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Tectonic geomorphology and active faults in the Bolivian Amazon
Global and Planetary Change ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-06-17 , DOI: 10.1016/j.gloplacha.2021.103544
Umberto Lombardo , Christoph Grützner

The Bolivian Amazon foreland basin is controlled by i) the sediment input from the Andes and the topographic load; ii) the basinal uplift in the forebulge; and iii) the uplifting Fitzcarrald Arch in the north. These boundary conditions should lead to bending and active faulting of the crust. However, although the presence of active faults has been inferred from geomorphological studies, neither seismicity studies nor geodetic methods and geomorphological constraints have been successful in identifying active faults so far. Reasons for this are mainly the dense vegetation and the extremely dynamic fluvial landscape of the Bolivian Amazon. In this study we use the TanDEM-X and SRTM digital elevation models to show that there are at least five faults, several tens of kilometres long, that are active. We present offset measurements from fault scarps and combine these data with river system analyses. Our results suggest that tilting of tectonic blocks occurred in the Late Pleistocene or Holocene. The reversal of fluvial longitudinal profiles and incipient creek erosion inside paleochannels, markers of young tectonic activity, allow us to reconstruct the tilting directions. We find two orthogonal main faulting directions: WNW-ESE trending faults parallel to the Andean uplift and NNE-SSW trending faults tangent to the bulge of the uplifting Fitzcarrald Arch. Thus, our study area records the interplay between these two main drivers of crustal deformation. We show that some fault scarps were caused by large single earthquakes with magnitudes of around MW7, while others have recorded multiple strong seismic events. These magnitudes exceed by far the magnitudes known from instrumental seismicity in the last 40 years. Our results shed light on the seismic hazard of the region and highlight that catastrophic river course changes due to sudden uplift in this low-relief region are an underestimated hazard.



中文翻译:

玻利维亚亚马逊地区的构造地貌和活动断层

玻利维亚亚马逊前陆盆地受以下因素控制: i) 来自安第斯山脉的沉积物输入和地形负荷;ii) 前隆部的盆地隆起;iii) 北部令人振奋的 Fitzcarrald Arch。这些边界条件会导致地壳弯曲和活动断层。然而,尽管从地貌研究中推断出活动断层的存在,但迄今为止,地震活动性研究、大地测量方法和地貌约束都未能成功识别活动断层。其原因主要是玻利维亚亚马逊地区茂密的植被和极具活力的河流景观。在这项研究中,我们使用 TanDEM-X 和 SRTM 数字高程模型显示至少有 5 个断层,几十公里长,是活动的。我们提供断层陡坡的偏移量测量值,并将这些数据与河流系统分析相结合。我们的结果表明构造块的倾斜发生在晚更新世或全新世。古河道内河流纵向剖面的逆转和初期的小溪侵蚀,这是年轻构造活动的标志,使我们能够重建倾斜方向。我们发现了两个正交的主要断层方向:平行于安第斯隆起的 WNW-ESE 向断层和与隆起的 Fitzcarrald 拱门隆起相切的 NNE-SSW 向断层。因此,我们的研究区域记录了地壳变形的这两个主要驱动因素之间的相互作用。我们表明,一些断层崖是由大约 M 级的大型单次地震引起的。我们的结果表明构造块的倾斜发生在晚更新世或全新世。古河道内河流纵向剖面的逆转和初期的小溪侵蚀,这是年轻构造活动的标志,使我们能够重建倾斜方向。我们发现了两个正交的主要断层方向:平行于安第斯隆起的 WNW-ESE 向断层和与隆起的 Fitzcarrald 拱门隆起相切的 NNE-SSW 向断层。因此,我们的研究区域记录了地壳变形的这两个主要驱动因素之间的相互作用。我们表明,一些断层崖是由大约 M 级的大型单次地震引起的。我们的结果表明构造块的倾斜发生在晚更新世或全新世。古河道内河流纵向剖面的逆转和初期的小溪侵蚀,这是年轻构造活动的标志,使我们能够重建倾斜方向。我们发现了两个正交的主要断层方向:平行于安第斯隆起的 WNW-ESE 向断层和与隆起的 Fitzcarrald 拱门隆起相切的 NNE-SSW 向断层。因此,我们的研究区域记录了地壳变形的这两个主要驱动因素之间的相互作用。我们表明,一些断层崖是由大约 M 级的大型单次地震引起的。允许我们重建倾斜方向。我们发现了两个正交的主要断层方向:平行于安第斯隆起的 WNW-ESE 向断层和与隆起的 Fitzcarrald 拱门隆起相切的 NNE-SSW 向断层。因此,我们的研究区域记录了地壳变形的这两个主要驱动因素之间的相互作用。我们表明,一些断层崖是由大约 M 级的大型单次地震引起的。允许我们重建倾斜方向。我们发现了两个正交的主要断层方向:平行于安第斯隆起的 WNW-ESE 向断层和与隆起的 Fitzcarrald 拱门隆起相切的 NNE-SSW 向断层。因此,我们的研究区域记录了地壳变形的这两个主要驱动因素之间的相互作用。我们表明,一些断层崖是由大约 M 级的大型单次地震引起的。W 7,而其他人则记录了多次强地震事件。这些震级远远超过了过去 40 年来从仪器地震活动中已知的震级。我们的研究结果揭示了该地区的地震危险,并强调了由于这个低地势地区突然抬升而导致的灾难性河道变化是一种被低估的危险。

更新日期:2021-06-21
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