La franja montañosa de los Andes peruanos se caracteriza por poseer abundantes características morfológicas y estructurales que resultaron por el levantamiento tectónico iniciado en el Cretácico Tardío. En el sur de Perú, entre el Altiplano y Cordillera Oriental (Fig. 1), la estratigrafía exhibe plegamiento relacionado a fallas inversas. Los pliegues y repeticiones estratigráficas están configuradas según imbricaciones orientadas hacia el antepaís andino. Estas estructuras compresivas son especialmente visibles en la región de Cusco. Ellas se encuentran acomodadas hacia el sur de la Deflexión de Abancay, entre las latitudes 13.5°S y 14°S, viéndose como un sistema de corrimientos de primer orden (de escala kilométrica).
Uno de los mejores ejemplos de dicho sistema de corrimientos se localiza 6 km al suroeste de la ciudad de Cusco (Fig. 2), región que corresponde al área de estudio de esta publicación. Aquí, hay rocas sedimentarias Mesozoicas intensamente plegadas que sirvieron como basamento para la instauración de cuencas intramontañosas Cenozoicas (Carlotto y otros, 2010). El pliegue más representativo es el denominado “anticlinal de Puquín” de dirección N-S. La cartografía previa reporta al núcleo del anticlinal dentro de lutitas rojizas y areniscas marinas del Cretácico Superior (o Formación Puquín, Fig. 3). Este anticlinal es un pliegue apretado que infrayace en discordancia angular al relleno sedimentario fluvial de las cuencas intramontañosas. En gran parte de la región tal relleno está conformado por secuencias Eocenas de ~38 Ma y Miocenas de ~10 Ma (Carlotto, 1998).
La tectónica del anticlinal de Puquín está asociada a la deformación de las sucesiones estratigráficas que yacen por debajo de las rocas del Cretácico Superior. Por ejemplo, su deformación es una característica heredada de despegues presentes en yesos y lutitas rojizas del Cretácico Inferior (o Formación Maras, Fig. 3). Tal como se ve en las secciones estructurales presentadas en Carlotto y otros (2010), los corrimientos y niveles dúctiles desde esta parte del Altiplano hacia la Cordillera Oriental tienen una vergencia marcada hacia el noreste. Recientemente, Puma y otros (2024) presentaron tres secciones estructurales transversales al anticlinal de Puquín, en las que dicho pliegue y las deformaciones aledañas tienen una vergencia opuesta y una dirección de transporte tectónico hacia el suroeste. Un aporte del trabajo de Puma y otros (2024) es el haber presentado por primera vez cálculos de acortamiento de ~8 km vinculados a la formación del anticlinal.
Las cinemáticas de los corrimientos han sido poco caracterizadas para el sitio donde se localiza el anticlinal de Puquín. A la fecha no existe un modelo concreto que explique si la evolución tectónica del anticlinal pudo, por ejemplo, haber estado vinculada a una propagación o flexión de falla. Además, las características geométricas del anticlinal son ambiguas dentro de la literatura. Carlotto y otros (2010) hacen énfasis en presentar sistemas de fallas y pliegues imbricados hacia el noreste; mientras que Puma y otros (2024) muestran al anticlinal de Puquín con una vergencia en dirección contraria asumiendo la existencia de una propagación de falla en profundidad. Esta problemática hace que la determinación de la cinemática y dirección del transporte tectónico en el anticlinal de Puquín sean aún características pendientes por estudiar.
Objetivos y metodología
A continuación, se determina la asociación de pliegues y fallas en la región suroeste de la ciudad de Cusco, tomando como área de estudio a los alrededores donde se localiza el anticlinal de Puquín. El objetivo se llevó a cabo mediante la confección de una sección estructural de 87º de azimut, transversal al eje del anticlinal con una longitud total de 16550 m (Fig. 4). Fue necesario recurrir a la fotointerpretación de imágenes satelitales en Google Earth; sketching de afloramientos; medición de datos estructurales (orientaciones en estratos); y validación de campo de los datos estructurales provenientes de la cartografía de Carlotto y otros (2010). La sección estructural se construyó en el software QGIS, en cuyo entorno se dibujó el perfil topográfico a partir de un modelo de elevación Copernicus de 30 m de precisión (Fuente: OpenTopography) para luego proyectar cada uno de los datos estructurales de campo, fotointerpretados y validados en dirección perpendicular hacia el perfil topográfico a través de distancias menores a 2 km. Los datos estructurales proyectados fueron de utilidad para la reconstrucción geométrica de los estratos. Este proceso se hizo en un principio mediante la aplicación manual del Método Kink, cuyos resultados se mejoraron usando el mismo método automatizado en el software Move.
Resultados
La construcción de la sección estructural se derivó principalmente del reconocimiento de las relaciones de contacto entre las rocas del Cretácico Superior (Fig. 5A) y las rocas Cenozoicas (Fig. 5B).
Los datos estructurales presentan una marcada divergencia de las direcciones de buzamientos de estratos en el centro de la sección (Fig. 6), aquí, las rocas del Cretácico Superior están expuestas dentro del núcleo del anticlinal de Puquín. Ellas presentan buzamientos de ángulo alto con direcciones de buzamiento predominantes hacia el suroeste, aunque localmente existen estratos buzando en dirección contraria dentro de pliegues locales del tipo kink. En algunos niveles de lutitas rojizas marinas existen fallas inversas de ángulo bajo con vergencia hacia el suroeste, aunque, su alcance es restringido y no atraviesan a la discordancia angular de la base de las secuencias Eocenas.
En el extremo suroeste de la sección o flanco oeste del anticlinal de Puquín existe una convergencia de las direcciones de buzamientos de estratos (Fig. 6). Esta convergencia configura un sinclinal presente en los conglomerados y areniscas fluviales de dos secuencias Eocenas, una inferior y otra superior. La separación entre las secuencias Eocenas inferior y superior se observa como una concordancia en imágenes satelitales y afloramientos. Sin embargo, los datos estructurales indican la existencia de un onlap entre ambas secuencias. El engrosamiento de los conglomerados de la secuencia Eocena superior en el extremo suroeste de la sección sugiere la existencia de una discordancia progresiva de ángulo bajo inclinada hacia esa misma dirección. Por otro lado, los datos estructurales en el extremo noreste de la sección sugieren la existencia de otro sinclinal de dimensiones menores dentro del bloque techo de una falla inversa mapeada anteriormente por Carlotto y otros (2010).
La reconstrucción geométrica de los estratos sugiere que el anticlinal de Puquín es una antiforma compuesta por pliegues superpuestos y limitados por discordancias, construida desde al menos finales del Cretácico Tardío (Fig. 7). La vergencia sola del anticlinal de Puquín da cuenta de una imbricación aparentemente direccionada hacia el suroeste. Sin embargo, su eje axial y los pliegues aledaños muestran una geometría de primer orden imbricada hacia el noreste. Esta imbricación está sustentada por la erosión y disminución del espesor debido al levantamiento de las secuencias Eocenas en el centro de la sección, sitio donde las rocas del Cretácico Superior actuaron como un basamento positivo para la sedimentación fluvial eocena y formación de la discordancia progresiva en el extremo suroeste de la sección. Asimismo, el extremo noreste de la sección corresponde al bloque techo de una falla inversa mapeada por Carlotto y otros (2010). En este trabajo se interpreta a esta falla en profundidad en función de los buzamientos de los pliegues tipo kink modelados dentro del bloque techo de falla inversa, por lo que se estima una rampa de ~20° con vergencia noreste.
De acuerdo con estas características, la propuesta geométrica más coherente para determinar la asociación de pliegues y fallas en el área de estudio es mediante el modelo de flexión de falla configurado en profundidad por debajo del anticlinal de Puquín (Fig. 8).
Discusión
La metodología propuesta en este trabajo muestra la asociación de pliegues y fallas en la región suroeste de la ciudad Cusco. El anticlinal de Puquín de dirección N-S está expuesto en superficie como un basamento Mesozoico, que se halla plegado y discordante debajo de las secuencias Eocenas. La sección estructural de este trabajo muestra nuevas características estructurales que previamente habían sido pasadas por alto, proponiendo una configuración estructural más realista.
El anticlinal de Puquín es un pliegue N-S que muestra una vergencia regional hacia el noreste. Estas características difieren de Puma y otros (2024), quienes propusieron una vergencia en dirección contraria a partir de una propagación de falla hacia el suroeste. Ellos modelaron esta propagación a partir de un despegue horizontal en rocas cretácicas. El inconveniente con tal modelamiento es que el despegue fue interpretado asumiendo su ubicación a ~2000 m por debajo de la superficie topográfica actual. Los autores no mostraron evidencias para sustentar la existencia de algún nivel dúctil de ese tipo en profundidad. La vergencia noreste que se propone ahora para el anticlinal de Puquín es más conforme con los trabajos de Carlotto y otros (2010), quienes desde su tiempo ya habían establecido una imbricación predominante hacia el noreste para esta parte de la región de Cusco.
El anticlinal de Puquín no es un pliegue “simple” de estratos concordantes tal como se había establecido en trabajos previos (P. Ej. en Carlotto y otros, 2010; Puma y otros, 2024). El basamento Mesozoico y las secuencias Eocenas están separados por una discordancia angular de alto ángulo (~75º), previamente determinada por Carlotto y otros (2010). Tal discordancia es más marcada dentro del flanco este del anticlinal donde el basamento Mesozoico sostiene a las secuencias Eocenas inferior y superior. Se ha corroborado que la base de la secuencia Eocena inferior corresponde a un límite geodinámico importante, representado por conglomerados fluviales cuyo medio de depósito difiere de la sedimentación marina del basamento Mesozoico.
Las secuencias Eocenas y Miocenas datadas en 38 y 10 Ma (Carlotto, 1998) están establecidas sobre sinclinales ubicados en ambos flancos del anticlinal de Puquín. En el flanco oeste, las secuencias Eocenas inferior y superior están separadas por una discordancia progresiva de 11º de buzamiento suroeste. Los cálculos obtenidos por el Método Kink confieren a ambas secuencias ~2800 m de espesor. Mientras que, en el flanco este, las secuencias apenas alcanzan los ~700 m. En contraste con los trabajos previos, las evidencias demuestran que el anticlinal de Puquín es una antiforma compuesta por pliegues superpuestos construidos por diferentes pulsos de levantamiento ocurridos desde finales del Cretácico Tardío hasta probablemente el Mioceno.
La sección estructural de este trabajo corrobora la dirección de transporte tectónico noreste establecida por Carlotto y otros (2010) para esta región de Cusco. También precisa cómo funcionaron las cinemáticas de las estructuras en esta región. Los pliegues dentro y cerca del eje del anticlinal de Puquín se asemejan a una deformación producida por una flexión de falla inversa. La falla responsable de tal deformación se encuentra en el extremo este de la sección estructural donde Carlotto y otros (2010) e INGEMMET (2017) lograron mapearla como parte del sistema de fallas presente en la región sur de la ciudad de Cusco.
La propuesta geométrica para la falla en profundidad correspondería a una rampa (o despegue) localizada dentro de los yesos y lutitas rojizas del Cretácico Inferior (o Formación Maras). Una rampa de ~20° con vergencia noreste tiene implicaciones importantes. Difiere claramente del estilo de «propagación de falla» que Puma y otros (2024) habían establecido para el anticlinal de Puquín. En contraste, una rampa de este tipo al llevarse al escenario hipotético de balanceo difícilmente resultaría en un acortamiento de ~8 km tal como Puma y otros (2024) han propuesto con anterioridad.
En este trabajo no ha sido posible evaluar la magnitud del acortamiento ante el desconocimiento de un nivel estratigráfico horizontal que sirva para retrodeformación, aunque de haberse llevado a cabo se estimarían acortamientos mayores a 15 km en función de la flexión de falla interpretada en este trabajo. Esa es una tarea pendiente que debería ser abordada junto con el timing de la deformación. Por lo tanto, trabajos futuros deberían enfocarse en la termocronología de baja temperatura dentro del basamento Mesozoico para la determinación de pulsos de levantamiento.
Referencias
-Carlotto, V. (1998). Evolution andine et raccourcissement au niveau de Cusco (13-16°S), Perou: enregistrement sedimentaire, chronologie, contrôles paleogeographiques, evolution cinemematique: (PhD. Tesis), Universite Joseph Fourier, Grenoble, 159p.
-Carlotto, V., Cárdenas, J., & Carlier, G. (2010). Mapa geológico del cuadrángulo de Cusco (28-s). Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico del Perú. Versión digital.
-INGEMMET (2017). Mapa geológico del cuadrángulo de Tambobamba (28-r). Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico del Perú. Versión digital, revisión de mapa integrado.
-Puma-Enriquez, Y., López-Abanto, W., & Cárdenas-Roque, J. (2024). Análisis geométrico y cinemático del anticlinal Puquín, Cusco-Perú. Boletín De Geología, 46(3), 147–168. https://doi.org/10.18273/revbol.v46n3-2024006
Agradecimientos
Expreso mi profunda gratitud a los estudiantes de la Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco (UNSAAC), con quienes tuve la oportunidad de organizar y liderar varios cursos de cartografiado geológico, tanto en gabinete como en campo. Estos cursos se llevaron a cabo en distintas fechas durante los años 2023, 2024 y 2025. Gracias a ellos nació mi curiosidad por la geología de los alrededores de mi ciudad natal Cusco. Sin su paciencia y confianza, no habría sido posible adentrarme un poco más en las entrañas de la geología andina, que, de cuando en cuando, me recuerda que siempre hay algo nuevo por investigar.
Finalmente, una foto del recuerdo:
