Huancabamba Deflection

7/14/2019 Huancabamba Deflection

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E a r t h a n d P l a n e t a r y S c i e n c e L e t t e r s , 98 (1990) 329-339 329Elsevier Science Publishers B.V., Am sterda m - Printed in The Ne therla nds[XLeP]

Post -Ol igocene rotat ions in southern Ecuador and northern Peruand t he f orm at i on o f t he Huancabam ba de f l ec t i on i n t he AndeanCordi l l era

P i e r r e M i t o u a r d , C a t h e r i n e K i s s e l a n d C a r l o L a jC e n t r e d es F a i b le s R a di oa c ti vi tO s , L a b o r a t o i r e M i x t e C N R S - C E A , A v e n u e d e l a T er ra ss e , 9 1 1 9 8 G i f - s u r - Y v e t t e C e d e x ( F r a n c e )

Received September 15, 1989; revised version accepted Fe bru ary 15, 1990A paleomagnetic study of more than 410 samples from 41 sites from Paleocene to early Oligocene volcanic and intrusiveformations in southern Ecuador a nd northern Peru reveals a patte rn of rotation s in oppo site senses on bot h sides of theHu anca bam ba deflection. The am plitud e of the rotatio ns is - 25 o clockwise north o f the deflection and - 20 anticlockwise

south of it. Nort h of the deflection, the results do not allow us to ascertain whether the rota tion arises from oroclinal bend ingor from blo ck rotatio n in a distrib uted shear. South of it, the absence of geological evidence for widespread strike-slip faultingsuggests that the results reflect a rotation of the Peruvian margin which could be related to the shortening documented inSouthern Peru and to the uplift of the Central Andes.

1 . I n t r o d u c t i o n

I n t h e la s t d e c a d e p a l e o m a g n e t i c m e a s u r e m e n t sh a v e b e e n w i d e l y u s e d f o r s t u d y i n g t h e t e c t o n i cp r o c e s s e s a l o n g a c t iv e m a r g i n s , s u c h a s t h e M e d i -t e r r a n e a n o r t he N o r t h A m e r i c a n C o r d i l l e r a s . O nt h e c o n t r a r y , i n S o u t h A m e r i c a , o n l y a l i m i t e da m o u n t o f p a l e o m a g n e t i c s t u d ie s h a s b e e n d o n eu n t i l r e c e nt l y , d e s p i t e t h e r a t h e r l a r g e b o d y o fg e o l o g i c al a n d g e o p h y s i c a l w o r k u n d e r t a k e n o v e rt h e p a s t t w e n t y y e a r s o r m o r e t o i n v e s ti g a t e t h eb u i l d i n g a n d s h a p i n g o f t he A n d e a n C o r d i l l e r a .

E x t e n s i v e p a l e o m a g n e t i c s t u d ie s h a v e i n d e e do n l y b e e n m a d e i n t he l a s t fe w y e a rs . M a n y o ft h e s e s t u d i e s c o n c e r n t h e r e g i o n o f t h e C e n t r a lA n d e s i n s o u t h e r n P e r u a n d n o r t h e r n C h i l e w h e r et h e t r e n d o f t h e C o r d i l l e r a u n d e r g o e s a s i g n i f i c a n tc h a n g e k n o w n a s th e A r i c a e lb o w . B e c a u s e t h eg e o l o g i c a l s t u d i e s i n th i s re g i o n h a v e n o t r e c o g -n i z e d a n y o p h i o l i t i c su t u re , t h e C e n t r a l A n d e sh a v e g e n e r a l l y b e e n c o n s i d e r e d a s a g e n u i n em a r g i n a l o r o g e n , r e l a t e d e x c l u s i v e ly to s u b d u c -t i on . A c c o r d i n g l y , p r e v io u s p a l e o m a g n e t i c r e s ul t s,w h i c h i n d i c a t e c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n s i n P e r ua n d n o r t h e r n m o s t C h i l e a n d c l o c k w i s e r o t a t i o n i nC h i le , h a v e g e n e r a l l y b e e n i n t e r p r e t e d i n t e r m s o fb e n d i n g o f t h e B o l i v i a n o r o c l i n e [1 - 4 ] . B e c k [ 5]h a s , h o w e v e r, r e c e n t l y p r o p o s e d a n a l t e r n a t i v e e x -p l a n a t i o n i n t e r m s o f i n -s i t u b l o c k r o t a t i o n s i n

r e s p o n s e t o s h e a r ( s in i s t ra l t o th e n o r t h a n d d e x -t r a l t o th e s o u t h o f t h e A r i c a e l b o w ) . I n t h i sm o d e l , t h e c o a s t a l r o t a t i o n s a r e r e l a t e d t o t heg e o m e t r y o f t h e c o n v e r g e n c e b e t w e e n o c e a n i c a n dc o n t i n e n t a l p l a t e s .

I n c o n tr a s t , n o c o n s t r a i n i n g p a l e o m a g n e t i c r e -s u l ts h a v e y e t b e e n o b t a i n e d a b o u t t h e o ri g i n a n de v o l u t i o n o f t h e o t h e r m a j o r b e n d o f t h e A n d e a nC o r d i l l e r a , k n o w n a s t h e H u a n c a b a m b a d e f l e c-t i o n , s i t u a t e d f a r t h e r n o r t h a t 4 S ( F i g . 1). I n th i sr e g io n th e t re n d o f t h e H u a n c a b a m b a A n d e s ,w h i c h e x t e n d b e t w e e n 3 S a n d 8 S f r o m s o u t h e r nE c u a d o r t o n o r t h e r n P e r u , c h a n g e s f r o m N 0 2 0 i nt h e n o r t h t o N 1 4 0 i n t h e so u t h .

T h e o n l y a v a i l a b l e p a l e o m a g n e t i c r e s u l t s f r o mt h e H u a n c a b a m b a A n d e s , o b t a i n e d b y o u r g r o u p[6 ], c o n c e r n P a l e o z o i c a n d C r e t a c e o u s u n i t s f r o mt h e A m o t a p e - T a h u i n m a s s i f a n d th e L a n c o n e sb a s i n n o r th o f th e H u a n c a b a m b a d e f l e c ti o n . W ei n t e r p r e t e d t h e s e r e s u l t s i n t e r m s o f th e a c c r e t i o no f a n a l l o c h t h o n o u s c o n t i n e n t a l t e r r a n e a tN e o c o m i a n t im e , f o l lo w e d b y p o s t - a c c r e t i o n i n-s i tu r o t a t i o n d u r i n g t h e C r e t a c e o u s . T h e t o t a lc l o c k w i s e r o t a t i o n i s - 9 0 s i n c e th e A p t i a n a n d- 6 5 s i n c e th e S e n o n i a n . U n e x p e c t e d l y , ap a l e o m a g n e t i c d i r e c t i o n i n d i c a t i n g a - 3 5 c l o c k -w i s e r o t a t i o n w a s o b t a i n e d f r o m a s it e s a m p l e d i na n i l l - d a te d b u t m o s t p r o b a b l y P a l e o c e n e g ra n o -d i o r i t i c p l u t o n . N o s o u n d t e c t o n i c c o n c l u s i o n

0012-821X/90/$03.50 1990 - Elsevier Science Publishers B.V.


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8 1 " 8 0 "

Tu

P . M I T O U A R D E T A L .

7 9 "

N

0S u

4"

3 3 0

D E F L E X I O N

5". 2

. 4 o

. 6

t 5

o 8

C o a s t a l d e s e r t .

N

0 0 " ] 7 9 " 3 0 7 9 " 7 B ' 3 0

' , \ \ ~ i c : o . s t . I /. _

~ l ,,Ch ":"o

~ j

6 '

7 "

. o - . , o ~ - . - ~ ]

F i g . 1 . S c h e m a t i c m a p o f t he H u a n c a b a m b a A n d e s s h o w i n g t h e l o c a t i o n o f t h e p a l e o m a g n e t i c s i te s . 1 = P r e c a m b r i a n / P a l e o z o i cb a s e m e n t ; 2 = P o s t C r e t a c e o u s i n tr u s i v e s; 3 = M e s o - C e n o z o i c u n d i f f e r e n t i a t e d v o l c a n i c f o r m a t i o n s ; 4 = M e s o - C e n o z o i c u n d i f f e r e n -t i a t e d se r ie s ; 5 = H u a m b o s v o l c a n i c f o r m a t i o n ; 6 = P r e s e n t t r e n c h ; 7 = m a i n t h r u s t s ; 8 = A x e s o f m a j o r f o l d s ; 9 = S a m p l i n g s i t e s;Ch = C h i c l a y o ; Cj = C a j a m a r c a ; L = L a s L o m a s ; P = P a c a s m a y o ; Su = S u l l a n a ; Ta = T a l a r a ; Tu = T u m b e s .


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P O S T - O L I G O C E N E R O T A T I O N S A N D T H E F O R M A T I O N O F T H E H U A N C A B A M B A D E F L E C T I O N 331

c o u l d b e o b t a i n e d f r o m t h i s s i n g l e s i t e , b u t t h i sr e s u l t p r o m p t e d a d d i t i o n a l s a m p l i n g t o f u r t h e ri n v e s t i g a t e t h e h y p o t h e s i s o f a p o s t - P a l e o c e n e r o -t a t i o n o f th e L a n c o n e s B a s i n . S o m e p r e l i m i n a r yr e s u l t s f r o m t h e s e a d d i t i o n a l s i t e s h a v e a l r e a d yb e e n r e p o r t e d [ 7 ] . H e r e w e g i v e a m o r e c o m p l e t er e p o r t o f t h e r e s u l t s o b t a i n e d f r o m a l l s i t e s i n t h eL a n c o n e s B a s i n , i n c l u d i n g a d e s c r i p t i o n o f r o c km a g n e t i c p r o p e r t i e s . W e a l s o d i s c u s s t h e r e s u l t so b t a i n e d f r o m v o l c a n i c a n d i n t r u s i v e fo r m a t i o n so f s i m i l a r a g e s i t u a t e d f a r t h e r s o u t h i n t h e C a j a -m a r c a r e g i o n , i n o r d e r t o c o m p a r e t h e s e n s e a n dt h e a m o u n t o f p o s t - P a l e o c e n e r o t a ti o n s , n o r t h a n ds o u t h o f th e H u a n c a b a m b a d e f le c ti o n .2 . G e o l o g i c a l s e tt i n g a n d p a l e o m a g n e t i c s a m p l i n g

T h e L a n c o n e s s y n c l i n o r i u m i s s i t u a t e d i nn o r t h e r n P e r u a n d s o u t h e r n E c u a d o r b e t w e e n t h eA m o t a p e - T a h u i n r a n g e an d t h e O l m o s m a ss if ,n o r t h o f t h e H u a n c a b a m b a d e f l e ct i o n . I n it s w e s t -e r n p a r t , t h e C r e t a c e o u s f o r m a t i o n s c o n s i s t o fA l b i a n c a r b o n a t e s o v e r l a i n b y a f l y s c h s e ri e s o fl a t e C r e t a c e o u s a g e. T h e y g r a d e e a s t w a r d i n t om i x e d v o l c a n i c a n d p a r t l y v o l c a n i c l a s t i c s e d i m e n -t a r y r o c k s . T h e s e v o l c a n i c s a r e c h a r a c t e r i z e d b yp i l l o w - l a v a f l o w s i n t e r c a l a t e d w i t h h y a l o c l a s t i cb r e c c i a s a n d s c a r c e v o l c a n i c l a s t i c s t r a t a , i n t r u d e db y d y k e s a n d s il ls o f b a s a l ti c t o a n d e s i t ic c o m p o s i -t i o n . A l t h o u g h n o t y e t d a t e d r a d i o m e t r i c a l ly , t h e s ep i l l o w l a v a s a r e c o n s t r a i n e d i n a g e t o b e p r e - A 1 -b i a n . T h e y a r e u n c o n f o r m a b l y o v e rl a in b y f o r m a -t i o n s o f t h e A l b i a n t o S e n o n i a n v o l c a n i c a rc a n db y v o l c a n i cl a s ti c s e ri es , b o t h o f w h i c h a r e i n t r u d e db y g r a n o d io r i ti c p l u t o n s o f p o s t - S e n o n i a n a n dp r e - O l i g o c e n e a g e [ 8 , 9 ] . A l t h o u g h t h i s p l u t o n i s m i sn o t p r e c i s e ly d a t ed , t w o d i f f e r e n t u n i ts c a n b ed i s t in g u i s h e d , t h e y o u n g e r u n i t h a v i n g a h i g h e r S ic o n t e n t [ 1 0 ] .

T h e C a j a m a r c a a r e a , a t a b o u t 7 S , i s th e s o u t h -e r n l i m i t o f t h e H u a n c a b a m b a d e f l e c t i o n . T h e r ev o l c a n i c f o r m a t i o n s o v e r l i e t h e M e s o z o i c d e -f o r m e d f o r m a t i o n s o f t h e w e s t e r n c o r d il l e ra . T h e s ev o l c a n i c f o r m a t i o n s c o n s i s t m a i n l y o f t w o u n i t s :t h e d e f o r m e d L l a m a f o r m a t i o n a n d t h e o v e r l y i n ga l m o s t u n d e f o r m e d H u a m b o s f o r m a t i o n . T h e m a i np a r t o f t h e L l a m a f o r m a t i o n i s c o n s t i tu t e d b yt h i c k a n d e s i t i c l a v a f l o w s w h i c h o v e r l i e v o l c a n i cs a n d s t o n e s a n d c o n g l o m e r a t e s . T h e t h i c k n e s s o ft h i s f o r m a t i o n v a r ie s f r o m 1 5 0 0 t o 20 0 0 m . K / A r

a g e s e s t i m a t e d f r o m t h e s e f l o w s r a n g e b e t w e e n5 4 .8 a n d 4 4 . 2 M a [ 11 ]. T h e L l a m a f o r m a t i o n w a sd e f o r m e d d u r i n g t h e I n c a ic t e c t o n i c p h a s e ( a r o u n d4 2 M a ) a n d t h e n w a s c o v e r e d b y t h e H u a m b o sf o r m a t io n d a t e d b y t he K / A r m e t h o d t o b e b e-t w e e n 3 5 . 4 a n d 3 8 . 4 M a [ 1 1 ] . T h e b a s a l u n i t o f t h el a t t e r i s c h a r a c t e r i z e d b y a p y r o c l a s t i c f l o w o fr h y o l i t ic w e l d e d t u f f a n d i ts u p p e r u n i t b y d a c i t ict u f t s a n d v o l c a n i c s a n d s t o n e s . I n t h e c o a s t a l z o n eo f th e C a j a m a r c a a r e a , th e M e s o z o i c f o r m a t i o n sa n d t h e C e n o z o i c v o l c a n ic f o r m a t i o n s a r e i n t r u d e db y a f e w g r a n o d i o r i t i c s to c k s w h i c h h a v e b e e nd a t e d a t 4 3 M y [ 1 2 ] .

W e h a v e s a m p l e d t h e i n t r u s i v e f o r m a t i o n s o ft h e L a n c o n e s b a s i n a n d t h e i n t r u s i v e u n i t s a n d t h eH u a m b o s a n d L l a m a v o l c a n i cs o f t h e w e s t e rnC a j a m a r c a a r e a . T w o s i t e s w e r e a l s o s a m p l e d i na n i n t e r m e d i a t e a r e a n e a r t h e v i l la g e o f O l m o s( 6 S ) i n t h e c o a s t a l i n t r u s i v e f o r m a t i o n . O v e r 4 1 0c o r e s w e r e o b t a i n e d f r o m 4 1 s i t e s w h o s e l o c a t i o na r e s h o w n i n F i g . 1 .

I n t h e L a n c o n e s b a s i n , f i v e s it es w e r e s a m p l e di n E c u a d o r : o n e s i te n e a r t h e v il la g e o f L o j a in as t o c k w h i c h i n t r u d e s a n d e s i t i c l a v a f r o m t h eS a r a g u r o G r o u p , a n d f o u r s i t e s i n t h e M a c a r af o r m a t i o n , w h i c h i n t r u d e s t h e C e l i c a v o l c a n i c f o r -m a t i o n . I n s p i t e o f c a r e f u l se a r c h w e h a v e n o ts u c c e e d e d i n l o c a t i n g a n y f r e s h o u t c r o p s i n t h eC e l i c a f o r m a t i o n i n E c u a d o r . T h e o t h e r s i t e s o ft h i s b a s i n w e r e s a m p l e d i n n o r t h e r n P e r u n e a r L a sL o m a s : f o u r s i t e s i n t h e L a s L o m a s G r a n o d i o r i t e ,o n e s i t e i n t h e M o n t e c i l l o G r a n i t e a n d o n e i n th eP e n a b l a n c a M o n z o g r a n i t e . I n t h e C a j a m a r c a a r e a ,f i f t e e n s i t e s w e r e s a m p l e d i n t h e L l a m a f o r m a t i o na n d e i g h t s i t e s i n t h e H u a m b o s v o l c a n i c s n e a rL l a m a , H u a m b o s a n d S e xi . D i f f i c u l t y i n g a in i n ga c c e s s t o o u t c r o p s p r e c l u d e d m o r e e x h a u s t i v es a m p l i n g . N e a r T e m b l a d e r a , f iv e s it e s w e r e o b -t a i n e d f r o m t h e G a l l i t o C i e g o p o s t - t e c t o n i cg r a n o d i o r i t i c i n t r u s i o n s d a t e d a t 4 3 M y [ 1 2 ] .

W e h a v e a s s u m e d t h a t t h e s e p o s t - t e c t o n i c in -t r u s i o n s h a v e n o t b e e n s i g n i f i c a n t l y t i l t e d o n t h eb a s is o f b o t h p u b l i s h e d a n d u n p u b l i s h e d g e o l o g i-c a l o b s e r v a t i o n s [ 1 0 ] ( F . M r g a r d , p e r s . c o m m u n . ,1 9 8 7 ). T e c t o n i c b e d d i n g a t t i t u d e s c o u l d b e m e a -s u r e d in t h e L l a m a f o r m a t i o n b e c a u se , i n m o s t o ft h e c a s e s , v o l c a n o - s e d i m e n t a r y l a y e r s s h o w i n g t h ep a l e o h o r i z o n t a l w e r e f o u n d i n t e r b e d d e d w i t h in t h ef l o w s . F o r t h e H u a m b o s f o r m a t i o n t h e b e d d i n gw a s e s t i m a t e d f r o m a s t ru c t u r a l s t u d y a r o u n d t h e


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3 3 2 P . M I T O r 0 A R D E T A L .

site. As both volcanic formations are only slightlydeformed, all the sampled sites are only gentlyinclined successions (< 20 ). Significant declina-tion errors due to tilt correction were thus avoided[13].

At each site a minimum of ten cores weredrilled using standard drilling equipment and eachcore was independently oriented using both amagnetic and a sun compass.3 . P a l eo m a g n e tice s u l t s

3.1 General magn et ic proper t iesThe natural remanent magnetizations weremeasured on standard 22 25 mm cylindricalsamples with either a spinner magnetometer or aLETI 3-axis cryogenic magnetometer. The highestmagnetizations are those of the Huambos volcanicformations which range from 0.5 to 7 A/m (withthe exception of site PE8723 which averages - 360A/m, probably due to lightening). Lower magne-tizations ranging from 0.01 to 0.6 A/m are ob-served for the intrusive formations.Despite the wide differences in the lithologiesof the formations studied, the magnetic mineral-ogy was found to be remarkably constant. Satura-tion of the Isothermal Remanent Magnetization(IRM) is attained below 0.25 T and the medianAF destructive field of the SIRM is always lowerthan 3 mT, with the occasional presence of verysmall amounts of a higher coercivity material.During thermal demagnetization, the NRM de-creases progressively and disappears at 580C.Thermomagnetic curves were obtained from ex-tracts using a horizontal Curie balance in a nitro-gen atmosphere to avoid oxidation during theheating. Curves generated for all sampled litholo-gies show a monotonic decrease of Js up to 575 otha t is reversible upon cooling (Fig. 2). Thus, theresults are all consistent with a magnetic mineral-ogy dominated by magnetite.At each step of the thermal demagnetization,the low field magnetic susceptibility of every sam-ple was systematically measured. No changes ex-ceeding a factor of two were observed suggestingthat no important mineralogical changes occurredduring the thermal treatment in agreement withthe reversible character of the thermomagneticcurves. The rock magnetic properties of the sam-

J / l r s1 ,0

o,5

A

H (T)0 , 0 . . . . . . . . . . . . . . .0,0 0,5 1,0 1,5]/]rs1 , 0 . B0,5'

[t0, o l b 2 0 H (roT)3 b

J s / J o ( % )100- " -. . . C ~80 "6 0-40 "20 "

0 "-20 - - - , - , . . . .0 100 200 300 400 500 600 700T (C)

F i g . 2 . T y p i c a l c u r v e s f o r (A ) a c q u i s i t i o n o f t h e I s o t h e r m a lR e m a n e n t M a g n e t i z a t i o n ( I . R . M ) a n d ( B ) t h e r m a l d e m a g n e t i -z a t i o n o f t h e S a t u r a t e d I . R . M . T h e t h e r m o m a g n e t i c c u r v e so b t a i n e d w i t h a C u r i e b a l a n c e ( C ) i n d i c a t e a s i n g l e C u r i et e m p e r a t u r e a t 5 7 5 C . A r r o w s i n d i c a t e h e a t i n g a n d c o o l i n gc u r v e s . A l l t h e s e r e s u l t s a r e c o n s i s t e n t w i t h a m a g n e t i c m i n e r a l -o g y d o m i n a t e d b y m a g n e t i t e .

pled formations are convenient for a paleomag-netic study.

3.2 Stable paleomag net ic direct ionsAll samples were thermally demagnetized in tento sixteen steps between room temperature and530 to 580C, only occasionally slightly higher.


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POST- OLI GOC ENE R OTATI ONS AND THE FOR MATI ON OF THE HUANC AB AMB A DEFLEC TI ON 333PE02.03D

E

N ~ ~ : ' ' ~ , : " ~

D

NM=33

P E 6 4 08AE

~ - ~ S

D

AN55 09B

E

D

EC15 08C300C E

M = 199 D

P E 1 8 l l CE

M = 216 D

PE08 1 0 CE

M=l12 DFig. 3. Typical thermal demagnetization diagrams from the sampled formations. The 300C step and the N.R.M intensity (10 -3A/m) are indicated on each diagram. Open circles and full circles correspond to vertical and horizontal component respectively.

The results were interpreted using orthogonal de-magnetizati on diagrams some of which are shownon Fig. 3. At least the five to six last points ofeach diagram were used to determine the stablepaleomagnetic directions either by hand or with aleast square computer fit, the two methods yield-ing virtually identical results.

In general s table and consis tent prima rypaleomagnetic dir ections were isolated after heat-ing beyond 200 -3 00 C. Only occas ional ly , werejected a very few samples from different siteswith ambiguous demagne tizati on behaviour. How-ever, three sites (EC87 13, PE87 03 and PE87 24)show erratic behaviour and no s table direction

TABLE 1Reliable paleomagnetic results from the intrusive formations of the Lancones region

oSites n D ( o ) I ( o ) K a95 ) LithologyL o w e r i n tr u s io e u n i tAN86 73 12/12 38.0 - 19.0 525 1.8PE87 09 9/ 9 29.5 - 25.7 76 5.3PE87 11 10/10 30.5 - 22.8 73 5.2PE87 18 12/12 16.4 - 9.8 208 2.8EC87 15 7/ 9 22.0 - 18.0 97 5.3EC87 16 8/8 19.0 - 17.0 26 9.7U p p e r i n t r u s iv e u n i tPE87 08 9/10 4.3PE87 15 8/10 2.0EC87 14 8/8 3.2EC87 01 8/8 185.0M e a n p a l e o m a g n e t i c d i r e c ti o nN = 10/10 D = 17

-9.0 378 2.4-12.0 185 3.6-7 .7 34 8.438.7 68 6.0I = - 1 8 . 3

I R=24.711.6K = 2 7 a 9 5 = 8.4

F = 4.3 5:16.6

Las Lomas granodioriteLas Lomas granodioriteLas Lomas granodioriteLas Lomas granodioriteMacara intrusive unitMacara intrusive unitPenablanca MonzograniteMontecillo graniteMacara intrusive unitLoja intrusive unit


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334TABLE 2Reliable paleomagnetic results from the volcanic and the intrusive formations of the Cajamarca region

P. MITOUARD ET AL.

Sites n Before bedding corr. After bedding corr. KD( ) I( ) D( ) I( )

a95 ()

ln trus ive s (no b edding correction)10/ 10 162.0 30.0 -7/ 9 349.5 - 22.5 -9/10 329.0 - 16.7 -9/ 9 341.3 - 11.2 -6/ 7 342.4 - 11.0 -

N = 5/5 D = 340.7 I = - 18.4 K= 57.5 a95 = 8.2

AN86 48AN86 49AN86 54AN86 55AN86 56Mean direction:Llama oolcanics

43 7.441 9.629 8.650 6.5

317 3.2

PE87 25 8/ 8 323.0 - 11.0 316.0. - 11.0 37 8.2PE87 26 * 6/ 10 74.0 55.8 74.0 55.8 13 15.2PE87 27 10/16 326.0 - 43.0 330.0 - 29.0 16 11.0PE87 36 10/10 152.0 37.5 158.7 32.3 455 2.2PE87 37 11/12 319.5 - 45.0 318.3 - 13.0 23 8.7PE88 60 * 9/11 279.3 19.7 279.3 19.7 252 3.0PE88 64 7/ 10 168.0 29.0 164.3 30.0 223 3.5PE88 66 12/13 128.5 45.6 119.7 34.7 67 5.0PE88 67 6/8 141.0 4.0 160.0 3.5 267 3.5PE88 72 9/ 10 148.5 39.5 148.5 39.5 106 4.5PE88 77 * 8/ 9 156.5 66.2 156.6 66.2 153 4.0PE88 81 12/12 332.8 - 29.0 344.7 - 32.8 350 2.1Mean direction (after BC): N = 9/12 D = 329 I = -25. 8 K = 19.6 ot95=10.5Huambos oolcanicsPE87 01 11/11 337.7 - 14.3 333.6 - 9.3 418 2.3PE87 02 10/10 333.0 - 19.7 329.0 - 13.4 196 3.0PE87 20 10/10 328.5 - 23.0 326.0 - 16.1 55 6.0PE87 21 9/11 339.8 - 17.5 336.0 - 13.1 76 5.3PE87 22 11/12 337.4 - 16.0 337.4 - 16.0 49 6.0PE88 58 10/12 159.4 20.5 159.4 20.5 201 3.1PE88 79 * 5/9 217.8 57.8 217.8 57.8 200 4.4Mean direction (after BC): N = 6/7 D = 333.5 1= - 14.8 K =172.4 a95 = 4.3Mean regional direction taking into account the three formations after bedding correction:N=20/24 D=333 .4 I=-20 . 6 K=30 a 9 s = 5 . 7[R =-19+9 . 7 F=1 .6+15 ]

c o u l d b e d e t e r m i n e d f r o m t h e d e m a g n e t i z a t i o nd iagrams. F i sher ' s s t a ti s t i c s was used to ob ta in themean pa leomag ne t i c d i r ec t ions and the s t a t i s t i ca lparamet e r s a t t he d i f f e r e n t s it e s. I n genera l , t i gh t lyg r o u p e d d i r e c t i o n s w e r e o b s e r v e d . A s a n e x c e p -t ion , f our s i t e s , two sampled near the Olmos mas-s if , one f rom the L lama fo rmat ion and one f romt h e H u a m b o s v o l c a n ic s a re c h a r a c t e r i z e d b y a nex t r emel y h igh sca t t er , desp i t e the a l mos t r ec t i l i n -ea r d i ag rams ob ta ined f rom s ing le samples . Asment ion ed befo re , t he la t t e r s i t e has p robab l ybeen s t ruck by l igh tn ing . I n to t a l , on ly seven o fthe 41 sam pl ing s i t e s were no t cons idered r e l i ab le

and thus a r e no t r epor t ed in Tab les 1 and 2 nor inF ig . 4. F ina l ly , d i r e c t ions f rom four s i t e s ( th r eef r o m L l a m a , a n d o n e f r o m H ua m b o s ) t h a t d i -v e r g e d b y m o r e t h a n t w o s t a n d a r d d e v i a t i o n s f ro mt h e m e a n r e g i o n a l d i r e c t i o n w e r e c o n s i d e r e da n o m a l o u s a n d c o n s e q u e n t l y t h e y w e r e n o t i n -c luded in the f ina l s t a t i s t i c s .

In the Lancones sync l inor ium the s ix s i t es be -long ing to the lower in t rus ive un i t s a r e char -ac t e r i zed by s ign i f i can t ly eas t e r ly dec l ina t ion s . Thefour s i t e s be long i ng to the youn ger , S i - r ich un i t ,y i e ld dec l ina t ions tha t , a l though s l igh t ly eas t e r ly ,do no t s ign i f i can t ly dev ia t e f rom the geograph ic a l


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POST-OLIGOCENE ROTATIONS AND THE FORMATION OF THE HUANCABAMBA DEFLECTION 335North of the Huancabamba deflection South of the Huancaba mba deflection

(Lancones basin and Southe rn Ecuador) (Cajamarca area)0 0

27070 90 90

1 8 0 1 8 0Fig. 4. Equal area stereographic projection of the mean direction of paleomagnetic vectors for the sampled formations on both sidesof the Huan cab amba deflection. Op en circles correspond to upper- hemisph ere and full circles to lower-hemisphere projections. Bigcircles correspond to the 95% confidence area about the mean (stars).

n o r t h - s o u t h a x e s . I n b o t h c a s e s t h e i n c l i n a t i o n sa r e s l ig h t ly s t e e p e r th a n e x p e c t e d o n t h e b a s i s o f ac e n t e r e d d i p o l e f i e l d . U n d e t e c t e d a n d d i f f e r e n tt i lt s a t t h e d i f f e r e n t s i te s w o u l d c a u s e l a r g e r s c a t t e ro f t h e d a t a , r a t h e r t h a n c o h e r e n t s te e p e n i n g o f t h ei n c l i n a ti o n s a n d t h u s d o n o t a p p e a r t o b e a re a -s o n a b l e e x p l a n a t i o n f o r a s t e e p e r i n c l i n a t i o n .N o r t h w a r d d i s p l a c e m e n t o r a g e n e r a l t i l t a f f e c t i n gt h e e n t i r e r e g i o n a p p e a r m o r e p r o b a b l e . I f t h is l a s th y p o t h e s i s i s c o r r e c t, t h e s t ee p i n c l i n a t i o n s c a n b ea c c o u n t e d f o r b y a s m a l l t i lt ( < 1 0 ) , t h u s , t h eo b t a i n e d d e c l i n a t i o n s w o u l d h a r d l y b e a f f e c t e d[1 3 ]. I n a n y c a s e , t h e s t e e p i n c l i n a t i o n s g i v e e v i -d e n c e t h a t n e i t h e r o f t h e t w o u n i t s h a s b e e nr e m a g n e t i z e d . W e h a v e a v e r a g e d t h e t w o g r o u p s i nt h e f in a l s ta t is t ic ( D = 1 7 ; I = - 1 8 . 3 ; K = 27 ;a95 = 8.4).I n t h e C a j a m a r c a r e g i o n t h e r e s u l t s f r o m t h et w e n t y r e l i a b l e s i t e s s a m p l e d i n t h r e e d i f f e r e n tl i t h o l o g i c a l u n i t s a r e r e m a r k a b l y c o n s i s t e n t . M o s to f t h e s i t e s a r e c h a r a c t e r i z e d b y n o r m a l p o l a r i t y .H o w e v e r , w h e n r e v e r s e m a g n e t i z a t i o n s a r e o b -s e r v e d , a n d t h i s i s t h e c a s e f o r a t l e a s t o n e s i t ef r o m e a c h l i t h o l o g y , t h e i r d i r e c t i o n s a r e p e r f e c t l ya n t i p a r a l l e l t o t h e n o r m a l o n e s . W h e n t h e r e s u l t sf r o m t h e H u a m b o s , t h e L l a m a v o l c a n i c s a n d t h ei n t r u s iv e u n i t s a r e a v e r a g e d t o g e t h e r ( i n v e r t i n g t h er e v e r s e d i r e c t io n s t h r o u g h t h e o r i g in ) t h e y i n d i c a t ea s i g n i f i c a n t a n d c l e a r l y d e f i n e d 2 7 w e s t e r l yd e c l i n a t i o n ( D = 3 3 3 . 4 + 6 . 1 ).

4 . D i s c u s s i o n

O n e o f t h e d i f f i c u l t i e s e n c o u n t e r e d w h e n t r y i n gt o i n t e r p r e t t h e p a l e o m a g n e t i c d a t a i s th e l a c k o f ar e li a bl e A p p a r e n t P o l a r W a n d e r P a t h ( A P W P ) f o rs t a b l e S o u t h A m e r i c a ( S O A M ) .

R e c e n t l y t he A P W P h a s b e e n g r e a tl y i m p r o v e dw i t h t h e a d d i t i o n o f f o u r r e l i a b le p o l es f o r t h e l a t eC r e t a c e o u s - e a r l y T e r t ia r y ( a ro u n d 6 5 M a ) d e r iv e df r o m v o l c a n i c a n d i n t r u s i v e f o r m a t i o n s i nA r g e n t i n a a n d P a t a g o n i a [ 1 4 , 1 5 ] . W h e n a v e r a g e d ,t h e s e p o l e s y ie l d a p r e c i s e m e a n v a l u e d e f i n e d b y :A = 80 .7S ; f f = 35 5 .8E ; A 9 5 = 4 . 7 . H o w e v e r , f o rt h e e n t i r e C e n o z o i c t h e o n l y a v a i l a b l e p o l e s a r es t i l l t h o s e g i v e n b y I r v i n g a n d I r v i n g [ 1 6 ] f o r 1 5 , 8a n d 4 M a , s u b s t a n t i a l l y y o u n g e r t h a n t h e a g e s o ft h e f o r m a t i o n s c o n s i d e r e d i n t h i s p a p e r . W e n o t eh o w e v e r t h a t t h e 1 5 M a p o l e o f I rv i n g a n d I r v i n g( A = 83S ; ~ = 34 5E ; A 9 5 = 1 0 . 5 ) i s r a t h e r c l o s e t ot h e m e a n 6 5 M a p o l e g i v e n a b o v e , t h e m a i n d i f -f e r e n c e b e i n g t h e b e t t e r p r e c i s i o n o f t h e l a t te r . T h em o v e m e n t o f S O A M t h u s a p p e a r s t o h a v e b e enr a t h e r l i m i t e d b e t w e e n t h e t w o e p o c h s . F o r t h ei n t e r p r e ta t i o n o f th e E o c e n e - E a r l y O h g o c e n e d a ta ,o n e c o u l d t h e n r e a s o n a b l y u s e e i t h e r o n e o f t h et w o p o l e s . W e h a v e h o w e v e r p r e f e r r e d t o c a l c u l a t ea n i n t e r m e d i a t e 4 0 M a p o l e a v e r a g i n g o u t t h e n e wm e a n 6 5 M a p o l e a n d t h e 15 M a p o l e u s e d b yI r v i n g a n d I r v in g . W e h a v e t h e n r e f e r r e d a ll o u rr e s u l t s t o t h i s c a l c u l a t e d p o l e ( ~ = 8 1 . 9 S ; q ~ =


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336 P. MITO UARD ET AL.

350.4E ; A95 = 7 . 5 ) . W e m u s t s t r e s s t h a t t h e i n t e r -p r e t a t i o n o f t h e r e s u l t s w o u l d b e u n c h a n g e d i f t h em e a n l a t e C r e t a c e o u s - e a r l y T e r t i a r y p o l e o r t h e1 5 M a p o l e o f I rv i n g a n d I r v i n g h a d b e e n u s e di n st e a d. T h e r o t a t i o n ( R ) a n d f l a t te n i n g ( F )p a r a m e t e r s c a l c u l a t e d w i t h t h i s p o l e u s i n g t h ee q u a t i o n s g i v e n b y B e c k [1 7] a n d D e m a r e s t [ 18 ]a r e g i v e n i n T a b l e s 1 a n d 2 f o r t h e s i te s n o r t h a n ds o u t h o f H u a n c a b a m b a r e s p e c t i v e l y . T h e l a r g ee r r o r v a l u e s a s s o c i a t e d t o t h e t w o p a r a m e t e r s a n dp a r t i c u l a r l y t o F a r e m a i n l y d u e t o t h e la r g e v a l u eo f A 9 5 .S o u t h o f t h e H u a n c a b a m b a d e f le c ti o n , th e v e r yc o n s i s t e n t p a l e o m a g n e t i c r e s u l t s o b t a i n e d i n t h eC a j a m a r c a a r e a f ro m t he L l a m a a n d t h e H u a m b o sv o l c a n i c f o r m a t i o n s a n d f r o m t h e c o a s t a l i n t r u s i v es t o c k c l e a r ly d e m o n s t r a t e t h e o c c u r r e n c e o f a 1 9 o+ 9 . 7 o p o s t - e a r l y O l i g o c e n e c o u n t e r c l o c k w i s e r o -t a t i o n a f f e c t i n g th e c o a s t a l a r e a o f n o r t h e r n P e r u .T h e s e n s e o f t h i s r o t a t i o n a g r e e s w i t h p r e v i o u s l yp u b l i s h e d p a l e o m a g n e t i c r e s u l t s o b t a i n e d i n t h es a m e a r e a f r o m C r e t a c e o u s f o r m a t i o n s [ 7 ] a n da l s o w i t h t h o s e o b t a i n e d f r o m M e s o z o i c f o r m a -t i o n s f a r t h e r e a s t i n t h e B a g u a G r a n d e a r e a [ 3 ]w h i c h i n d i c a t e - 3 0 o a n t i c l o c k w i s e r o t a t i o n s . O u rr e s u l ts t h u s s h o w t h a t a s u b s t a n t i a l f r a c t i o n o f t h er o t a t io n r e c o r d e d b y M e s o z o ic f o r m a t i o n s is m u c hm o r e r e c e n t t h a n p r e v i o u s l y b el i e v ed .N o r t h o f t he H u a n c a b a m b a d e f l e ct io n , th e re -s u lt s f r o m t h e L a n c o n e s B a s i n i n n o r t h e r n P e r ua n d s o u t h e r n E c u a d o r c o n s i s t e n t l y s h o w a c l o c k -w i s e r o t a t i o n , t h e a m p l i t u d e o f w h i c h i s 2 5 o +1 1 .6 w h e n t h e m e a n p a l e o m a g n e t i c d i r e c t i o n isr e f e r r e d t o t h e 4 0 M a r e f e r e n c e p o l e .

T h e r e s u l t s r e p o r t e d h e r e t h u s d o c u m e n t a nu n p r e d i c t e d p a t t e r n o f p o s t- P a l e o c e n e c l o c k w i sea n d p o s t - e a r l y O l i g o c e n e c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a -t io n s n o r t h a n d s o u t h o f th e H u a n c a b a m b a d e f le c -t i o n , r e s p e c t i v e l y . S o f a r , o n l y o n e s t u d y s u g g e s t -i n g a - 1 5 c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n h a s b e e nr e p o r t e d f r o m N e o g e n e p o s t - te c t o n i c r o c k s in t h eC e n t r a l A n d e s o f P e r u, t h e O c r o s d y k e s w a r mn e a r A y a c u c h o [ 1 9 ] . H o w e v e r , B e c k [ 5 ] h a s s h o w nt h a t t h e s e r e su l t s d o n o t m e e t s i m p l e r e li a b i li t yc r i t e r i a s o t h a t t h e y m u s t b e c o n s i d e r e d w i t h s o m ec a u t i o n . T h u s , t o o u r b e s t k n o w l e d g e , o u r r e s u l t sa r e t he f i rs t to u n a m b i g u o u s l y d o c u m e n t p o s t - e a r l yO l i g o c e n e r o t a t i o n s i n t h e C e n t r a l A n d e s .

T h i s p a t t e r n o f c l o c k w i s e a n d c o u n t e r c l o c k w i s er o t a t i o n s c o u l d b e d u e e i t h e r t o b l o c k r o t a t i o n i n a

z o n e o f d i s t r i b u t e d s h e a r , o r t o o r o c l i n a l b e n d i n go f t h e C o r d i l le r a . F o r t h e r e g i o n s s tu d i e d h e r e ,d i s t r i b u t e d d e x t r a l a n d s i n is t ra l s h e a r r e s p e c t i v e l yn o r t h a n d s o u th o f th e H u a n c a b a m b a d e f l ec t io nc o u l d a r i s e a s a r e s u l t o f t h e d i f f e r e n t a n g u l a rr e l a t i o n b e t w e e n t h e t r e n d o f t h e m a r g i n a n d t h ed i r e c t i o n o f t h e c o n v e r g e n c e , w h i c h h a s b e e nc l o s e l y E - W i n t h e l a s t 28 M a [ 20 ,2 1] . I n s u c h at e c t o n i c r e g i m e , w h i c h w o u l d l e a d i n e a c h r e g i o nt o r o t a t i o n s o f t h e o b s e r v e d s e n s e , o n e w o u l de x p e c t t h e s h e a r t o b e a s s o c i a t e d w i t h s t r i k e - s l i pf a u l t i n g , w h i c h s h o u l d b e v i s i b l e i n t h e f i e l d inb o t h s t u d i e d r e g i o n s . I n t h e C a j a m a r c a r e g i o n ,s t r i k e - s l i p f a u l t s h a v e b e e n d o c u m e n t e d a t t h eb o r d e r s o f th e M e s o z o i c " i n t r a - c h a i n " b a r r ie r sa n d a l o n g t h e f o l d a x i s o f t h e M e s o z o i c f o r m a -t i o n s [ 2 2 - 2 4 ] . H o w e v e r , t h e s e f a u l t s d o n o t h a v el a r g e a m p l i t u d e o f f s e t s n o r a r e t h e y w i d e s p r e a da n d t h u s c a n n o t a c c o u n t f o r t h e l a r g e m e a s u r e dr o t a t i o n s .

I n t h e L a n c o n e s b a s i n p o s t - C r e t a c e o u s a c t i v ef a u lt in g h a s b e e n d o c u m e n t e d , b u t h a s b e e n c o n -s i d e r e d s o f a r a s p u r e l y e x t e n s i o n a l [ 8 ] , a l t h o u g ha t t h e e d g e s o f t h e A m o t a p e r a n g e , t h e s t e e p l yd i p p i n g f o l d s a x e s m a y b e r e l a t e d t o s t r i k e - s l i pf a u l t i n g . C l e a r e v i d e n c e f o r a d e x t r a l s t r i k e - s l i pr e g i m e i s , h o w e v e r , p r e s e n t i m m e d i a t e l y n o r t h o ft h e s a m p l e d r e g i o n in s o u t h e r n E c u a d o r . T h e m a i nD o l o r e s - G u a y a q u i l m e g a s h e a r h a s b e e n d o c u -m e n t e d b y m a n y g e o l o g i c a l a n d g e o p h y s i c a l s t u d -i e s [ 2 5 , 2 6 ] a n d s m a l l e r f a u l t s w i t h O l i g o c e n e a n dM i o c e n e d e x t r a l s t r i k e - s l i p m o v e m e n t s h a v e b e e nr e c o g n i z e d j u s t n o r t h o f t h e L a n c o n e s B a s i n [ 27 ]s u g g e s t i n g t h a t a l a r g e z o n e o f d i s t r i b u t e d s h e a rm i g h t e x i s t t o t h e e a s t o f t h e m e g a s h e a r .

T h e t e c t o n i c r e g i m e s n o r t h a n d s o u t h o f th eH u a n c a b a m b a d e f l e c t i o n a r e t h u s q u i t e d i f f e r e n ta n d t h e r e is n o n a - p r i o r i r e a s o n t o t h i n k t h a t t h er o t a t i o n a l p a t t e r n s p r e v a i l i n g i n t h e s e t w o r e g i o n sa r is e f r o m t h e s a m e m e c h a n i s m s . I n o u r o p i n i o nt h e c l o c k w i s e r o t a t i o n n o r t h o f t h e b e n d m a yr e a s o n a b l y b e r e l a t e d t o t h e d i s t r i b u t e d s h e a r r e -g i m e d o c u m e n t e d b y g e o l o g ic a l s t u di e s . S o u t h o ft h e b e n d , o n t h e c o n t r a r y , t h e a b s e n c e o f a n y c l e a re v i d e n c e o f l a r g e s c a l e l e f t l a t e r a l s t r i k e - s l i p f a u l t -i n g o v e r t h e r e g i o n a f f e c t e d b y t h e r o t a t i o n , s u g -g e s t s t h a t t h e r e s u l t s r e f l e c t a r o t a t i o n o f t h eP e r u v i a n m a r g i n , r a t h e r t h a n a d i s t r i b u t e d s h e a r .

R e c e n t l y , I s a c k s h a s p r o p o s e d a m o d e l r e l a ti n gt h e u p l if t o f th e C e n t r a l A n d e a n P l a t e a u t o t h e


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P O S T - O L I G O C E N E R O T A T I O N S A N D T H E F O R M A T I O N O F T H E H U A N C A B A M B A D E F L E C T I O N 337

b e n d i n g o f t h e B o l i v i a n o r o c l i n e [2 8 ]. I n t h i s m o d e l ,a l o n g - s tr i k e v a r ia t i o n s i n t h e a m o u n t o f l at eC e n o z o i c s h o r t e n i n g r e s u l t f r o m c o r r e s p o n d i n gv a r i a t io n s o f th e w i d t h o f a w e a k e n e d z o n e i n t h eo v e r r i d i n g p l a te . M a x i m u m s h o r t e n i n g e x i st s at2 0 S l a ti t u d e a n d d e c re a s es b o t h n o r t h w a r d a n ds o u t h w a r d l e a d i n g t o a n e n h a n c e m e n t o f t h e c o n -c a v e s h a p e o f t h e A r i c a e l b o w a n d t o c o u n t e r -c l o c k w i s e a n d c l o c k w i s e r o t a t i o n s n o r t h a n d s o u t ho f it . W h e n c o m b i n e d w i t h t h e a v a il a b lep a l e o m a g n e t i c r e s u lt s f r o m t h e C e n t r a l A n d e s , t h em o d e l p r e d i c t s a m a x i m u m s h o r t e n i n g s i g n i f i -c a n t l y l a rg e r (4 2 5 k m ) t h a n t h e o n e d o c u m e n t e db y t h e g e o l o g i c a l s tu d i e s ( 2 1 0 - 2 5 0 k m [2 9] ). I s a c k sa r g u e s t h a t t h e p a l e o m a g n e t i c d a t a a r e f r o mM e s o z o i c f o r m a t i o n s a n d t h u s i n t e g r a t e th e d e f o r -m a t i o n o v e r t h e e n t i r e C e n o z o i c , w h i l e t h e m o d e lo n l y c o n s i d e r s l a t e C e n o z o i c e v o l u t io n . T h e r e s u l tsr e p o r t e d h e r e , w h i c h s h o w t h a t a b o u t 6 0 % o f t h et o t a l ro t a t i o n h a s o c c u r r e d d u r i n g t h e C e n o z o i ca l l o w a m o r e r e a l i s t i c e v a l u a t i o n . W h e n t h e v a l u eo f t h e p o s t - e a r l y O l i g o c e n e r o t a t i o n i s u s e d , t h em o d e l p r e d i c t s a m a x i m u m s h o r t e n i n g o f a b o u t3 5 0 k m m o r e i n a g r e e m e n t w i t h t h e g e o l o g i c a le s t i m a t e , e s p e c i a l l y c o n s i d e r i n g t h a t t h i s l a t t e rg i v e s a l o w e r b o u n d f o r t h e s h o r t e n i n g ( n o t e t h a tw e r e t h e P e r u v i a n m a r g i n r ig i d , t h e o b s e r v e d 1 9 o+ 9. 7 c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n w o u l d i m p l y ad i f f e r e n c e i n s h o r t e n i n g o f 5 3 0 + 2 7 0 k m b e t w e e n

n o r t h e r n a n d s o u t h e r n P e ru ) .A l t h o u g h I s a c k s ' m o d e l a p p e a r s t o y i e l d r a t h e r

s a t i s f a c t o r y r e s u lt s , w e m u s t s t r e s s t h a t t h e h y -p o t h e s i s o f a r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e r o t a t i o n sr e p o r t e d h e r e a n d t h e u p l i f t o f t h e A n d e s d e p e n d so n t h e e x t e n t t o w h i c h o u r r e s u l ts , o b t a i n e d i n t h er e g i o n o f t h e C a j a m a r c a d e f l e c ti o n , a r e s i g n i fi c a n tf o r t h e e n t i re P e r u v i a n m a r g i n . I t d e p e n d s a l so o nt h e p r e c i s e t i m i n g o f t h e r o t a t i o n w h i c h i s a tp r e s e n t n o t b e t t e r c o n s t r a i n e d t h a n p o s t - e a r l yO l i g o c e n e . I n d e e d t h e A n d e a n u p l i f t i s e n t i r e l yN e o g e n e , a n d a c c o r d i n g t o I s ac k s , o n l y e x t e n s i o nw i t h o u t a n y s h o r t e n i n g h a s o c c u r r e d f r o m e a r l yO l i g o c e n e t o e a r l y o r m i d d l e M i o c e n e . S o f a r , o n l yt w o p a l e o m a g n e t i c s t u d i e s h a v e b e e n c o n d u c t e d i nr e c e n t f o r m a t i o n s i n t h e C e n t r a l A n d e s . I n o n ec a s e [ 3 0 ] , n o r o t a t i o n w a s d e t e c t e d f r o m M i o c e n ea n d P l i o c e n e f o r m a t i o n s i n s o u t h e r n P e r u , i na g r e e m e n t w i t h t h e p r e d i c t i o n s o f I s a c k s ' m o d e l .I n t h e s e c o n d c a s e , p r e l i m i n a r y r e s u l t s o b t a i n e df r o m l a c u s t r i n e b a s i n s i n B o l i v i a h a v e r e p o r t e d

t h a t n o s i g n i fi c a n t r o t a t i o n h a s a f f e c t e d t h is a r e ad u r i n g t h e l a s t 2 5 M a [ 3 1 ] . T h o s e r e s u l t s w o u l da p p e a r i n c o n s i s t e n t w i t h I s a c k s ' m o d e l . H o w e v e r ,t h e i n v e s t i g a t e d r e g i o n i s c l o s e to t h e A r i c a e l b o ww h e r e t h e p a t t e r n o f c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n i nt h e n o r t h c h a n g e s i n t o c l o c k w i s e r o t a t i o n s i n t h es o u t h . T h e a m o u n t o f r o t a t i o n i n t h i s r e g i o n d e -p e n d s u p o n t h e d e t a i l e d t r a j e c to r i e s o f m a t e r i a l int h e d e f o r m i n g f o r e a r c . A t h o r o u g h i n v e s t i g a t i o n o ft h e s t r u c t u r a l s e t t i n g o f t h e s a m p l e d s i t e s i s t h u sn e e d e d t o a s s e ss t h e b e a r i n g o f th e s e p r e l i m i n a r yr e s u l t s u p o n t h e m o v e m e n t o f C e n t r a l A n d e s i nP e r u .

T h u s o u r r e s u l t s n e e d t o b e e x t e n d e d s o u t h -w a r d , w i t h p a r ti c u l a r a t t e n t io n t o N e o g e n e f o r m a -t i o n s i n t h e C e n t r a l A n d e s , b e f o r e t h e r e l a t i o nb e t w e e n t h e r o t a t i o n s , t h e m a x i m u m s h o r t e n i n g ,a n d t h e u p f i f t c a n b e c o n s i d e r e d a s d e f i n i t i v e l ye s t a b l i s h e d .5. Conclusions

T h e r e s u l t s o b t a i n e d h e r e f r o m p o s t - P a l e o c e n ea n d e a r l y O l i g o c e n e f o r m a t i o n s i n s o u t h e r nE c u a d o r a n d n o r t h e r n P e r u , a l t h o u g h c e r t a i n l yi n c o m p l e t e , y i e l d c o n v i n c i n g e v i d e n c e f o r a p a t -t e r n o f c lo c k w i s e a n d c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n sr e s p ec t iv e l y n o r t h a n d s o u t h o f th e H u a n c a b a m b ad e f l e c ti o n . W h i l e i n t h e n o r t h , t h e s e r o t a t i o n s s e e mt o b e r e l a t e d t o b l o c k r o t a t i o n i n a d i s t r i b u t e dd e x t r a l s h e a r , i n t h e s o u t h , t h e r o t a t i o n a l p a t t e r nr e s u l t s m o r e r e a l i s t i c a l l y f r o m a r o t a t i o n o f t h ee n t i r e P e r u v i a n m a r g i n . T h i s r o t a t i o n i s m o s tp r o b a b l y r e l a t e d t o t h e u p l i f t o f t h e C e n t r a lA n d e a n P l a te a u , i n a g r e e m e n t w i th r e c e n t p u b -l i s h e d m o d e l r e l a t i n g t h i s u p l i f t t o t h e b e n d i n g o ft h e B o l i v i a n o r o c l i n e . W h e n c o m b i n e d w i t h t h ism o d e l , t h e d a t a o b t a i n e d h e r e s u g g e s t t h a t t h ea m o u n t o f s h o r t e n i n g i n t h e C e n t r a l A n d e s i sg r e a t e r t h a n d o c u m e n t e d b y g e o l o g i c a l s t u d i e s ,b u t a m o r e d e t a i l e d e v a l u a t i o n w i ll o n l y b e o b -t a i n e d t h r o u g h a d d i t i o n a l p a l e o m a g n e t i c i n v e s t i -g a t i o n s o f C e n o z o i c f o r m a t i o n s i n C e n t r a l P e r u .Acknowledgements

T h i s w o r k i s p a r t o f a c o o p e r a t i o n b e t w e e n t h eC F R a n d t h e I n s t i t u t F r a n ~ a i s d 'l ~ tu d e s A n d i n e s( I F E A ) . W e w i s h t o t h a n k Y v e s S a i n t - G e o u r s ,D i r e c t o r o f t h e I F E A , f o r h is h e l p i n t h e o r g a n i sa -


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33 8 P . M I T O U A R D E T A L .t i o n o f t h e f ie l d w o r k . F . M 6 g a r d a n d T . M o u r i e rp a r t i c i p a t e d t o t h e s a m p l i n g a n d t o m a n y s t i m u -l a t i n g d i s c u s s i o n s . W e t h a n k P . M o l n a r f o r h i sc r i t i c a l r e a d i n g o f t h e m a n u s c r i p t . W e a l s oa c k n o w l e d g e m a n y d i s c u s s i o n s w i t h P. R o p e r c ha n d O . B e l l i e r . A . R o b e r t s a n d D . S c h n e i d e r k i n d l yi m p r o v e d t h e q u a l i t y o f t h e m a n u s c r i p t . T h ef i n a n c i a l s u p p o r t w a s g i v e n b y t h e C E A , t h eC N R S , t h e I F E A a n d b y t h e I N S U - C N R S p r o -g r a m D B T - D y n a m i q u e G l o b a l e . T h i s i s t h eD B T - D y n a m i q u e G l o b a l e c o n t r i b u t i o n 12 8 a n dt h e C F R c o n t r i b u t i o n 1 0 8 4 .

R e f e r e n c e s

1 H . C . P a l m e r , A . H a y a t s u a n d W . S . M c D o n a l d , T h e M i d d l eJ u r a s s i c C a m a r a c a F o r m a t i o n , A r i c a , C h i l e : P a l e o m a g n e -t i s m , K - A r d a t i n g a n d t e c t o n i c i m p l i c a t i o n s , G e o p h y s . J .62, p. 155, 1980.

2 K . H e k i , Y . H a m a n o , H . K o n o s h i t a , A . T a i r a a n d M .K o n o , P a l e o m a g n e t i c s t u d y o f C r e t a c e o u s r o c k s o f P e r u ,S o u t h A m e r i c a : e v i d e n c e f o r r o t a t i o n o f t h e A n d e s ,Tectonophysics 108, p . 267, 1984.

3 M . K o n o , K . H e k i a n d Y . H a m a n o , P a l e o m a g n e t i c s t u d y o ft h e C e n t r a l A n d e s : c o u n t e r c l o c k w i s e r o t a t i o n o f t h e P e -ruvian Block, J . Geodyn. 2 , p . 193, 1985.

4 S . R . M a y a n d R . F . B u t l e r , P a l e o m a g n e t i s m o f t h e P u e n t eP i e d r a Fo r ma t i on , c e n t r a l Pe r u , Ea r t h P l a ne t . Sc i . Le t t . 72 ,p. 205, 1985.

5 M . E . B e c k J r , A n a l y s i s o f l a te J u r a s s i c - R e c e n t p a l e o -m a g n e t i c d a t a f r o m a c t iv e p l a t e m a r g i n s o f S o u t h A m e r i c a,J. S. Am. Earth Sci. , 1 (1) p. 39, 1988.

6 T . Mour i e r , C . La j , F . Mr ga r d , P . Rope r c h , P . Mi t oua r da n d A . F a r f a n M e d r a n o , A n a c c r e t e d c o n t i n e n t a l t e r r a n e i nno r thw este rn Peru , E ar th P lanet . Sc i . Let t . 88 , p . 182, 1988.

7 C . La j , P . Mi t oua r d , P . Rope r c h , C . K i s s e l , T . Mour i e r a ndF . M r g a r d , P a l e o m a g n e t i c r o t a ti o n s i n t h e c o a s t a l a r e a s o fEc ua do r a nd Nor t he r n Pe r u , i n : C . K i s s e l a nd C . La j , e d s . ,P a l e o m a g n e t i c R o t a t i o n s a n d C o n t i n e n t a l D e f o r m a t i o n ,K l uwe r , Ams t e r da m, p . 489 , 1989 .

8 G . B e a u fi ls , R e c h e r c h e d e c o n c e n t r a t i o n m e t a l l iq u e ss u l f u r r e s e t c a r t o g r a p h i c g r o l o g i q u e d a n s l a r r g i o n d eT a m b o G r a n d e , B R G M 0 0 7 / 7 8 , L i m a , 1 9 7 8 ( u n p u b l . ) .

9 T . Mour i e r , F . Mr ga r d , A . Pa r do a nd L . Re ye s , L ' r vo l u t i onm r s o z o 'i q u e d e s A n d e s d e H u a n c a b a m b a ( 3 o _ 8 S ) e t l ' h y -p o t h ~ s e d e l ' a c c r r t i o n d u b l o c A m o t a p e - T a h u i n , B u l l . S o c.Geol. Fr. 8, p. 69, 1988.

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11/11

POST-OL1GOCENE ROTATIONS AND TH E FOR MAT ION OF TH E HUA NCABAM BADEFLECTION 3392 8 B . I s a c k s, U p l i f t o f t h e C e n t r a l A n d e a n P l a t e a u a n d B e n d -

i n g o f t h e B o l i v i a n O r o c l i n e , J . G e o p h y s . R e s . 9 3 , 3 2 1 1 ,1988.

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3 0 H . T s u n a k a w a , H . T a n a k a , K . A r n a n o a n d M . K o n o ,

P a l e o m a g n e t i c s t u d y o f L a t e M i o c e n e a n d E a r l y P l io c e n er o c k s f r o m s o u t h e r n P e r u , C e n t r a l A n d e s , J. G e o m a g . G e o -e lec t r . 39 , p . 477 , 1987 .

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Huancabamba Deflection

Documents

e r r e

e t t e r s

v e i n d e e

v e g e n e r

t h e r i n e

e d i t e r r

v e n u e d e

e x t e n s