The likely Quaternary active El Arrayán fault, Santiago, Chile

• Araya, Jose ^[1] ; De Pascale, Gregory P. ^[1] ; Mardel, Rodrigo ^[1] ; Sepúlveda, Sergio A. ^[1]
  1. [1] Universidad de Chile

     Universidad de Chile

     Santiago, Chile

     
• Localización: Andean geology: Formerly Revista geológica de Chile, ISSN-e 0718-7106, ISSN 0718-7092, Vol. 48, Nº. 3, 2021, págs. 529-545
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • La falla El Arrayán, probablemente activa durante el Cuaternario. Santiago, Chile.
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• Resumen
  • español

    Comprender la ubicación y la naturaleza de fallas corticales activas en el Cuaternario es crítico para la reducción de peligros en ambientes edificados, asociados tanto a ruptura de falla como a fuertes movimientos de tierra. Recientes trabajos enfocados en la Falla de San Ramón (FSR) demuestran que fuentes sísmicas corticales presentan importantes peligros en la región metropolitana de Santiago de Chile. En este trabajo presentamos evidencia de una segunda falla cuaternaria (Falla El Arrayán, FEA), posiblemente activa, que corre a través de la parte noreste de Santiago, en lo Barnechea. La FEA es una falla de rumbo, de al menos 13 km de largo, tiene un manteo alto (77° NNE promedio), y una orientación general ONO-ESE (~110º) que corta rocas plegadas de la Formación Abanico y depósitos cuaternarios. Secuencias de rocas de falla de ancho métrico en El Arrayán pueden ser vinculadas con morfologías tectónicas, a través de escarpes de falla, arroyos desviados, “sillas de montar”, “cerros islas”, “estanques hundidos” y valles lineales en la Dehesa, los cuales coinciden con el rumbo de las exposiciones de fallas en roca. Aunque dataciones directas no están disponibles, exposiciones de falla, vinculadas con características morfológicas y tectónicas relacionadas con fallamiento, que cortan morfologías y depósitos cuaternarios (lo que incluye remociones en masa y abanicos aluviales), proveen fuerte evidencia de que la FEA es una falla cortical cuaternaria activa y sismogénica. Planos de falla sinistrales y arroyos desviados hacia la izquierda indican una cinemática sinistral (con menor movimiento inverso del bloque norte) para la FEA. Debido a la ubicación, la geometría, la cinemática y posiblemente la actividad cuaternaria de la FEA, esta estructura puede ser interpretada como una zona de transferencia del WATS (West Andean Thrust) oblicua al arco. Si la FEA posee un comportamiento de deslizamiento friccionado tipo stick-slip, es potencialmente una importante fuente de ruptura y de fuertes movimientos de tierra, y puede ser responsable de sismos de tamaño hasta Mw 6,4, basado en leyes de escalamiento de sismos y estudios microsísmicos en Santiago y sus alrededores. La falta de criterios para no construir sobre y alrededor de fallas activas en la ley chilena, hace necesario un mapeo de fallas mejorado, como también la implementación de una legislación sobre el establecimiento de áreas de restricción para la construcción de obras civiles en zonas con fallas activas, para así reducir el riesgo en entornos edificados asociado a estructuras activas en la corteza.

  • English

    Understanding the location and nature of Quaternary active crustal faults is critical to the reduction of both fault rupture and strong ground motions hazards in built environments. Recent work along the San Ramón Fault (SRF) demonstrates that crustal seismic sources are important hazards within the Santiago Metropolitan region of Chile. In this paper, we present the evidence of a second likely Quaternary active fault (the El Arrayán Fault, EAF) that runs through the northeastern part of Santiago, in the Lo Barnechea area. The EAF is a strike-slip fault zone at least 13 km-long, has a steep dip (mean dip 77º NNE), and a WNW-ESE general trend (~110º) that cuts across folded rocks of the Abanico Formation and Quaternary deposits. Sequences of meter-wide fault rocks in El Arrayán area are coincident with the tectonic geomorphology of the EAF, with fault scarps, deflected streams, saddles, “island hills”, sag ponds and linear valleys in the La Dehesa area and coincident with fault strike from the bedrock exposures. Although direct dating is not yet available, fault exposures tied to fault-related tectonic and geomorphic features that crosscut Late-Quaternary morphologies and deposits (including hillslopes, ridges, landslides and alluvial fans), provides strong evidence that the EAF is a Quaternary active and seismogenic crustal fault. Sinistral slickensides and left-lateral deflected streams indicates a left-lateral kinematics (with slight up to the north reverse motion) for the EAF. Due to the location, geometry, kinematics and likely Quaternary activity of the EAF, this structure is interpreted as an arc-oblique transfer zone of the West Andean Thrust (WATS). If the EAF has stick-slip behaviour, it is potentially an important source of fault rupture and strong ground motions and could be responsible for earthquakes up to Mw 6.4 based on earthquake scaling laws and microseismicity observations in and around Santiago. The lack of fault zone avoidance criteria (i.e., do not build in and around active faults) in Chilean law, requires immediate enhanced fault mapping, legislation and the implementation of active fault rupture avoidance areas to reduce the risk associated with active crustal structures in the built environment.