Cortés, JoaquínFernández, AlfonsoOviedo Reyes, Jorge Adrián2025-03-132025-03-132025https://repositorio.udec.cl/handle/11594/12385Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias GeológicasCaracterizar la actividad neotectónica a lo largo de los frentes montañosos en orógenos activos es clave para comprender mejor las trayectorias de la evolución del paisaje, los acoplamientos climático tectónicos y los peligros naturales. Uno de esos prominentes frentes montañosos es el Frente Andino Occidental (FAO) que se despliega a lo largo del occidente de la Cordillera de los Andes. Su estudio representa retos importantes para comprender el potencial sismogénico de las fallas corticales (con tendencia NNE y NW) que en principio se creen que controlan el alzamiento de la Cordillera Principal, al menos entre los 35°S-38°S. Su geomorfología comprende una compleja interacción entre el clima, tectónica y procesos de superficie, dando como resultado un paisaje que acopla estas variables a distintos ritmos. Los resultados comprendidos en este estudio buscan descifrar a qué ritmo las variables acopladas ocurren dentro de la evolución del Frente Andino Occidental y en qué sectores son más visibles que otros. Para hacer esto, se partió de lo regional a lo local; inicialmente, se exploraron las señales de tectónica reciente a escala regional usando análisis topográfico a través de técnicas morfométricas. Luego de individualizar las áreas de interés, se procedió a identificar las geoformas que permitirían evaluar el grado de tectónica activa en el rango del Pleistoceno Tardío al Holoceno. En la primera parte de este estudio, se utilizaron modelos digitales de elevación (DEM) de 30 m de resolución para el análisis morfométrico del Frente Andino Occidental considerando la unión piedemonte-montaña hasta la divisoria de aguas regional. Las métricas derivadas del estudio de la unión del frente montañoso con el piedemonte (Smf) (línea planimétrica), la forma de los valles (aspecto altimétrico) (Vf), el índice de longitud de corriente-gradiente (SL), perfiles swath y el área de relieve local normalizado, permitieron identificar una segmentación del Frente Andino Occidental a partir del paralelo 36°S. Hacia el norte, un frente montañoso inactivo con una respuesta fluvial impulsada principalmente por el clima. Mientras que hacia el sur es un área en un estado transitorio de deformación por tectónica activa. Se propone aquí que, adicionalmente a las fallas NNE (p. ej., Fallas de Cachapoal y Huépil), existen unas fallas de carácter transversal (dirección NW) al Frente Andino Occidental que modulan la deformación reciente. Posteriormente, el análisis del paisaje mediante índices de tectónica activa relativa (Iat, RTA) en el Frente Andino Occidental reveló con notable claridad el nivel de actividad tectónica de las fallas transversales con rumbo noroeste (p. ej., falla del rio Laja, Longaví-Achibueno ó del Rio Ñuble). Se observó que los índices morfométricos Smf/Vf e Iat/RTA proporcionan valiosas perspectivas sobre la actividad tectónica, cada uno con sus fortalezas particulares. Mientras Smf/Vf es especialmente útil en frentes montañosos, Iat/RTA abarca áreas más extensas; en conjunto, constituyen métodos eficaces para detectar áreas potencialmente activas, guiando estudios de campo y futuras líneas de investigación. Adicionalmente, el estudio de las interacciones entre morfometría e influencia climática demostró la importancia crucial de considerar el impacto del clima para evitar sesgos en la identificación de la tectónica activa, especialmente en los segmentos analizados. Un ejemplo significativo es el índice de empinamiento del canal (Ksn), que evidencia una correlación entre valores elevados de relieve local y transiciones entre distintos dominios geomorfológicos. Del escalamiento regional a lo local, se documentó que el área comprendida en la confluencia de los ríos Ñuble y Perquilauquén presenta evidencia de deformación reciente, avalada por la cartografía morfotectonica (índices de deformación, terrazas, escarpes de falla) y las dataciones OSL (Luminiscencia Ópticamente Estimulada). Se concluye que la Falla de San Fabián (SFF) se describe como una falla activa que configura un frente montañoso interno. Su actividad está modulada por la falla del río Ñuble, de tendencia noroeste, cuya compleja interacción ha dado lugar a la formación de una cuenca tipo pull-apart. Adicionalmente se probó, que los escarpes lineales del frente montañosos paralelo a la falla San Fabián, pertenecientes a la falla Cachapoal corresponden a un escarpe de flexura que evidencia plegamiento tectónicamente activo. La Falla de Cachapoal exhibe una notable variabilidad en sus tasas de levantamiento a lo largo de su extensión norte-sur. En el sector de Catillo, la tasa es de 0.89±0.06 mm/año. Esta disminuye considerablemente en el área de Zemita, donde se registra 0.36±0.04 mm/año. Sin embargo, en el escarpe de Nahueltoro, la tasa aumenta dramáticamente a 1.71±0.22 mm/año, lo que sugiere una actividad tectónica más intensa en este sector. En cuanto a la Falla de San Fabián, aunque no se dispone de tasas de levantamiento directas, las tasas de incisión del río Ñuble proporcionan información valiosa sobre la actividad tectónica asumiendo un acomplamiento tectonico-fluvial. Por lo tanto, durante el Pleistoceno tardío, estas tasas alcanzaron hasta 5.07±0.37 mm/año, indicando un período de intensa actividad. En el Holoceno, sin embargo, se observa una disminución significativa a 1.86±0.14 mm/año. Esta investigación desde un enfoque cuantitativo y geológico en la región del Frente Andino Occidental de Chile (35-38°S) tiene una relevancia significativa tanto en el ámbito científico como en la planificación y seguridad pública. Estos hallazgos no solo avanzan nuestra comprensión de la tectónica andina, sino que también tienen importantes implicaciones para la evaluación del peligro sísmico y proporcionan un valioso marco de referencia para el estudio de la formación de montañas desde la perspectiva de los Andes chilenos.Characterizing neotectonic activity along mountain fronts in active orogens is key to better under standing landscape evolution trajectories, climatic-tectonic couplings, and natural hazards. One such prominent mountain front is the Western Andean Front (WAF) that extends along the western side of the Andes Cordillera. Its study presents significant challenges in understanding the seismogenic potential of crustal faults (with NNE and NW trends) that are believed to control the uplift of the Principal Cordillera, at least between 35°S-38°S. Its geomorphology comprises a complex interac tion between climate, tectonics, and surface processes, resulting in a landscape that couples these variables at different rates. The results included in this study seek to decipher at what rate the coupled variables occur within the evolution of the Western Andean Front and in which sectors they are more visible than others. To do this, we moved from regional to local scale; initially, recent tectonic signals were explored at a regional scale using topographic analysis through morphometric techniques, and finally, using the highlighted areas, the arrangement of landforms corresponding to active faulting was identified in detail, at least during the Late Pleistocene to Holocene. In the first part of this study, 30 m resolution digital elevation models (DEM) were used for the morphometric analysis of the Western Andean Front, considering the piedmont-mountain junction to the regional watershed. The metrics derived from the study of the mountain front-piedmont junction (Smf) (planimetric line), valley shape (altimetric aspect) (Vf), stream length-gradient index (SL), swath profiles, and normalized local relief area allowed the identification of a segmentation of the Western Andean Front from the 36°S parallel. To the north, an inactive mountain front with a f luvial response driven mainly by climate. While to the south, it is an area in a transient state of deformation due to active tectonics. It is proposed here that, in addition to the NNE faults (e.g., Cachapoal and Huépil Faults), there are transverse faults (NW direction) to the Western Andean Front that modulate recent deformation. Subsequently, the landscape analysis using relative active tectonic indices (Iat, RTA) in the Western Andean Front revealed with notable clarity the level of tectonic activity of the northwest trending transverse faults, such as the Laja River Fault. It was observed that the morphometric indices Smf/Vf and Iat/RTA provide valuable perspectives on tectonic activity, each with its partic ular strengths. While Smf/Vf is especially useful in mountain fronts, Iat/RTA covers more extensive areas; together, they constitute effective methods for detecting active deformation, guiding field studies and future lines of research. Additionally, the study of interactions between morphometry and climatic influence demonstrated the crucial importance of considering climatic impact to avoid biases in identifying active tectonics, especially in the analyzed segments. A significant example is the channel steepness index (Ksn), which shows a correlation between high local relief values and transitions between different geomorphological domains. From regional to local scaling, it was documented that the area comprised in the confluence of the Ñuble and Perquilauquén rivers presents evidence of recent deformation, supported by mor photectonic mapping (deformation indices, terraces, fault scarps) and OSL (Optically Stimulated Luminescence) dating. It is concluded that the San Fabián Fault (SFF) is described as an active fault that configures an internal mountain front. Its activity is modulated by the northwest-trending Ñuble river fault, whose complex interaction has led to the formation of a pull-apart basin. Addi tionally, it was proven that the linear scarps of the mountain front parallel to the San Fabián fault, belonging to the Cachapoal fault, correspond to a flexural scarp that evidences tectonically active folding. The Cachapoal Fault exhibits notable variability in its uplift rates along its north-south extension. In the Catillo sector, the rate is 0.89±0.06 mm/year. This decreases considerably in the Zemita area, where 0.36±0.04 mm/year is recorded. However, at the Nahueltoro scarp, the rate increases dramatically to 1.71±0.22 mm/year, suggesting more intense tectonic activity in this sector. Re garding the San Fabián Fault, although direct uplift rates are not available, the incision rates of the Ñuble River provide valuable information about tectonic activity assuming a tectonic-fluvial coupling. Therefore, during the late Pleistocene, these rates reached up to 5.07±0.37 mm/year, indicating a period of intense activity. In the Holocene, however, a significant decrease to 1.86±0.14 mm/year is observed. This research from a quantitative and geological approach in the Western Andean Front region of Chile (35-38°S) has significant relevance both in the scientific field and in public planning and safety. These findings not only advance our understanding of Andean tectonics but also have important implications for seismic hazard assessment and provide a valuable framework for studying mountain building from the perspective of the Chilean Andes.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalGeomorfologíaGeología estructuralFallas (Geología)Thesis