Der Übergang vom Subandin zur Ostkordillere in Südbolivien (21°15 - 22° S): geologische Struktur und Kinematik

Ein ostvergenter Falten- und Überschiebungsgürtel bildet die Ostflanke der Anden in Südbolivien (21° 15 - 22° S). Er umfaßt als externen Abschnitt das Subandin mit einem basalen Decollement in silurischen Tonsteinen und als internen Teil die östliche Ostkordillere, in der tiefere Einheiten bis zum Präkambrium in die Überschiebungen einbezogen sind. Zwischen der eigentlichen Ostkordillere und dem Subandin liegt eine Übergangszone, die nördlich von 21°45 S durch enge Falten und Überschiebungen in silurischen bis triassischen Gesteinen charakterisiert ist, während ihr Bau sich weiter südlich allmählich dem der Ostkordillere angleicht. In dieser Arbeit werden Struktur und Kinematik dieses Bereichs und der unmittelbar angrenzenden Gebiete mit Hilfe von bilanzierten Profilen untersucht. Die Schichtfolge in Südbolivien umfaßt beinahe ausschließlich siliziklastische Sedimentgesteine. In der Ostkordillere sind schwach bis anchimetamorphe Sedimente vom Präkambrium bis zum Ordovizium aufgeschlossen. Die Winkeldiskordanz zwischen dem gefalteten und geschieferten Ordovizium und überlagernden Kreidesedimenten belegt eine vorandine Deformationsphase. Marine Einschaltungen in der Kreide zeigen eine Absenkung der späteren Ostkordillere durch Krustendehnung im Zusammenhang mit der Öffnung des Südatlantiks. Im Gegensatz dazu reicht die aufgeschlossene oder aus Bohrungen bekannte Schichtfolge in der Übergangszone vom Oberkambrium mit relativ wenigen Lücken und ohne Winkeldiskordanzen bis in die Trias, im Subandin vom Silur bis ins Neogen. Die Sedimente sind bis ins Devon marinen Ursprungs. Im Karbon setzt ein Umschwung zu kontinentaler Sedimentation ein. Die letzte marine Ingression findet in der Trias statt. Die andine (tertiäre) Tektonik prägt das heutige Bild der Region. Überschiebungen und Falten sind die bestimmenden Strukturelemente. Die Überschiebungen zeigen Rampen und schichtparallele Abschnitte. Erste Überschiebungsbewegungen finden in der Ostkordillere offenbar an der Wende Oligozän/Miozän statt, denn im Bereich des späteren Subandins beginnt zu dieser Zeit die Sedimentation einer mächtigen kontinentalen Vortiefenfüllung. Die Deformation schreitet von W nach E voran, wobei es wahrscheinlich zu längeren Pausen kommt. Das Subandin entsteht erst im späten Miozän oder Pliozän. Bilanzierte Profile vom westlichen Subandin bis in die Ostkordillere zeigen, daß die geologische Struktur von zwei großen Überschiebungen bestimmt wird. In ihren westlichen Teilen beziehen diese Hauptüberschiebungen Einheiten ein, die im Subandin unter dem basalen Abscherhorizont liegen und deshalb nicht an der Deformation beteiligt sind. Der Ostrand der Übergangszone kennzeichnet die östliche Grenze des Bereichs, in dem diese tiefen Einheiten einbezogen sind. Beide Hauptüberschiebungen gehen nicht direkt an die Oberfläche durch, sondern geben ihren Versatz an kleinere Strukturen über höheren Abscherhorizonten weiter. Änderungen von N nach S in der Struktur der Übergangszone können mit einem Transfer von Versatz zwischen den Hauptüberschiebungen erklärt werden. Die Verkürzung in diesem Teil des Überschiebungsgürtels beträgt zwischen 80 und 90 km. Zusammen mit veröffentlichten Daten für das östliche Subandin ergibt sich eine Gesamtverkürzung um 140-150 km für den Bereich vom undeformierten Vorland bis in die östliche Ostkordillere.

An east verging fold-and-thrust belt forms the eastern flank of the Central Andes in southern Bolivia (21° 15 - 22° S). It comprises as an external segment the Subandean Ranges which are detached from their basement in Silurian shales and as an internal part the eastern margin of the Eastern Cordillera, where deeper units down to the Precambrian are involved into thrusting. Between the Eastern Cordillera proper with extensive outcrops of Ordovician rocks and the Subandean there is a transition zone. Its structure is characterized in the north by tight folds and thrusts in Silurian to Triassic rocks, while south of 21° 45 S it gradually assimilates to the Eastern Cordillera. This study investigates into the structure and kinematics of the transition zone and the immediately adjacent areas by use of balanced cross-sections. The stratigraphic sequence in southern Bolivia consists almost entirely of siliciclastic sedimentary rocks. In the Eastern Cordillera, very low grade to anchimetamorphic sediments of Late Precambrian to Ordovician age are exposed. An angular unconformity between the folded and cleaved Ordovician and overlying Cretaceous sediments demonstrates a pre-Cretaceous deformational event. Marine intercalations within the Cretaceous indicate subsidence of the later Eastern Cordillera at that time, probably in connection with the opening of the southern Atlantic. In contrast, the stratigraphic sequence exposed or known from boreholes reaches from the Upper Cambrian to the Triassic in the transition zone and from the Silurian to the Neogene in the Subandean, exhibiting relatively few gaps and no angular unconformities. The sediments are exclusively marine up to the Devonian. In the Carboniferous, a transition to continental sedimentation begins. The last marine ingression occurs in the Triassic. Andean (Neogene) tectonics determine the present aspect of the region, with folds and thrusts being the most important structural elements. The thrusts have a stepped geometry with ramps and flats which is strongly controlled by competence contrasts within the stratigraphic sequence. Thrusting in the Eastern Cordillera probably begins in the Late Oligocene to Early Miocene, as a thick continental foredeep fill starts to accumulate in the later Subandean at that time. Deformation proceeds from west to east, possibly with extended intervals of quiescence. The Subandean Ranges originate only in the Late Miocene to Pliocene. Balanced cross-sections from the western Subandean to the Eastern Cordillera indicate that the geological structure is dominated by two large thrusts. In their western parts, these main thrusts involve pre-Silurian units which lie beneath the decollement in the Subandean and are not affected by deformation there. The eastern limit of basement-involved thrusting is marked by the eastern margin of the transition zone. Neither of the main thrusts passes directly to the surface but both loose their displacement to smaller structures on higher detachment levels. North-south variations in the structure of the transition zone can be ascribed to displacement transfer between the two main thrusts. Shortening in this part of the thrust belt is of the order of 80-90 km. Adding shortening values for the eastern Subandean taken from the literature, a total shortening of 140-150 km results for the area from the undeformed foreland to the eastern margin of the Eastern Cordillera.