine überwiegend stark geprägt. Anhand der Untersuchungsergebnisse läßt sich folgern, daß die Cordillera de la Sal aus der Ostverlagerung der Kompressionstektonik von der Präkordillere in die Präandine Depression resultierte. Diese Verlagerung setzte zeitgleich mit dem Vulkanismus bereits im Oberoligozän ein. Ab dem Oberoligozän begann die Strukturierung des Beckens, wodurch der weit N/S bis NNE/SSW reichende Ablagerungsraum, der aus dem "backarc"-Becken des oberkretazisch-alttertiären magmatischen Bogens hervorging, in einzelne begrenzte Depozentren zerteilt wurde. Diese Strukturierung fiel mit den tektonischen Deformationsphasen Quechua 1 (17-20 Ma) und Quechua 2 (10 Ma) zusammen. Durch die synsedimentäre Tektonik entstanden intraformationelle Diskordanzen, kleinräumige laterale Machtigkeits- und Fazieswechsel und Rutschfalten. Häufig bildeten sich "coarsening upward"-Sequenzen in den Sedimenten aus. Die kompressive Heraushebung der heutigen Cordillera de la Sal begann im Pleistozän. Vor der Hebung wurden die Kompressionsstrukturen durch die NNE/SSW gerichteten Seitenbewegungen überprägt. Dadurch entstanden die ”en echelon’’-Stellung einzelner Falten und "Riedel"-Scherflächen. Die herausgehobenen evaporitischen Serien flössen gravitativ auseinander und bildeten dadurch große Salzgletscher.

The Cordillera de la Sal is a narrow but extensively NNE/SSW elongated foldbelt which is situated in Northern Chile in the western part of the Salar de Atacama Basin. This basin belongs to the Preandean Depression. The cordillera is built up by continental sediments of the San Pedro (Oligocene-Middle Miocene) and Vilama (Pliocene-Pleistocene) formations. In its northern part ignimbrites of Upper Miocene to Lower Pleistocene age are intercalated between these two formations. The San Pedro Formation mainly outcrops in the Cordillera de la Sal and locally reaches a thickness of at least 2920 m. It consists of evaporites and redbeds which were deposited in a distal alluvial fan facies stretching from the playa sandflat to the central playa saline pan. To the west these sediments interfinger with the Tambores Formation which is built up by proximal alluvial fan deposits. The subdivision of the San Pedro Formation into lithostratigraphic members derives from this present analysis. On the basis of the petrographical, geochemical and petrofacial investigations, the sandstones in the lower part of the San Pedro Formation could be classified as mainly lithic ones. Towards the upper part their composition is strongly influenced by the beginning volcanism, which is documented by many intercalated dacitic to rhyolitic air-fall deposits. The evaporites consist of gypsum, anhydrite, glauberite and above all halite, and build up huge sequences. They mainly occur as cements in the clastic sediments and the air-fall deposits. The sedimentary structures show transport directions generally from the west, but in the upper part the sediments also derived from the neogenic volcanic arc in the east which has been built up since the Upper Oligocene. The rocks constructing the Cordillera de la Sal have been intensively folded and displaced. The following structural elements have been recorded by this investigation:

1. folds with NNE/SSW directed fold axes
2. NNE/SSW striking and SE verging reverse and thrust faults
3. NNE/SSW directed sinistral strike-slip faults

The shapes of the folds have been mainly influenced by the high evaporite content of the deformed rocks From these investigations it can be concluded that the Cordillera de la Sal resulted from the eastward migration of the compressional tectonics from the Chilean Precordillera into the Preandean Depression. This migration started in the Upper Oligocene, together with the volcanism. At this time the structuring of the basin also began, whereby the N/S to NNE/SSW directed deposition area, which followed from the backarc basin of the Upper Cretaceous-Paleogene magmatic arc, was divided into separate limited depocenters. This structuring coincided with the tectonic deformational phases Quechua 1 (17-20 Ma) and Quechua 2 (10 Ma). The synsedimentary tectonics caused intraformat ional unconformities, small scale lateral changes in thickness and facies, and slump folds. Often coarsening-upward sequences were developed. The compressional uplift of the present Cordillera de la Sal started during the Pleistocene. Before, the compressional structures were overprinted by the NNE/SSW directed strike-slip movements, causing the "en echelón" position of particular folds and "Riedel"-shear faults to develop. The uplifted evaporitic sequences flowed apart gravitationally, thereby creating large salt glaciers.