Geomorphological evolution of the Tilcara alluvial fan (Jujuy Province, NW Argentina): Tectonic implications and palaeoenvironmental considerations

The development and evolution of the Tilcara alluvial fan, in the Quebrada de Humahuaca (Andean Eastern Cordillera, NW Argentina), has been analysed by using geomorphological mapping techniques, sedimentological characterisation of the deposits and OSL chronological methods. It is a complex segmented alluvial fan made up of five evolutionary stages (units Qf1, Qf2, Qf3, Qf4 and Qf5) developed under arid climatic environments as well as compressive tectonic conditions. Segmentation processes, including aggradation/entrenchment cycles and changes in the location of the depositional lobe, are mainly controlled by climatic and/or tectonic changes as well as channel piracy processes in the drainage system. Alluvial fan deposits include debris flows, sheet flows and braided channel facies associated with high water discharge events in an arid environment. The best mean OSL age estimated for stage Qf2 is 84.5 ± 7 ka BP. In addition, a thrust fault affecting these deposits has been recognized and, as a consequence, the compressive tectonics must date from the Upper Pleistocene in this area of the Andean Eastern Cordillera.

ResumenSe han utilizado técnicas geomorfológicas (cartografía), sedimentológicas (análisis de facies) y cronológicas (dataciones de OSL) para analizar la evolución del abanico aluvial de Tilcara, en la Quebrada de Humahuaca (Cordillera Oriental Andina, NO Argentina). Se trata de un abanico complejo segmentado, en el que se han diferenciado cinco etapas constructivas (Qf1, Qf2, Qf3, Qf4 y Qf5) en un contexto de clima árido y de actividad tectónica compresiva. El encajamiento de las superficies de agradación y las modificaciones en la posición del lóbulo deposicional del abanico están controlados por cambios tectónicos y/o climáticos y procesos de captura en el drenaje del sistema. La etapa Qf2 tiene una edad media ponderada de 84, 5 ± 7 ka BP mediante OSL. Los depósitos incluyen facies de flujos de masas, flujos laminares y canales entrelazados acumulados en eventos de alta descarga hídrica bajo condiciones de aridez. Una falla inversa superpone el Terciario sobre estos depósitos lo que permite prolongar la tectónica compresiva hasta bien entrado el Pleistoceno superior en la Cordillera Oriental Andina.