TTE148

CONTROL ESTRUCTURAL EN LA GENERACIÓN DE REMOCIONES EN MASA EN EL SECTOR DE CURARREHUE EN LOS ANDES DEL SUR, REGIÓN DE LA ARAUCANÍA

Trabajo de Título para Optar al Título de Geólogo

ESTEBAN EDUARDO PRIETO SANTIBÁÑEZ

“Trabajo financiado bajo el Proyecto FONDECYT 3200387”

Temuco, 2022

Control estructural en la generación de caída de rocas…

Comisión Examinadora

Este Examen de Título ha sido realizado en el Departamento de Obras Civiles y Geología de la Facultad de Ingeniería

MINISTRO DE FE

Dra. Inés María Rodríguez Araneda

Geóloga

Departamento de Ingeniería en Obras Civiles

Universidad Católica de Temuco

PROFESOR GUÍA

Dr. Daniel Arturo Basualto Alarcón

Geólogo

Departamento de Ingeniería en Obras Civiles

Universidad de la Frontera

PROFESORA CO-GUÍA

Dra. Elisa Leonor Ramírez Sánchez

Geóloga

Departamento de Obras Civiles y Geología

Universidad Católica de Temuco

PROFESOR INFORMANTE

Dr. Ivo Janos Fustos Toribio

Geofísico

Departamento de Ingeniería en Obras Civiles

Universidad de la Frontera

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

Dedicatoria

Quiero dedicar esta tesis en primer lugar a mi familia, partiendo por mi abuela Teresa,

mi “nani”, siempre ha estado ahí cuando más lo he necesitado y siempre me ha apoyado y

gracias a ella nunca me ha faltado nada en esta vida. A mi papá Fernando, gracias por la

preocupación, el cariño y el apoyo constante, por siempre estar preocupado de lo que necesito.

A mi mamá Paola, quien pese a todo me ha apoyado y se preocupa de que esté bien. A mis

tíos Lorena y Gonzalo, quienes siempre me han apoyado en todo lo que he necesitado, nunca

me han dicho que no a algo por muy loco que sea, siempre me han demostrado su cariño,

apoyo, afecto y siempre han dado todo de ustedes cuando lo he necesitado. A mi hermano

Nicolás y a mi prima hermana Isidora, los pequeños de la familia, los quiero mucho y espero

poder siempre ayudarlos en todo lo que se les venga, sé que serán capaces de grandes cosas

y el mundo les quedará pequeño. También le dedico esto a mi tío Nibaldo, mi abuelo Eduardo,

mi tio Erwin. El apoyo de todos ustedes como familia ha sido muy importante para mí, les

agradezco y les doy mi más sincero agradecimiento por el apoyo y energía que me han dado.

De igual manera quiero dedicar este trabajo a quien ha sido mi pilar durante todos

estos años, mi mayor apoyo y fuerza, quien cuando lo veía todo negro me daba la paz y

tranquilidad para ver lo bueno y seguir adelante, quien ha estado en mis peores y mejores

momentos y ha sido parte fundamental de mi vida personal y universitaria. Mi más sincero y

mayor agradecimiento va para ti Catalina, gracias por todo lo que me has apoyado y querido,

espero poder lograr agradecerte por todo en esta vida, gracias a ti esto ha sido posible. Y

también gracias a tu familia, sobre todo a tu madre, la “tia Patty”, a la Pia, la Emmita, la wely

y el tatita, Gaby y Beño, siempre estaré agradecido el cariño que me entregan y por tratarme

como uno más de su familia.

Por último, a mis mayores amigos en estos años: Kco, Amantu, Roberto, Pedro, Pepe,

Kintul, Marcelo, Superman, Peyo, Pato, Alvaro, Cocas, Don Claudio, Mulchen, Dilan, Mario,

Pelao, Nadia, Cuático, Gerson, Dani. Todos los momentos vividos, el apoyo, el ocio, los loles,

la luchita y las cervezas compartidas nunca se me olvidarán, gracias por su amistad, apoyo y

aliento.

塵も積もれば山となる 。

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

Agradecimientos

Quiero partir agradeciendo el apoyo financiero del proyecto FONDECYT 3200387

por el aporte durante las campañas de terreno. De la misma forma agradecer tanto a la

Universidad de la Frontera como a la Universidad Católica de Temuco por la facilitación de

equipos y sus instalaciones sobre todo durante los tiempos de pandemia. Quisiera agradecer

también al Grupo GeoAraucanía, una comunidad universitaria formada por la Facultad de

Ingeniería de la Universidad de la Frontera (UFRO), la Facultad de Ingeniería de la

Universidad Católica de Temuco (UCT) y la Facultad de Ciencias, Ingeniería y Tecnología

de la Universidad Mayor, compuesta por profesionales ligados al mundo de las geociencias,

cuyo objetivo es desarrollar y potencias líneas de investigación sustentables vinculadas con

el territorio y sus comunidades.

Quiero agradecer a mis profesores guías, profesor Dr. Daniel Basualto por su

motivación y constante apoyo al desarrollo de mi trabajo, por dedicar parte de su tiempo de

manera constante para ayudarme a avanzar de gran manera con mi trabajo de título. Al

profesor Dr. Ivo Fustos por acogerme como tesista y buscarme un tema apenas se lo pedí,

además de orientarme en el desarrollo del trabajo para ser un mejor profesional. A la

profesora Dra. Elisa Ramírez, por apoyarme durante todo este tiempo para lograr terminar

mi tesis, dándome sus consejos, orientaciones y sugerencias siempre que se las pedía.

Agradezco de manera especial a Claudia Kunstmann y Nataly Manque por compartir

parte de sus datos de trabajo y darse el tiempo de realizar charlas para ayudarme a,

procesarlos y trabajarlos. Así mismo, agradezco a la Dra. Karina Godoy de la UFRO y al Dr.

Hector Pesenti por los trabajos de laboratorio realizados a mis muestras. Agradezco también

a todos quienes me acompañaron en las distintas campañas de terreno, cargando muestras,

manejando, ayudándome a obtener resultados y discusiones: Catalina Figueroa, Amantu

Jullian, Belén Jara, Gonzalo Maragaño, Alvaro Bravo, Daniela Ledezma, Daniel Vasquez,

Pablo Villa, Daniel Scherer. A todos ustedes, mis más sinceros agradecimientos por su apoyo,

seriedad y dedicación al ayudarme con este trabajo. Por último, agradecer a mis profesores

que me formaron durante mi paso por la UCT, en especial a la Profe Elisa, Profe Claudio,

Profe Haroldo, Profe Farias, Ramiro, Rodrigo Moreira, Profe Ivo y Profe Daniel. Muchas

gracias por todo lo enseñado, todos los consejos y todas las exigencias para mejorar y ser un

gran profesional.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

INDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN.......................................................................................... 15

1.1. MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO ................................................................ 15

1.2. OBJETIVOS ............................................................................................... 17

1.3. HIPÓTESIS DE TRABAJO ....................................................................... 17

1.4. ZONA DE ESTUDIO ................................................................................. 18

1.5. ESTADO DEL ARTE ................................................................................ 19

2. MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 22

2.1. REMOCIONES EN MASA (REM) ........................................................... 22

2.1.1. Caída de Rocas .................................................................................................... 22

2.1.2. Avalancha de Rocas ............................................................................................ 23

2.1.3. Flujo de detritos o flujo hiperconcentrado .......................................................... 23

2.2. GEOMETRÍA Y CINEMÁTICA DE FALLAS ........................................ 24

2.3. ASOCIACIONES DE ALTERACIÓN HIDROTERMAL ........................... 26

2.4. MINERALES DE ARCILLA ..................................................................... 28

2.4.1. ESTRUCTURA DE LOS MINERALES DE ARCILLA ............................................... 28

2.4.2. MINERALES DE ARCILLA MÁS COMUNES ........................................................... 31

2.4.3. DIFRACCIÓN DE RAYOS X........................................................................................ 35

3. MARCO GEOTECTÓNICO................................................................................ 36

3.1. MARCO GEOLÓGICO ............................................................................... 36

3.1.1. CRETÁCICO .................................................................................................................. 36

3.1.2. PALEOCENO ................................................................................................................. 37

3.1.3. OLIGOCENO – MIOCENO ........................................................................................... 37

3.1.4. PLIOCENO ..................................................................................................................... 38

3.1.5. PLIOCENO – PLEISTOCENO ...................................................................................... 38

3.1.6. PLEISTOCENO SUPERIOR – HOLOCENO................................................................ 38

3.2. MARCO ESTRUCTURAL .......................................................................... 39

3.2.1. SISTEMA DE FALLA LIQUIÑE OFQUI ..................................................................... 39

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

3.2.2. FALLAS TRANSVERSALES ANDINAS (ATF) ......................................................... 42

4. METODOLOGÍA ................................................................................................. 44

4.1. EVALUACIÓN LITOLÓGICA ................................................................... 44

4.1.1. TRABAJO LITOLÓGICO EN TERRENO .................................................................... 44

4.1.2. MUESTREO ................................................................................................................... 44

4.1.3. CORTES TRANSPARENTES DE LÁMINA DELGADA............................................ 45

4.1.4. DIFRACCIÓN DE RAYOS X (XRD)............................................................................ 46

4.1.5. SEM – EDX .................................................................................................................... 48

4.1.6. RECLASIFICACIÓN DE REMOCIONES EN MASA ................................................. 48

4.2. EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ............................................................... 49

4.2.1. TRABAJO ESTRUCTURAL EN TERRENO................................................................ 49

4.2.2. PENDIENTE ................................................................................................................... 50

4.2.3. FALLAS Y LINEAMIENTOS ....................................................................................... 52

4.2.4. ANÁLISIS CINEMÁTICO............................................................................................. 54

4.2.5. ANÁLISIS DINÁMICO ................................................................................................. 54

4.3. RELACIÓN ENTRE EL CONTROL LITOLÓGICO Y ESTRUCTURAL.55

5. RESULTADOS .................................................................................................... 56

5.1. EVALUACIÓN LITOLÓGICA .................................................................... 58

5.1.1. REMOCIONES EN MASA ............................................................................................ 58

5.1.2. DEFINICIÓN DE LOS SITIOS DE INTERÉS .............................................................. 59

5.1.3. AFLORAMIENTOS ....................................................................................................... 61

5.1.4. MINERALOGÍA ÓPTICA ............................................................................................. 65

5.1.5. XRD Y SEM-EDX.......................................................................................................... 70

5.2. EVALUACIÓN ESTRUCTURAL ............................................................... 75

5.2.1. FALLAS Y LINEAMIENTOS ....................................................................................... 75

5.2.2. FALLAS Y REMOCIONES EN MASA ........................................................................ 77

5.2.3. ESTEREOGRAMAS ...................................................................................................... 78

5.2.4. DATOS CINEMÁTICOS Y DINÁMICOS DE FALLAS CON INDICADORES CINEMÁTICOS........................................................................................................................ 82

5.3. RELACIÓN ENTRE EL CONTROL LITOLÓGICO Y ESTRUCTURAL.83

6. DISCUSIONES .............................................................................................. 86

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

6.1. ANÁLISIS LITOLÓGICO ......................................................................... 86

6.2. ANÁLISIS ESTRUCTURAL..................................................................... 88

6.3. ANÁLISIS DE LA RELACIÓN LITOLÓGICO - ESTRUCTURAL .......94

7. CONCLUSIONES.......................................................................................... 97

7.1. RECOMENDACIONES............................................................................. 99

8. REFERENCIAS ........................................................................................... 100

9. ANEXOS ...................................................................................................... 115

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de ubicación de la zona de estudio delimitada por polígono amarillo

(elaboración propia) y mapa de ubicación de Curarrehue en la región de la Araucanía

(modificado de PLADECO, 2018). ...................................................................................... 19

Figura 2. Esquema de una caída de rocas. Modificado de Hungr et al ., 2013. ....... 22

Figura 3. Ejemplo de avalancha de roca. Extraído de Hungr et al., 2013. .............. 23

Figura 4. Ejemplo y esquema de flujo hiperconcentrado. ....................................... 24

Figura 5. Descripción geométrica de una falla simplificada. Extraído de Iturrieta

(2017) ................................................................................................................................... 24

Figura 6. Tipos de fallas, en donde flechas indican sentido de movimiento.

Modificado de Iturrieta, 2017. .............................................................................................. 25

Figura 7. Asociaciones de minerales de alteración típicas en alteraciones

hidrotermales (Corbett y Leach, 1997)................................................................................. 27

Figura 8. Diagrama esquemático del tetraedro y octaedro, con sus correspondientes

laminas tetaédricas, dioctaédricas y trioctaédricas. Extraído de Hillier (1978). .................. 29

Figura 9. Clasificación de algunos minerales de arcilla filosilicatados basados en su

tipo de capa, su carga de capa, y el tipo de lámina octahedral (di: dioctahedral; tri:

trioctaedral). Extraído de Hillier, 1978................................................................................. 30

Figura 10. Vista clinográfica esquemática de la estructura de la caolinita, mostrando

dos capas 1:1. Los átomos de hidrógeno corresponden a los círculos blancos y el enlace de

hidrógeno se indica con las líneas sólidas más largas hacia los átomos de oxígeno de la capa

adyacente. Extraído de Middleton et al ., 2003. .................................................................... 31

Figura 11. Estructura de la paligorskita, proyectada sobre el plano (001). Extraído de

Besoain, 1985. ...................................................................................................................... 32

Figura 12. Diagrama esquemático de la estructura interna de la montmorillonita.

Extraído de Lvov et al ., 2016. .............................................................................................. 33

Figura 13. Esquema estructural de la vermiculita trioctaédrica. Los cationes entre las

capas son intercambiables. Extraído de Besoain, 1985. ....................................................... 34

Figura 14. Estructura de la Sepiolita proyectada en el plano (001). Extraído de

Besoain, 1985. ...................................................................................................................... 35

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

Figura 15. Esquema geológico regional entre los 39°S-40°S que indica la traza del

Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui y la Falla Reigolil-Pirihueico. Cuadro rojo indica área de

estudio aproximada. Modificado de Lara et al ., 1997. ......................................................... 41

Figura 16. (a) Modelo digital de elevación compuesto y mapa geológico 1:1.000.000

de la Zona Volcánica de los Andes del Sur (ZVS). Mapa regional que muestra la ubicación

y extensión de la SFLO (LOFS) (líneas negras), la ATF (líneas rojas) y los principales

volcanes del Holoceno (triángulos rojos). Se muestran los mecanismos focales de los

terremotos de la corteza terrestre publicados anteriormente para el SFLO (LOFS) (negro) y

el ATF (rojo) (Barrientos & Acevedo-Aránguiz, 1992; Lange et al ., 2008; Legrand et al .,

2011). Extraído de Pérez-Flores et al ., 2016. ....................................................................... 43

Figura 17. Cortes transparentes de lámina delgada ................................................. 45

Figura 18. Horno de secado programado a 60°C y muestras llevadas a secar. ....... 46

Figura 19. A) Muestras secas posterior a las 24 hrs en el horno. B) Mortero de ágata,

usado para moler las muestras hasta formar un polvillo de la misma. C) Muestras almacenas.

.............................................................................................................................................. 47

Figura 20 . Mapa de pendientes. Elaboración propia. .............................................. 51

Figura 21 . Hillshade de la zona de estudio. Elaboración propia. ............................ 53

Figura 22. Mapa geológico y estructural de la zona de estudio realizado durante el

presente trabajo. Actualización de la geología tanto litológica como estructural del sector

Reigolil-Curarrehue-Puesco. SFLO: Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui; ZFMV: Zona de Falla

Mocha-Villarrica; FRP: Falla Reigolil-Pirihueico; FC: Falla Curarrehue; FPQ: Falla Pangui

Quinenahuin. Elaboración propia, basado y modificado de Lara y Moreno (2004), Moreno y

Lara (2008), Sánchez et al. (2013), Hernández et al ., (2014), Held et al. (2016) , Kunstmann

(2018). .................................................................................................................................. 57

Figura 23. Ubicación de las remociones en masa inventariadas en terreno. Muestras

recolectadas para análisis corresponden a (1) y (2), siendo FZ-L1 y FZ-L2, y (J) para FZ-L3.

.............................................................................................................................................. 60

Figura 24. Ubicación y caracterización de FZ-L1, FZ-L2 en el sector de Reigolil

(recuadro celeste) y FZ-L3 en el sector de Puesco (recuadro verde). .................................. 62

Figura 25. (A) Afloramiento descrito. Tonalitas (x) puestas en contacto por una de

las fallas inversas con lavas andesítico-basálticas (v) plegadas. En el sector inferior se aprecia

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

el depósito de caída de roca FZ-L1. (B) Zoom hacia salbanda de falla desde donde se

extrajeron las muestras analizadas. Falla inversa N15°E / 70°SE........................................ 63

Figura 26. Afloramiento asociado a FZ-L2. Rectángulo rojo marca la zona de

extracción de la muestra de salbanda de falla. Falla inversa N5°E / 90°. ............................ 64

Figura 27. Avalancha de rocas FZ-L3. Rectángulo rojo marca la zona de extracción

de la muestra de salbanda. .................................................................................................... 65

Figura 28. Corte transparente asociado FZ-L1. Biotita (Bt) pervasivamente alterada

y casi totalmente reemplazada por Epidota (Ep) y Clorita (Chl). Cuarzo (Qz) y Plagioclasa

(Plg) como minerales primarios, este último siendo alterado a Sericita (Ser). .................... 66

Figura 29. Corte transparente asociado a FZ-L2. Clorita (Chl) y Epidota (Ep)

completamente reemplazando a la Plagioclasa (Plg) primaria. Se aprecia una Calcita (Cc)

secundaria y una fuerte Albitización (Alb)........................................................................... 67

Figura 30. Vetillas de Clorita (Chl) y agregados de Epidota (Ep), junto con arcillas

(arc) no identificables pero que reemplazan pervasivamente, y casi de manera total, a las

Plagioclasas (Plg). ................................................................................................................ 68

Figura 31. Ejemplos de coloración verdosa de fragmentos de roca en los

afloramientos asociado a la mineralogía hidrotermal de Ep + Chl. ..................................... 69

Figura 32. Diagrama XRD de la muestra FZ-L1. ..................................................... 71

Figura 33. Diagrama XRD de la muestra FZ-L2 ...................................................... 71

Figura 34 . Diagrama XRD de la muestra FZ-L3 ..................................................... 72

Figura 35. Mapa de fallas elaborado con el trabajo conjunto de terreno, softwares y

bibliografía. SFLO: Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui; ZFMV: Zona de Falla Mocha

Villarrica; FRP: Falla Reigolil-Pirihueico; FC: Falla Curarrehue; FPQ: Falla Pangui

Quinenahuín ......................................................................................................................... 76

Figura 36. Mapa de fallas y remociones en masa.................................................... 78

Figura 37. Mapa de proyecciones estereográficas para las 166 fallas, analizadas

mediante el uso de Faultkin. ................................................................................................. 80

Figura 38. Mapa de proyecciones estereográficas para fallas con presencia de

indicadores cinemáticos, analizadas mediante el uso de Faultkin. N = 38........................... 81

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

Figura 39. (A) Estereogramas de planos de falla con indicadores cinemáticos (n =

38). (B) Distribución de ejes P & T. (C) Diagrama de estados de esfuerzos regional para σ1

y σ3. (D) Soluciones de strain / stress para diagrama de esfuerzos regional....................... 83

Figura 40. A) Resultados dinámicos y estructurales (stress / strain) de los planos de

falla del sector de Curarrehue (n=38) presentados en este trabajo B) Comparación con los

resultados extraídos de Pérez-Flores et al., 2016 para los sectores “Las Raíces” (n=36) y “La s

Ánimas” (n=36). ................................................................................................................... 91

Figura 41. Diagrama esquemático que muestra la convergencia oblicua a 38°S y el

análisis de partición de la deformación con la orientación de los ejes de acortamiento máximo

propuestos para el antearco, y la dirección σ1 calculada para la región intra -arco y el campo

de tensión local calculado para cada sitio estructural (R: Ralco, L: Lolco, T: Troyo, LP: La

Poza, LM: Las Mentas, LR: Las Raíces , LA: Las Animas ). Extraído de Pérez-Flores et al .,

2016. ..................................................................................................................................... 92

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Resumen de la nueva versión propuesta del sistema de clasificación de

Varnes. Basado en Hungr et al., 2013. ................................................................................. 49

Tabla 2. Tabla de rango de pendientes para el área de estudio................................ 50 Tabla 3. Área en m 2 de las reclasificaciones según Hungr et al., (2013) de las

remociones en masa inventariadas. Total de n = 49 REM trabajadas y reclasificadas. ....... 58

Tabla 4. Caracterización de las remociones en masa seleccionadas para extraer

muestra para realizar los análisis de laboratorio................................................................... 61

Tabla 5. Resumen de mineralogía óptica descrita ................................................... 65

Tabla 6. Mineralogía presente en el análisis XRD de la muestra FZ-L1. En amarillo

se presenta la mineralogía de arcilla..................................................................................... 72

Tabla 7. Mineralogía presente en el análisis XRD de la muestra FZ-L2. En amarillo

se presenta la mineralogía de arcilla..................................................................................... 73

Tabla 8. Mineralogía presente en el análisis XRD de la muestra FZ-L3. En amarillo

se presenta la mineralogía de arcilla..................................................................................... 73

Tabla 9. Composición química obtenida mediante SEM-EDX. .............................. 74

Tabla 10. Tabla resumen de resultados litológico y estructurales para FZ-L1, FZ-L2

y FZ-l3. ................................................................................................................................. 84

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1 . Pauta descripción muestra FZ-L1 ........................................................... 115

Anexo 2. Pauta descripción muestra FZ-L2. .......................................................... 118

Anexo 3. Pauta descripción muestra FZ-L3. .......................................................... 122

Anexo 4. Datos tabulados de planos de falla sin indicadores analizados mediante

Faultkin para mediciones.................................................................................................... 126

Anexo 5. Datos tabulados de planos de falla con indicadores analizados mediante

MIM para mediciones......................................................................................................... 127

Anexo 6. Tabla de precipitaciones mensuales (mm) de la estación climatológica

Curarrehue entre los años 1990 a 2020. ............................................................................. 128

Anexo 7. Tabla de precipitaciones mensuales (mm) de la estación climatológica

Puesco entre los años 1990 a 2020. .................................................................................... 129

Anexo 8. Tabla promedio de precipitaciones por estaciones del año para la estación

climatológica Curarrehue y la estación climatológica Puesco. Verano: Diciembre, enero y

febrero. Otoño: Marzo, abril y mayo. Invierno: Junio, julio y agosto. Primavera: Septiembre,

octubre y noviembre. .......................................................................................................... 130

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

RESUMEN

El presente trabajo se desarrolló en la comuna de Curarrehue, Región de la Araucanía,

en donde se analizaron los procesos de remociones en masa del sector buscando dar una

posible respuesta a los mecanismos de control y propagación de estos. Se analizó el vínculo

y relación que existe entre las remociones en masa, la litología y las fallas activas del intra

arco en el sector, realizando un mapeo y reclasificación de las remociones trabajadas, en

conjunto con un análisis de la cinemática de las fallas activas dentro del área de estudio para

obtener los campos de deformación y estrés que las gobiernan, en donde los resultados nos

señalan que todas las remociones en masa del sector están relacionadas a fallas activas, las

cuales además se intersectan dentro del sector estudiado, sugiriendo puntos de debilitad

estructural. El control litológico fue enfocado en el análisis de la mineralogía hidrotermal y

la mineralogía arcillosa en la salbanda de los planos de fallas activas asociados a las

remociones seleccionadas, evidenciando una asociación hidrotermal Chl + Ep ± Cc ± Alb ±

Ser y mineralogía arcillosa, la cual es importante de considerar debido a las variaciones de

presión de los fluidos producto de las propiedades expansivas de las arcillas ante eventos de

lluvias, particularmente considerable en eventos de lluvias extremas. Los resultados

permitieron finalmente sugerir una relación entre el control litológico y estructural con el

desarrollo y propagación de remociones en masa en el área de estudio, condicionado

principalmente por las fallas activas, el grado de alteración y el contenido arcilloso del

macizo rocoso.

Palabras claves: Remociones en masa, litología, fallas, fallas activas, deformación, estrés,

hidrotermal, salbanda, arcilla, lluvias.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

ABSTRACT

The present work was developed in the commune of Curarrehue, Araucania Region,

where the processes of landslides in the sector were analyzed looking for a possible answer

to the control mechanism and propagation of those processes. We analyzed the link and

relationship between the landslides, the lithology and the intra-arc active faults in the study

area, making a mapping and reclassification of the landslides worked, in conjunction with an

analysis of the kinematics of the active faults within the study area to obtain the deformation

and stress fields that govern them, where the results indicate that all landslides in the area are

related to active faults, which also are intersected within the studied location, suggesting

structural weakness points. The lithological control was focused on the analysis of the

hydrothermal mineralogy and clay mineralogy in the gouge of the active fault planes

associated to the selected landslides, evidencing a hydrothermal association Chl + Ep ± Cc ±

Alb ± Ser and clay mineralogy, which is important to consider due to the variations in fluid

pressure resulting from the expansive properties of the clays in rainfall events, particularly

considerable in extreme rainfall events. The results finally allowed to suggested a relationship

between lithological and structural control with the development and propagation of

landslides in the study area, mainly conditioned by active faults, the degree of alteration and

the clay content of the rock mass. The results suggested a relationship between the

lithological and structural control with the development and propagation of landslides in the

study area, mainly conditioned by active faults, the degree of alteration and the clay content

of the rock massif.

Key words: Landslides, lithology, faults, active faults, deformation, stress, hydrothermal,

gouge, clay, rainfall.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

1. INTRODUCCIÓN

1.1. MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO

Un tema de gran auge en el desarrollo de la geología actualmente corresponde al

estudio de las remociones en masa (REM), cuya propagación puede constituir un peligro si

estos eventos se encuentran en zonas cercanas a áreas urbanas. En la actualidad, variados

autores han estudiado diversos procesos de remociones en masa y los han clasificado según

distintos criterios ( i.e. Náquira, 2009; Hungr et al ., 2013; Molina, 2016), otorgando un gran

material para estudiarlos y analizarlos. Junto con esto, distintos trabajos hablan acerca de los

factores que pueden gatillar y/o promover el desarrollo de una REM, incorporando factores

tanto hidrometeorológicos (Fustos et al ., 2020), tectónicos ( i.e. Escobar, 2013; Farías, 2017),

topográficos (Sassa et al ., 2007), litológicos asociados a la mineralogía arcillosa (Scott et al .,

1994; Guo and Morgan 2004; Schleicher et al ., 2006) y estructurales (Xu et al ., 2013; Fenton

et al ., 2018). Pese a lo anterior, la ocurrencia de remociones en el dominio intra-arco aun es

poco conocida, y los principales factores que controlan los diferentes tipos de deslizamientos

todavía no están del todo claros.

La comuna de Curarrehue, en la región de la Araucanía, no está exenta de procesos

de REM, ya que tiene una gran ocurrencia de estos eventos en los sectores cordilleranos de

la comuna, la mayoría de ellos observables a orilla de camino. Aun así, muy pocas REM han

sido documentadas por entidades oficiales, por lo que pocos estudios han sido realizados, al

menos dentro del área de estudio, que se centren en caídas y desprendimientos de roca o

eventos de remoción en masa de manera general, y mucho menos aún que analicen cuales

son los factores que más influencian en la ocurrencia de estos eventos. Más aún, el registro

de eventos de REM en el área de Curarrehue solo incluye un evento asociado a un flujo de

detritos, ocurrido el 28 de mayo de 2005, el cual fue documentado por Moreno (2005), pese

a que en la localidad diversos autores describen un control estructural activo importante en

el sector asociado a fallas de carácter activo ( i.e . Hernández et al ., 2014, Pérez-Flores et al .,

2016; Maldonado et al ., 2021), lo que debería relacionarse con un mayor número de eventos

de remoción en masa. Variados estudios han asociado los movimientos sísmicos producto de

la activación de Sistemas de Falla de nivel regional con la generación de REM a lo largo de

15

Control estructural en la generación de caída de rocas…

la extensión del mismo, como por ejemplo lo son los trabajos de Náquira (2019) en

Hornopirén y Serey (2019) en Aysén, lo cual es importante considerar ya que el sector de

estudio se ubica inserto en la traza del Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui, el cual podría estar

en gran parte influenciando las REM del área de estudio.

Los pocos trabajos asociados a REM dentro del área de estudio mencionan que el

factor hidrometeorológico, asociado principalmente a periodos de lluvias intensas, tiene una

incidencia directa en la generación de estos eventos. Sumado a lo anterior, en los periodos de

invierno se tienen reportes en diarios realizados digitalmente en las plataformas oficiales por

la ex “Oficina Nacional de Emergencia” (ONEMI ), denominada actualmente como “S istema

Nacional de Prevención y Respuesta ante Desastres” (S INAPRED), sobre caídas de roca en

el sector de Curarrehue y sus alrededores, como por ejemplo el reporte de Reyes y Jara (2021),

en el portal online de Biobío Chile (https://www.biobiochile.cl/noticias/nacional/region-de

los-rios/2021/05/31/onemi-llama-a-evacuar-sector-nisoleufu-en-region-de-los-rios-por

peligro-de-remocion-de-masa.shtml), para el sector de Ñisoleufu. Por lo mismo, es

importante comprender las características que favorecen la generación de REM en un sector

tan estructuralmente activo y propenso a eventos climatológicos intensos.

Es por todo lo anterior que se surge la necesidad de buscar una relación entre el

control litológico, estructural, así como su trabajo en conjunto estarían controlando la

generación y propagación de los eventos de remoción, realizando un análisis en profundidad

para intentar conocer los tipos de REM, sus volúmenes involucrados y el alcance que puede

tener este tipo de fenómenos en la zona de estudio, para poder conectar su ocurrencia con lo

estructural y lo litológico, considerando además que, al menos dentro del área de estudio no

existen descripciones de las propiedades de los minerales de arcilla y de la relación

geológica/estructural que las vinculen con la actividad de las remociones en masa.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Objetivo General

Evaluar el impacto de las fallas asociadas al intra-arco en la generación de remociones

en masa para los Andes del Sur, Chile (39° 21’S, 71° 34’W) .

1.2.2. Objetivos específicos

• Identificar los grupos litológicos, alteraciones y salbandas asociadas a las fallas

activas.

• Evaluar la relación entre la dinámica/cinemática del Sistema de Falla Liquiñe

Ofqui y las Fallas Tranversales Andinas para identificar los esfuerzos regionales

que controlan las deformaciones en la zona de estudio.

• Analizar la relación entre el control litológico y estructural con los procesos que

gatillan las remociones en masa.

1.3. HIPÓTESIS DE TRABAJO

El control estructural del sector de Curarrehue, asociado al Sistema de Falla Liquiñe

Ofqui y las Fallas Transversales Andinas, en conjunto con las características geológicas,

como lo son la alteración hidrotermal y la mineralogía arcillosa, tienen una influencia directa

en los procesos de generación y propagación de remociones en masa en la zona.

Contrahipótesis: La relación entre el control estructural y el control litológico del

sector no tendría implicancias importantes en la generación y propagación de las

remociones en masa de la zona, por lo que la presencia o ausencia de uno de estos

controles no tendría una implicancia importante a considerar.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

1.4. ZONA DE ESTUDIO

La zona de estudio está ubicada dentro del sector Cordillerano de la Región de la

Araucanía en los alrededores del área de Curarrehue (39°21’S y 71°35’W), a pocos

kilómetros del límite oriental de la frontera con Argentina, abarcando las comunas de

Curarrehue, Reigolil y Puesco Bajo (Figura 1). Aproximadamente a 18 kms al NE del Volcán

Quetrupillán se encuentra la ciudad de Curarrehue, dentro del margen occidental del angosto

valle glacial del río Trancura, cercano a la confluencia con el río Maichín, estando emplazada

sobre dos conos aluviales, el más septentrional alimentado por el estero Pulomo o Pulongo,

que drena el flanco norte y nororiental del cerro homónimo de 1.109 m.s.n.m. (Moreno,

2005).

El área de estudio se presenta altamente fracturada, definiendo fallas, tanto activas y

heredadas, como lo son el Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui (SFLO), la falla Reigolil

Pirihueico (FRP), la Zona de Falla Mocha-Villarrica (ZFMV) y Fallas Transversales Andinas

(ATF, por su acrónimo en inglés) ( i.e. Hernández et al ., 2014; Pérez-Flores et al ., 2016,

Sielfeld et al ., 2019). Las orientaciones preferenciales corresponden a direcciones NNE y

NW, asociado a los sistemas de falla SFLO y ATF respectivamente. Los depósitos

Cuaternarios que predominan en el área son de tipo coluvial, aluvial y de remoción en masa

(Moreno y Lara, 2008), los que a su vez presentan una alta inestabilidad y evidencias actuales

de desprendimientos, sumado a una fuerte alteración de tipo hidrotermal de carácter regional,

que en el área de estudio se pueden observar cómo masas de roca heterogéneas de volumen

variado y coloración verdosa. En el sector predominan parte de los productos volcánicos

lávicos asociados a las erupciones de los volcanes Villarrica, Quetrupillán y Lanín,

correspondiente a lavas basálticas a dacíticas, siendo las lavas más silíceas las asociadas al

volcán Quetrupillán (Moreno y Clavero, 2006; Moreno y Lara, 2008).

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

Figura 1. Mapa de ubicación de la zona de estudio delimitada por polígono amarillo (elaboración propia) y

mapa de ubicación de Curarrehue en la región de la Araucanía (modificado de PLADECO, 2018).

1.5. ESTADO DEL ARTE

La comuna de Curarrehue se ubica en el margen occidental del valle glacial del río

Trancura, el cual se orienta en dirección S-N a lo largo de la falla Reigolil-Pirihueico (Lara

et al. , 2004). La zona se encuentra afectada a su vez por subproductos del SFLO en sentido

NE, y fallas cubiertas asociadas a las ATF en sentido NW (Pérez-Flores et al ., 2016;

Sepúlveda et al. , 2017; Peña, 2019). Un reporte de las fallas existentes a escala 1:25.000 en

la región de la Araucanía fue realizado por Maldonado et al . (2021), en donde ubican estas

fallas NE y NW dentro del área de estudio. Además, Hernández et al ., (2014) realizaron un

mapeo aún más detallado de las fallas ubicadas desde el volcán Llaima hasta el volcán

Osorno, en donde las mayores estructuras que fueron mapeadas corresponden a las fallas

asociadas al SFLO y a la ZFMV, esta última de orientación NW, la que alinea los volcanes

Villarrica, Quetrupillán y Lanín, estando asociada a las fallas ATF. Ambos sistemas

estructurales han sido reportados por diversos autores como sistemas activos de larga vida o

reactivados, de nivel regional. En el área de estudio, trabajos estructurales a gran escala

corresponden, por ejemplo, a los realizados por Hernández et al. , (2014), Pérez-Flores et al .,

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

(2016) y Kunstmann (2018), quienes trabajan con datos estructurales de las fallas para

analizar su comportamiento dinámico y cinemático, indicando principalmente datos

estructurales heterogéneos en el sector, asociándolos a distintas orientaciones preferenciales

de movimientos.

En cuanto a las remociones en masa, de manera oficial SERNAGEOMIN solo tiene

catastrado el flujo de detritos de Curarrehue de mayo de 2005, cuyo origen de este evento se

asoció a eventos meteorológicos considerables, por sobre 100 mm seguidos en las 24 hrs

previas, sin embargo, en ese año no existía estación de monitoreo meteorológico en la

comuna de Curarrehue (Moreno, 2005). Pese a lo anterior, y como se mencionó previamente,

eventos de caídas de roca no están catastrados o descritos de manera profunda. Moreno y

Lara (2008) y Kunstmann (2018) señalan que en las áreas alrededor de Curarrehue existen

depósitos Cuaternarios de tipo fluvial, aluvial y coluvial, en conjunto con depósitos de

remociones en masa, en donde mencionan que estos dos últimos tienen eventos de caídas de

roca asociados. Moreno y Lara (2008) mencionan que las remociones en masa son procesos

frecuentes en las paredes escarpadas de los valles de los ríos Trancura, Maichín y Palguín,

siendo los más comunes las caídas de roca, los deslizamientos de la cubierta piroclástica en

sectores inestables, y los flujos de detritos como el descrito por Moreno (2005), quien señalo

que estos serían gatillados por la ocurrencia de lluvias torrenciales, en donde los depósitos

de alta energía asociados se acumulan a los pies de quebradas estrechas. En cuanto a los

depósitos de deslizamientos, estos son más abundantes, pero menos voluminosos, en los

valles de los ríos Palguín, Maichín y Trancura, en donde en algunos sectores llegan a alcanzar

más de 15 m de espesor, y se constituyen bloques subangulosos, densamente fracturados,

generalmente monomícticos, tanto de rocas estratificadas como de rocas graníticas

(Kunstmann, 2018).

A finales de mayo de 2021, se generaron varias remociones en masa en la zona

precordillerana (Carrasco y Ramírez, 2021), teniendo como características condicionantes

factores naturales, tales como la pendiente, la baja permeabilidad de las rocas de la ladera, la

alta carga de la vegetación, la saturación del suelo producto de la lluvia y el poco espesor de

suelo, todo esto en una zona de remociones preexistentes. Carrasco y Ramírez (2021)

definieron como factores desencadenantes de estos eventos de REM las lluvias intensas del

31 de mayo de 2021, de prácticamente 100 mm en 24 horas, acompañada de una isoterma

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

“ cero alta ” por sobre los 2.500 msnm, lo que implica que llueva sobre sectores en que

regularmente solo nieva, aumentando de manera significativa la escorrentía en las cuencas y

los caudales de los ríos y quebradas, generando una saturación de agua en los suelos. Sumado

a este evento, el 21 de agosto de 2021, en el sector alto de Curarrehue, ocurrió un evento de

acumulación de nieve el cual generó diversas remociones (Carrasco y Ramírez, 2021), las

que se reportó que mantuvieron, en conjunto con la nieve, aisladas a gran parte de las

habitantes de la zona.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

2. MARCO TEÓRICO

Al buscar relacionar los controles litológico-estructural con las REM del área de

estudio, en primer lugar, en este capítulo se definirá de manera general los conceptos y

características de las REM de interés con las que se trabajarán y estén asociadas a las

obtenidas en los resultados, con el fin de dejar de manera clara cómo se trabajó cada una

durante el desarrollo del presente trabajo. Como las REM están asociadas a zonas de

debilidad estructural, que a su vez se relacionan con zonas hidrotermales con movimiento de

fallas y una subsecuente generación de salbanda producto del movimiento y la circulación de

fluidos mineralizadores, se sugiere la presencia de arcillas asociadas a estos movimientos,

por lo cual posteriormente se definirán de manera general las mineralogías asociadas a la

alteración hidrotermal y las principales arcillas que se pueden encontrar en el análisis de

laboratorio posterior.

2.1. REMOCIONES EN MASA (REM)

2.1.1. Caída de Rocas

Las caídas de roca suelen ser de volumen limitado y generarse por desprendimiento,

caída, rodadura y rebote de rocas. Pueden producirse individualmente o en grupos, pero hay

poca interacción dinámica entre los fragmentos más móviles en movimiento, que interactúan

principalmente con el sustrato o camino (Figura 2). La deformación de los fragmentos no es

importante, aunque los fragmentos pueden romperse durante los impactos (Hungr et al.,

2013) .

Figura 2. Esquema de una caída de rocas. Modificado de Hungr et al ., 2013.

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Control estructural en la generación de caída de rocas…

2.1.2. Avalancha de Rocas

Hungr et al ., (2013) definen las avalanchas de roca en base a su movimiento

extremadamente rápido, masivo y en forma de flujo de roca fragmentada, procedente de un

gran desprendimiento o caída de rocas (Figura 3). La mayor parte de la roca de la avalancha

está seca durante el movimiento debido a que la extensa fragmentación de la masa rocosa

genera un nuevo espacio de poros muy grande que no puede ser llenado con agua durante el

corto tiempo de movimiento. Sin embargo, en muchos casos observados sobre el terreno los

restos de la avalancha de roca de roca se desplaza sobre un colchón de material saturado,

arrastrado desde de la trayectoria del flujo y licuado por la rápida carga no drenada bajo el

peso de los restos de roca (Hungr y Evans 2004b).

Figura 3. Ejemplo de avalancha de roca. Extraído de Hungr et al., 2013.

2.1.3. Flujo de detritos o flujo hiperconcentrado

Flujo muy rápido a extremadamente rápido de escombros escombros saturados en un

canal empinado (Figura 4). Fuerte arrastre de material y agua de la trayectoria del flujo. Los

flujos hiperconcentrados a menudo ocurren simultáneamente con las inundaciones. Pueden

iniciarse debido a un deslizamiento, una avalancha de escombros o un desprendimiento de

rocas desde una orilla escarpada, o por la inestabilidad espontánea del lecho del arroyo

escarpado (Sassa, 1985). La magnitud de los flujos hiperconcentrados, por lo tanto, depende

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