Análisis Paleosísmico de Fallas en el Sitio de Presa San Pedro. Geo

Transcripción

APÉNDICE GEO-4
ANÁLISIS PALEOSÍSMICO DE FALLAS EN EL SITIO DE
LA PRESA SAN PEDRO, REGIÓN DE LOS RÍOS, CHILE.
GEO-HAZ 2011
INFORME PALEOSÍSMICO
(VERSIÓN ESPAÑOL)
ANÁLISIS PALEOSÍSMICO DE FALLAS
EN EL SITIO DE LA PRESA SAN PEDRO,
REGIÓN DE LOS RIOS, CHILE.
Informe Final
Presentado a AURUM-INGEROC Consultores, Santiago, CHILE.
Para Colbún S.A.
Por
GEO-HAZ Consulting, Inc. Crestone, Colorado, USA
6 de mayo de 2011
GEO-HAZ Consulting, Inc.
Tabla de Contenidos
RESUMEN EJECUTIVO .......................................................................................................................... 5
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 6
LA FALLA SALBANDA ........................................................................................................................... 7
La Falla Cartografiada en la Ribera Sur del Río San Pedro .............................................................. 7
Falla cartografiada en la ribera norte del Río San Pedro .............................................................. 11
Exposición en el sector de la casa de máquinas............................................................................ 16
CALICATAS ......................................................................................................................................... 17
La calicata Salbanda Este............................................................................................................... 18
La calicata Salbanda Oeste, Parte Norte ....................................................................................... 18
Calicata de Salbanda Este, Parte Sur ............................................................................................. 20
CONCLUSIONES – Falla Salbanda Este: ......................................................................................... 26
La calicata Salbanda Oeste ............................................................................................................ 27
CONCLUSIONES – Falla Salbanda Oeste: ....................................................................................... 33
La Calicata de Terraza Fuera del Sitio............................................................................................ 35
CONCLUSIONES – Calicata de la Terraza Fuera del Sitio: .............................................................. 37
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES ........................................................................ 38
REFERENCIAS ..................................................................................................................................... 39
Anexo 1:
Informe del Paleo Research Institute, Colorado, USA:
IDENTIFICACIÓN Y DATACIÓN CON RADIOCARBONO DE MUESTRAS DEL SITIO DE
LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE.
Listado de Figuras
Figura 1.
Una pequeña parte del Mapa 2 de Muzzio (2010), que muestra las estructuras
cartografiadas cerca del sitio de la presa.
Figura 2.
Exposiciones de esquisto fracturado y escurrido sobre la huella de construcción
ubicada al oeste de los edificios de las oficinas, en el costado sur del Río San Pedro,
aguas abajo del sitio de la presa.
Figura 3.
Registro (log) de una calicata en un deslizamiento de suelo rocoso en Utah, EEUU y
fotografía de la roca deslizada y caóticamente deformada.
2
Figura 4.
Parte del mapa geológico preliminar de INGEROC, mostrando su cartografía
(planos) de la Falla Salbanda (en forma de rayas diagonales) en la ribera norte del
Río San Pedro.
Figura 5.
Fotografías de la zona Salbanda en el área de la Salbanda Oeste.
Figura 6.
Fotografías tomada en primer plano de una banqueta en la zona Salbanda sobre
hormigón proyectado (shotcrete bench).
Figura 7.
Vista panorámica del valle de la mega-grieta y del largo corte del camino que lleva
a la Casa de Máquinas.
Figura 8.
Fotografía del corte del camino al costado oeste del camino de acceso a la Casa de
Máquinas.
Figura 9.
Grieta abierta ubicada alrededor de 50 m al sureste del edificio de oficinas de
Colbún en la terraza +70.
Figura 10.
Vistas del aluvión de grano fino en la plataforma de corte cerca del nivel del río, en
la ribera norte del Rio San Pedro.
Figura 11.
Fotografía de la Parte Norte de la Calicata Salbanda Este, mirando al sur desde el
extremo norte.
Figura 12.
Fotomosaico de la Parte Norte (desde el metro 18 al metro 40) de la calicata
Salbanda Este.
Figura 13.
Fotografía de la Parte Sur de la calicata, desde el metro 3 a la derecha hasta el
metro 14 a la extrema izquierda.
Figura 14.
Fotomosaico de la Parte Sur (desde el metro 0 hasta el metro 23) de la calicata
Salbanda Este.
Figura 15.
Registro (log) manual de la Parte Sur de la calicata Salbanda Este.
Figura 16.
Fotografía y boceto de zonas de cizalle dentro de la zona de la falla Salbanda al
fondo de la calicata Salbanda Este.
Figura 17.
Fotomosaico de la calicata Salbanda Oeste.
Figura 18.
Bocetos mostrando la orientación de la foliación en el sustrato rocoso de esquisto
y otras estructuras, según las mediciones efectuadas por Gina Muzzio, de Aurum
Consultores.
Figura 19.
Perfil topográfico a través del valle de la grieta grande, en el sitio de la calicata
Salbanda Oeste.
3
Figura 20.
Registro (log) manual de calicata de la Parte Sur de la calicata de Salbanda Oeste.
Figura 21.
Explicación para el registro manual de la calicata Salbanda Oeste.
Figura 22.
Gráfico que muestra la relación de Desplazamiento Promedio durante la ruptura
de una falla tectónica superficial en función de la Longitud de Ruptura de la
Superficie, para una gran base de datos de terremotos históricos.
Figura 23.
Vista del sitio de la presa y del presunto escarpe de falla en potreros ubicados
hacia el oeste del sitio de la presa.
Figura 24.
Fotografía del escarpe de erosión de la terraza ubicada fuera del sitio, mirando al
sureste hacia el sitio de la presa.
Figura 25.
Fotomosaico de la pared este de la calicata de la terraza fuera del sitio.
Figura 26.
Fotografía de terrazas desprendidas y deslizadas (centro derecha) en Nueva
Zelanda.
Placa 1.
Placa 2.
Registro (log) compuesto de la calicata Salbanda Este.
Registro (log) compuesto de la calicata Salbanda Oeste.
4
RESUMEN EJECUTIVO
En marzo de 2011 (9 a 17) GEO-HAZ Consulting examinó una falla de 2 km de largo cercana a la
Central San Pedro, de la cual se sospechaba podría presentar actividad neotectónica. En la ribera
norte del río San Pedro, cerca del eje de la presa, excavamos y registramos dos calicatas en la falla
(denominada informalmente falla Salbanda). A requerimiento de Gina Muzzio y Renato Villarroel,
geólogos senior de Aurum e Ingeroc, respectivamente, adicionalmente excavamos y registramos
una tercera calicata 2 km al oeste de la presa, cerca del camino de acceso de Colbún. En las tres
calicatas se recolectaron muestras para realizar determinaciones geocronológicas mediante
dataciones por radiocarbono. Los análisis fueron realizados en abril de 2011 por el Paleo Research
Institute de Golden, Colorado, Estados Unidos.
Nuestras conclusiones son las siguientes:
1. La Falla Salbanda sería una zona de cizalla antigua que afecta a esquistos del sustrato rocoso y
que fue cepillada pasivamente por la formación de la terraza +70 m hace más de 10.120 años.
2. Donde la falla se ubica a cierta distancia del borde de la terraza no hay evidencia en superficie ni
en las calicatas excavadas de que la Falla Salbanda se haya movido con posterioridad a la
formación de la terraza. Las gravas basales de la terraza, que no muestran deformación donde
sobreyace la Falla Salbanda en la Calicata Salbanda Este, son probablemente algunos miles de
años más antiguas que las muestras de carbono más antiguas obtenidas en los suelos piroclásticos
que las sobreyacen, datados en 9.630-10.120 cal años AP1. No hay evidencia de movimientos
tectónicos en la Zona de Falla Salbanda durante el post-glacial que en la zona se inició hace
ca.14.000-15.000 años calibrados AP1. Personalmente creo que la Falla Salbanda ha estado
inactiva por un largo período antes del esto, probablemente sin movimiento durante los últimos
millones o decenas de millones de años.
3. Donde la Falla Salbanda se ubica cercana a la terraza +70, ha sido reactivada por extensión
gravitacional, como resultado de deslizamientos hacia el sur de la ribera norte del río San Pedro.
Este movimiento se evidencia por la formación de valles y grietas de separación (“pull-apart”) en
la superficie. Localmente el deslizamiento ha utilizado la zona de debilidad de la Falla Salbanda
como zona de retirada en el subsuelo somero. Dataciones radiocarbono en la Calicata Salbanda
Oeste indican que esta deformación ha continuado durante el Holoceno tardío, con deformación
tan reciente como 3,5 ka2 y probablemente más jóvenes que 1,4 ka. Sin embargo, este tipo de
reactivación de deslizamientos, que involucra las decenas de metros superiores de un antiguo
plano de falla, no corresponde a un proceso tectónico y no representa ningún peligro sísmico.
4. El quiebre extensional generalizado del sustrato rocoso entre el borde sur de la terraza y el río
San Pedro ha dado origen a numerosas grietas y fisuras este-oeste. Aunque estas fisuras no
representan ningún peligro como fallas activas, si representan un peligro local de estabilidad de
taludes y una vía potencial para que aguas subterráneas fluyan alrededor del apoyo norte de la
1
AP: Las edades obtenidas mediante el método 14C se informan en “años de radiocarbono antes del
presente”, considerando el año 1950 DC como “presente”, de acuerdo a una convención internacional.
2
Ka: miles de años. Unidad de tiempo utilizada en geocronología equivalente a miles de años (por kiloannum;
103).
5
presa. Estos temas deben ser analizados como parte del análisis general de estabilidad de taludes
de la presa.
5. Los escarpes anchos ubicados en los potreros al oeste del sitio de la presa y que miran al
suroeste, corresponderían a escarpes de erosión asociados a las terrazas y no a escarpes de falla,
de acuerdo a lo observado en una calicata.
INTRODUCCIÓN
Invitados por AURUM-INGEROC Consultores (Santiago, Chile), el Presidente de GEO-HAZ, James P.
MacCalpin y su asistente viajaron al sitio de la presa de San Pedro el 7 de marzo de 2011. Aurum
le solicitó realizar el siguiente trabajo:
Este análisis se realizará mediante estudios de paleosismicidad según se describe a continuación:
a)
Análisis de antecedentes
b)
Reconocimiento de fallas y/o fallas en terreno
c)
Selección de sitio para construcción de calicata(s)
e)
Registro y toma de muestras en calicata(s)
f)
Confección y revisión de informe técnico de avance e Informe Final.
El Dr. McCalpin llegó el 9 de marzo al sitio de la presa y pasó los próximos 8 días excavando y
registrando (log) dos calicatas en una presunta falla activa en la ribera norte del río San Pedro,
cerca del eje de la presa. [Esta falla se muestra como Falla observada con salbanda en Mapas 1 y 2
en Muzzio, 2010. En este informe nos referimos a ella como la Falla Salbanda.] Además excavó y
registró (log) una tercera calicata a unos 2 km al oeste del sitio de la presa cerca del camino de
acceso de Colbún, a petición de, Gina Muzzio, geóloga senior de Ingeroc, luego de la consulta
planteada por el geólogo sénior, Renato Villarroel, sobre su actividad potencial. Se recolectaron
muestras de geocronología en las tres calicatas para efectos de datación de radiocarbono, y las
muestras fueron fechadas en abril de 2011 por el Paleo Research Institute, Golden, Colorado,
EEUU.
Figura 1. Una pequeña parte del Mapa 2 de
Muzzio (2010), mostrando las estructuras
cartografiadas (mapeadas) cerca de la presa
(el eje de la presa se muestra como una línea
púrpura corta, gruesa).
La Falla observada con salbanda (línea azul y
roja) tiene una orientación este-oeste aguas
abajo del eje de la presa. La mayor parte de
la longitud cartografiada de la falla está en la
ribera sur del Rio San Pedro, pero ya más
cerca de la presa ésta cruza el río hacia la
ribera norte. Ver Mapa 2 en Muzzio (2010)
para obtener una explicación de los símbolos
de ese otro mapa.
6
Pasamos los dos primeros días en terreno (9 y 10 de marzo) examinando la geología del sitio de la
presa y particularmente, la Falla Salbanda cartografiada en la ribera norte del río por la presa. La
geóloga de Aurum, Gina Muzzio, nos guió a varias localidades clave. La Falla Salbanda fue
cartografiada por INGEROC (Santiago, Chile) como una zona subvertical de cizalle de esquisto gris
triturado. El principal objetivo del estudio fue determinar si la Falla Salbanda había experimentado
movimientos tectónicos en la época post glacial, durante el Holoceno.
LA FALLA SALBANDA
La falla Salbanda se encuentra hacia el oeste del eje de la presa en la parte inferior del Valle del
Rio San Pedro y en términos generales corre paralela al río. Según su cartografía, esta tiene
aproximadamente 2 kilómetros de largo y es recta (Fig. 1). En la ribera sur del Rio San Pedro la
falla tiene muy poca expresión topográfica y fue trazada principalmente en base a cortes y
perforaciones visibles en el camino. En la ribera norte del Rio San Pedro hay una serie de valles
encaramados en dirección este-oeste y escarpes orientados hacia el sur a lo largo la falla
cartografiada.
La Falla Cartografiada en la Ribera Sur del Río San Pedro
(Muzzio (2010, p.19) describió la Falla Salbanda aquí a partir de cortes y perforaciones en el
camino:
Como parte de este sistema EW se reconoce una importante estructura cuya prolongación afecta
el Proyecto Central Hidroeléctrico Colbún. Esta falla posee rumbo fluctuante entre N65ºE y N70ºE,
afecta a las rocas metamórficas y se caracteriza por una potente y desarrollada salbanda de unos
10 metros de ancho promedio (fotos 13, 14, 15). Su manteo es subvertical y posee un largo mínimo
estimado de 2 km reconocido en afloramientos en ambas riberas del río y mediante sondajes
efectuados por INGEROC (trabajo en curso)…
Continuación de esta estructura N70ºE se reconoce en la ribera sur en la terraza fluvial cercana al
río, al oeste del sector presa (punto terreno PE 464, Foto 15).
Foto 15. Salbanda de 6 a 10 m de espesor
perteneciente a falla N70ºE que aflora en la
ribera sur del Río San Pedro (PE 464) como
prolongación de estructura reconocida por
sondajes en ribera norte.
7
Cuando visitamos el corte del camino que se muestra en la Foto 15, este ya había sido cubierto
con relleno artificial, de manera que no pudimos observar la zona de salbanda allí. Sin embargo,
pudimos observar esquisto cizallado (sheared schist) mostrado por Muzzio (2010, p. 19) en el
punto PE 466 (figs. 2a, 2b).
Figura 2. Exposición de esquisto fracturado y
cizallado a lo largo de la huella de construcción
al oeste de los edificios de oficinas, al costado
sur del Río San Pedro, aguas abajo del sitio de
la presa
(UTM zona 18S, 705559E, 5596213S).
2a. Esta es la misma exposición que la del punto
PE 466 de Muzzio (2010, p. 19). La tendencia
de los taludes van en dirección E-O de los
filones de cizalla (the strike of shears) que son
generalmente perpendiculares al corte y
paralelas a la dirección de inmersión de la
ladera sobre el corte (es decir, de los filones de
cizalla (shears strike) N-S). Muzzio (2010)
describe estas cizallas como pertenecientes al
sistema de fallas N-S
2b. Exposición de esquisto fracturado y cizallado a lo largo de la huella de construcción al oeste de
los edificios de oficinas, al costado sur del Río San Pedro y aguas abajo del sitio de la presa
(705559E, 5596213S, UTM zona 18S). Las tendencias de los taludes E-W y la dirección de las
cizallas son generalmente perpendiculares al corte y van paralelas a la dirección de inmersión de la
ladera por encima del corte (es decir, la dirección del cizallado N-S).
8
Basado en mis observaciones limitadas de los pequeños taludes que se muestra en la Fig.2,
sospecho que el caótico cizallamiento y fractura del esquisto ahí fue causado por deslizamientos de
tierra, no por fallas tectónicas. Hay dos razones principales para mi interpretación:
(1) la textura (fabric) de la roca deformada es más bien un estilo aleatorio de deformación de
bloque-y-matriz, que del modelo estándar de falla-de-arquitectura que contiene un corte
principal, zona de daño y lentes de roca-pared (wall-rock lenses). El autor ha observado
este estilo aleatorio de deformación de bloque-y-matriz en muchas calicatas dejadas por
deslizamientos de tierra en Estados Unidos. A este tipo de sustrato rocoso singularmente
deformado lo llamamos “roca deslizante”, según se muestra más abajo:
"Los bloques de andesita están cubiertos por un flujo de bloques y ceniza gris suprayacente,
altamente fracturado. Es común encontrar mega bloquees con fracturas abiertas (dilatadas) y con
espacios vacíos de 2-5 cm de ancho. Dentro de cada bloque las fracturas tienen una orientación
consistente, pero cada bloque tiene una orientación diferente. El bloque del extremo oeste está
orientado verticalmente y está claramente separado de los otros bloques, porque tiene una unidad
de ceniza púrpura subyacente y está flanqueado por fisuras llenas de grava (rubble). El siguiente
bloque de andesita al este contiene una estructura peculiar tipo "carpa" definida por fracturas
dobladas de forma anticlinal. Tales estructuras tipo “carpa” normalmente se interpretan como la
resultante de una compresión horizontal. En este caso, parece que este bloque hubiera sido
empujado desde de una rampa ascendente a una descendente, “chocando” con el megabloque
orientado verticalmente que no lo dejó pasar. Como resultado, este penúltimo bloque quedó
aprisionado horizontalmente.
Los espacios entre los bloques están llenos de una grava cataclástica fracturada de andesita mal
graduada, que parece haber fluido o haber quedado comprimido entre los bloques más duros. A
las rocas con este peculiar estilo de deformación las denominamos "derrubios de ladera" (slide
rock), porque imaginamos que esta deformación caótica se produjo en niveles estructuralmente
profundos de un deslizamiento de tierra debido a omnipresentes cortes subcorticales cercanos al
plano de falla (landslide sole). La naturaleza caótica de los depósitos expuestos en esta calicata y
la existencia más bien contradictoria de características tanto de tensión como de compresión,
sugiere que las deformaciones aquí es más probable que estén relacionadas con deslizamientos de
tierra que con fallas tectónicas". (PSI, 2005).
(2) los cortes dominantes van perpendiculares a la traza cartográfica de la Falla Salbanda (que
va en dirección E-W), pero van paralelos a la línea local de caída de la ladera (N-S). Esta
orientación N-S es la esperada si los cortes se hubieran formado mediante los
deslizamientos descendentes de una masa rocosa. Muzzio (2010) interpreta estos cortes
como fallas pertenecientes al sistema N-S de las fallas observadas en otras partes de la
región. Pero yo creo que es más probable que estos cortes no sean siquiera tectónicos,
sino el resultado de deslizamientos de masa rocosa post glacial (post-glacial bedrock)
hacia el río San Pedro. Incluso si fueran tectónicos, sin embargo, podrían no estar
relacionados con la Falla Salbanda, que se cae (strikes) en dirección perpendicular.
Por lo tanto, durante nuestra visita no pudimos observar evidencia directa alguna de que la Falla
Salbanda realmente existió en la ribera sur del Río San Pedro.
9
REGISTRO DE CALICATA DR2-3, DESLIZAMIENTO “9”
CRESTA DE CIERVO N°2 AL CENIT SOLAR (SUNCREST)
LOGUEADO POR TIM WEISS, 4/7/04.
Las fracturas forman
una estructura
comprimida en
Bolsones de roca
forma de carpa
Nota:
Los cortes parecen hundirse (buzamiento) hacia el
interior de la pared. La unidad Tv es más alta de la pared opuesta.
DISTANCIA EN PIES
La Figura 3 exhibe una foto de muestra y un registro (log) de calicatas de “derrubio de ladera” (slide rock).
Figura 3. Registro (log) de una calicata a través de un deslizamiento de roca en Utah, Estados Unidos y fotografía de un deslizamiento de roca
(slide rock) caóticamente deformado en la parte inferior izquierda. De PSI, 2005.
10
EXPLICACIÓN (Traducción tabla Figura 3)
UNIDAD
EDAD
DESCRIPCIÓN
Q3
Cuaternario Tardío
Horizonte A. Moderno
Talud lavado compuesto de arena no consolidada, grava y
Q2
Cuaternario
guijarros (cobbles).
Q1
Terciario / Cuaternario
Fisuras rellenas con arena, grava y guijarros.
Bloque gris blando y flujo de ceniza, andesita altamente
Tv2
Terciario
fracturada: DESLIZAMIENTO
Bloques gris café de andesita altamente fracturada:
Tv1
Terciario
DESLIZAMIENTO
Andesita morada altamente meteorizada (weathered) y
Tv
Terciario
cortada (meteorizada a ceniza suave). ¿DESLIZAMIENTO?
Falla cartografiada en la ribera norte del Río San Pedro
La Falla Salbanda ha sido cartografiada por al menos 800 m de extensión en la ribera norte del Río
San Pedro (Figura 4). Se aprecia mejor en un talud (roadcut) elevado del área de la Salbanda
Oeste (Figuras 5 y 6).
Salbanda
mitad norte
Salbanda
mitad sur
Este
Este
Figura 4. Parte del mapa geológico preliminar de INGEROC, que muestra su cartografía de la
Falla Salbanda (patrón de franjas (stripes) diagonales) en la ribera norte del Río San Pedro.
La cuadrícula es de 100 metros. Nuestras calicatas (Salbanda Este, Salbanda Oeste) se muestran
con gruesas líneas rojas. Los accidentes geográficos en la terraza aluvial (área verde oliva en el
centro) creados por separación gravitacional se muestran dibujados a lápiz. En el área Salbanda
11
Oeste, el mayor accidente geográfico es una zanja (graben) (línea discontinua con doble-rayado
(hachure) hacia el lado del salto debajo de falla (downthrow). Más hacia el este la calicata se
transforma en un escarpe individual orientado al sur (un par de líneas discontinuas con flechas
apuntando hacia debajo del escarpe). De izquierda a derecha, la falla Salbanda está expuesta en
un gran talud en el acceso a la Casa de Máquinas y se encuentra en perforaciones que van de ahí
al eje este de la presa (líneas azules gruesas del centro hacia la derecha). Al este del eje de la
presa la localización de la falla se proyectó desde su ubicación en la perforación SRP-44. Basado
en la calicata de la Salbanda Este (descrita más adelante), la verdadera extensión de la falla este
está entre las líneas rojas discontinuas del centro hacia la derecha.
En el área Salbanda Oeste, la falla se asocia con un valle tipo foso (Figura 4, marcado por las
líneas de trazos de lápiz con doble-rayado hacia el lado del salto de la falla). Este valle megagrieta se muestra en las Figuras 7 y 8. Al el centro de la Figura 4 hay un área de grietas
destacadas en dirección este-oeste (véase Figura. 9) en una banda que se extiende al sur de la
falla. En la zona de la Salbanda Este hay un escarpe orientado al sur cerca del borde de la
terraza (línea discontinua con flechas en dirección sur) que se alinea con las grietas. Nuestras
calicatas en la Salbanda Oeste y Salbanda Este se muestran como líneas rojas gruesas en la
Figura 4.
Figura 5. Fotografías de la zona salbanda en el área de Salbanda Oeste.
A LA IZQUIERDA; una perspectiva desde el talud elevado en la ribera norte del Río San Pedro, río
abajo hacia la ribera sur. La parte inferior de este talud (bajo el nivel de la banqueta, (bench) en el
centro, no visible) se estabilizó con pernos de roca y hormigón proyectado (shotcrete) después de
ser
excavado
(pendiente
de
la
falla
en
la
zona
salbanda).
A LA DERECHA; los geólogos están parados sobre la banqueta (shotcrete) a media altura del talud.
La vista es hacia el este (río arriba). La zona de salbanda todavía está expuesta por encima de esta
banqueta, hacia arriba hasta la cima del talud la izquierda.
12
Figura 6. Fotografías tomadas en primer plano de la zona de salbanda en la banqueta sobre el
hormigón proyectado (shotcrete bench).
No toda la zona de salbanda está cortada, pero contiene áreas de esquisto intactas con una
foliación inclinada unos 20 grados al norte, en la ladera del cerro (flechas blancas a la izquierda).
Esta caída permite apreciar franjas resistentes de esquisto en ambas fotografías (líneas
punteadas).
13
Figura 7. Vista panorámica del valle de mega-grieta y talud al costado este del camino de acceso a la Casa de Máquinas
ARRIBA. Vista panorámica del valle de mega-grieta que se encuentra al oeste del camino a la Casa de Máquinas y al noreste del talud más grande
expuesto en la zona salbanda Oeste. El referido valle (entre las líneas punteadas), que es recto, en este panorama aparece curvado. Véase la
Figura 19 para un perfil topográfico a través de este valle.
ABAJO. Talud al costado este del camino de acceso a la Casa de Máquinas. La proyección hacia el este del valle de la mega-grieta es visible al
centro y hacia la izquierda como una depresión en la fotografía (swale) (entre las líneas punteadas). La gran exposición de estratos rocosos hacia
el centro y derecha (parte superior del estrato rocoso marcada por una línea roja punteada) es la proyección hacia el este del cerro del estrato
rocoso que subyace al costado sur del valle de la mega-grieta.
14
Figura 8. Fotografía del costado oeste del talud del camino de acceso a la Casa de Máquinas
Cruzando el camino desde la parte izquierda de la Figura 7, abajo. Este talud fue excavado a través
del escarpe de la margen norte del valle de la mega-grieta. En el extremo sur (lado izquierdo) del
talud, las gravas horizontales de la terraza +70 m están cubiertas por un depósito suprayacente de
coluviones (colluvium) que se van engrosando hacia el sur (ver recuadro). La calicata Salbanda
Oeste fue excavada a través del borde (toe) de este escarpe, unos 25 metros al oeste de este
talud.
Figura 9. La grieta abierta que está ubicada alrededor de 50 m al sureste del edificio corporativo
de Colbún en la terraza +70.
Existen grietas adicionales entre ésta y la parte superior de talud que se exhibe en la Figura 7,
abajo.
15
Exposición en el sector de la casa de máquinas
Muzzio (2010. p.39) había observado lo siguiente: “En el sector de casa de máquinas (PE 460) esta
terraza presenta depósitos fluviales de contactos muy irregulares con la roca metamórfica, algunos
podrían ser interpretados como diques de arena producto de actividad paleosísmica (Sagripanti y
Villalba, 2009) o como relleno de grietas de una topografía de roca metamórfica extremadamente
rugosa (Fotos. 20 y 21) cubierta por una sedimentación rápida, sin tiempo a ser erosionada,
indicando un brusco cambio en el sistema fluvio-aluvional.”
El autor trepó hasta el contacto aparentemente saliente de esquisto colgando sobre el
aluvión finamente granulado (línea punteada amarilla en la Figura 10) para determinar la
verdadera naturaleza del contacto. El contacto es en realidad vertical, pero golpea oblicuamente
el plano de la exposición. Si la exposición hubiera sido vertical, este contacto también le habría
parecido vertical a un observador. Pero, debido a que las exposiciones descienden
aproximadamente 50°, la intersección de la cara de la exposición y el contacto vertical oblicuo los
hace aparecer como que el contacto se cierne por arriba y el esquisto subyace en el aluvión; en
circunstancias que eso no es así.
Figura 10. Vistas del aluvión de grano fino en la plataforma de corte cerca del nivel del río, en la
orilla norte del río San Pedro; mirando hacia el oeste.
En un lugar el contacto entre el aluvión y el estrato de roca parece que sobresaliera (línea
punteada amarilla), según lo observado por Muzzio (2010, Fotografía 20, página 39).
El autor examinó de cerca la estratificación en el aluvión a medida que se acerca al contacto
vertical con el esquisto. No había evidencia de plegamiento o cizallamiento del aluvión cerca el
contacto. Estratos horizontales de estratos rocosos se pueden rastrear perfectamente hasta el
contacto sin evidencia de deformaciones post deposición. El lado de esquisto del contacto parecía
estar formado por un plano vertical conjunto, correspondiendo con un conjunto de contactos de la
16
misma orientación que afectó el afloramiento (outcrop). No se observó evidencia de cizalla, cortes
(gouge) o fallas en el esquisto del contacto.
Mi interpretación es que el contacto vertical entre el esquisto y el aluvión fue formado por erosión
del río, por agua corriente saliendo de una cara común vertical en el estrato de esquisto. El autor
observó muchas de esas pequeñas caras verticales de estratos rocosos al sur del Hotel Riñimapu
en el desagüe del Lago Riñihue, donde salientes de roca visibles bajo el agua en la ribera norte
terminan en pequeños pasos verticales. Pareciera que la deposición de los aluviones finos en el
sector de la Casa de Máquinas fue tan rápida que simplemente rellenó y enterró un paso pequeño
peldaño rocoso. Esta fue una de las opciones propuestas por Muzzio (2010).
CALICATAS
Según lo mencionado anteriormente, el principal objetivo de nuestro estudio era determinar si la
falla Salbanda había experimentado movimientos tectónicos en tiempo post glacial. Nuestra
estrategia para responder a esa pregunta consistió en cavar una o más calicatas a través de la falla
Salbanda donde esta fue cubierta por depósitos del Pleistoceno u Holoceno tardío, y documentar
si acaso tales depósitos habían sido alterados por alguna reactivación de falla. En los sectores del
estudio paleosísmico en donde no hay complicaciones de deslizamientos de tierra, nosotros
aplicamos típicamente los siguientes criterios:
(1) si los depósitos cuaternarios sobreyacentes a la falla tienen más de 11.000 años de
antigüedad, y no están deformados, entonces la falla no está activa.
(2) si los depósitos cuaternarios sobreyacentes a la falla tienen menos de 11.000 años de
antigüedad, y están deformados, entonces la falla está activa.
(3) si los depósitos cuaternarios sobreyacentes a la falla tienen menos de 11.000 años, y no
están deformados, entonces el resultado es indeterminado. En otras palabras, podría
haber habido reactivación de la falla entre los 11.000 años y la edad del depósito, sin
embargo, la evidencia geológica no está conservada en el sitio.
Antes de nuestra investigación 3 calicatas fueron excavadas cerca del borde sur de la terraza +70
m, al sur del área grande de relleno. Estas calicatas estaban algo degradadas cuando las
observamos, y no tuvimos acceso a registros de las calicatas o interpretaciones de las mismas.
Debido a las grietas observadas y a la deformación gravitacional que ha afectado el borde sur de la
terraza, nos decidimos por la siguiente estrategia para determinar si la falla Salbanda había
experimentado alguna reactivación tectónica en los últimos 11.000 años. En primer lugar,
queríamos delimitar la falla de la Salbanda allí donde había sido cubierta por depósitos del
Cuaternario u Holoceno tardío, pero que no hubieran sido afectados por alguna deformación
gravitacional reciente, tales como grietas. En un caso semejante, no tendríamos que preocuparnos
de que las deformaciones observadas en la calicata fueran gravitacionales. De haber
deformaciones jóvenes, sólo podrían ser de naturaleza tectónica.
En segundo lugar, queríamos delimitar la falla de la Salbanda allí donde claramente se había
reactivado por deslizamientos de tierra y diseminaciones gravitacionales tales como grietas. El
propósito de la segunda calicata era observar el estilo de deformación y la edad de las
deformaciones creadas por la reactivación gravitacional de la vieja falla Salbanda. Lo anterior sería
entonces comparado y contrastado con cualquiera deformación joven observada en la primera
calicata. Para el emplazamiento de las calicatas, se nos prohibió dañar o retirar árboles. Dado que
el área del sitio de la presa está fuertemente forestada, esta prohibición limitó nuestras opciones
17
de sitios para calicatas. Para la primera calicata, excavamos la Salbanda Este al este del área
grande de relleno en la terraza + 70 m. Para la segunda calicata, excavamos la calicata Salbanda
Oeste en el escarpe de la margen norte del valle de la mega-grieta, al oeste del camino de acceso a
la Casa de Máquinas.
La calicata Salbanda Este
La calicata de la Salbanda Este fue excavada a lo largo del trazado en la zona de la falla Salbanda,
según lo proyectado por INGEROC, al este de la perforación SRP 44 y la gran superficie despejada
de relleno artificial que informalmente llamamos el Relleno (Figura 4). La calicata Salbanda Este
fue excavada a lo largo del trazado de falla cartografiada a lo largo de un estrecho camino de tierra
que había sido abierto a través del bosque. Este fue el único lugar al este del área de relleno
donde pudimos identificar la traza cartografiada de la falla sin estropear los árboles. La calicata
fue excavada en dos partes, según se la describe a continuación.
La calicata Salbanda Oeste, Parte Norte
La Parte Norte fue excavada el 11 de marzo de 2011, comenzando en el extremo sur de la zona de
falla cartografiada y extendiéndose hacia el norte, cruzando la falla en todo su ancho de 10 m de
falla cartografiada. La calicata expuso de 0,5 a 3 m de gravas (gravels) de terraza fluvial y
depósitos arenosos sobreyacentes (¿ceniza volcánica?) encima de esquisto duro y de un color gris
claro. Este esquisto era mucho más duro que el de la zona de la salbanda identificada en los
taludes y perforaciones (boreholes), de manera que era obvio que la falla de Salbanda, de haber
existido en esta área, debería estar ubicada más al norte o al sur de la traza (trace) proyectada por
INGEROC. Una vez que hubimos excavado completamente la traza cartografiada, extendimos la
calicata por otros 14 m para ver si encontrábamos rocas de la zona de falla subyacente a la grava.
Sin embargo, la roca seguía siendo muy dura. En el extremo norte de la calicata el grosor la grava
fluvial excedía la profundidad de la calicata (3 m; véase Figuras 11 y 12). Foliación variaba de
N310/30W, N280/25W, a N205/09W.
Figura 11. Fotografía de la Parte Norte
de la calicata de Salbanda Este,
mirando hacia el sur desde su extremo
norte.
Hicimos un fotomosaico de esta calicata
(Figura 12), pero no hicimos un registro
detallado de ella porque la falla de
Salbanda no aparecía expuesta. No
vimos evidencia alguna de que las
gravas de la terraza o de que los suelos
arenosos piroclásticos hayan estado
deformados.
18
Localización de la zona de falla
cartografiada por INGEROC
Masa rocosa sobreyacente de la calicata
TODOS LOS ESQUEMAS MUESTRAN LA PARED ESTE DE LA
CALICATA (a escala real sin exageración)
Masa rocosa = esquisito intacto, duro y de color gris claro
Figura 12. Fotomosaico de la parte norte (desde el metro 18 al metro 40) de la calicata Salbanda Oriente. El boceto de abajo muestra la
orientación de la foliación en el estrato rocoso de esquisto y otras estructuras, según lo medido por Gina Muzzio, Aurum Consultores.
19
Tabla 1a.
Nombre de la Salbanda
calicata
Este, Parte
Norte
Longitud
24 m
Extremo
norte
Resumen de la calicata de Salbanda Este, Parte Norte
Fecha en que 11 de marzo
Fecha de
Solo
fue excavada de 2011
registro
fotografía de
registro.
Profundidad
3m
Orientación
Extremo sur
Calicata de Salbanda Este, Parte Sur
En la tarde del 11 de marzo de 2011, cavamos una nueva calicata al sur de la calicata original
(Parte Norte), comenzando en la parte superior de un talud largo que exponía esquisto triturado
de color gris. Este esquisto queda expuesto por más de 100 m hacia el este del talud, y se parece a
la zona de salbanda que fuera identificada por primera vez en un talud al oeste de las oficinas de
Colbún y del sondaje SRP-40. A esta parte sur de la calicata la llamamos la Parte sur de la Calicata
Este. El límite sur del esquisto fracturado de color gris está alrededor de 5 m al sur del extremo
sur de la calicata, en donde entra en contacto profundo con esquisto muy duro de color gris claro
con foliación de buzamiento suave hacia el norte (la foliación regional). Este esquisto de color gris
claro se fracturó y aguas subterráneas fluyendo de las fracturas tiñeron la parte inferior del
afloramiento de un color rojizo brillante. Eventualmente (el 14 de marzo de 2011) la Parte Sur de
la calicata fue conectada con la Parte Norte.
Nombre de la
calicata
Longitud
Extremo
norte
Tabla 1b.
Salbanda
Este, Parte
Sur
23 m
707311 /
5596210
Resumen de la calicata de Salbanda Este, Parte Sur
Fecha de
12-16 de
registro
marzo de
2011
Profundidad
3m
Orientación
N20W
Extremo sur
707316 /
5596192
La Parte Sur de la calicata de 23 m de largo fue registrada (logged) en detalle (Véase las Figuras 13
y 14, y la Placa 1). En los 8 metros del lado norte de la calicata Parte Sur (metros 15 al 23 del
registro de la calicata), el esquisto al fondo de la calicata era del mismo tipo duro y de color gris
claro como el que queda expuesto en la Parte Norte de la calicata. Sin embargo, en el metro 15 la
masa rocosa cambia abruptamente a una zona de salbanda más oscura, de esquisto triturado con
muchas bandas (bands) cizalladas (sheared) hundiéndose profundamente hacia el norte. El
esquisto cizallado se encontraba en bandas angostas (un decímetro de ancho) con buzamiento
profundo hacia el norte (Figura 15). El esquisto que estaba intacto exhibía la foliación normal con
buzamiento N al NNW a 16°-43°. La Tabla 3 muestra las distintas orientaciones de la foliación no
perturbada versus las bandas cizalladas. Entonces, el margen norte de la zona de Salbanda quedó
expuesto en el metro 15 de la calicata Parte Sur, mientras que el margen norte de la zona de falla
de la Salbanda está a un nivel aproximado de 5 m del extremo sur de la calicata.
20
Tabla 2. Contraste entre la orientación de la foliación en el esquisto, y la orientación de las
bandas cizalladas en el esquisto (zona de salbanda).
Foliación en la zona de salbanda:
Cizalla S1 en la zona de salbanda:
N75E/40N
N89E/45N
N85E/16N
N70E/65N
N85E/43N
N65E/65N
S84E/20N
N58E/75N
N90E/30N
Al igual que en la calicata Parte Norte, la calicata Parte Sur expuso de 1,5 a 3 m de gravas fluviales
de terraza sobreyacentes a la masa rocosa de esquisto. La mitad inferior a dos-tercios de la grava
es gruesa (guijarros (cobbles) y piedrecitas (pebbles)) y está mal estratificado, y ha sido definido
como Unidad 3 en el registro de la calicata (Figura 15). La parte superior de la grava (grava) es más
fina, tiene capas más delgadas y está mejor estratificada (Unidad 4 del registro de calicata). Esta
grava presumiblemente data del final de la última glaciación, debido a que la grava cubre los
niveles más bajos de la terraza de acarreos fluvio-glaciáricos (outwash terrace) del Río San Pedro.
La última glaciación (Isótopo marino Etapa 2) en el sur de Chile terminó cerca de 15.000 años cal
AP (Rabassa, 2008, p. 177-178).
Figura 13. Fotografía de la calicata de la Parte Sur, desde el metro 3 a la derecha hasta el metro
14 a la extrema izquierda (el espaciado del cuadriculado es de 1 metro).
La calicata se extendió posteriormente al metro 23. La masa rocosa de la zona de salbanda es
visible al fondo de la calicata como una zona gris fina. Cubriendo la masa rocosa hay grava fluvial
de la terraza +70 m, cubierta por suelos arenosos de color marrón y de origen piroclástico.
Sobre la grava fluvio-glaciárica hay 1-2 m de arena masificada color marrón. Estos depósitos
muestran escasa o nula estratificación o estructuras sedimentarias, pero se parecen a depósitos
21
de lluvia piroclástica (airfall deposits) (loess o ceniza volcánica). La unidad basal (Unidad 10) es
más amarilla que las unidades sobreyacentes, a la que a su vez sobreyace una delgada unidad de
arena de color marrón oscuro (Unidad 11) que pudiera ser un paleosuelo (paleosol). Las unidades
sobreyacentes (12, 12a) son arenas gruesas y masivas sin estructuras sedimentarias, pero que
contienen áreas descoloradas que pudieran ser cavidades o túneles hechos por animales (animal
burrows) o perturbaciones de cráteres de bolas de raíces de árboles sacados del suelo con la caída
de un gran árbol. En la superficie del suelo se desarrolla un perfil de suelo compuesto
principalmente por un horizonte A (orgánico) grueso en la Unidad 12.
Obtuvimos muestras de carbón (vegetal) detrital de tres localidades al interior de los suelos
arenosos. Carbón del fondo de la Unidad 10, directamente sobre la grava fluvial, fechada 9.630 a
10.120 años cal Antes del Presente AP (AP cal years). Esta edad representa un rango medio de ±2
σ de la edad de radiocarbono calibrada con la curva de año calendario de Reimer et al (2009). La
Unidad 11 fue fechada 8.630 a 8.980 años calibrados AP, y la Unidad 12 fue fechada 8.770-9.010
años calibrados AP. Estas dos edades se sobreponen en 2 σ y son, por lo tanto, idénticas.
La implicancia de las fechas de radiocarbono es triple. En primer lugar, indican que la primera
erupción volcánica local que se produjo tras el abandono de la terraza de acarreos fluvioglaciáricos (outwash) fue lo suficientemente grande y lo suficientemente cercana a la represa
como para depositar un considerable volumen de ceniza, lo que ocurrió un poco antes de 9.63010.120 años calibrados AP. [Esta edad es consistente con la erupción pliniana Neltume del volcán
Mocho-Choshuenco situado a 45 km al este del sitio de la represa de San Pedro; M. Gardeweg.
com. pers., 2011].
En segundo lugar, esto indica que incluso la grava fluvial superior (Unidad 4d) es más antigua que
10.120 años calibrados AP. La parte superior de la grava puede ser de varios cientos de miles de
años más antigua, de haber habido un largo lapso de tiempo entre el abandono de la terraza como
superficie fluvial activa y la primera erupción volcánica cercana. En tercer lugar, la parte inferior
de la grava es probablemente varios cientos a algunos miles de años más antiguos que la parte
superior de la grava, ya que toma algún tiempo para depositar 1-2 m de grava fluvial. Estas tres
implicaciones sugieren que la parte inferior de la grava es de varios cientos a varios miles de años
más antigua que 9.630-10.120 años calibrados AP. Semejante rango etario tiene sentido si el
último episodio de deposición fluvio-glaciárica fue hacia el final de la Etapa 2, aprox. 15.000 años
calibrados AP.
Hemos examinado cuidadosamente el contacto que se produce entre la parte superior del lecho
rocoso y la parte inferior de las gravas de la terraza, en la parte inferior de la pared de la calicata.
Hemos prestado especial atención zonas cizalladas y bandas cizalladas en la zona de salbanda
(Figura 16), y al contacto que se produce en la zona salbanda con el esquisto intacto, para ver si
había alguna evidencia de reactivación de falla perturbando las gravas fluviales superiores.
Ninguna parte de la discordancia entre la grava y la cizalla estaba deformada de manera alguna.
No reconocimos extensión ascendente alguna del lecho rocoso cizallando las gravas basales. Por el
contrario, el contacto aparece como una discordancia erosiva normal ondulante de grava gruesa
sobre lecho de roca con bandas de dureza variable. Allí donde la roca era suave (por ejemplo, en
las bandas altamente cizalladas), la discordancia bajaba en elevación, y allí donde la roca era más
dura, la discordancia se elevaba un poco. Pero la grava fluvial local (Unidad 3) claramente carecía
de fallas, ni a los 23 m de la Parte Sur de la calicata, ni en los 17 m adicionales de la Parte Norte de
la
calicata.
22
Nuestra interpretación de
la ubicación de la falla Salbanda
Límite
norte de la
zona Salbanda
Lecho/masa rocosa = esquisto triturado y cizallado
de color gris oscuro (salbanda)
Figura 14. Fotomosaico de la Parte Sur (metro 0 a 23) de la calicata Salbanda Este. La toma/vista muestra la pared este de la calicata, sin
exageración vertical.
Los bocetos en la parte inferior muestran la orientación de la foliación en el lecho rocoso de esquisto y otras estructuras, según las mediciones
efectuadas por Gina Muzzio, Aurum Consultores.
23
Figura 15. Registro manual de la Parte Sur de la calicata
Salbanda Este.
La línea vertical discontinua color púrpura a la izquierda marca
el contacto entre la zona de salbanda (Unidad 1a) y el esquisto
intacto más duro (Unidad 1b). Las muestras de radiocarbono y
sus rangos etarios 2-sigma corregidos según años calendarios
calibrados se muestran en color rojo. La calicata fue registrada
entre el 13 de marzo y el 16 de marzo por J.P. McCalpin y S.L.
Quick.
24
EXPLICACIÓN DE LAS UNIDADES EXHIBIDAS EN EL REGISTRO (LOG) MANUAL (Traducción tabla Figura 15)
EXPLICACIÓN DE LAS UNIDADES EXHIBIDAS EN EL REGISTRO MANUAL
A
 Horizonte de suelo A (horizonte orgánico) desarrollado en arena masiva de color anaranjado.
Suelos
piroclásticos
derivados
12
 Arena masiva de color anaranjado claro; probablemente compuesta por ceniza volcánica.
12ª
 Arena masiva de color amarillo; probablemente compuesta por ceniza volcánica
11
 Arena masiva de color amarillo oscuro; probablemente compuesta por ceniza volcánica;
contiene carbón de leña (impuro) fechado 8.770-9.010 años calibrados AP.
HOLOCENO
10
4d
Acarreos fluvioglaciáricos de
grava de la última
glaciación
 Arena masiva de color amarillo pálido; probablemente compuesta por ceniza volcánica;
contiene carbón de leña (impuro) fechado 9.630-10.120 años calibrados AP.
DISCORDANCIA
 Grava pedregosa (pebble gravel) de la terraza +70; bien estratificada; de antigüedad superior a
los 10.120 años calibrados AP; acarreo fluvio-glaciárico.
4c
 Grava pedregosa (pebble gravel) de la terraza +70; bien estratificada; acarreo fluvio-glaciárico.
4b
4a
3
 Grava gruesa compuesta de guijarros y piedrecitas de la terraza fluvial +70; masiva; acarreo
fluvio-glaciárico.
DISCORDANCIA
 Zona altamente meteorizada (weathered) que afecta la parte superior del esquisto deformado;
compuesta de arcilla amarilla abigarrada (variegated)
2
Lecho rocoso de
esquisto
(Paleozoico)
EDAD
1b
 Esquisto duro e intacto, de color gris claro.
1a
 Esquisto deformado y cizallado, de color gris claro y oscuro; la zona de falla Salbanda.
25
PLEISTOCENO
TARDÍO
Devónico a
Triásico
Figura 16. ARRIBA. Fotografía de zonas cizalladas al interior de la zona de falla Salbanda al fondo
de la calicata Salbanda Este. El cordel que se ve a la izquierda está en la marca de los 10 m. Para
ver las áreas adyacentes a ésta, véase la Figura 13.
ABAJO. Orientación de la foliación y de las cizallas en esta área.
CONCLUSIONES – Falla Salbanda Este:
1.
La falla Salbanda al este del eje de la presa está aproximadamente a 15 m al sur de la
posición asignada por INGEROC. La zona de esquisto triturado es de unos 20 m de ancho y está
flanqueado por esquisto más duro que exhibe una foliación regional hacia el norte y el sur.
2.
15 de los 20 metros de la zona salbanda se encuentran expuestos en la calicata Salbanda
Este Parte Sur, incluyendo su contacto al norte con esquisto intacto.
26
3.
No hay evidencia de falla o cizallamiento de la terraza +70 de grava fluvio-glaciárica en la
calicata, ni tampoco en el talud más grande hacia el este de la calicata. Tampoco hay evidencia
aquí de algún escarpe de falla desplazando la terraza.
4.
Donde se expone la zona salbanda en el talud grande al este del extremo sur de la calicata,
las gravas de terraza son más gruesas en la cima de la salbanda comparadas con aquellas de la
cima de esquisto más duro. Esta es una relación esperada, donde un río que transporta grava corta
una terraza a lo largo de rocas más suaves por sobre un lecho rocoso.
5.
La zona de salbanda expuesta en la calicata y en el talud parece ser una vieja zona de falla,
cuya superficie fue erosionada y cepillada por la formación de la terraza aluvial.
6.
Basado en nuestras observaciones superficiales y sub-superficiales, no vemos evidencia
alguna de movimiento de falla en la zona de falla Salbanda que sea más joven que las gravas del
fondo de la terraza. Las gravas de la parte superior de la terraza son varios cientos o algunos miles
de años más antiguas que 9.630-10.120 años calibrados AP, y las gravas del fondo de la terraza
pueden ser unos pocos miles de años aún más antiguas. Si la deposición de gravas se produjo
hacia el final de la última glaciación, como ocurrió comúnmente alrededor del mundo, la grava fue
depositada en algún momento entre el final de la Etapa 2 de la glaciación (15.000 años calibrados
AP) y el comienzo del Holoceno (11.000 años calibrados AP). Las fechas de radiocarbono de las
gravas sobreyacentes sugieren una edad de aproximadamente 12.000 a 14.000 años para las
gravas subyacentes.
7.
Debido a que la parte subyacente de la grava carece de fallas, no ha habido una
reactivación de la falla Salbanda durante los últimos 11.000 años. Personalmente creo que la falla
Salbanda ha permanecido inactiva durante mucho tiempo antes de eso, probablemente sin
movimiento alguno durante los últimos millones a decenas de millones de años.
Parte de mi razonamiento se deriva de Muzzio (2010, p. 26-27). Ella planteó que había
tres sistemas de fallas en esta región (N-S, NE y E-W). Basándose en las relaciones de cortes
transversales, ella concluyó que el sistema E-W era el más antiguo, seguido por el NE, siendo el
sistema N-S el más joven. En el área de la presa, ni el sistema de falla NE ni el sistema N-S tienen
una expresión topográfica o exhiben evidencia alguna de movimientos tectónicos Cuaternarios,
aunque estos son sistemas de falla supuestamente más jóvenes que el sistema E-W. Dada esta
secuencia de edades, no esperaríamos que hubiera una reactivación tectónica del sistema de falla
más antiguo (E-W), ni tampoco de los dos sistemas más jóvenes.
La calicata Salbanda Oeste
Excavamos la calicata Salbanda Oeste al oeste de la oficina de Colbún y del camino de acceso a la
Casa de Máquinas. Aquí el rastro de la falla cartografiada se asocia con anomalías topográficas de
aspecto joven (Figura 4). En el sitio de la calicata la anomalía es un valle de 8 m de profundidad de
extensión este a oeste, que corre paralelo al borde sur de la terraza de +70 m. Este valle parece
ser una versión más grande de la grieta fresca que se encuentra a unos 30 m al suroeste de la
oficina de Colbún.
27
Nombre de la
calicata
Longitud
Extremo
norte
Tabla 2.
Salbanda
Oeste
Resumen de la calicata de Salbanda Oeste
Fecha de
registro
14 m
Profundidad
Extremo sur
3m
Orientación
15-16 de
marzo de
2011
N20W
Cavamos la calicata Salbanda Oeste para contrastar su estilo de deformación con el que se exhibe
en la calicata Salbanda Este, donde no hay evidencia geomorfológica alguna de reactivación. Al
igual que en la calicata Salbanda Este, esta calicata expone un estrato rocoso de esquisto (Unidad
1a) que contiene viejas zonas escarpadas del cizalla (unidades 1b, 1C), cubiertas por gravas
gruesas de terraza fluvial (Unidad 2). Las gravas fluviales están cubiertas por depósitos de
arenosos de color marrón similares a los expuestos en la calicata Salbanda Este.
Lo que es diferente en la calicata Salbanda Oeste es la gran zona de falla al centro que desplaza el
lecho de roca, gravas fluviales y los depósitos piroclásticos de 8-10 ka superiores hacia el sur bajo
del fondo de la calicata. Tal como esperábamos, la deformación en la calicata Salbanda Oeste ha
afectado las gravas de la terraza y los suelos sobrepuestos desarrollados sobre depósitos
piroclásticos arenosos. La parte inferior de las gravas de terraza está desplazada hacia abajo al
menos 3,4 m por una falla ondulada normal, con buzamiento sur (figs. 17-20). Esta es la cantidad
mínima de desplazamiento vertical aquí, porque la parte superior de la grava y la arena
piroclástica sobrepuesta también han sido desplazadas bajo del suelo de la calicata, lo que
requiere por lo menos 6-7 m de desplazamiento vertical. Esta falla normal es la responsable de la
creación del escarpe topográfico orientado hacia el sur que delimita el valle de la mega-grieta por
su lado norte.
La parte sur de la calicata muestra una serie de depósitos coluviales (colluvial) arenosos y
paleosuelos (paleosols) todos los cuales se inclinan hacia el sur y contienen escasos fragmentos de
cualquier tamaño. La textura arenosa de los depósitos sugiere que estos fueron retransportados
de depósitos piroclásticos arenosos de una mayor altura. La fuente más probable serían los suelos
piroclásticos "in-situ" que sobreyacen las gravas de terraza fluvial en la parte superior del escarpe
de la calicata.
Fechamos cuatro muestras de carbón de leña (impuro) de la secuencia coluvial. La muestra
estratigráfica más alta provino de la base del suelo moderno desarrollado en la Unidad 10 y
fechado de 510-545 años calibrados AP. Sin embargo, una fecha de la Unidad 9Ab de paleosuelo
arrojó una antigüedad anómala de 4.540-4.820 años calibrados AP. Una muestra del punto de
contacto entre la Unidad 7 y la Unidad 8 fue fechada a 1.360-1.520 años calibrados AP, y una de la
parte baja de la unidad a 7 m fue fechada a 3.560-3.690 años calibrados AP. Puseman y Cummings
(2011) sugieren que el carbón anómalamente antiguo fechado en la Unidad 9Ab proviene de una
fuente de sedimento diferente que los otros depósitos arenosos, y que contiene carbón antiguo
enterrado que fue exhumado, transportado y luego redepositado en la Unidad 9 en la secuencia
coluvial que ocurrió aquí.
28
Figura 17. Fotomosaico de la calicata Salbanda Oeste. La vista muestra la pared este de la
calicata, sin deformación vertical.
Estructuras en la Pared Oeste
Figura 18. Bocetos mostrando la orientación de la foliación en el estrato rocoso de esquisto y otras
estructuras, según lo medido por Gina Muzzio, de Aurum Consultores.
A LA IZQUIERDA, las estructuras de la pared oeste (no registrado en detalle).
A LA DERECHA, las estructuras en la pared este (Comparar con registro de fotomosaico y registro
manual).
Figura 19. Perfil topográfico de norte a sur a través del Valle de la grieta grande, en el sitio de la
calicata Salbanda Oeste (sombreado en gris).
La superficie suavemente inclinada en el extremo izquierdo del perfil es la terraza fluvial 70 m
sobre el nivel del río. La colina plana a la derecha es una colina de sustrato rocoso de esquisto.
Entre ellas se encuentra el valle de la grieta. La línea punteada muestra la proyección de la
inclinación de la terraza a través del Valle de la grieta en dirección hacia la colina de sustrato
rocoso. No hay desplazamientos verticales entre estas dos superficies, lo que indica que el valle de
29
la grieta es más bien una zanja (graben) formada por extensión horizontal hacia el sur, en
dirección al río San Pedro.
Área inestable
no registrada
Fallas normales
formadas por
Movimientos de grieta
Figura 20. Registro manual de la Parte Sur de la calicata Salbanda Oeste.
Las muestras de radiocarbono y las edades en años calendario Antes del Presente (AP) se
muestran en color rojo. Las fallas en color rojo muestran evidencia de movimientos post glaciales
en relación con deslizamientos de tierra y con la formación de la grieta del Valle ocurridos aquí.
Traducción (Figura 21)
8Ab2
10A
10
9ab
9
8Ab3
8
7Ab3
7
6
Aluvión y
paleosuelos
derivados de
cenizas
volcánicas
arenosas
 Arena masiva amarillo-café;
probablemente compuesta por
ceniza volcánica retransportada; la
base del horizonte de suelo 10A
contiene carbón de leña (impuro)
fechado 510 – 545 años calibrados
AP.
 Arena masiva amarillo-café;
probablemente compuesta por
ceniza volcánica retransportada; el
suelo 9ab contiene carbón de leña
(impuro) fechado 4.540 – 4.820
años calibrados AP.
 Arena limo-arcillosa (silty sand)
amarillo pálido; probablemente
compuesta por ceniza volcánica
retransportada; el suelo 8Ab2
fechado 1.360 – 1.520 años
calibrados AP.
 Grava de pequeños guijarros
depositada por cauces fluyendo
hacia abajo por el eje de la grieta;
30
Holoceno
medio a
tardío
inclinada por deslizamientos
posteriores; el horizonte del suelo
A se encuentra desarrollado;
fechado 3.560 – 3.690 años
calibrados AP.
 Arcilla de limo (silt) con escasos
guijarros; interpretada como
ceniza volcánica depositada en
una laguna formado por grietas de
separación (landslide pull-apart).
DISCORDANCIA
5
 Aluviones derivados de escarpes
compuestos principalmente por
4
acarreos de grava post-glacial de
forma redondeada; deformada por
eventos de deslizamientos
posteriores.
 Aluviones derivados de escarpes
Grava en zona de
compuestos principalmente por
falla
fragmentos angulares de esquisto,
con menores cantidades de grava
redondeada; deformada por
eventos de deslizamientos
posteriores.
DISCORDANCIA
3
 Grava gruesa compuesta de
guijarros y piedrecitas (cobbles
and pebbles) de la terraza fluvial
Acarreos de grava
+70 m; masiva; acarreo de grava
post-glacial
post-glacial; esta grava ha sido
desplazada debajo del piso de la
calicata en la grieta (más de 3,4 m
de desplazamiento vertical).
DISCORDANCIA
1b 1c
 Esquisto deformado y cizallado, de
color gris claro y oscuro; la zona de
Sustrato
falla Salbanda.
rocoso de
 Esquisto intacto, duro y de color
esquisito
gris claro.
(Paleozoico)
1a
31
¿Holoceno
temprano?
Pleistoceno
tardío
Devónico al
Triásico
Figura 21. Explicación del registro manual de la calicata Salbanda Oeste.
Ciertamente, la secuencia de depósitos arenosos y paleosuelos apilados indican que una
deposición episódica y luego una estabilización y un desarrollo de perfil de suelo se han ido
alternando en este escarpe de talud durante la mitad del Holoceno tardío. Lo que parece claro
considerando las fechas C-14 de 0,5 a 3,7 ka (miles de años) es que estos depósitos arenosos son
mucho más jóvenes que los depósitos arenosos de 8,5-10,1 ka "in-situ" expuestos en la calicata
Salbanda Este.
Las dos unidades coluviales más antiguas (unidades 4 y 5) se componen de fragmentos angulares
de esquisto y grava redondeada, respectivamente y parecen haber sido originadas en una cara
libre compuesta solamente de estrato rocoso o grava de terraza, ya que ninguno contiene un
componente piroclástico. Estos dos depósitos coluviales están limitados por fallas normales y,
presumiblemente, han sido desplazados bajo del piso de la calicata en un bloque hundido bajo de
la falla (downthrown block). Esta relación requiere al menos dos episodios de desplazamiento: (1)
uno anterior para crear la cara libre de los cuales fueron depositados los coluviones; y (2) uno
posterior para truncar los coluviones. Estas dos acciones no podrían haber ocurrido en un evento
de desplazamiento único.
Las unidades más antiguas en la secuencia coluvial (6, 7 y 8Ab3) están todas inclinadas y
deformadas por eventos de desplazamiento joven. El suelo moderno (10 A y 10) no se encuentra
deformado. Las unidades intervinientes (9Ab1, 9Cb y 8Ab2) registran cambios en la sedimentación
en el valle de la grieta, pero esos cambios puede que sean o no el resultado de un desplazamiento
adicional.
En general, la calicata Salbanda Oeste muestra un estilo muy diferente y de menor deformación
que la calicata Salbanda Este. Al igual que en la calicata de Salbanda Este, las zonas cizalladas en
esquisto aquí se sumergen empinadamente en el escarpado hacia el norte. Pero a diferencia de la
calicata Salbanda Este, aquí la deformación joven ha ocurrido en las fallas normales con
buzamiento sur. De los dos eventos de desplazamiento evidenciados aquí, el más joven deforma
la Unidad 7 y probablemente Unidad 8, de manera que debe ser menor de 3.690 a 1.360 años
calibrados AP. El evento más antiguo habría truncado las Unidades 4 y 5, que no están fechadas,
pero la Unidad 5 es derivada de y por lo tanto más joven que la Unidad 2 (el acarreo de grava post-
32
glacial). Esto contrasta bastante con la calicata Salbanda Este, donde claramente no había habido
ninguna deformación desde mucho antes de 10.120 años calibrados AP.
CONCLUSIONES – Falla Salbanda Oeste
1. Ha habido movimiento extensional a lo largo de fallas normales de buzamiento sur en esta
calicata, más joven que la formación de la terraza + 70 m y que sus depósitos piroclásticos
sobreyacentes.
2. La deformación expuesta en la calicata tiene una orientación (este-oeste) y un sentido de
deslizamiento (fallando normalmente con una rotación norte) que es compatible con las
anomalías topográficas de superficie, es decir, del valle de la mega-grieta.
Creemos que el desplazamiento joven observado en la calicata Salbanda Oeste es la expresión de
una cabeza de escarpado (headscarp) de un deslizamiento de tierra que reactivó la parte superior
de una antigua zona de cizalla que ocurre en paralelo a la pared del cañón escarpado hacia el sur.
ES DECIR, NO CREEMOS QUE EL DESPLAZAMIENTO SEA TECTÓNICO NI SISMOGÉNICO. Según
nuestra interpretación, la única parte de la antigua zona cizallada de salbanda que ha sido
reactivada es la parte que está por encima de la elevación del río San Pedro.
ARGUMENTOS EN CONTRA DE UN ORIGEN TECTÓNICO DE LA DEFORMACIÓN JOVEN
OBSERVADA:
1. La falla Salbanda cartografiada por INGEROC es de sólo 1,8 km de longitud. El valle de
mega-grieta es de sólo unos 200 metros de largo pero está delimitado por escarpes de
hasta 8 m de altura. Esta longitud de 200 m es demasiado corta en comparación con el
tamaño de los desplazamientos verticales observados en la calicata Salbanda Oeste (de 78 m desde que abandona la terraza de +70 m, en dos eventos de probablemente 4 metros
de desplazamiento). La Figura 22 muestra la relación típica entre el desplazamiento
promedio y la longitud de ruptura superficial de las rupturas superficiales tectónicas. Un
desplazamiento de 4 metros normalmente acompaña una ruptura superficial tectónica de
casi 200 kilómetros de largo. Por el contrario, el desplazamiento promedio asociados con
rupturas tectónicas de 1,8 kilómetros de largo (la longitud de la falla Salbanda
cartografiada) y de 0,8 km de largo (la longitud de los accidentes geográficos anómalos en
la terraza de la ribera norte) es inferior a 1 cm. Como se muestra en la Figura 22, los
accidentes geográficos anómalos asociados a la deformación extensional joven cerca de la
falla Salbanda tienen relaciones de desplazamiento: longitud mucho más cercanas a
escarpes de deslizamientos que a rupturas superficiales tectónicas.
2. Las anomalías topográficas que afectan a la parte occidental de la terraza + 70 m parecen
ser la expresión de una extensión casi horizontal en dirección norte-sur. Este tipo de
extensiones horizontales puras no son típicas de cualquier falla tectónica.
33
Deslazamiento promedio (m)
Deslizamiento típico
Desplazamiento
según el rumbo
Reverso
Normal
EQs
Longitud de Ruptura de la Superficie (km)
Figura 22. Gráfico que muestra la relación de Desplazamiento Promedio durante la ruptura de
una falla tectónica superficial en función de la Longitud de Ruptura de la Superficie, para una
gran base de datos de terremotos históricos.
Los círculos abiertos, cuadrados, y triángulos son los puntos de los datos de Wells y Coppersmith
(1994). Los puntos marcado como Hell Creek y Mt. Currie son sackungen (escarpes formados por
extensión gravitacional profunda). Las dimensiones típicas para escarpes de deslizamientos están
tomadas de McCalpin (1999). El cuadro rojo muestra los desplazamientos estimados por evento
en la calicata de Salbanda Oeste (2-4 m) en comparación a la longitud de 0,2 a 0,8 km de los
accidentes geográficos de forma escarpada (scarplike) a lo largo de la falla Salbanda.
3. Las anomalías topográficas no son consistentes a lo largo de la falla cartografiada. En
cambio, van desde muy grandes (8 m en la calicata de Salbanda Oeste) a inexistentes (en
la calicata Salbanda Este), a una distancia de sólo 450 m. Una disminución así de abrupta
de los desplazamientos a lo largo de los filones no es típica de rupturas superficiales
tectónicas, pero es típica de escarpes de deslizamientos.
4. Si las anomalías topográficas son el resultado de una ruptura superficial tectónica más
joven que la terraza de grava y los depósitos piroclásticos sobreyacentes, deberían ser
fáciles de rastrear a lo largo de la terraza. En cambio, se desvanecen y desaparecen.
5. Como se muestra en las calicatas tanto de la Salbanda Este como de la Salbanda Oeste, las
zonas cizalladas de esquisto se sumergen desde un norte profundo hasta un vertical. En
34
contraste, la falla principal en la calicata Salbanda Oeste ocurre en una falla normal de
relativamente bajo ángulo, con buzamiento sur. Si la falla Salbanda fue reactivada en el
Cuaternario, esperaríamos que las reactivaciones siguieran la cizalla preexistente. El
reciente movimiento sobre una falla normal con buzamiento sur es más compatible con
una diseminación gravitacional hacia el río San Pedro, que con una reactivación tectónica
de la falla Salbanda.
La Calicata de Terraza Fuera del Sitio
Durante nuestra visita, Aurum e INGEROC expresaron preocupación de que un escarpe adicional
de unos 2 km al oeste de la presa correspondía al escarpe de una falla activa. El escarpe separa
dos niveles de terrazas aluviales en un campo justo hacia sur del camino de acceso de Colbún. Por
lo tanto, en este informe la llamamos informalmente: El Escarpe de Terraza Fuera del Sitio.
La Calicata de Terraza Fuera del Sitio fue excavada para determinar si acaso el escarpe era fluvial
(erosión) o de falla (tectónica). El escarpe fue localizado en un potrero despejado a unos 2 km al
oeste de las oficinas de Colbún (Figura 23). El escarpe está a 4 m de altura pero es muy ancho
(Figura 24), lo que indica una edad avanzada (mucho mayor que el escarpe empinado y estrecho
de la calicata Salbanda Oeste).
Tabla 3.
Nombre de la
calicata
Longitud
Extremo
norte
Terraza Fuera
del Sitio
30 m
705360/
5596711
Resumen de la Calicata de Terraza Fuera del Sitio
Fecha en que
fue excavada
Profundidad
Extremo sur
11 de marzo
de 2011
3m
705358/
5596681
Fecha de
registro
Orientación
14 de marzo
de 2011.
N15E
La calicata se orientó perpendicularmente al escarpe y se extendió desde la cresta del escarpe
hasta los pies del escarpe, una distancia de 30 metros. La pared este de la calicata fue limpiada y
fotografiada, pero no se hizo un registro detallado porque no había fallas expuestas en la calicata.
El fotomosaico de la pared de la calicata se muestra en la Figura 25.
El escarpe estaba enmarcado por una serie de canales con pendiente sur erosionados en la
grava bajo de la terraza más alta (más antigua). Esta geometría es típica de contrahuellas (risers)
erosionales de terrazas. Buscamos pruebas para determinar si las discordancias de buzamiento
sur podrían ser fallas normales, incluyendo las siguientes:
35
Figura 23. Vista del sitio de la presa (el eje está marcado en blanco) y del presunto escarpe (entre
flechas amarillas) en áreas despejadas hacia el oeste del sitio de la presa. La calicata fuera del sitio
se muestra con la línea roja. La orientación Norte está hacia la derecha.
Figura 24. Fotografía del escarpe de terraza fuera del sitio, mirando al sureste hacia el sitio de la
presa. La línea punteada blanca marca la cresta del escarpe y la línea punteada amarilla marca el
pie del escarpe. La vista es hacia el este, hacia el sitio de la presa. Este escarpe es sólo uno de
varios escarpes que se encuentran en las terrazas fluviales de las praderas al oeste de la presa.
(1)
¿Podrían acaso rastrearse las discordancias de buzamiento sur hasta el piso de la
calicata - que debería ocurrir de haber fallas
(2)
¿Hubo acaso una rotación de clastos (clasts) a lo largo de cada discordancia que
los hizo parecer como una textura normal de cizalla creada por fallas en gravas no consolidadas?;
36
(3)
¿Podrían los estratos aluviales correlativos ser reconocidos a través de las
discordancias de buzamiento sur, desplazados hacia abajo y hacia el sur?;
(4)
¿Hubo acaso cuñas coluviales al lado sur de cada discordancia, o estructuras
secundarias tales como fisuras desarrolladas sobre cambios en el buzamiento de la discordancia?
Estas características son de común ocurrencia en las fallas tectónicas normales.
No las observamos en ninguna de las evidencias anteriores, salvo que se encontraron algunas
piedrecitas y guijarros a lo largo de tales discordancias, pero también hubo al menos tantos clastos
no alineados, lo que no es típico en las fallas. Dos de las tres discordancias de buzamiento sur se
aplanaron y no alcanzaron el piso de la calicata.
Nuestra interpretación es que este escarpe fue cortado por al menos 3 episodios de la erosión
lateral y vertical, a medida que el Río San Pedro hizo su incisión desde el nivel de la terraza
superior hasta un nivel ligeramente inferior. No observamos característica alguna de deformación
post-deposición en la pared de la calicata; todas las características allí observadas podrían
explicarse por deposición y erosión fluvial.
CONCLUSIONES – Calicata de la Terraza Fuera del Sitio:
1.
falla.
El escarpe identificada es una contrahuella (riser) de erosión de terraza, no un escarpe de
2.
Los demás escarpes situados en potreros o praderas despejados entre este escarpe y el
sitio de la presa tienen una morfología superficial similar y también son casi ciertamente
contrahuellas de erosión de terrazas.
3.
La ocurrencia de múltiples terrazas separadas por esas pequeñas canalizaciones verticales
es típica de las terrazas de deslizamientos (slip-off terraces), que típicamente se forman cuando las
corrientes (streams) que transportan grava gruesa migran lateralmente y se encajan (incise) al
mismo tiempo (Figura 26).
Gravas de la
terraza superior
Canal 1
Canal 2
Gravas de la
terraza inferior
Figura 25. Fotomosaico de la pared este de la calicata de terraza fuera del sitio. La cabeza de la
calicata expone las gravas que subyacen a la superficie de la terraza superior.
Bajo la superficie del escarpe, la calicata muestra grava depositada por dos canales de corrientes
mientras el río erosionaba hacia abajo desde el nivel de la terraza superior al nivel de la terraza
37
inferior. El contacto erosivo de cada canal con la grava preexistente se muestra por las líneas de
color naranja. La punta de la calicata está sustentada por gravas de la superficie más baja de la
terraza. Las líneas de color destacan los estratos individuales en cada paquete de sedimento. La
calicata no mostró evidencia alguna de fallas ni zonas de fallas, ni fisuras o cuñas coluviales. Hubo
discordancias angulares entre los canales, pero estos son de origen sedimentario/erosivo. El único
coluvión es un depósito tipo manto que cubre la superficie entera del escarpe.
Figura 26. Fotografía de las terrazas de
deslizamientos (al centro) en Nueva
Zelanda.
Las terrazas son superficies (terrazas)
producto del acarreo de gravas glaciales
compuestas por grava fluvial gruesa
proveniente de los Alpes del Sur al fondo.
La terraza visible más alta es la última
acreción (terraza de deposición glacial);
todas las terrazas inferiores son post
glaciales. Tomado de Selby (1985, p. 271).
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES
1.
La falla Salbanda parece ser una antigua zona de cizalla en un estrato rocoso de esquisto
más duro, que fue erosionada y cepillada por la formación de la terraza + 70 m hace más de
10.120 años.
2.
Ahí donde la falla se encuentra a una cierta distancia del borde de la terraza, no hay
evidencia en la superficie o en las calicatas de que la falla Salbanda se haya movido desde la
formación de la terraza + 70 m. Las gravas basales de la terraza, que no están deformadas donde
se superponen con la falla Salbanda en la calicata Salbanda Este, probablemente sean unos miles
de años más antiguas que la muestra de radiocarbono más antigua de los suelos piroclásticos
sobrepuestos, fechados en 9.630 - 10.120 años calibrados AP. Es decir, no existe evidencia alguna
de movimientos tectónicos en la zona de falla Salbanda en tiempos post glaciales, que en este
lugar comenzaron hace aprox. 14.000-15.000 años calibrados AP. Personalmente creo que la falla
Salbanda ha permanecido inactiva durante mucho tiempo antes de eso, probablemente sin
movimiento durante los últimos millones a decenas de millones de años.
3.
Ahí donde la falla Salbanda se encuentra más cerca del borde sur de la terraza +70 m, esta
ha sido reactivada por una extensión gravitacional resultante de un deslizamiento de tierra hacia
el sur por la ribera norte del río San Pedro. Este movimiento se expresa en la formación de valles y
grietas de separación (pull-apart) en la superficie, que en ciertos lugares ha utilizado la zona débil
de la falla Salbanda como zona de retiro (pull-away) al subsuelo bajo. Las fechas de radiocarbono
de la calicata Salbanda Oeste muestran que esta deformación continuó durante el Holoceno
tardío, con deformación menor a aproximadamente 3,5 ka y probablemente menor a 1.4 ka. Sin
38
embargo, este tipo de reactivación por deslizamiento de las primeras decenas de metros de la
parte superior de un plano de falla, no constituye un proceso tectónico y no presenta peligro
sísmico alguno.
4.
La falla de generalizada extensión (extensional failure) del lecho rocoso entre el borde sur
de la terraza y el río San Pedro ha creado numerosas grietas abiertas de orientación este-oeste y
fisuras. Si bien estas fisuras no presentan ningún tipo de riesgo de falla activa, efectivamente
presentan un peligro para la estabilidad local de la pendiente y una vía potencial para que aguas
subterráneas transiten alrededor del pilar/contrafuerte (abuttment) norte de la presa. Tales
cuestiones deben analizarse como parte de los análisis generales de estabilidad de pendientes de
la presa.
5.
Los amplios escarpes enfrentados al suroeste en los pastizales (potreros) de ganado hacia
el oeste del sitio de la presa, aparentemente son contrahuellas (risers) erosionales de terrazas, y
no son escarpes de fallas.
REFERENCIAS
McCalpin, J.P., 1999 - Criterios para determinar la significación sísmica de sackungen y otras
relieves
terrestres
parecidos
a
los
escarpes
en
regiones
montañosas,
Hanson, K.L., Kelson, Ki, Angell, M.A. y Lettis, W.R. (eds.) - Identificación de las fallas y
determinación de sus orígenes: Comisión Reguladora Nuclear (NRC) de Estados Unidos,
NUREG/CR-5503, Anexo A, p. JM-1 JM - 21.
***
39
IDENTIFICACIÓN Y DATACIÓN POR RADIOCARBONO AMS DE MUESTRAS
DEL SITIO DE LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE
Por
Kathryn Puseman
y
Linda Scott Cummings
Con la asistencia de
Peter Kováčik
y
R.A. Varney
PaleoResearch Institute
Golden, Colorado
PaleoResearch Institute Technical Report 11-049
Preparado para
AURUM Consultores
Las Condes, Chile
Abril 2011
40
INTRODUCCIÓN
Un total de once muestras obtenidas de calicatas geológicas en el sitio de la presa de San Pedro en
Valdivia, Chile, fueron flotadas para recuperar los fragmentos orgánicos adecuados para el análisis
de radiocarbono. Se identificaron los componentes botánicos y de carbón detrítico y se separó el
material potencialmente datable (fechable) por radiocarbono. De estas muestras de carbón de
leña (impuro) (charcoal) se obtuvo un total de siete fechas de radiocarbono.
41
MÉTODOS
Macrofloral
Siete de las muestras macroflorales fueron flotados mediante una modificación de los
procedimientos descritos por Matthews (1979). Cada muestra fue añadida a aproximadamente 3
galones de agua, luego agitó hasta que se formó un vórtice fuerte. El material flotante (fracción
ligera) fue vertido a través de un tamiz (sieve) de malla de 150 micrones. Se agregó agua adicional
y se repitió el proceso hasta que todo el material flotante fue quitado de la muestra (un mínimo de
5 veces). El material que quedó depositado en el fondo (fracción pesada) fue vertido a través de
una malla de 0,5 mm. Luego se dejó secar las porciones flotadas.
Las fracciones ligeras se pesaron, luego se pasaron por una serie de pantallas graduadas (tamices
estándar de EEUU con aberturas de 2 mm, 1 mm, 0,5 mm y 0,25 mm) para separar los desechos
del carbón de leña (impuro) y ordenar inicialmente los restos. El contenido de cada pantalla fue
entonces examinado. Los trozos de carbón de más de 2 mm, 1 mm o 0,5 mm de diámetro fueron
separados del resto de la fracción ligera y el carbón total pesado. Una muestra representativa de
pedazos de carbón de leña (impuro) se rompió para exponer secciones transversales, radiales y
tangenciales. Fragmentos de carbón fueron examinados al microscopio binocular con un aumento
de 70x y bajo un microscopio Nikon Optiphot 66 con aumentos de 320-800x. También se
registraron los pesos de cada tipo de carbón dentro de la muestra representativa. El material que
se quedó depositado en los tamices de 2 mm, 1 mm, 0,5 mm y 0,25 milímetros fue analizado bajo
un microscopio estéreo con un aumento de 10x; algunas identificaciones que requirieron
aumentos de hasta 70x. El material que pasó a través de la pantalla de 0,25 milímetros no fue
examinado. Las fracciones pesadas fueron escaneadas con un aumento de 2x para detectar la
presencia de restos botánicos.
Tres de las muestras fueron tamizadas con agua (water screened) impulsada a través de una malla
de 250 micrones y luego se las dejó para secar. Inicialmente, las muestras fueron examinadas bajo
un microscopio binocular con un aumento de 10x. Fragmentos de carbón fueron separados de la
matriz de muestras tamizadas con agua y quebradas para exponer secciones transversales,
radiales y tangenciales. Fragmentos de carbón fueron examinados al microscopio binocular con un
aumento de 70x y bajo un microscopio Nikon Optiphot 66 con aumentos de 320-800x.
Se identificaron restos de macroflora, incluyendo carbón, utilizando manuales (Carlquist 2001;
Core, et al. 1976; Hoadley 1990; Martin y Barkley 1961; Panshin y de Zeeuw 1980; Petrides y
Petrides, 1992) y comparándolos con referencias modernas y arqueológicas. Dado que se nos
presentó carbón y posiblemente otros restos botánicos para su datación por radiocarbono, se
usaron condiciones limpias de laboratorio durante la flotación e identificación para evitar su
contaminación. Todos los instrumentos fueron lavados entre una muestra y otra, y las muestras
fueron protegidas del contacto con carbón de leña (impuro) moderno.
Los restos se registraron como carbonizados y/o no carbonizados, enteros y/o fragmentados. El
término "semilla" se utiliza para representar las semillas, aquenios, cariópsides y otros
diseminadores (disseminules). Los restos macroflorales, incluyendo el carbón, se identifican
mediante manuales (Carlquist 2001; Hoadley 1990; Martin y Barkley 1961; Musil 1963; Panshin y
de Zeeuw 1980; Schopmeyer 1974) y en comparación con referencias modernas y arqueológicas.
Dado que se nos presentó carbón y posiblemente otros restos botánicos para su datación por
42
radiocarbono, se usaron condiciones limpias de laboratorio durante la flotación e identificación
para evitar su contaminación. Todos los instrumentos fueron lavados entre una muestra y otra, y
las muestras fueron protegidas del contacto con carbón de leña (impuro) moderno.
Datación por radiocarbono AMS - Carbón de leña y Madera
Las muestras de carbón de leña y madera presentadas para datación por radiocarbono fueron
identificadas y pesadas antes de seleccionar submuestras para pre-tratamiento. El resto de cada
submuestra que luego procede a un pre-tratamiento, de haberlo, es curado continuamente en
PaleoResearch. La submuestra seleccionada para pre-tratamiento primero fue liofilizada (freezedried) utilizando un sistema de vacío, que congela toda la humedad a -107°C y < 10 mililitros. Las
muestras fueron sometidas luego a 6N de ácido clorhídrico (HCl) caliente (por lo menos a 110°C),
con enjuagues a neutro entre cada tratamiento de ácido clorhídrico, hasta que el sobrenadante
quedó claro. Este paso elimina compuestos de hierro y carbonatos de calcio que entorpecen la
eliminación de compuestos de humato (sales o esteres de ácido húmico). A continuación, las
muestras fueron sometidas a 5% hidróxido de potasio (KOH) para quitar el humato. Una vez más,
las muestras fueron enjuagadas a neutro y re acidificadas con pH 2 HCl entre cada paso KOH. Este
paso se repite hasta que el sobrenadante quede claro, indicando así la eliminación de todos los
humatos. Después de la extracción de humatos, cada muestra se acidificó ligeramente cada
muestra. Las muestras de carbón de leña (pero no la madera u otras muestras orgánicas no
carbonizadas) luego fueron sometidas a un baño de ácido nítrico concentrado y caliente, que
elimina todos los orgánicos modernos y recientes. Este tratamiento no se usa en las muestras sin
quemar o parcialmente quemadas porque oxida el material incombusto (no quemado). Cada
muestra fue nuevamente liofilizada, y combinada luego con óxido cúprico (CuO) y plata elemental
(Ag°) en un tubo de cuarzo y llama sellado al vacío.
Los estándares y las muestras de madera de fondo de laboratorio fueron tratadas
simultáneamente con el mismo ácido y base de procesamiento que las muestras de madera y
carbón de leña de edad desconocida, con la excepción de que no se sometieron al baño de ácido
nítrico concentrado y caliente porque este oxida material incombusto (no quemado). Se utilizó
madera en blanco de EUA “muerta” al radiocarbono de Alaska que tiene más de 70.000 años
(actualmente más allá de las capacidades de detección de AMS) para calibrar el factor de
corrección de laboratorio. También se utilizaron normas de edad conocida, como la madera Dos
Arroyos (Two Creeks) fechada 11.800 Años de Radiocarbono Antes del Presente (RCYBP, en su sigla
en inglés) y otras de la Tercera Inter-comparación Internacional de Radiocarbono (TIRI, en su sigla
en inglés) o de la Quinta Inter-comparación Internacional de Radiocarbono (VIRI, en su sigla en
inglés), también se utilizaron para establecer el factor de corrección de laboratorio. Cada estándar
de madera fue procesado en una cantidad similar a las muestras presentadas de edad desconocida
y sellado en un tubo de cuarzo después del pre-tratamiento requerido. Una vez que todos los
estándares de madera, blanks y muestras presentadas de edad desconocida fueron preparadas y
selladas en sus tubos de cuarzo individuales, fueron quemadas 820°C, remojadas por un período
prolongado de tiempo a esa temperatura y luego lentamente dejadas enfriar para permitir la
reacción química que extrae gas de dióxido de carbono (C02).
Tras este último paso, todas las muestras de edad desconocida, los estándares de madera y los
antecedentes de laboratorio fueron enviadas a Accium BioScience, Inc., en Seattle, Washington, en
donde el gas C02 fue procesado y transformadoen grafito. El grafito en estas muestras fue
entonces colocado en el blanco (target) y procesado a través del acelerador, el que produce los
43
números que luego se convierten en la fecha de radiocarbono presentada en la sección de datos.
Las fechas se presentan como las edades de radiocarbono convencionales, así como edades
calibradas usando las curvas de Intcalc04 en Oxcal versión 3.10 (Bronk Ramsey 2005; Reimer, et al.
2009). Este es un método para determinar las edades convencionales basadas en probabilidades y
se prefiere por sobre el método alternativo basado en intercepciones, porque proporciona una
fecha calibrada que refleja su probabilidad de ocurrencia dentro de una distribución determinada
(reflejada por la amplitud (altura) de la curva), comparada con estimaciones puntuales
individuales. Como resultado, el método basado en probabilidades ofrece más estabilidad a los
valores calibrados que aquellos derivados de métodos basados en intercepciones que están
sujetos a ajustes de la curva de calibración (Telford, et al 2004).
ANÁLISIS DEL RADIOCARBONO
Al interpretar las fechas de radiocarbono de non-anuales tales como árboles y arbustos, es
importante entender que una fecha de radiocarbono refleja la edad de esa porción del
árbol/arbusto cuando dejó de intercambiar carbono con la atmósfera, no necesariamente la fecha
en que ese árbol/arbusto murió o fue quemado. Los árboles y los arbustos crecen más grandes
cada año a partir del cámbium, donde una nueva capa o anillo de células se agregan cada año.
Durante la fotosíntesis, las células nuevas tomar dióxido de carbono atmosférico, que incluye
radiocarbono. El radiocarbono incorporado se reflejará en el radiocarbono presente en la
atmósfera durante la temporada de crecimiento. Una vez que la albura (sapwood) en un árbol se
ha convertido en duramen (heartwood), el proceso metabólico de esa madera interior se detiene.
Cuando esto ocurre, no se adquieren nuevos átomos de carbono y el radiocarbono que está
presente comienza a decaer. Estudios han demostrado que existe poco o nulo movimiento de
material que contenga carbono de un anillo a otro. Como resultado, la madera de las diferentes
partes del árbol producirá fechas radiocarbónicas diferentes. Los anillos exteriores exhiben una
edad cerca de la fecha de corte o de la muerte del árbol, mientras que los aros interiores
reflejarán la edad del árbol mismo. Debido a que los anillos exteriores más jóvenes se queman
primero cuando se quema un tronco o una rama, son los anillos interiores más antiguos los que
típicamente quedan retenidos en un ensamblaje del carbón de leña (Puseman 2009; Taylor, 1987).
DISCUSIÓN
El sitio de la Presa San Pedro está ubicado en Valdivia, Chile. Se tomaron muestras de tres
calicatas geocronológicas.
La Calicata Salbanda Este (Calicata Salchicha)
Tres muestras de la calicata Salbanda Este (calicata Salchicha) fueron recogidas de los depósitos de
ceniza volcánica arenosa superior y se estiman que datan de alrededor de 5.000-8.000 años AP
(Tabla 1). La muestra E1 fue tomada de la Unidad 12 a una profundidad de 0,8 metros por debajo
de la superficie del suelo (mbs, en su sigla en inglés). Esta muestra rindió dos grandes fragmentos
de carbón de leña de rama del tipo Laurelia cuyo peso era de 24,2065 g (Tabla 2, Tabla 3). Una
porción del anillo exterior se presentó para datación por radiocarbono AMS, resultando una data
de 8.024 ± 25 RCYBP (años de radiocarbono antes del presente) (PRI-11-049-E1). Esta fecha se
calibra con un rango de edad de entre: 9.010-8.850 y 8.840-8.770 años calibrados AP al nivel dossigma (Tabla 4, Figura 1).
44
La muestra E3 de la Unidad 11 a una profundidad de 0,5 mbs rindió varios fragmentos de carbón
del tipo Laurelia y pesó 1,107 g, además de una pieza individual de carbón con una distribución
difusa porosa de naves (vessels) que estaba demasiado vitrificada como para su identificación y
pesó 0,0235 g. Los vitrificados de carbón muestran un aspecto vidrioso brillante debido a su
fusión por calor. La pieza más grande de carbón tipo Laurelia pesó 0,1778 g y fue procesada para
su datación por radiocarbono AMS. Este carbón arrojó una fecha de 7.934 ± 26 RCYBP (PRI-11049-E3) y un rango de edad calibrada sigma-dos del año: 8.980-8.880, 8.870-8.820 y 8.810-8.630
CAL AP (Figura 2). Esta muestra también contenía una cantidad moderada de raicillas no
carbonizadas de plantas modernas, un fragmento de quitina de insectos y una pequeña cantidad
de grava.
La muestra E2 fue recogida de la Unidad 10 a una profundidad de 1,6 mbs. Esta muestra contiene
unos pequeños fragmentos de carbón incluyendo un trozo de carbón tipo Laurelia que pesó
menos de 0,0001 g, un trozo de carbón de madera dura muy vitrificada como para su
identificación y que pesó menos de 0,0003 g, un trozo de carbón de madera dura de una ramita no
identificada que pesó 0,0008 g, y tres fragmentos de carbón demasiado pequeños y vitrificados
para su identificación, de 0,0005 g de peso. Varias semillas no carbonizadas y una cantidad
moderada de raicillas representan las plantas modernas en el área. Una cantidad moderada de
fragmentos de quitina de insectos reflejan actividad de insectos en esta área. Los diversos
fragmentos de carbón fueron combinados para obtener un peso suficiente para datación
mediante radiocarbono AMS. Este carbón arrojó una fecha de 8.784 ± 34 RCYBP (PRI-11-049-E2),
la que se calibra a un rango de edad de: 10.120-10.080 y 9.930-9.630 años calibrados AP en el
nivel dos-sigma (Figura 3). Se estima que esta fecha representa la edad mínima más cercana de las
gravas no falladas.
La Calicata Salbanda Oeste (Calicata Mora)
Cinco muestras de la Calicata Salbanda Oeste fueron recuperadas de una serie de paleosuelos
obtenidos de un bloque hundido debajo de la falla (downthrown rock), convertido en coluvión
arenoso derivados de cenizas volcánicas. Se cree que estos sustratos son más o menos
equivalentes en tiempo a los sustratos muestreados en la calicata Salbanda Este (5.000-8.000 años
AP); sin embargo, la muestra superior (M4) fue tomada de la base del suelo moderno y será más
joven.
La muestra M4 se tomó en la Unidad 10A a una profundidad de 0,75 mbs del paleosuelo moderno
que se formó después del 2° movimiento. Esta muestra contiene cinco fragmentos de carbón
Gevuina avellana con un peso de 0,0392 g y seis piezas de carbón tipo Laurelia de 0,0288 g de
peso. La muestra también rindió unas pocas semillas carbonizadas no identificadas y unas semillas
no carbonizadas de plantas modernas, así como numerosas raicillas no carbonizadas, algunas
raíces no carbonizadas y una sola pieza esclerotizada o esclerocio (sclerotia). A los esclerocios
comúnmente se los denomina como "bolas de carbono". Son esferas pequeñas, negras, sólidas o
huecas que pueden ser lisas o ligeramente esculpidas. Estas formas tienen un rango de entre 0,5 a
4 mm de tamaño. Los esclerocios son estructuras de descanso de hongos micorrizas, tales como el
Cenococcum graniforme, que tienen una relación mutualista con las raíces de árboles. Se puede
observar que muchos árboles dependen mucho de las micorrizas y no pueden subsistir sin ellos.
"Los cordones miceliales de estos hongos crecen en las raíces y toman de ellas algunos de los
compuestos azucarados producidos por el árbol durante su fotosíntesis. Sin embargo, los hongos
micorrízicos beneficiarán el árbol porque absorben minerales del suelo, que luego son utilizados
45
por el árbol" (1988:285 Kricher y Morrison). Los esclerocios parecen ser omnipresente y se
encuentran en varios tipos de árboles coníferos y caducifolios. Estas formas fueron identificadas
originalmente por el Dr. Kristiina Vogt, profesor de ecología de la escuela de silvicultura y estudios
ambientales de la Universidad de Yale (McWeeney 1989:229-230; Trappe 1962). Unos pocos
fragmentos de quitina de insectos y numerosos huevos de insectos fueron también observados en
la muestra M4. El carbón de Gevuina avellana fue procesado para datación por radiocarbono
AMS, resultando en una data de 517 ± 16 4 RCYBP (PRI-11-049-M4). El rango de edad calibrada de
sigma dos para esta fecha es: de 545-510 CAL AP (Figura 4).
La muestra M3 fue recogida a una profundidad de 1,0 mbs en la Unidad 9Ab1 en el paleosuelo que
se formó después del 2° movimiento. Esta muestra contiene varios fragmentos de carbón
Lauraceae que pesó 0,841 g y un pedazo de carbón tipo Laurelia que pesó 0.0230 g. Numerosas
raicillas no carbonizadas de plantas modernas y una pequeña cantidad de rocas/grava fueron los
otros restos que se recuperen. Esta muestra fue diferente tanto a la de arriba como a la de abajo
en cuanto que esta no contenía fragmentos de semillas no carbonizadas. El único fragmento de
carbón tipo Laurelia arrojó una fecha de radiocarbono AMS de 4.130 ± 20 RCYBP (PRI-11-049-M3)
y un rango de edad calibrada sigma dos de: 4.820-4.750 y 4.730-4.540 años calibrados AP (Figura
5). Esta fecha se encuentra fuera de secuencia para su profundidad. Es posible que la ausencia de
semillas no carbonizadas de este nivel proporcione alguna pista sobre la razón por la que este
carbón produjo una fecha más antigua que aquellas producidas por cualquiera de las dos muestras
obtenidas a menores profundidades de esta calicata. Una posibilidad es que esta porción del
depósito contiene una "explosión de carbono" derivada de una fuente que todavía no podemos
identificar. Tal vez hubo exposición de antiguos depósitos en un momento de falla que permitió la
introducción de carbono más antiguo durante un breve período de deposición de sedimentos.
Una vez cesada esta deposición y agradación de sedimento normal, el desarrollo del paleosuelo
podría haber oscurecido o cizallado la estratigrafía. En áreas de fallas delimitadas por montaña y
altos relieves este escenario es posible. La pedigénesis puede ser el agente que desdibujó las
fronteras del sedimento, enmascarando pruebas que identifican la fuente del carbono más
antiguo (Thomas W. Stafford, comunicación personal, 26 de abril de 2011). En este caso, fechar
un trozo de carbón Lauraceae debería, o bien confirmar que existe carbono en este depósito con
un origen más antiguo, según lo postulado más arriba, o bien proporcionar evidencia de que ha
habido mezcla. La naturaleza de esta muestra (por la ausencia de semillas no carbonizadas) es
difiere suficientemente de aquella obtenida de depósitos sobreyacentes y subyacentes como para
albergar la expectativa de que un fecha adicional de carbón Lauraceae pueda ser muy similar a
aquella informada respecto del carbón tipo Laurelia.
La muestra M2 se tomó de la Unidad 8Ab2 a una profundidad de 1,5 MB de Paleosuelo que se
formó entre el movimiento de 1ª y 2ª grieta. Esta muestra contiene una variedad de restos
carbonizados. El carbón incluye dos fragmentos de Lauraceae pesando 0,058 g, tres pedazos de
carbón tipo Escallonia pesando 0,077 g, un trozo de carbón tipo Escallonia pesando 0,017 g, varios
fragmentos de carbón tipo Laurelia pesando 0,486 g, un fragmento de carbón de leña de rama tipo
Laurelia que pesó 0,140 g, un fragmento de rama de carbón Rosaceae que pesó 0,049 g, y un trozo
de carbón de madera dura exhibiendo degradación lignítica con 0,054 g de peso. Además, la
muestra rindió una semilla Galium carbonizada y fragmentos de tres semillas de 0,0012 g de peso,
un fragmento de tallo herbáceo dicotiledón / monocotiledón carbonizado, pesando 0,0064 g, tres
fragmentos carbonizados de peridermia (corteza) con un peso de 0,1668 g, además de varias
semillas carbonizadas no identificadas. También estuvieron presentes varios tipos de semillas no
carbonizadas de plantas modernas. La única ramita de carbón de Rosaceae que había se presentó
46
para datación por radiocarbono AMS. Este carbón arrojó una fecha de 1.535 ± 17 RCYBP (PRI-11049-M2), con un dos-sigma calibrado por el rango de edad del año 1.520-1.360 años calibrados AP
(Figura 6).
Las muestras M1 y M5 fueron recuperadas de la Unidad 7Ab3. La muestra M1 que se tomó desde
una profundidad de 1,9 mbs representa Paleosuelo que se desarrolló entre el 1er y 2° movimiento
de grieta. Esta muestra rindió dos fragmentos de carbón tipo Laurelia 0,0103 g de peso, tres
pedazos de carbón de madera dura también vitrificados para identificación con un peso de 0,0074
g, un fragmento de tallo carbonizado de Poaceae pesando menos de 0,0001 g, y dos trozos de
tejido parenquimoso carbonizado que pesó 0.0101 g. Parénquima es el término botánico
empleado para tejidos vegetales formados por muchas células similares de paredes delgadas. Las
parénquimas están presentes en diferentes órganos de plantas en cantidades variables,
especialmente en raíces y tallos (Hather 2000: 1). La recuperación del tejido parenquimoso podría
reflejar una raíz carbonizada o un tejido del tallo. El carbón del tipo Laurelia fue sometido para
datación por radiocarbono AMS. El resultado de este carbón dio una fecha de 3370 ± 19 RCYBP
(PRI-11-049-M1), que se calibra a un rango de edad de: 3.690-3.660 y 3.650-3.560 años calibrados
AP en el nivel dos-sigma (Figura 7).
La muestra M5 también contenía dos fragmentos carbonizados incompletos de carbón tipo
Laurelia, así como cinco piezas de del carbón de leña Lauraceae, un fragmento de carbón de
madera dura de una ramita con una distribución de vasos porosa y difusa, y también un trozo de
carbón de madera dura de ramita demasiado vitrificado como para su identificación. También se
observaron unas raicillas de plantas modernas no carbonizadas.
La Calicata Baca
Se presentaron tres muestras de la Calicata Baca. La muestra 1 de Baca contenía varios
fragmentos grandes de carbón Lauraceae no completamente carbonizado. Es posible que este
carbón represente un tapete (hearth) intrusivo.
Varios fragmentos de posible carbón Lauraceae fueron observados en la muestra 2 de Baca desde
lo alto de la secuencia piroclástica. Estos fragmentos de carbón estaban vitrificados y exhibían
degradación lígnitica. Otros fragmentos de carbón también estaban demasiado vitrificados y
degradados para su identificación. Estas muestras exhibían diversos grados de degradación
lignítica de su estructura celular y características físico-mecánicas como resultado de los
organismos anaeróbicos presente en los sedimentos húmedos/mojados en los que han
permanecido los fragmentos de madera. La madera está degradada y comprimida, ocultando sus
características morfológicas (Schweingruber 1990:196-202).
La Muestra Baca 3 representa la muestra más antigua. Esta muestra consistió solamente en
roca/grava con ningún fragmento macroscópico de carbón presente.
RESUMEN Y CONCLUSIONES
El examen de carbón detrítico en sedimentos recuperados desde calicatas Geocronologícas en el
Sitio de la Presa San Pedro en Valdivia, Chile, resultó en la recuperación de carbón y otros restos
botánicos carbonizados en cantidades suficientes para su análisis con radiocarbono. El carbón de
47
leña (charcoal) obtenido de las muestras tomadas en la calicata Salbanda Este nos dio las fechas
de radiocarbono más antiguas. El carbón tipo Laurelia en la muestra E1 nos da una fecha de 8,024
± 25 AP (antes del presente), mientras que el carbón tipo Laurelia de la muestra E3 rindió una
fecha de 7.934 ± 26 AP (antes del presente). Estas dos fechas son esencialmente las mismas con el
traslape significativo al nivel de dos sigma (Figura 8). Un pequeño trozo de carbón tipo Laurelia en
la muestra E2 fue combinado con madera dura no identificada y carbón no identificable en la
muestra para obtener suficiente carbón para su datación. Se obtuvo una fecha de 8.784 ± 34 AP
para estos tipos de carbón combinados/mezclado. Esta fecha no se superpone al nivel dos-sigma
con aquellas de las muestras E1 y E3.
Se recolectaron muestras de la calicata Salbanda Oeste de estratos que se cree que son más o
menos equivalentes en el tiempo a las muestras recolectadas en la calicata Salbanda Este; sin
embargo, la data de carbón en las cuatro muestras de la calicata Salbanda Oeste fue
significativamente menor a la data del carbón de leña en las muestras de la calicata Salbanda Este.
El carbón en la muestra M4 se esperaba que hubiera sido más reciente, y el carbón en esta
muestra arrojó una fecha de 517 ± 16 AP. La muestra M3 Gevuina avellana se tomó del
Paleosuelo que se formó después del 2° movimiento. El carbón de tipo Laurelia en esta muestra
arrojó una fecha de 4.130 ± 20 AP. Las muestras M2 y M1 fueron recuperadas del Paleosuelo que
se formó entre el 1er y el 2° movimiento de la grieta. Un trozo de carbón Rosaceae de una ramita
en la muestra M2 arrojó una fecha de 1.535 ± 17 AP. Esta muestra contiene varios restos no
carbonizados de plantas modernas, numerosos fragmentos de quitina de insectos y numerosos
huevos de insectos, que reflejan la actividad de los insectos y la introducción de material moderno
en esta área. Una fecha de radiocarbono de 3.370 ± 19 AP fue arrojada para el carbón tipo Laurelia
en la muestra M1.
48
TABLA 1 - PROCEDENCIA DE LOS DATOS DE LAS MUESTRAS DEL STIO DE
LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE
Muestra
N°.
E1
Profundidad
Calicata
Unidad
Salbanda
Este
(Salchicha)
12
0.8
E3
11
0.5
E2
10
1.6
10A
9Ab1
M4
ID del carbón
AMS 14C
Date
Carbón y sedimento de las arenas
más superficiales depósito como
ceniza volcánica.
Carbón de las arenas más
superficiales depósito como ceniza
volcánica; edad más cercana a grava
sin fallas.
Macrofloral
AMS 14C
Date
0.75
Sedimento con carbón de la base de
paleosuelo moderno formada
después del 2° movimiento.
Macrofloral
AMS 14C
Date
1.0
Sedimento con carbón de la base
paleosuelo moderno formada
después del 2° movimiento;
desarrollada como coluvión arenoso
derivado de ceniza volcánica.
Sedimento con carbón de paleosuelo
que se formó entre el 1er y 2°
movimiento de la grieta; desarrollada
como coluvión arenoso derivado de
ceniza volcánica.
ceniza volcánica.
ceniza volcánica.
Sedimento con grandes trozos de
carbón; posiblemente una carpeta
intrusiva.
M2
8Ab2
1.5
M1
7Ab3
1.9
M5
7Ab3
Baca 1
Análisis
Carbón de las arenas más
superficiales depósito como ceniza
volcánica.
Salbanda
West (Mora)
M3
Proveniencia / Descripción
(mbs)
Baca
Sedimento con carbón muy alto en la
secuencia piroclástica.
Baca 2
Sedimento con carbón; muestra más
antigua.
Baca 3
mbs = metros bajo la superficie
8
49
Carbón ID
AMS 14C
Date
Macrofloral
AMS 14C
Date
Macrofloral
AMS 14C
Date
Macrofloral
AMS 14C
Date
ID del carbón
ID del carbón
ID del carbón
ID del carbón
TABLA 2
RESTOS MACROFLORALES DEL SITIO DE LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE.
N° de
muestra Identificación
E1
CARBÓN /
MADERA
DURA
Unidad
Tallo tipo
12
Laurelia**
0,8 mbs RESTOS NO
FLORALES
Tierra
Roca / Grava
E3
Litros flotados
Unidad
Peso fracción
11
liviana
0,5 mbs RESTOS
FLORALES
Raicillas
CARBÓN /
MADERA
DURA
Carbón total
> 2 mm
tipo
Laurelia**
Madera dura
no
identificada –
difusa,
porosa,
vitrificada
RESTOS NO
FLORALES
Grava
Insecto
Parte
Carbón
Carbonizado
W
F
No carbonizado
W
F
2
Pesos /
Comentarios
24,2065 g
X
X
Poca
Poca
0,15 L
2,404 g
X
Moderado
1,070 g
Carbón
19
0,8095 g
Carbón
1
0,0235 g
X
1
50
Pocos
N° de
Carbonizado
Parte
W
E2
Unidad
10
1,6 mbs
Litros flotados
Peso fracción liviana
RESTOS FLORALES
Asterácea
Polygonum
Unidentified P
Potentilla
Rubus
Raicillas
CARBÓN / MADERA
DURA
Carbón total > 2 mm
Cf. Tipo Laurelia **
Madera dura no
identificada –
vitrificada
Tallo de madera dura
no identificado**
No identificable –
pequeño, vitrificado**
F
No
carbonizado
W
F
Pesos /
Comentarios
0,11 L
1,176 g
Semilla
Semilla
Semilla
1
1
Semilla
Semilla
1
1
2
X
Moderado
Carbón
1
0,0017 g
< 0,0001 g
Carb+pn
1
0,0003 g
Carbón
1
Carbón
3
0,0008 g
0,0005 g
51
TABLA 2 (Continuación)
N° de
M2
Unidad
8Ab2
1,5 mbs
Litros flotados
RESTOS FLORALES
Galium
Monocot/Herb.dicot
Periderm
A No identificado
C No identificado
S No identificado
No identificado
Periderm
Phytolacca
Tipo Rsosaceae
Solanaceae
Sclerotia
CARBÓN / MADERA
Tipo Escallonia
Tallo tipo Escallonia
Lauraceae
Tipo Laurelia
Rama tipo Laurelia
Tallo Rosaceae**
No identificable –
degradación lignítica.
RESTOS NO FLORALES
Insecto
Insecto
Roca / Grava
Carbonizado No
carbonizado
W
F
W
F
Parte
Pesos /
Comentarios
0,300 L
5,456 g
Semilla
Tallo
1
Semilla
Semilla
Semilla
Endospermio
de semilla
2 ic
3
1
3
1
4 ic
6
111
X
1
14
1
19
5
1
10
1
Semilla
Semilla
Semilla
Carbón
Carbón
Carbón
Carbón
Carbón
Carbón
Carbón
0,0012 g
0,0064 g
X
X
X
52
1,060 g
1,2010 g
0,0790 g
0,0170 g
0,0580 g
0,4860 g
0,1400 g
0,0490 g
0,0540 g
3
1
2
11
1
1
1
Chitin
Huevo
0,1668 g
< 0,0001 g
Numerosos
0,0051 g
0,0009 g
Numerosos
Numerosos
Pocos
N° de
muestra
Identificación
M1
7Ab3
1,9 mbs
M5
7Ab3
BACA 1
Litros flotados
RESTOS FLORALES
Tejido parenquimoso cf.
Poaceae
Raicillas
CARBÓN / MADERA
Tipo Laurelia**
Madera dura no
identificada-vitrificada
RESTOS NO FLORALES
Roca / Grava
Litros flotados
RESTOS FLORALS
Raicillas
CARBÓN / MADERA
Tipo Laurelia
Lauraceae
Madera dura no
identificada – tallo
difuso poroso
Tallo de madera dura no
identificado – vitrificado
RESTOS NO FLORALES
Roca / Grava
Volumen agua tamizada
Peso muestral – Agua
tamizada
RESTOS FLORALES:
Raicillas
CARBÓN / MADERA
Lauraceae
Parte
Carbonizado No
carbonizado
W
F
W
F
Pesos /
Comentarios
0.700 L
1.303 g
2
1
Tallo
X
Carbón
Carbón
2
2
Carbón
Carbón
Carbón
2 ic
5
1
Carbón
1
Carbón
2 ic
53
0.0101 g
< 0.0001 g
Moderado
0.0103 g
0.0074 g
X
Pocos
0.600 L
1.583 g
X
Pocas
0.0271 g
0.0091 g
0.0071 g
0.0072 g
0.0037 g
X
Moderado
0.200 L
1.303 g
X
Pocas
24.607 g
13.460 g
N° de
muestra
Identificación
BACA 2
BACA 3
W
F
X
L
g
mm
ic
**
=
=
=
=
=
=
=
=
Parte
Carbonizado No
carbonizado
W
F
W
F
Volumen de agua tamizada
Perso muestral - Agua tamizada
CARBÓN / MADERA:
Cf- Lauraceae – lignítico
Carbón
degradación, vitrificado
Madera dura no
Carbón
identificada - lignítico
degradación, vitrificado
RESTOS NO FLORALES:
Tierra
Volumen de agua
tamizada
Perso muestral - Agua
tamizada
RESTOS NO FLORALES:
Roca / Grava
Pesos /
Comentarios
0.003 L
0.003 L
12
0.2176 g
8
0.0774 g
X
Poca
0.003 L
14.800 g
X
Entero
Fragmento
Presencia advertida en la muestra
Litros
gramos
milímetros
No completamente carbonizado
Presentado a AMS para datación con 14C.
54
Poca
TABLA 3 – INDICE DE RESTOS MACROFLORALES
RECUPERADOS DEL SITIO DE LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE
Nombre Científico
Nombre Común
RESTOS FLORALES:
Asteraceae
Familia Girasol
Cactaceae
Familia Cactus
Galium
Bedstraw, Cleaver’s
Monocot/Herbaceous dicot
Un miembro de la clase monocotiledónea de
angiospermas, que incluyen hierbas, juncias,
miembros de la familia agave, lirios y las palmas /
Un miembro no madoroso de la clase Dicotiledonias
de las Angiospermas.
Periderm
Término técnico para corteza; Consiste en el corcho
(phellum) que es producido por el Felógeno, así
como cualquier epidermis, corteza y floema primario
o secundario hacia afuera para el Felógeno
Phytolacca
Phytolacca Americana
cf. Poaceae
Probablemente de la familia Pasto
Polygonum
Polígono (correquetepillo); Falopia japónica
Tipo Rosaceae
Similar a los miembros de la familia de la Rosa.
Potentilla
Nudo sello de Salomón.
Rubus
Frambuesa, mora, etc.
Solanaceae
Familia de las Solanales.
Parenchymous tissue
Tejido relativamente indiferenciado, compuesto de
muchas paredes delgadas similares– presente en
órganos vegetales en cantidades variables,
especialmente en grandes órganos carnosos como
raíces y tallos.
Sclerotia
Estructuras de descanso de los hongos micorrizas
CARBÓN / MADERA:
Tipo Escallonia
Similar, en la morfología de la madera, a la
escalonia, ya que exhibe placas de perforación
escamiforme, picaduras escamiformes entre las
naves y engrosamientos heliacos de las paredes de
la nave que la contiene.
Gevuina avellana
Avellano, Gevuín
Lauraceae
Familia del Laurel.
55
Nombre Científico
Nombre Común
Laurelia-type
Similar, en la morfología de madera, al laurel chileno en
que exhibe una distribución difusa porosa de vasos,
placas de perforación escamiforme y picaduras
escamiformes entre las naves
Rosaceae
Familia de la Rosa.
Madera dura no identificada
Madera de árbol de hojas amplias, árbol florido o
arbusto.
Madera dura no identificada – difusa, porosa
Madera de árbol de hojas amplias, árbol florido o
arbusto, con una distribución difusa porosa de los vasos
No identificable - vitrificada
Carbón que exhibe un aspecto vidrioso brillante debido a
la fusión por calor.
56
TABLA 4 – RESULTADOS DE RADIOCARBONO DE LAS MUESTRAS
DEL SITIO DE LA PRESA SAN PEDRO, VALDIVIA, CHILE
Muestra
No.
Identificación
de la muestra
PRI-11-049E1
Tallo de carbón
tipo Laurelia-
Fecha AMS
14C*
8024 ± 25
RCYBP
PRI-11-049E3
Carbón
tipo Laurelia
PRI-11-049E2
Tipo Laurelia,
madera dura no
identificada, y
carbón no
identificable.
Carbón de
avellana
Gevuina
δ13C*
*
(o/oo)
-17.9
1-sigma Fecha
Calibrada (68.2%)
2-sigma Fecha
Calibrada (95.4%)
9010-8970; 89208860; 8830-8790
CAL yr. BP
9010-8850; 88408770 CAL yr. BP
7934 ± 26
RCYBP
8950-8920; 88708830; 8780-8640
CAL yr. BP
8980-8880; 88708820; 8810-8630
CAL yr. BP
8784 ± 34
RCYBP
9890-9730; 97209700 CAL yr. BP
10120-10080;
-19.4
9930-9630 CAL yr.
BP
Carbón
tipo Laurelia
517 ± 16
RCYBP
4130 ± 20
RCYBP
540-520
CAL yr. BP
4810-4780; 47704750; 4700-4670;
4650-4580 CAL yr.
BP
545-510
CAL yr. BP
4820-4750; 47304540 CAL yr. BP
PRI-11-049M2
Carbón de tallo
Rosaceae
1535 ± 17
RCYBP
1510-1500; 14901460; 1420-1380
CAL yr. BP
1520-1360 CAL yr. -24.4
BP
PRI-11-049M1
Carbón
tipo Laurelia
3370 ± 19
RCYBP
3640-3580 CAL yr.
BP
3690-3660; 36503560 CAL yr. BP
PRI-11-049
M4
PRI-11-049M3
-27.4
-17.1
-15.9
-20.2
 Informado en años de radiocarbono con precisión de 1 desviación estándar (68.2%) corregida para
13
δ C.
13
14
13
 Los valores δ C se miden como AMS durante la medición C. Los valores AMS-δ C se usan para
14
los cálculos de C y no deben ser utilizados para interpretaciones dietéticas o paleoambientales.
57
FIGURA 1. CALIBRACIÓN DE LA EDAD DE RADIOCARBONO PRI
Número de laboratorio: PRI-11-049-E1 Identificación de la Muestra: carbón de rama tipo Laurelia
14
Número Convencional de Laboratorio AMS fecha C: 8.024 ± 25 RCYBP 1-sigma Rango de Edad
Calibrada (68,2%): 9.010-8.970; 8.920-8.860; 8.830-8790 CAL años AP 2-sigma (95,4%): 9.01014
8850; δ13C de 8.840-8770 años calibrados AP (o/oo):-17.9 (medido para el cálculo de C, no es
válido para interpretaciones dietéticas o paleoambientales).
Datos atmosféricos de Reimer et al (2004); OxCal v3.10
Bronk Ramsey (2005); cub r: 5 sd:12 prob usp [chron]
PRI-11-049-E1 : 8024 ± 25 BP
68.2% Probabilidad
(28.1%) 9010-8970 BP
(16.7%) 8920-8860 BP
(23.4%) 8830-8790 BP
95.4% Probabilidad
(66.2%) 9010-8850 BP
(29.2%) 8840-8770 BP
Determinación del radiocarbono
Fecha Calibrada
Declaración de intercepción. PRI utiliza OxCal3.10 (Bronk Ramsey 2005) para la calibración de
radiocarbono, que es un método para determinar las edades convencionales basadas en la
probabilidad. Este método es preferido sobre la base de intercepción alternativa porque
proporciona una fecha calibrada que refleja la probabilidad de su ocurrencia dentro de una
distribución determinada (reflejada por la amplitud (altura) de la curva), en comparación con
estimaciones puntuales individuales. Como resultado, el método basado en la probabilidad ofrece
58
más estabilidad a los valores calibrados que las derivadas de los métodos basados en la
intercepción que están sujetas a ajustes en la curva de calibración (Telford 2004).
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59
FIGURA 2. EDAD DE CALIBRACIÓN DEL RADIOCARBONO PRI
Número de laboratorio: PRI-11-049-E3.
Identificación de Muestra: carbón tipo Laurelia.
AMS convencional 14C fecha: 7.934 ± 26 RCYBP.
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 8.950-8.920; 8.870-8.830; 8.780-8.640 años calibrados
AP.
2-sigma (95.4%): 8.980-8.880 8.870-8.820; δ13C de 8.810-8.630 años calibrados AP. δ13C (o/oo): 27.4 (Medido para el cálculo de 14C, no es válido para las interpretaciones dietéticas o
paleoambientales).
PRI-11-049-E3 : 7934 ± 26 BP
68.2% Probabilidad( 6.1%) 8950-8920 BP
( 9.8%) 8870-8830 BP
(52.4%) 8780-8640 BP
95.4% Probabilidad
(22.3%) 8980-8880 BP
(12.9%) 8870-8820 BP
(60.2%) 8810-8630 BP
Fecha Calibrada
60
Referencias
Número de laboratorio: PRI-11-049-E2.
Identificación de Muestra: carbón tipo Laurelia. Madera dura no identificada, y carbón no
identificable.
AMS convencional 14C fecha: 8784 ± 34 RCYBP.
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 9890-9730; 9720-9700 años calibrados AP.
2-sigma (95.4%): 10120-10080; 9930-9630 años calibrados AP.
δ13C (o/oo): -19.4 (Medido para el cálculo de 14C, no es válido para las interpretaciones dietéticas
o paleoambientales).
PRI-11-049-E2 : 8784 ± 34 BP
61
68.2% Probabilidad
(63.5%) 9890-9730 BP
( 4.7%) 9720-9700 BP
95.4% Probabilidad
( 2.1%) 10120-10080 BP
(93.3%) 9930-9630 BP
Fecha Calibrada
Referencias
62
Número de laboratorio: PRI-11-049-M4.
Identificación de Muestra: Carbón Gevuina avellana
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 540-520 años calibrados AP.
2-sigma (95.4%): 545-510 años calibrados AP.
PRI-11-049-M4 : 517 ± 16 BP
68.2% Probabilidad
(68.2%) 540-520 BP
95.4% Probabilidad
(95.4%) 545-510 BP
Fecha Calibrada
63
Referencias
64
Identificación de Muestra: Carbón tipo Laurelia
AMS convencional 14C fecha: 4130 ± 20RCYBP.
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 4810-4780; 4770-4750; 4700-4670; 4650-4580 años
calibrados AP.
PRI-11-049-M3 : 4130 ± 20 BP
68.2% Probabilidad
(14.7%) 4810-4780 BP
( 4.6%) 4770-4750 BP
(15.4%) 4700-4670 BP
(33.5%) 4650-4580 BP
95.4% Probabilidad
(27.4%) 4820-4750 BP
(68.0%) 4730-4540 BP
Fecha Calibrada
65
Referencias
Identificación de Muestra: Tallo de carbón Rosaceae
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 1510-1500; 1490-1460; 1420-1380 años calibrados AP.
2-sigma (95.4%): 1520-1360años calibrados AP.
PRI-11-049-M2 : 1535 ± 17 BP
66
68.2% Probabilidad
( 2.0%) 1510-1500 BP
(15.2%) 1490-1460 BP
(51.0%) 1420-1380 BP
95.4% Probabilidad
(95.4%) 1520-1360 BP
Fecha Calibrada
Referencias
67
Identificación de Muestra: Carbón Laurelia.
AMS convencional 14C fecha: 3370 ± 19RCYBP.
Rango de edad calibrada 1-sigma (68,2%): 3640-3580 años calibrados AP.
PRI-11-049-M1 : 3370 ± 19 BP
68.2% Probabilidad
(68.2%) 3640-3580 BP
95.4% Probabilidad
(11.4%) 3690-3660 BP
(84.0%) 3650-3560 BP
Fecha Calibrada
68
Referencias
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***
72
INFORME PALEOSÍSMICO
(VERSIÓN INGLÉS)
____________________________________________________________________________________ PALEOSEISMIC ANALYSIS OF FAULTS AT THE
SAN PEDRO DAMSITE, LOS RIOS REGION,
CHILE
Final report
Submitted to AURUM-INGEROC Consultores, Santiago, CHILE,
For Colbun S.A.
By
GEO-HAZ Consulting, Inc., Crestone, Colorado, USA
06-MAY-2011
1 GEO-HAZ Consulting, Inc.
____________________________________________________________________________________ Table of Contents
RESUMEN EJECUTIVO ................................................................................................... 4
EXECUTIVE SUMMARY- English..................................................................................... 6
INTRODUCTION............................................................................................................... 8
THE SALBANDA FAULT................................................................................................... 9
Fault Mapped on the South Bank of the San Pedro River ...................................... 9
Fault Mapped on the North Bank of the San Pedro River....................................... 13
Exposure at the Casa de Maquinas Site ................................................................ 17
TRENCHES ..................................................................................................................... 18
Salbanda East Trench ............................................................................................ 19
Salbanda East Trench, North Part ............................................................... 19
Salbanda East Trench, South Part .............................................................. 21
CONCLUSIONS—Salbanda Fault East....................................................... 27
Salbanda West Trench ........................................................................................... 28
CONCLUSIONS—Salbanda Fault West ..................................................... 33
The Off-Site Terrace Trench................................................................................... 35
CONCLUSIONS—Off-Site Terrace Trench ................................................. 37
OVERALL CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS................................................ 39
REFERENCES.................................................................................................................. 39
Appendix 1; Report from Paleo Research Institute, Colorado, USA: IDENTIFICATION
AND AMS RADIOCARBON DATING OF SAMPLES FROM THE SAN PEDRO DAM SITE,
VALDIVIA, CHILE ................................................................................................................ 41
List of Figures
Fig. 1. A small part of Mapa 2 from Muzzio (2010), showing mapped structures near the
dam site ................................................................................................................. 8
Fig. 2. Exposures of fractured and sheared schist along the small construction road
west of them office buildings, on the south side of the San Pedro River
downstream of the damsite .................................................................................... 10
Fig. 3. Log of a trench through a bedrock landslide in Utah, USA and a photograph of
chaotically-deformed “slide rock ............................................................................. 12
Fig. 4. Part of the preliminary geologic map of INGEROC, showing their mapping of the
Salbanda Fault (diagonal stripe pattern) on the north bank of the Rio San Pedro.. 13
Fig. 5. Photographs of the salbanda zone in the Salbanda West area.............................. 14
Fig. 6. Close-up photographs of the salbanda zone above the shotcrete bench............... 14
Fig. 7. Panoramic views of the mega-grieta valley and the long roadcut on the road to
the Casa de Maquinas............................................................................................ 15
Fig. 8. Photograph of the road cut on the western side of the access road to the Casa
de Maquinas ........................................................................................................... 16
Fig. 9. The open grieta that lies about 50 m southwest of the Colbun office building on
the +70 m terrace ................................................................................................... 16
Fig. 10. Views of the fine-grained alluvium in the cut pad near river level, on the north
bank of the Rio San Pedro ..................................................................................... 17
Fig. 11. Photograph of the North Part of the Salbanda East trench, looking south from
the north end .......................................................................................................... 19
____________________________________________________________________________________ Fig. 12. Photomosaic of the North Part (meter 18 to meter 40) of the Salbanda East
trench ..................................................................................................................... 20
Fig. 13. Photograph of the South Part trench, from meter 3 at right to meter 14
at far left
..................................................................................................................... 22
Fig. 14. Photomosaic of the South Part (meter 0 to meter 23) of the Salbanda East
trench ..................................................................................................................... 24
Fig. 15. Manual trench log of the South Part of the Salbanda East trench ........................ 25
Fig. 16. Photograph and sketch of shear zones within the Salbanda fault zone at the
bottom of the Salbanda East trench ............................................................................... 26
Fig. 17. Photomosaic of the Salbanda West trench............................................................ 29
Fig. 18. Sketches showing the orientation of foliation in the schist bedrock and other
structures, as measured by Gina Muzzio, Aurum Consultores ............................... 30
Fig. 19. North-south topographic profile across the large grieta valley, at the site of the
Salbanda West trench ............................................................................................ 30
Fig. 20. Manual trench log of the South Part of the Salbanda West trench ....................... 31
Fig. 21. Explanation for the manual log of the Salbanda west trench................................ 32
Fig. 22. Graph showing the relationship of Average Displacement during a tectonic
surface fault rupture as a function of Surface Rupture Length, for a large dataset
of historic earthquakes ........................................................................................... 34
Fig. 23. View of damsite and suspected fault scarp in cleared fields west of damsite....... 36
Fig. 24. Photograph of off-site terrace scarp, looking southeast toward dam site ............. 36
Fig. 25. Photomosaic of the east wall of the Off-Site Terrace Trench ............................... 38
Fig. 26. Photograph of slip-off terraces (at right center) in New Zealand .......................... 37
Plate 1. Composite trench log of the Salbanda East Trench ............................................. digital file
Plate 2. Composite trench log of the Salbanda West Trench ............................................ digital file
____________________________________________________________________________________ RESUMEN EJECUTIVO
En marzo de 2011 (9 a 17) GEO-HAZ Consulting examinó una falla de 2 km de largo
cercana a la Central San Pedro, de la cual se sospechaba podría presentar actividad
neotectónica. En la ribera norte del río San Pedro, cerca del eje de la presa,
excavamos y registramos dos trincheras en la falla (denominada informalmente falla
Salbanda). A requerimiento de Gina Muzzio y Renato Villarroel, geólogos senior de
Aurum e Ingeroc, respectivamente, adicionalmente excavamos y registramos una
tercera trinchera 2 km al oeste de la presa, cerca del camino de acceso de Colbún. En
las tres trincheras se recolectaron muestras para realizar determinaciones
geocronológicas mediante dataciones por radiocarbono. Los análisis fueron realizados
en Abril de 2011 por el Paleo Research Institute de Golden, Colorado, Estados Unidos.
Nuestras conclusiones son las siguientes:
1. La Falla Salbanda sería una zona de cizalle antigua que afecta a esquistos del
sustrato rocoso y que fue cepillada pasivamente por la formación de la terraza +70
m hace más de 10.120 años.
2. Donde la falla se ubica a cierta distancia del borde de la terraza no hay evidencia en
superficie ni en las trincheras excavadas de que la Falla Salbanda se haya movido
con posterioridad a la formación de la terraza. Las gravas basales de la terraza, que
no muestran deformación donde sobreyacen la Falla Salbanda en la Trinchera
Salbanda Este, son probablemente algunos miles de años más antiguas que las
muestras de carbono más antiguasobtenidas en los suelos piroclásticos que la
sobreyacen, datados en 9.630-10.120 cal años AP1. No hay evidencia de
movimientos tectónicos en la Zona de Falla Salbanda durante el post-glacial que en
la zona se inició hace ca.14.000-15.000 años cal AP. Personalmente creo que la
Falla Salbanda ha estado inactiva por un largo período antes del esto,
probablemente sin movimiento durante los últimos millones o decenas de millones
de años.
3. Donde la Falla Salbanda se ubica cercana a la terraza +70, ha sido reactivada por
extensión gravitacional, como resultado de deslizamientos hacia el sur de la ribera
norte del río San Pedro. Este movimiento se evidencia por la formación de valles y
grietas de extensión (“pull-apart”) en la superficie. Localmente el deslizamiento ha
utilizado la zona de debilidad de la Falla Salbanda como zona de retirada en el
subsuelo somero. Dataciones radiocarbono en la Trinchera Salbanda Oeste indican
que esta deformación ha continuado durante el Holoceno tardío, con deformación
tan reciente como 3,5 ka2 y probablemente más jovenes que 1,4 ka. Sin embargo,
1
AP: Las edades obtenidas mediante el método 14C se informan en “años de radiocarbono antes del presente”,
considerando el año 1950 DC como “presente”, de acuerdo a una convención internacional.
2
Ka: miles de años. Unidad de tiempo utilizada en geocronología equivalente a miles de años (por kiloannum; 103).
____________________________________________________________________________________ este tipo de reactivación de deslizamientos, que involucra las decenas de metros
superiores de un antiguo plano de falla, no corresponde a un proceso tectónico y no
representa ningún peligro sísmico.
4. El quiebre extensional generalizado del sustrato rocoso entre el borde sur de la
terraza y el río San Pedro ha dado origen a numerosas grietas y fisuras este-oeste.
Aunque estas fisuras no representan ningún peligro como fallas activas, si
representan un peligro local de estabilidad de taludes y una vía potencial para que
aguas subterráneas fluyan alrededor del apoyo norte de la presa. Estos temas
deben ser analizados como parte del análisis general de estabilidad de taludes de la
presa.
5. Los escarpes anchos ubicados en los potreros al oeste del sitio de la presa y que
miran al suroeste, corresponderían a escarpes de erosión asociados a las terrazas y
no a escarpes de falla, de acuerdo a lo observado en una trinchera.
____________________________________________________________________________________ EXECUTIVE SUMMARY- English
GEO-HAZ Consulting examined a 2 km-long suspected active fault near the San Pedro
dam site between March 9 and March 17, 2011. We excavated and logged two trenches
on the fault (informally named the Salbanda fault) on the north bank of the Rio San
Pedro near the dam axis. In addition, we excavated and logged a third trench about 2
km west of the damsite near the Colbun access road, at the request of Aurum’s senior
geologist, Gina Muzzio and Ingeroc’s senior geologist Renato Villaroel. At all three
trenches geochronology samples were collected for radiocarbon dating, and the
samples were dated in April 2011 by Paleo Research Institute, Golden, Colorado, USA.
Our conclusions are as follows:
1—The Salbanda Fault appears to be an old shear zone in harder schist bedrock, that
was passively eroded and planed off by the formation of the +70 m terrace more than
10,120 years ago.
2—Where the fault lies at some distance from the terrace edge, there is no evidence on
the surface or in trenches that the Salbanda fault has moved since the +70 m terrace
was formed. The basal terrace gravels, which are not deformed where they overlie the
Salbanda fault in the Salbanda East trench, are probably a few thousand years older
than the oldest radiocarbon sample from the overlying pyroclastic soils, dated at 963010,120 cal yr BP. That is, there is no evidence for tectonic movement on the Salbanda
fault zone in post-glacial time, which at this location began ca. 14,000-15,000 cal yr BP.
I personally believe that the Salbanda fault has not been active for a very long time
before that, with probably no movement in the past millions to tens of millions of years.
3—Where the Salbanda fault lies close to the southern edge of the +70 m terrace, it has
been reactivated by gravitational extension resulting from southward landsliding on the
north bank of the Rio San Pedro. This movement is expressed as the formation of pullapart valleys and grietas on the surface, which in places has used the weak Salbanda
Fault zone as the pull-away zone in the shallow subsurface. Radiocarbon dates from
the Salbanda West trench show that this deformation has continued in the late
Holocene, with deformation younger than ca. 3.5 ka and probably younger than 1.4 ka.
However, this type of landslide reactivation of the uppermost few tens of meters of an
old fault plane is not a tectonic process, and poses no seismic hazard.
4—The widespread extensional failure of bedrock between the southern edge of the
terrace and the San Pedro River has created numerous open, east-west-trending
cracks and fissures. Although these fissures do not pose any type of active fault hazard,
they do pose a local slope stability hazard and a potential pathway for groundwater to
travel around the north abutment of the dam. Such issues should be analyzed as part of
the global slope stability analysis of the dam.
____________________________________________________________________________________ 5—The broad southwest-facing scarps in the cattle pastures west of the damsite are
apparently erosional terrace risers, based on one trench, and are not fault scarps.
____________________________________________________________________________________ INTRODUCTION
At the invitation of AURUM-INGEROC Consultores (Santiago, Chile), GEO-HAZ
President James P. McCalpin and his assistant traveled to the San Pedro damsite on
March 7, 2011. Aurum requested him to perform the following work:
Este análisis se realizara mediante estudios de paleosismicidad según se describe a
continuación:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Análisis de antecedentes
Reconocimiento de falla y/o fallas en terreno
Selección de sitio para construcción de trinchera(s)
Supervisión de construcción de 1 o más trincheras
Logueo, registro y toma de muestras en trinchera(s)
Confección y revisión de informe técnico de avance e Informe Final
Dr. McCalpin arrived at the dam site on March 9 and spent the next 8 days excavating
and logging two trenches on a suspected active fault on the north bank of the San
Pedro River near the dam axis. [This fault is shown as Falla observada con salbanda on
Mapas 1 and 2 in Muzzio, 2010. In this report we refer to it as the Salbanda fault.] In
addition he excavated and logged a third trench about 2 km west of the damsite near
the Colbun access road, at the request of Aurum’s senior geologist, Gina Muzzio,
following Ingeroc’s senior geologist Renato Villaroel inquiry about its potential activity.
At all three trenches geochronology samples were collected for radiocarbon dating, and
the samples were dated in April 2011 by Paleo Research Institute, Golden, Colorado,
USA.
Fig. 1. A small part of Mapa 2 from
Muzzio (2010), showing mapped
structures near the dam site (dam
axis is shown as a short, thick
purple line). The Falla observada
con salbanda (blue and red line)
trends east-west downstream of
the dam axis. Most of the mapped
length of the fault is on the south
bank of the Rio San Pedro, but
nearer to the dam it cross the river
to the north bank. See Mapa 2 in
Muzzio (2010) for an explanation
of the other map symbols.
____________________________________________________________________________________ We spent the first two days in the field (March 9 and 10) examining the geology of the
damsite and particularly, the Salbanda fault mapped on the north bank of the river by
the dam. We were guided to various key localities by Aurum geologist Gina Muzzio. The
Salbanda fault was mapped by INGEROC (Santiago, Chile) as a 10 m- to 40 m-wide,
subvertical shear zone of crushed gray schist. The major goal of the study was to
determine if the Salbanda Fault had experienced tectonic movement in post-glacial
times, during the Holocene.
THE SALBANDA FAULT
The Salbanda fault lies due west of the dam axis in the bottom of the Rio San Pedro
valley and roughly parallels the river. As mapped it is about 2 km long and straight (Fig.
1). On the south bank of the Rio San Pedro the fault has very little topographic
expression, and was mapped mainly based on roadcut exposures and boreholes. On
the north bank of the Rio San Pedro there are a series of east-west perched valleys and
south-facing scarps along or south of the mapped fault.
Fault Mapped on the South Bank of the San Pedro River
Muzzio (2010, p. 19) described the Salbanda fault here from roadcut exposures and
boreholes:
Como parte de este sistema EW se reconoce una importante estructura cuya prolongación
afecta el Proyecto Central Hidroeléctrico Colbún, Esta falla posee rumbo fluctuante entre
N65ºE y N70ºE, afecta a las rocas metamórficas y se caracteriza por una potente y
desarrollada salbanda de unos 10 metros de ancho promedio (fotos 13, 14, 15) . Su mateo
es subvertical y posee un largo mínimo estimado de 2 km reconocido en afloramientos en
ambas riberas del río y mediante sondajes efectuados por INGEROC (trabajo en curso)…
Continuación de esta estructura N70ºE se reconoce en la ribera sur en la terraza fluvial
cercana al río, al oeste del sector presa (punto terreno PE 464, Foto 15).
Foto 15 Salbanda de 6 a 10 m de espesor
perteneciente a falla N70ºE que aflora en
ribera sur de Río San Pedro (PE 464)
como prolongación de estructura
reconocida por sondajes en ribera norte.
____________________________________________________________________________________ When we visited the roadcut shown in Foto 15, it had been covered with artificial fill, so
we could not observe the salbanda zone there. However, we could observe the sheared
schist shown by Muzzio (2010, p. 19) at point PE 466 (Figs. 2a, 2b).
Fig. 2a. Exposure of fractured and
sheared schist along the small
construction road west of them
office buildings, on the south side
of the San Pedro River
downstream of the damsite (UTM
Zone 18S, 705559E, 5596213S).
This is the same exposure as
point PE 466 of Muzzio (2010, p.
19). The roadcut trends E-W and
the strike of shears is generally
perpendicular to the cut and
parallel to the dip direction of the
hillslope above the cut (i.e., the
shears strike N-S). Muzzio (2010)
describes these shears as
belonging to the N-S system of
faults.
Fig. 2b. Exposure of fractured and sheared schist along the small construction road west of
them office buildings, on the south side of the San Pedro River downstream of the damsite
(705559E, 5596213S, UTM Zone 18S). The roadcut trends E-W and the strike of shears is
generally perpendicular to the cut and parallel to the dip direction of the hillslope above the cut
(i.e., the shears strike N-S).
____________________________________________________________________________________ Based on my limited observations of the small roadcuts shown in Fig.2, I suspect that
the chaotic shearing and fracturing in the schist there was caused by landsliding, not by
tectonic faulting. There are two main reasons for my interpretation:
(1) the fabric of the deformed rock is more of a random block-and-matrix style of
deformation, than of the standard fault-architecture model containing a main shear,
damage zone, and wall-rock lenses. The author has observed this random block-andmatrix style of deformation in many trenches through bedrock landslides rock in the
USA. We call this type of uniquely-deformed bedrock “slide rock”, as shown below:
“The andesite blocks are overlain by a highly fractured, gray block-and-ash flow. Mega-block
fractures are open (dilated) and void spaces 2-5 cm wide are common. Within each block
fractures have a consistent orientation, but each block has a different orientation. The
westernmost block is oriented vertically and is clearly detached from the other blocks, because
it is underlain by the purple ash unit and flanked by rubble-filled fissures. The next andesite
block to the east contains a peculiar “tent” structure defined by fractures bent into an anticlinal
form. Such tent structures are normally interpreted as the result of horizontal compression. In
this case, it appears that this block was being pushed from upslope to downslope, but “ran into”
the vertically-oriented megablock which would not move out of the way. As a result, this secondto-last block became squeezed horizontally.
The spaces between the blocks are filled with a poorly sorted, shattered andesite
cataclastic rubble that appear to have flowed or been squeezed between the harder blocks. We
call rocks with this peculiar style of deformation “slide rock”, because we envision that this
chaotic deformation occurred in the structurally low levels of a landslide due to pervasive
subhorizontal shearing near the landslide sole. The chaotic nature of deposits exposed in this
trench, and the rather contradictory existence of both tensional and compressional features,
suggests that deformation here is more likely related to landsliding than to tectonic faulting.”
(from PSI, 2005).
An example photograph and trench log of “slide rock” is shown in Fig. 3.
(2) the dominant shears are perpendicular to the mapped trace of the Salbanda fault
(which trends E-W), but are parallel to the local fall-line of the hillslope (N-S). This N-S
orientation is the expected one if the shears were formed by downslope sliding of a
bedrock mass. Muzzio (2010) interpreted these shears as faults belonging to the N-S
system of faults observed elsewhere in the region. But I think it is more likely that the
shears here are not even tectonic, but result from post-glacial bedrock landsliding
toward the Rio San Pedro. Even if they were tectonic, however, they could not be
related to the Salbanda fault, which strikes in a perpendicular direction.
Therefore, during our visit we could not observe any direct evidence that the
Salbanda fault actually existed on the south bank of the Rio San Pedro.
____________________________________________________________________________________ Fig. 3. Log of a trench through a bedrock landslide in Utah, USA and a photograph of chaotically-deformed “slide rock” at lower left. From PSI,
2005.
____________________________________________________________________________________ Fault Mapped on the North Bank of the San Pedro River
The Salbanda fault is mapped for at least 800 m length on the north bank of the Rio San
Pedro (Fig. 4). It is best exposed in a high roadcut in the Salbanda West area (Figs. 5
and 6).
Fig. 4. Part of the preliminary geologic map of INGEROC, showing their mapping of the
Salbanda Fault (diagonal stripe pattern) on the north bank of the Rio San Pedro. The square
grid has a spacing of 100 m. Our trenches (Salbanda East, Salbanda West) are shown by thick
red lines. Landforms on the alluvial terrace (olive green area at center) created by gravitational
spreading are shown in pencil. In the Salbanda West area, the major landform is a graben
(dashed line with double-hachures on downthrown side). Farther east the graben changes into a
single south-facing scarp (pair of dashed lines with arrows pointing down the scarp). From left to
right, the Salbanda Fault is exposed in a large roadcut on the access road to the Casa de
Maquinas, and is encountered in drill holes from there east to the dam axis (thick blue lines at
right center). East of the dam axis the fault’s location was projected from its location in borehole
SRP-44. Based on the Salbanda east Trench (described later), the fault’s true eastern extent
lies between the dashed red lines at right center.
In the Salbanda West area, the fault is associated with a graben-like valley (on Fig. 4,
marked by dashed pencil lines with double-hachures on downthrown side). This megagrieta valley is shown in Figs. 7 and 8. In the center of Fig. 4 is an area of open eastwest-striking grietas (see Fig. 9) in a band lying south of the fault. In the Salbanda East
area there is a south-facing scarp near the terrace edge (dashed line with southward
____________________________________________________________________________________ arrows) that aligns with the grietas. Our Salbanda West and Salbanda East trenches
are shown as thick red lines on Fig. 4.
Fig. 5. Photographs of the salbanda zone in the Salbanda West area. LEFT; looking from the
high roadcut on the north bank of the Rio San Pedro, downstream toward the south bank. The
lower part of this roadcut (below the bench at center, not visible) was stabilized by rock bolts
and shotcrete due to instability after it was cut (slope failure of the salbanda zone). RIGHT;
geologists stand on the shotcrete bench at the mid-height level on the roadcut. View is to the
east (upriver). The salbanda zone is still exposed above this bench, upward to the top of the
slope at left.
Fig. 6. Close-up photographs of the salbanda zone above the shotcrete bench. The entire
salbanda zone is not sheared, but contains areas of intact schist with a foliation dipping about
20 degrees north, into the hillslope (white arrows at left). Resistant bands of schist with this dip
can be seen in both photographs (dotted lines).
____________________________________________________________________________________ Fig. 7. TOP, panoramic view of the mega-grieta valley that lies west of the road to the Casa de Maquinas and northeast of the large roadcut
exposure of the salbanda zone at Salbanda West. The valley (between the dotted lines), which is straight, appears curved in this panorama. See
Fig. 19 for a topographic profile across this valley. BOTTOM, roadcut on the east side of the access road to the Casa de Maquinas. The eastward
projection of the mega-grieta valley is visible at left center as a low topographic swale (between the dotted lines). The high exposure of bedrock at
right center (top of bedrock is marked by a dashed red line) is the eastern projection of the isolated bedrock hill that lies on the south side of the
mega-grieta valley.
____________________________________________________________________________________ Fig. 8. Photograph of the road cut on the western side of the access road to the Casa de
Maquinas, across the road from the far left part of Fig. 7, bottom. This roadcut was excavated
through the northern margin scarp of the mega-grieta valley. At the south end (left end) of the
roadcut, the horizontal gravels of the +70 m terrace are overlain by a southward-thickening
deposit of colluvium (see inset). The Salbanda West trench was excavated across the toe of this
scarp about 25 m west of this roadcut.
Fig. 9. The open grieta that lies about 50 m southwest of the Colbun office building on the +70
m terrace. Additional grietas exist between this one at the top of the roadcut shown in Fig. 7,
bottom.
____________________________________________________________________________________ Exposure at the Casa de Maquinas Site
Muzzio (2010. p.39) had observed “En el sector de casa de máquinas (PE 460) esta
terraza presenta depósitos fluviales de contactos muy irregulares con la roca
metamórfica, algunos podrían ser interpretados como diques de arena producto de
actividad paleosísmica (Sagripanti y Villalba, 2009) o como relleno de grietas de una
topografía de roca metamórfica extremadamente rugosa (Fotos. 20 y 21) cubierta por
una sedimentación rápida, sin tiempo a ser erodada, indicando un brusco cambio en el
sistema fluvio-aluvional.”
The author climbed up to the apparently overhanging contact of schist hanging
over fine-grained alluvium (yellow dotted line in Fig. 10) to determine the true nature of
the contact. The contact is actually vertical, but strikes obliquely into the plane of the
exposure. If the exposure had been vertical, this contact would have also appeared to
be vertical to an observer. But because the exposure slopes back about 50°, the
intersection of the exposure face and the oblique vertical contact makes it appear that
the contact is overhanging and the schist is overlying the alluvium, when this is not
actually true.
Fig. 10. Views of the fine-grained alluvium in the cut pad near river level, on the north bank of
the Rio San Pedro; view looking west. In one place the contact between the alluvium and
bedrock appears to be overhanging (yellow dotted line), as noted by Muzzio (2010, Foto 20,
pagina 39).
The author closely examined the stratification in the alluvium as it approached
the vertical contact with the schist. There was no evidence of folding or shearing of the
alluvium near the contact. Horizontal bedding planes could be traced right to the contact
and had not been deformed post-deposition. The schist side of the contact appeared to
____________________________________________________________________________________ be formed by a vertical joint plane, which corresponded with a set of joints of the same
orientation that affected the outcrop. There was no evidence of shearing, gouge, or
faulting in the schist at the contact.
My interpretation is that the vertical contact between schist and alluvium was
formed by river erosion, by flowing water plucking off a vertical joint face in the schist
bedrock. The author observed many such small vertical bedrock faces south of the
Rinimapu Hotel at the outlet of Lake Rinihue, where bedrock ledges visible underwater
on the north shore ended in small vertical steps. It appears that the deposition of the
fine alluvium at the Casa de Maquinas site was so rapid that it simply aggraded and
buried a small bedrock step. This was one of the options proposed by Muzzio (2010).
TRENCHES
As mentioned previously, the major goal of our study was to determine if the Salbanda
Fault had experienced tectonic movement in post-glacial time. Our strategy for
answering that question was to dig one or more trenches across the Salbanda fault
where it was overlain by late Pleistocene or Holocene deposits, and to document
whether those deposits had been disturbed by any fault reactivation. At paleoseismic
study sites where there are no complications from landsliding, we typically apply the
following criteria:
(1) If the Quaternary deposits overlying the bedrock fault are older than 11,000 years,
and are not deformed, then the fault is not active.
(2) If the Quaternary deposits overlying the bedrock fault are younger than 11,000 and
years, and are deformed, then the fault is active.
(3) If the Quaternary deposits overlying the bedrock fault are younger than 11,000
years, and are not deformed, then the result is indeterminate. In other words, there
could have been fault reactivation between 11,000 years and the age of the deposit, but
the geologic evidence is not preserved at the site.
Prior to our investigation 3 trenches were dug near the southern edge of the +70
m terrace, south of the large relleno area. These trenches were somewhat degraded
when we observed them, and we did not have access to the trench logs or
interpretations of these trenches.
Because of the observed grietas and gravitational deformation that has affected
the south edge of the terrace, we decided on the following strategy for assessing
whether the Salbanda fault had experienced a tectonic reactivation within the past
11,000 years. First, we wanted to trench the Salbanda fault where it was overlain by late
Quaternary or Holocene deposits, but had not been affected by recent gravitational
deformation such as grietas. At such a site, we would not have to worry about any
observed deformation in the trench being gravitational. If there was young deformation,
it could only be tectonic.
Second, we wanted to trench the Salbanda fault where it had clearly been
reactivated by landsliding and gravitational spreading such as grietas. The purpose of
the second trench was to observe the style of deformation, and the age of deformation,
____________________________________________________________________________________ created by gravitational reactivation of the old Salbanda fault. This would then be
compared and contrasted to any young deformation observed in the first trench.
In siting the trenches, we were prohibited from damaging or removing any trees.
Because the dam site area is heavily forested, this prohibition limited our choices of
trench sites. For the first trench, we excavated the Salbanda East trench east of the
large relleno area on the +70 m terrace. For the second trench, we excavated the
Salbanda West trench into the north margin scarp of the mega-grieta valley west of the
access road to the Casa de Maquinas.
Salbanda East Trench
The Salbanda East Trench was excavated across the trace of the Salbanda fault
zone as projected by INGEROC, east of borehole SRP 44 and the large cleared area of
artificial fill that we informally called the Relleno (Fig. 4). The Salbanda East trench was
excavated across the mapped fault trace along a narrow dirt road which had been cut
through the forest. This was the only location east of the relleno area where we could
trench the mapped fault trace without disturbing any trees. The trench was excavated in
two parts, as described below.
Salbanda East Trench, North Part
The North Part was excavated on 11-MAR-2011, beginning at the south end of the
mapped fault zone and extending north, crossing the entire width of the 10 m-wide
mapped fault. The trench exposed 0.5 to 3 m of fluvial terrace gravels and overlying
sandy deposits (volcanic ash?) atop hard light gray schist. This schist was much harder
than the salbanda zone identified in roadcuts and boreholes, so it was obvious that the
Salbanda fault, if it existed in this area, lay north or south of the trace projected by
INGEROC. Once we had completely trenched across the mapped fault trace, we
extended the trench northward by another 14 m to see if it encountered crushed fault
zone rocks beneath the gravels. However, the bedrock remained very hard. At the
northern end of the trench the fluvial gravel thickness exceeded the trench depth (3 m;
see Figs 11 and 12). Foliation varied from N310/30W, N280/25W, to N205/09W.
Fig. 11. Photograph of the North Part
of the Salbanda East trench, looking
south from the north end.
We made a photomosaic of this trench
(Fig. 12), but did not make a detailed
trench log because the Salbanda fault
was not exposed in the trench. We
saw no evidence that the terrace
gravels or overlying sandy pyroclastic
soils were deformed.
____________________________________________________________________________________ Fig. 12. Photomosaic of the North Part (meter 18 to meter 40) of the Salbanda East trench. Sketch at bottom shows the
orientation of foliation in the schist bedrock and other structures, as measured by Gina Muzzio, Aurum Consultores.
____________________________________________________________________________________ Table 1a. Summary of the Salbanda East Trench, North Part.
Trench Name Salbanda
Date
Date
11-MARLogged
East, North Excavated
2011
Part
Length
Depth
Bearing
24 m
3m
North End
South End
Photo log
only
Salbanda East Trench, South Part
On the afternoon of 11-MAR-2011 we dug a new trench south of the original
(North Part) trench, beginning at the top of a large roadcut that exposed crushed gray
schist. This schist is exposed for more than 100 m to the east in the roadcut, and
resembles the salbanda zone first identified in a similar roadcut west of the Colbun
office and borehole SRP-40. We called this southern part of the trench the South Part of
the Salbanda East trench. The southern limit of crushed gray schist lies about 5 m south
of the south end of the South Part trench, where it is in steep contact with very hard,
light gray schist with a foliation dipping gently north (the regional foliation). This light
gray schist was fractured and groundwater flowing from the fractures had stained the
lower part of the outcrop bright red. The South Part trench was eventually connected to
the North Part on 14- MAR-2011.
Table 1b. Summary of the Salbanda East Trench, South Part.
Date
Date
11-MARExcavated
Logged
2011
East,
South Part
Length
Depth
Bearing
23 m
3m
North End
South End
707311/
707316/
5596210
5596192
12-16 MAR
2011
N20W
The 23 m-long South Part trench was logged in detail (see Figs. 13 and 14, and Plate
1). In the northern 8 m of the South Part trench (meters 15 to 23 on the trench logs), the
schist at the bottom of the trench was the same hard, light gray schist as exposed in the
North Part trench. However, at meter 15 the bedrock abruptly changed to a salbanda
zone of darker, crushed schist containing many shear bands dipping steeply north. The
sheared schist was in thin (decimeter-wide) bands that dipped steeply to the north (Fig.
15). The intact schist exhibited the normal regional foliation dipping N to NNW at 16°43º. Table 2 shows the differing orientations of the undisturbed foliation versus the
shear bands. Thus, the north margin of the Salbanda fault zone was exposed at meter
15 in the South Part trench, whereas the south margin of the Salbanda fault zone lay
about 5 m south of the south end of the trench.
____________________________________________________________________________________ Table 2. Contrast between the orientation of foliation in the schist, and orientation of the
shear bands in the schist (salbanda zone).
Foliation in the salbanda zone:
S1 Shears in the salbanda zone:
N75E/40N
N89E/45N
N85E/16N
N70E/65N
N85E/43N
N65E/65N
S84E/20N
N58E/75N
N90E/30N
As in the North Part trench, the South Part trench exposed 1.5 to 3 m of fluvial terrace
gravels overlying schist bedrock. The lower half to two-thirds of the gravel is coarse
(cobbles and large pebbles) and poorly stratified, defined as Unit 3 on the trench log
(Fig. 15) The upper part of the gravel is finer, more thinly bedded, and better stratified
(Unit 4 on the trench log). This gravel presumably dates from the end of the latest
glaciation, because the gravel covers the lowest mapped outwash terrace of the Rio
San Pedro. The latest glaciation (Marine Isotope Stage 2) in southern Chile ended ca.
15,000 cal years BP (Rabassa, 2008, p. 177-178).
Fig. 13. Photograph of the South Part trench, from meter 3 at right to meter 14 at far left (grid
spacing is 1 meter). The trench was later extended to meter 23. The bedrock of the salbanda
zone is visible at the bottom of the trench as a thin gray zone. Overlying the bedrock is fluvial
gravel of the +70 m terrace, overlain by brown sandy soils of pyroclastic origin.
____________________________________________________________________________________ Overlying the outwash gravel is 1-2 m of brown massive sand. These deposits exhibit
little to no stratification or sedimentary structures, but resemble an airfall deposit (loess,
or volcanic ash). The basal unit (Unit 10) is more yellow than the overlying units, and is
overlain by a thin dark brown sand unit (Unit 11) that may be a paleosol. The overlying
units (12, 12a) are thick, massive sands with no primary sedimentary structures, but do
contain discolored areas that may be old animal burrows or disturbance craters from
tree root balls being pulled out of the ground when a large tree fell. At the ground
surface a soil profile composed mainly of a thick A (organic) horizon is developed on
Unit 12.
We obtained samples of detrital charcoal from three locations within the sandy
soils. Charcoal from the bottom of Unit 10, directly overlying the uppermost fluvial
gravel, dated at 9630 to 10,120 calendar years Before Present (cal yr BP). This age
range represents the mean ±2 σ range of the radiocarbon age after calibration with the
calendar year curve of Reimer et al (2009). Unit 11 dated at 8630 to 8980 cal yr BP, and
the lower part of Unit 12 dated at 8770-9010 cal yr BP. These two ages overlap at 2σ
and thus are statistically identical.
The implication of the radiocarbon dates is threefold. First, they indicate that the
first local volcanic eruption that occurred after the abandonment of the glacial outwash
terrace, and was both large enough and close enough to the dam site to deposit
considerable ash, occurred slightly before 9630-10,120 cal yr. BP. [This age is
consistent with the Neltume plinian eruption from the Mocho-Choshuenco volcano
located 45 km east of the San Pedro dam site; M. Gardeweg, pers. comm.., 2011].
Second, this indicates that even the uppermost fluvial gravel (Unit 4d) is older
than 10,120 cal yr BP. The top of the gravel may be several hundred to thousands of
years older, if there was a long time span between abandonment of the terrace as a
active fluvial surface, and the first nearby volcanic eruption. Third, the bottom of the
gravel is probably several hundred to a few thousand years older than the top of the
gravel, since it takes some time to deposit 1-2 m of fluvial gravel. These three
implications suggest that the bottom of the gravel is many hundreds to several thousand
years older than 9630-10,120 cal yr BP. Such an age range makes sense if the latest
episode of glacial outwash deposition was at the end of Stage 2, ca. 15,000 cal years
BP.
We carefully examined the contact between the top of bedrock and the bottom of
the terrace gravels, at the bottom of the trench wall. We paid particular attention to
shear zones and shear bands in the salbanda zone (Fig. 16), and the contact of the
salbanda zone with intact schist, to see whether there was any evidence of fault
reactivation disturbing the overlying fluvial gravels. No part of the unconformity between
the gravel and the schist was deformed in any way. We did not recognize any upward
extension of bedrock shearing into the basal gravels. Instead, the contact looked like a
normal, undulatory erosional unconformity of coarse gravel over bedrock that contained
alternating bands of hardness. Where the bedrock was soft (e.g., highly sheared
bands), the unconformity would decrease in elevation, and where the bedrock was
harder, the unconformity would rise up a bit. But the lower fluvial gravel (Unit 3) was
____________________________________________________________________________________ Fig. 14. Photomosaic of the South Part (meter 0 to meter 23) of the Salbanda East trench. View shows the east trench
wall, no vertical exaggeration. Sketches at bottom show the orientation of foliation in the schist bedrock and other
structures, as measured by Gina Muzzio, Aurum Consultores.
____________________________________________________________________________________ Fig. 15. Manual trench log of the South Part of
the Salbanda East trench. The dashed purple
vertical line at left marks the contact between
the salbanda zone (Unit 1a) and harder intact
schist (unit 1b).Radiocarbon samples and their
calendar-corrected 2-sigma age ranges are
shown in red. The trench was logged between
March 13 and March 16 by J.P. McCalpin and
S.L. Quick.
____________________________________________________________________________________ Fig. 16. TOP, photograph of shear zones within the Salbanda fault zone at the bottom of the
Salbanda East trench. The stringline at left is at the 10 m horizontal mark. To see the areas
adjacent to this area, look at Fig. 13. BOTTOM, orientation of foliation and shears in this area.
____________________________________________________________________________________ clearly not faulted, either in the 23 m of the South Part trench, or in the 17 additional
meters of the North Part trench.
CONCLUSIONS—Salbanda Fault East:
1—The Salbanda Fault east of the dam axis lies about 15 m south of the location
mapped by INGEROC. The zone of crushed schist is about 20 m wide and is flanked by
harder schist that displays regional foliation to the north and south.
2—15 of the 20 meters of the salbanda zone are exposed in the Salbanda East trench,
South Part, including its northern contact with intact schist.
3—There is no evidence of faulting or shearing of the +70 m terrace outwash gravel in
the trench, nor in the larger roadcut to the east of the trench. Nor is there any evidence
of a fault scarp displacing the terrace here.
4—Where the salbanda zone is exposed in the long roadcut east of the south end of the
trench, the terrace gravels are thicker atop the salbanda compared to atop harder
schist. This is an expected relationship where a gravel-transporting river cuts a terrace
across softer versus harder bedrock.
5—The salbanda zone exposed in the trench and roadcut looks like an old fault zone,
the surface of which was eroded and planed off by alluvial terrace formation.
6—Based on our surface and subsurface observations, we see no evidence for fault
movement in the Salbanda fault zone younger than the bottom of the terrace gravels.
The top of the terrace gravels are several hundred to a few thousand years older than
9630-10,120 cal yr BP, and the bottom of the terrace gravels may be a few thousand
years older. If gravel deposition occurred at the end of the latest glaciation, as
commonly happened around the world, the gravel was deposited sometime between the
end of the Stage 2 glaciation (15,000 cal yr BP) and the beginning of the Holocene
(11,000 cal yr BP). The radiocarbon dates from above the gravels suggest an age of
roughly 12,000 to 14,000 years for bottom of the gravel.
7—Because the bottom of the gravel is not faulted, there has been no reactivation of the
Salbanda fault in the past 11,000 years. I personally believe that the Salbanda fault has
not been active for a very long time before that, with probably no movement in the past
millions to tens of millions of years.
Part of my reasoning is derived from Muzzio (2010, p. 26-27). She stated that
there were three systems of faults in this region (N-S, NE, and E-W). Based on crosscutting relationships, she concluded that the E-W system was the oldest, followed by
the NE system, with the N-S system the youngest. In the dam area, neither the NE
system or N-S system of faults has any topographic expression or any evidence of
Quaternary tectonic movement, even though they are supposedly younger fault systems
than the E-W system. Given this sequence of ages, we would not expect there to be
tectonic reactivation of the oldest (E-W) fault system, and not the two younger systems.
____________________________________________________________________________________ Salbanda West Trench
We excavated the Salbanda West trench west of the Colbun office and the access road
to the Casa de Maquinas. Here the mapped fault trace is associated with young-looking
topographic anomalies (Fig. 4). At the trench site the anomaly is a 8 m-deep valley that
trends east-west, parallel to the southern edge of the +70 m terrace. This valley appears
to be a larger version of the fresh grieta that lies about 30 m southwest of the Colbun
office.
Table 2. Summary of the Salbanda West Trench.
Date
14-MARExcavated
West
2011
Length
Depth
14 m
3m
North End
South End
Date
Logged
Bearing
15-16 MAR
2011
We dug the Salbanda West trench to contrast its style of deformation with that exposed
in the Salbanda East trench, where there was no geomorphic evidence of reactivation.
As in the Salbanda East trench, this trench exposes schist bedrock (Unit 1a) containing
old steep shear zones (Units 1b, 1c), overlain by coarse fluvial terrace gravels (Unit 2).
The fluvial gravels are overlain by brown sandy deposits similar to those exposed in the
salbanda East trench.
What is different about the Salbanda West trench is the large fault zone in the
center that displaces bedrock, fluvial gravels, and the overlying 8-10 ka pyroclastic
deposits down-to-the-south beneath the floor of the trench. As we expected, the
deformation in the Salbanda West trench has affected the terrace gravels and the
overlying soils developed on sandy pyroclastic deposits. The bottom of the terrace
gravels is displaced downward at least 3.4 m by an undulating, south-dipping normal
fault (Figs. 17-20). This is the minimum amount of vertical displacement here, because
the top of the gravel and the overlying sandy pyroclastics have also been displaced
downward beneath the trench floor, which requires at least 6-7 m of vertical
displacement. This normal fault is responsible for creating the south-facing topographic
scarp that bounds the mega-grieta valley on its north side.
The southern part of the trench exposes a series of sandy colluvial deposits and
paleosols that all dip to the south and contain very few clasts of any size. The sandy
texture of the deposits suggests that they were retransported from sandy pyroclastic
deposits at higher elevations. The most likely source would be the in-situ pyroclastic
soils that overlie the fluvial terrace gravels at the top of the trenched scarp.
We dated four charcoal samples from the colluvial sequence. The highest
stratigraphic sample came from the base of the modern soil developed in Unit 10, and
dated at 510-545 cal yr BP. However, a date from the Unit 9Ab paleosol yielded an
anomalously old age of 4540-4820 cal yr. BP. A sample from the Unit 7-Unit 8 contact
dated at 1360-1520 cal yr BP, and one from low in unit 7m dated at 3560-3690 cal yr
BP. Puseman and Cummings (2011) suggest that the anomalously old charcoal dated
in Unit 9Ab was derived from a different sediment source than the other sandy deposits,
____________________________________________________________________________________ Fig. 17. Photomosaic of the Salbanda West trench. View shows the east trench wall, no vertical exaggeration.
____________________________________________________________________________________ Fig. 18. Sketches showing the orientation of foliation in the schist bedrock and other structures, as measured by Gina Muzzio, Aurum
Consultores. Left, structures on the west wall (not logged in detail). Right, structures on the east wall (compare to photomosaic log and
manual log).
Fig. 19. North-south topographic profile across the large grieta valley, at the site of the Salbanda West trench (shaded in gray). The
gently sloping surface at left end of profile is the fluvial terrace 70 m above river level. The flat-topped hill at right is a hill of schist
bedrock. Between them is the grieta valley. The dashed line shows the projection of the terrace slope angle across the grieta valley to
the bedrock hill. There is no net vertical offset between the two surfaces, indicating that the grieta valley is a graben formed by pure
horizontal extension to the south, toward the Rio San Pedro.
____________________________________________________________________________________ Fig. 20. Manual trench log of the South Part of the Salbanda West trench. Radiocarbon samples and ages in calendar years Before
Present are shown in red. Faults in red show evidence of post-glacial movement related to landsliding and the formation of the grieta
valley here.
____________________________________________________________________________________ Fig. 21. Explanation for the manual log of the Salbanda west trench.
and contained old, buried charcoal that was exhumed, transported, and then
redeposited into Unit 9 in the colluvial sequence here. Certainly, the sequence of sandy
deposits and stacked paleosols indicates that episodic deposition and then stabilization
and soil profile development has alternated on this scarp slope in the middle to late
Holocene. What is clear from the C-14 dates of 0.5 to 3.7 ka is that these sandy
deposits are much younger than the 8.5-10.1 ka in-situ sandy deposits exposed in the
Salbanda East trench.
The oldest two colluvial units (units 4 and 5) are composed of angular fragments
of schist and rounded gravel, respectively, and appears to have been derived from a
free face composed only of bedrock or terrace gravel, since neither contains a
pyroclastic component. These two colluvial deposits are truncated by the youngest
normal fault strand, and have presumably been displaced beneath the trench floor on
the downthrown block. This relationship requires at least two episodes of displacement:
(1) an earlier one to create the free face from which the colluviums were deposited, and
(2) a later one to truncate the colluvium. These two actions could not have occurred in a
single displacement event.
The older units in the colluvial sequence (6, 7, and 8Ab3) are all tilted and
deformed by young displacement events. The modern soil (10 A and 10) is not
deformed. The intervening units (9Ab1, 9Cb, and 8Ab2) record changes in the
sedimentation in the grieta valley, but those may or may not be the result of additional
displacement
Overall, the Salbanda West trench shows a very different and younger
deformation style than the Salbanda East trench. As at the Salbanda East trench, the
shear zones in schist here dip steeply to the north. But unlike the Salbanda East trench,
here the young deformation has occurred on south-dipping normal faults. Of the two
displacement events evidenced here, the younger one deforms Unit 7 and probably Unit
____________________________________________________________________________________ 8, so must be younger than 3690 to 1360 cal yr BP. The older event truncated units 4
and 5, which are undated, but Unit 5 is derived from, and thus younger than, Unit 2 (the
glacial outwash). This contrasts greatly with the Salbanda East trench, where there had
clearly been no deformation since long before 10,120 cal yr BP.
CONCLUSIONS—Salbanda Fault West:
1—There has been extensional movement along south-dipping normal faults in this
trench, younger than the formation of the +70 m terrace and its overlying pyroclastic
deposits.
2—The deformation exposed in the trench has an orientation (east-west) and sense of
slip (normal faulting with northward rotation) compatible with the surface topographic
anomalies, that is, the mega-grieta valley.
We believe that the young displacement observed in the Salbanda West trench is the
expression of a landslide headscarp reactivating the upper part of an old shear zone
that happens to parallel the steep canyon wall to the south. THAT IS, WE DO NOT
BELIEVE THE DISPLACEMENT IS TECTONIC OR SEISMOGENIC. According to our
interpretation, the only part of the old salbanda shear zone that has been reactivated is
the part above the elevation of the San Pedro River.
ARGUMENTS AGAINST A TECTONIC ORIGIN FOR THE YOUNG DEFORMATION
OBSERVED:
1—The Salbanda fault as mapped by INGEROC is only 1.8 km long. The mega-grieta
valley is only about 200 m long yet is bounded by scarps up to 8 m high. This 200 m
length is too short compared with the size of the vertical displacements observed in the
Salbanda West trench (7-8 m since the abandonment of the +70 m terrace, in probably
two 4-meter displacement events). Fig. 22 shows the typical relationship between the
average displacement and surface rupture length of tectonic surface ruptures. A 4meter displacement normally accompanies a tectonic surface rupture nearly 200 km
long. Conversely, the average displacement associated with tectonic ruptures 1.8 km
long (the length of the mapped Salbanda fault) and 0.8 km long (the length of
anomalous landforms on the terrace of the north bank) is less than 1 cm. As shown in
Fig. 22, the anomalous landforms associated with young extensional deformation near
the Salbanda fault have displacement:length ratios much closer to landslide scarps than
to tectonic surface ruptures.
2—The topographic anomalies affecting the western part of the +70 m terrace look like
the expression of nearly horizontal extension in the north-south direction. This type of
pure horizontal extension is not typical of any tectonic fault.
____________________________________________________________________________________ Fig. 22. Graph showing the relationship of Average Displacement during a tectonic
surface fault rupture as a function of Surface Rupture Length, for a large dataset of
historic earthquakes. The open circles, squares, and triangles are the data points of
Wells and Coppersmith (1994). Points labeled Hell’s Creek and Mt. Currie are
sackungen (scarps formed by deep-seated gravitational spreading). Typical dimensions
of landslide scarps are from McCalpin (1999). The red box shows the estimated
displacements per event at the Salbanda West trench (2-4 m) compared to the 0.2 to
0.8 km length of the scarplike landforms along the Salbanda fault.
3—The topographic anomalies are not consistent along the length of the mapped fault.
Instead, they range from very large (8 m at the Salbanda West trench) to nonexistent (at
the Salbanda East trench), a distance of only 450 m. Such an abrupt decrease of
____________________________________________________________________________________ displacement along strike is not typical of tectonic surface ruptures, but is typical of
landslide scarps.
4—If the topographic anomalies are the result of tectonic surface rupture younger than
the terrace gravel and the overlying pyroclastic deposits, they should be easy to trace
across the length of the terrace. Instead, they die out.
5—As shown in both the Salbanda East and Salbanda West trenches, the shear zones
within the schist dip from steeply north to vertical. In contrast, the major faulting in the
Salbanda West trench occurs on a relatively low-angle, south-dipping normal fault. If the
Salbanda fault was reactivated in the Quaternary, we would expect the reactivations to
follow the preexisting shears. The recent movement on a south-dipping normal fault is
more compatible with gravitational spreading toward the Rio San Pedro, than with
tectonic reactivation of the Salbanda fault
The Off-Site Terrace Trench
During our visit, Aurum and INGEROC expressed concern that an additional scarp
about 2 km west of the dam was the scarp of an active fault. That scarp separates two
alluvial terrace levels in a field just south of the Colbun access road, so in this report we
informally call it the Off-Site Terrace Scarp.
The off-site terrace trench was excavated to determine if the scarp was a fluvial
(erosional) scarp, or a fault (tectonic) scarp. The scarp was located in a cleared pasture
about 2 km west of the Colbun office (Fig. 23). The scarp was about 4 m high but very
broad (Fig. 24), indicating an old age (much older than the steep and narrow scarp at
the Salbanda West trench).
Table 3. Summary of the Off-Site Scarp Trench.
Trench Name Off-Site
Date
12-MARExcavated
2011
Terrace
Length
Depth
30 m
3m
North End
South End
705360/
705358/
5596711
5596681
Date
Logged
Bearing
14-MAR2011
N15E
The trench was oriented perpendicular to the scarp and extended from the scarp crest
to the scarp toe, a distance of 30 m. The eastern trench wall was cleaned and
photographed, but no detailed log was made because there were no faults exposed in
the trench. The annotated photomosaic of the trench wall is shown in Fig. 25.
The scarp was underlain by a series of south-dipping channel margins eroded
into the gravel beneath the higher (older) terrace. This geometry is typical of erosional
terrace risers. We looked for evidence that the south-dipping unconformities might be
normal faults, including the following:
(1) could the south-dipping unconformities be traced all the way to the floor of the
trench, which they must do if they are faults?;
____________________________________________________________________________________ Fig. 23. View of damsite (axis in white) and suspected scarp (between yellow arrows) in
cleared fields west of damsite. Off-site trench is shown by red line. North is to the right.
Fig. 24. Photograph of off-site terrace scarp, looking southeast toward dam site.
White dotted line is along scarp crest, yellow dotted line is along scarp toe. View is to
the east toward the dam site. This scarp is only one of several scarps that lie on the
fluvial terraces in the cattle pastures west of the dam site.
(2) were there rotated clasts along each unconformity that looked like the normal
tectonic shear fabric that is created by faulting in unconsolidated gravels?;
____________________________________________________________________________________ (3) could correlative alluvial strata be recognized across the south-dipping
unconformities, displaced down-to-the-south?;
(4) were there colluvial wedges on the south side of each unconformity, or
secondary structures such as fissures developed over changes in the dip of the
unconformity? These features almost always occurs with tectonic normal faults,
We did not observe any of the above evidence, except that there were some
aligned pebbles and cobbles along the unconformities, but there were also at least as
many non-aligned clasts, which is not typical in faulting. Two of the three south-dipping
unconformities flattened out and did not reach the floor of the trench.
Our interpretation is that this scarp was cut by at least 3 episodes of lateral and
vertical erosion, as the San Pedro River incised from the upper terrace level down to a
slightly lower level. We did not observe any post-depositional deformation features on
the trench wall; all features observed could be explained by fluvial erosion and
deposition.
CONCLUSIONS—Off-Site Terrace Trench:
1—The trenched scarp is an erosional terrace riser, not a fault scarp.
2—The other scarps located in cleared fields between this scarp and the dam site have
a similar surface morphology, and are almost certainly also erosional terrace risers.
3—The occurrence of multiple terraces separated by such small risers is typical of “slipoff terraces”, which typically form when streams transporting coarse gravel bedload
migrate laterally and incise at the same time (Fig. 26).
Fig. 26. Photograph of slip-off
terraces (at right center) in New
Zealand. The terraces are glacial
outwash terraces composed of
coarse fluvial gravel derived from
the Southern Alps in the
background. The highest terrace
visible is the latest glacial
aggradation terrace; all the lower
terraces are post-glacial. From
Selby (1985, p. 271).
____________________________________________________________________________________ Fig. 25. Photomosaic of the east wall of the Off-Site Terrace Trench. The head of the trench exposes the gravels that underlie the upper
terrace surface. Beneath the scarp face the trench exposes gravel deposited by two stream channels as the river eroded downward
from the upper terrace level to the lower terrace level. The erosional contact of each channel with the preexisting gravel is shown by
orange lines. The toe of the trench is underlain by gravels of the lower terrace surface. Colored lines highlight individual strata in each
sediment package. The trench did not expose any evidence of faulting; neither faults, fault zones, fissures, or colluvial wedges. There
were angular unconformities between the channels, but these are of erosional/depositional origin. The only colluvium is a blanket-type
deposit that mantles the entire scarp surface.
____________________________________________________________________________________ OVERALL CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
1—The Salbanda Fault appears to be an old shear zone in harder schist bedrock, that
was passively eroded and planed off by the formation of the +70 m terrace more than
10,120 years ago.
2—Where the fault lies at some distance from the terrace edge, there is no evidence on
the surface or in trenches that the Salbanda fault has moved since the +70 m terrace
was formed. The basal terrace gravels, which are not deformed where they overlie the
Salbanda fault in the Salbanda East trench, are probably a few thousand years older
than the oldest radiocarbon sample from the overlying pyroclastic soils, dated at 963010,120 cal yr BP. That is, there is no evidence for tectonic movement on the Salbanda
fault zone in post-glacial time, which at this location began ca. 14,000-15,000 cal yr BP.
I personally believe that the Salbanda fault has not been active for a very long time
before that, with probably no movement in the past millions to tens of millions of years.
3—Where the Salbanda fault lies close to the southern edge of the +70 m terrace, it has
been reactivated by gravitational extension resulting from southward landsliding on the
north bank of the Rio San Pedro. This movement is expressed as the formation of pullapart valleys and grietas on the surface, which in places has used the weak Salbanda
Fault zone as the pull-away zone in the shallow subsurface. Radiocarbon dates from
the Salbanda West trench show that this deformation has continued in the late
Holocene, with deformation younger than ca. 3.5 ka and probably younger than 1.4 ka.
However, this type of landslide reactivation of the uppermost few tens of meters of an
old fault plane is not a tectonic process, and poses no seismic hazard.
4—The widespread extensional failure of bedrock between the southern edge of the
terrace and the San Pedro River has created numerous open, east-west-trending
cracks and fissures. Although these fissures do not pose any type of active fault hazard,
they do pose a local slope stability hazard and a potential pathway for groundwater to
travel around the north abutment of the dam. Such issues should be analyzed as part of
the global slope stability analysis of the dam.
5—The broad southwest-facing scarps in the cattle pastures west of the damsite are
apparently erosional terrace risers, based on one trench, and are not fault scarps.
REFERENCES
McCalpin, J.P., 1999, Criteria for determining the seismic significance of sackungen and
other scarplike landforms in mountainous regions, in Hanson, K.L., Kelson, K.I., Angell,
M.A. and Lettis, W.R. (eds.), Identifying faults and determining their origins: U.S.
Nuclear Regulatory Commission (NRC), NUREG/CR-5503, Appendix A, p. JM-1 to JM21.
39 IDENTIFICATION AND AMS RADIOCARBON DATING OF SAMPLES FROM
THE SAN PEDRO DAM SITE, VALDIVIA, CHILE
By
Kathryn Puseman
and
Linda Scott Cummings
With Assistance from
Peter Kováčik
and
R.A. Varney
Golden, Colorado
PaleoResearch Institute Technical Report 11-049
Prepared For
AURUM Consultores
Las Condes, Chile
April 2011
INTRODUCTION
A total of eleven samples from geologic trenches at the San Pedro Dam Site in Valdivia,
Chile, were floated to recover organic fragments suitable for radiocarbon analysis. Botanic
components and detrital charcoal were identified, and potentially radiocarbon datable material
was separated. A total of seven radiocarbon dates were obtained on charcoal from these
samples.
METHODS
Macrofloral
Seven of the macrofloral samples were floated using a modification of the procedures
outlined by Matthews (1979). Each sample was added to approximately 3 gallons of water, then
stirred until a strong vortex formed. The floating material (light fraction) was poured through a
150 micron mesh sieve. Additional water was added and the process repeated until all floating
material was removed from the sample (a minimum of five times). The material that remained in
the bottom (heavy fraction) was poured through a 0.5-mm mesh screen. The floated portions
were allowed to dry.
The light fractions were weighed, then passed through a series of graduated screens
(US Standard Sieves with 2-mm, 1-mm, 0.5-mm and 0.25-mm openings) to separate charcoal
debris and to initially sort the remains. The contents of each screen then were examined.
Charcoal pieces larger than 2-mm, 1-mm, or 0.5-mm in diameter were separated from the rest
of the light fraction and the total charcoal weighed. A representative sample of charcoal pieces
was broken to expose fresh cross, radial, and tangential sections. Charcoal fragments were
examined under a binocular microscope at a magnification of 70x and under a Nikon Optiphot
66 microscope at magnifications of 320-800x. The weights of each charcoal type within the
representative sample also were recorded. The material that remained in the 2-mm, 1-mm, 0.5mm, and 0.25-mm sieves was scanned under a binocular stereo microscope at a magnification
of 10x, with some identifications requiring magnifications of up to 70x. The material that passed
through the 0.25-mm screen was not examined. The heavy fractions were scanned at a
magnification of 2x for the presence of botanic remains.
Three of the samples were water-screened through a 250 micron mesh and allowed to
dry. Samples initially were examined under a binocular microscope at a magnification of 10x.
Charcoal fragments were separated from the water-screened sample matrix and broken to
expose fresh cross, radial, and tangential sections. Charcoal fragments were examined under a
binocular microscope at a magnification of 70x and under a Nikon Optiphot 66 microscope at
magnifications of 320-800x.
Macrofloral remains, including charcoal, were identified using manuals (Carlquist 2001;
Core, et al. 1976; Hoadley 1990; Martin and Barkley 1961; Panshin and de Zeeuw 1980;
Petrides and Petrides 1992) and by comparison with modern and archaeological references.
Because charcoal and possibly other botanic remains were to be submitted for radiocarbon
dating, clean laboratory conditions were used during flotation and identification to avoid
contamination. All instruments were washed between samples, and samples were protected
from contact with modern charcoal.
Remains were recorded as charred and/or uncharred, whole and/or fragments. The
term "seed" is used to represent seeds, achenes, caryopses, and other disseminules.
Macrofloral remains, including charcoal, are identified using manuals (Carlquist 2001; Hoadley
1990; Martin and Barkley 1961; Musil 1963; Panshin and de Zeeuw 1980; Schopmeyer 1974)
and by comparison with modern and archaeological references. Because charcoal and possibly
other botanic remains were to be submitted for radiocarbon dating, clean laboratory conditions
were used during flotation and identification to avoid contamination. All instruments were
washed between samples, and samples were protected from contact with modern charcoal.
AMS Radiocarbon Dating - Charcoal and Wood
Charcoal and wood samples submitted for radiocarbon dating were identified and
weighed prior to selecting subsamples for pre-treatment. The remainder of each subsample
that proceeds to pre-treatment, if any, is permanently curated at PaleoResearch. The
subsample selected for pre-treatment first was freeze-dried using a vacuum system, which
freezes out all moisture at -107 EC and < 10 millitorr. Samples then were subjected to hot (at
least 110 EC), 6N hydrochloric acid (HCl), with rinses to neutral between each HCl treatment,
until the supernatant was clear. This step removes iron compounds and calcium carbonates
that hamper removal of humate compounds. Next, the samples were subjected to 5%
potassium hydroxide (KOH) to remove humates. Once again, the samples were rinsed to
neutral and re-acidified with pH 2 HCl between each KOH step. This step was repeated until
the supernatant was clear, signaling removal of all humates. After humate removal, each
sample was made slightly acidic. Charcoal samples (but not wood or other uncharred organic
samples) then were subjected to a concentrated, hot nitric acid bath, which removes all modern
and recent organics. This treatment is not used on unburned or partially burned samples
because it oxidizes unburned material. Each sample again was freeze-dried, then combined
with cupric oxide (CuO) and elemental silver (Ago) in a quartz tube and flame sealed under
vacuum.
Standards and laboratory background wood samples were simultaneously treated to the
same acid and base processing as the wood and charcoal samples of unknown age, with the
exception that they were not subjected to the concentrated, hot nitric acid bath because it
oxidizes unburned material. A radiocarbon “dead” EUA wood blank from Alaska that is more
than 70,000 years old (currently beyond the detection capabilities of AMS) was used to calibrate
the laboratory correction factor. Standards of known age, such as Two Creeks wood that dates
to 11,800 RCYBP and others from the Third International Radiocarbon Inter-comparison (TIRI)
or Fifth International Radiocarbon Inter-comparison (VIRI), also were used to establish the
laboratory correction factor. Each wood standard was run in a quantity similar to the submitted
samples of unknown age and sealed in a quartz tube after the requisite pre-treatment. Once all
the wood standards, blanks, and submitted samples of unknown age were prepared and sealed
in their individual quartz tubes, they were combusted at 820 EC, soaked for an extended period
of time at that temperature, and then slowly allowed to cool to enable the chemical reaction that
extracts carbon dioxide (C02) gas.
Following this last step, all samples of unknown age, the wood standards, and the
laboratory backgrounds were sent to Accium BioScience, Inc., in Seattle, Washington, where
the C02 gas was processed into graphite. The graphite in these samples then was placed in the
target and run through the accelerator, which produces the numbers that are converted into the
2
radiocarbon date presented in the data section. Dates are presented as conventional
radiocarbon ages, as well as calibrated ages using Intcalc04 curves on Oxcal version 3.10
(Bronk Ramsey 2005; Reimer, et al. 2009). This is a probability-based method for determining
conventional ages and is preferred over the intercept-based alternative because it provides a
calibrated date that reflects the probability of its occurrence within a given distribution (reflected
by the amplitude (height) of the curve), as opposed to individual point estimates. As a result,
the probability-based method offers more stability to the calibrated values than those derived
from intercept-based methods that are subject to adjustments in the calibration curve (Telford,
et al. 2004).
RADIOCARBON REVIEW
When interpreting radiocarbon dates from non-annuals such as trees and shrubs, it is
important to understand that a radiocarbon date reflects the age of that portion of the tree/shrub
when it stopped exchanging carbon with the atmosphere, not necessarily the date that the
tree/shrub died or was burned. Trees and shrubs grow bigger each year from the cambium,
where a new layer or ring of cells is added each year. During photosynthesis, new cells take in
atmospheric carbon dioxide, which includes radiocarbon. The radiocarbon taken in will reflect
the radiocarbon present in the atmosphere during that season of growth. Once the sapwood in
a tree has been converted into heartwood, the metabolic process stops for that inner wood.
Once this happens, no new carbon atoms are acquired, and the radiocarbon that is present
starts to decay. Studies have shown that there is little to no movement of carbon-bearing
material from one ring to another. As a result, wood from different parts of the tree will yield
different radiocarbon dates. The outer rings exhibit an age close to the cutting or death date of
the tree, while the inner rings will reflect the age of the tree. Because the younger, outer rings
burn off first when a log or branch is burned, it is the older, inner rings that typically are what is
left remaining in a charcoal assemblage (Puseman 2009; Taylor 1987).
DISCUSSION
The San Pedro Dam Site is located in Valdivia, Chile. Samples were recovered from
three geochronology trenches.
Salbanda East Trench (Salchicha Trench)
Three samples from the Salbanda East trench (Salchicha trench) were collected from
the sandy uppermost volcanic ash deposits and are estimated to date to around 5000-8000
years BP (Table 1). Sample E1 was taken from Unit 12 at a depth of 0.8 meters below the
ground surface (mbs). This sample yielded two large fragments of Laurelia-type branch
charcoal weighing 24.2065 g (Table 2, Table 3). A portion of the outermost ring was submitted
for AMS radiocarbon dating, resulting in a date of 8024 ± 25 RCYBP (PRI-11-049-E1). This
date calibrates to an age range of 9010-8850 and 8840-8770 CAL yr. BP at the two-sigma level
(Table 4, Figure 1).
3
Sample E3 from Unit 11 at a depth of 0.5 mbs yielded several fragments of Laurelia-type
charcoal weighing 1.107 g, as well a single piece of hardwood charcoal with a diffuse porous
distribution of vessels that was too vitrified for identification and weighing 0.0235 g. Vitrified
charcoal exhibits a shiny, glassy appearance due to fusion by heat. The largest single piece of
Laurelia-type charcoal weighing 0.1778 g was processed for AMS radiocarbon dating. This
charcoal returned a date of 7934 ± 26 RCYBP (PRI-11-049-E3) and a two-sigma calibrated age
range of 8980-8880, 8870-8820, and 8810-8630 CAL yr. BP (Figure 2). The sample also
contained a moderate amount of uncharred rootlets from modern plants, an insect chitin
fragment, and a small amount of gravel.
Sample E2 was collected from Unit 10 at a depth of 1.6 mbs. This sample contained a
few small fragments of charcoal including a piece of Laurelia-type charcoal weighing less than
0.0001 g, a piece of hardwood charcoal too vitrified for identification weighing 0.0003 g, a piece
of unidentified hardwood twig charcoal weighing 0.0008 g, and three fragments of charcoal too
small and vitrified for identification weighing 0.0005 g. Several uncharred seeds and a
moderate amount of rootlets represent modern plants in the area. A moderate amount of insect
chitin fragments reflect insect activity in this area. The various charcoal fragments were
combined to obtain a sufficient weight for AMS radiocarbon dating. A date of 8784 ± 34 RCYBP
(PRI-11-049-E2) was returned for this charcoal, which calibrates to an age range of
10120-10080 and 9930-9630 CAL yr. BP at the two-sigma level (Figure 3). This date is
believed to represent the closest minimum age of the unfaulted gravels.
Salbanda West Trench (Mora Trench)
Five samples from the Salbanda West Trench were recovered from a series of paleosols
on the downthrown block, developed in sandy colluvium derived from volcanic ash. These beds
are believed to be roughly time-equivalent to the beds sampled in the Salbanda East Trench
(5000-8000 years BP); however, the uppermost sample (M4) was taken from the base of the
modern soil and will be younger.
Sample M4 was collected in Unit 10A at a depth of 0.75 mbs from the modern paleosol
that formed after the 2nd movement. This sample contained five fragments of Gevuina avellana
charcoal weighing 0.0392 g and six pieces of Laurelia-type charcoal weighing 0.0288 g. The
sample also yielded a few charred unidentified seeds and a few uncharred seeds from modern
plants, as well as numerous uncharred rootlets, a few uncharred roots, and a single sclerotia.
Sclerotia are commonly called "carbon balls". They are small, black, solid or hollow spheres
that can be smooth or lightly sculpted. These forms range from 0.5 to 4 mm in size. Sclerotia
are the resting structures of mycorrhizae fungi, such as Cenococcum graniforme, that have a
mutualistic relationship with tree roots. Many trees are noted to depend heavily on mycorrhizae
and may not be successful without them. "The mycelial strands of these fungi grow into the
roots and take some of the sugary compounds produced by the tree during photosynthesis.
However, mycorrhizal fungi benefit the tree because they take in minerals from the soil, which
are then used by the tree" (Kricher and Morrison 1988:285). Sclerotia appear to be ubiquitous
and are found with several types of coniferous and deciduous trees. These forms originally
were identified by Dr. Kristiina Vogt, Professor of Ecology in the School of Forestry and
Environmental Studies at Yale University (McWeeney 1989:229-230; Trappe 1962). A few
insect chitin fragments and numerous insect eggs also were noted in sample M4. The Gevuina
avellana charcoal was processed for AMS radiocarbon dating, resulting in a date of 517 ± 16
4
RCYBP (PRI-11-049-M4). The two-sigma calibrated age range for this date is 545-510 CAL yr.
BP (Figure 4).
Sample M3 was collected at a depth of 1.0 mbs in Unit 9Ab1 in paleosol that formed
after the 2nd movement. This sample contained several fragments of Lauraceae charcoal
weighing 0.841 g and a piece of Laurelia-type charcoal weighing 0.0230 g. Numerous
uncharred rootlets from modern plants and a small amount of rock/gravel were the only other
remains to be recovered. This sample was different from those both above and below in that it
contained no uncharred seed fragments. The single fragment of Laurelia-type charcoal yielded
an AMS radiocarbon date of 4130 ± 20 RCYBP (PRI-11-049-M3) and a two-sigma calibrated
age range of 4820-4750 and 4730-4540 CAL yr. BP (Figure 5). This date is out of sequence for
its depth. It is possible that the absence of uncharred seeds from this level provides some clue
as to the reason that this charcoal yielded an older date than that recovered from either of the
two samples at lower depths from this trench. One possibility is that this portion of the deposit
contains a “burst of carbon” derived from a source that we can’t identify yet. Perhaps there was
exposure of older deposits at a time of faulting that allowed introduction of older carbon through
a brief period of sediment deposition. Once this deposition ceased and normal sediment
aggradation continued paleosol development could have obscured or smeared the stratigraphy.
In areas of mountain bounding faults and high relief this scenario is possible. Pedigenesis
might be the agent that blurred sediment boundaries, masking evidence that would identify the
source of the older carbon (Thomas W. Stafford, personal communication, April 26, 2011). In
this case, dating a piece of Lauraceae charcoal should either confirm that carbon in this deposit
has an older origin as postulated above or provide evidence of mixing. The nature of this
sample (the absence of uncharred seeds) is sufficiently different from that of the overlying and
underlying deposits to expect that an additional date on Lauraceae charcoal might be very
similar to that reported on the Laurelia-type charcoal.
Sample M2 from Unit 8Ab2 at a depth of 1.5 mbs was collected from paleosol that
formed between the 1st and 2nd grieta movement. This sample contained a variety of charred
remains. Charcoal includes two fragments of Lauraceae charcoal weighing 0.058 g, three
pieces of Escallonia-type charcoal weighing 0.077 g, a piece of Escallonia-type charcoal
weighing 0.017 g, several fragments of Laurelia-type charcoal weighing 0.486 g, a fragment of
Laurelia-type branch charcoal weighing 0.140 g, a Rosaceae twig charcoal fragment weighing
0.049 g, and a piece of hardwood charcoal exhibiting lignitic degradation weighing 0.054 g. In
addition, the sample yielded a charred Galium seed and three seed fragments weighing 0.0012
g, a charred monocot/herbaceous dicot stem fragment weighing 0.0064 g, three charred
periderm (bark) fragments weighing 0.1668 g, and various charred unidentified seeds. Several
types of uncharred seeds from modern plants also were present. The single Rosaceae twig
charcoal was submitted for AMS radiocarbon dating. This charcoal returned a date of 1535 ±
17 RCYBP (PRI-11-049-M2), with a two-sigma calibrated age range of 1520-1360 CAL yr. BP
(Figure 6).
Samples M1 and M5 were recovered from Unit 7Ab3. Sample M1 from a depth of 1.9
mbs represents paleosol that developed between the 1st and 2nd grieta movement. This sample
yielded two fragments of Laurelia-type charcoal weighing 0.0103 g, three pieces of hardwood
charcoal too vitrified for identification weighing 0.0074 g, a charred probable Poaceae stem
fragment weighing less than 0.0001 g, and two pieces of charred parenchymous tissue
weighing 0.0101 g. Parenchyma is the botanical term for plant tissue composed of many similar
thin-walled cells. Parenchyma occurs in many different plant organs in varying amounts,
5
especially roots and stems (Hather 2000:1). Recovery of parenchymous tissue might reflect
charred root or stem tissue. The Laurelia-type charcoal was submitted for AMS radiocarbon
dating. A date of 3370 ± 19 RCYBP (PRI-11-049-M1) was returned for this charcoal, which
calibrates to an age range of 3690-3660 and 3650-3560 CAL yr. BP at the two-sigma level
(Figure 7).
Sample M5 also contained two incompletely charred fragments of Laurelia-type
charcoal, as well as five pieces of Lauraceae charcoal, a fragment of hardwood twig charcoal
with a diffuse-porous distribution of vessels, and a piece of hardwood twig charcoal too vitrified
for identification. A few uncharred rootlets from modern plants also were noted.
Baca Trench
Three samples were submitted from the Baca Trench. Sample Baca 1 contained
several large fragments of incompletely charred Lauraceae charcoal. It is possible that this
charcoal represents an intrusive hearth.
Several fragments of possible Lauraceae charcoal were noted in sample Baca 2 from
high up in the pyroclastic sequence. These charcoal fragments were vitrified and exhibited
lignitic degradation. Other fragments of charcoal also were too vitrified and degraded for
identification. These samples exhibited varying degrees of lignitic degradation of the cellular
structure and mechanical-physical features resulting from anaerobic organisms present in the
moist/wet sediments in which the wood fragments have lain. The wood is degraded and
compressed, obscuring the morphological characteristics (Schweingruber 1990:196-202).
Sample Baca 3 represents the oldest sample. This sample consisted only of rock/gravel
with no macroscopic fragments of charcoal present.
SUMMARY AND CONCLUSIONS
Examination of detrital charcoal in sediment recovered from geochronology trenches at
the San Pedro Dam Site in Valdivia, Chile, resulted in recovery of charcoal and other charred
botanic remains in sufficient quantities for radiocarbon analysis. Charcoal in samples from the
Salbanda East trench returned the oldest radiocarbon dates. Laurelia-type charcoal in sample
E1 returned a date of 8024 ± 25 BP, while Laurelia-type charcoal in sample E3 yielded a date of
7934 ± 26 BP. These two dates are essentially the same with significant overlap at the twosigma level (Figure 8). One small piece of Laurelia-type charcoal in sample E2 was combined
with unidentified hardwood and unidentifiable charcoal in the sample to obtain sufficient
charcoal for dating. A date of 8784 ± 34 was returned for these combined charcoal types. This
date does not overlap at the two-sigma level with those from samples E1 and E3.
Samples from the Sambalda West trench were collected from beds believed to be
roughly time-equivalent to those sampled in the Sambalda East trench; however, dates from
charcoal in the four Sambalda West trench samples were significantly younger than the dates
from charcoal in the Salbalda East trench samples. Charcoal in sample M4 was expected to
date younger, and the Gevuina avellana charcoal in this sample yielded a date of 517 ± 16 BP.
Sample M3 was collected from paleosol that formed after the 2nd movement. The Laurelia-type
6
charcoal in this sample returned a date of 4130 ± 20 BP. Samples M2 and M1 were recovered
from paleosol that formed between the 1st and 2nd grieta movement. A piece of Rosaceae twig
charcoal in sample M2 returned a date of 1535 ± 17 BP. This sample contained several
uncharred remains from modern plants, numerous insect chitin fragments, and numerous insect
eggs, reflecting insect activity and introduction of modern material in this area. A radiocarbon
date of 3370 ± 19 BP was returned for Laurelia-type charcoal in sample M1.
7
TABLE 1
PROVENIENCE DATA FOR SAMPLES FROM THE SAN PEDRO DAM SITE, VALDIVIA, CHILE
Provenience/
Description
Analysis
Charcoal from sandy uppermost volcanic
ash deposits
Charcoal ID
AMS 14C Date
0.5
Charcoal and sediment from sandy
uppermost volcanic ash deposits
Macrofloral
AMS 14C Date
10
1.6
Charcoal from sandy uppermost volcanic
ash deposits; closest minimum age of
unfaulted gravels
Charcoal ID
AMS 14C Date
10A
0.75
Sediment with charcoal from base of
modern paleosol that formed after 2nd
movement
Macrofloral
AMS 14C Date
M3
9Ab1
1.0
Sediment with charcoal from paleosol that
formed after 2nd movement; developed in
sandy colluvium derived from volcanic ash
Macrofloral
AMS 14C Date
M2
8Ab2
1.5
formed between 1st and 2nd grieta
movement; developed in sandy colluvium
derived from volcanic ash
Macrofloral
AMS 14C Date
M1
7Ab3
1.9
Macrofloral
AMS 14C Date
M5
7Ab3
Charcoal ID
Sediment with large pieces of charcoal;
possible intrusive hearth
Charcoal ID
Baca 2
Sediment with charcoal high up in
pyroclastic sequence
Charcoal ID
Baca 3
Sediment with charcoal; oldest sample
Charcoal ID
Sample
No.
Depth
Trench
Unit
(mbs)
Salbanda
East
(Salchicha)
12
0.8
E3
11
E2
E1
M4
Salbanda
West
(Mora)
Baca 1
Baca
mbs = meters below surface
8
TABLE 2
MACROFLORAL REMAINS FROM THE SAN PEDRO DAM SITE, VALDIVIA, CHILE
Sample
Charred
No.
Identification
E1
CHARCOAL/WOOD:
Unit 12
Laurelia-type branch**
0.8 mbs
NON-FLORAL REMAINS:
E3
Part
W
Charcoal
F
Uncharred
W
F
2
Weights/
Comments
24.2065 g
Dirt
X
Few
Rock/Gravel
X
Few
Liters Floated
Unit 11
Light Fraction Weight
0.5 mbs
FLORAL REMAINS:
0.15 L
2.404 g
Rootlets
X
Moderate
CHARCOAL/WOOD:
Total charcoal > 2 mm
1.1070 g
Laurelia-type**
Charcoal
19
0.8095 g
Unidentified hardwood - diffuse
porous, vitrified
Charcoal
1
0.0235 g
NON-FLORAL REMAINS:
Gravel
Insect
E2
X
Chitin
1
Liters Floated
Unit 10
1.6 mbs
FLORAL REMAINS:
Few
0.11 L
1.176 g
Asteraceae
Seed
Polygonum
Seed
Unidentified P
Seed
Potentilla
Seed
Rubus
Seed
1
1
1
1
2
Rootlets
X
Moderate
CHARCOAL/WOOD:
0.0017 g
cf. Laurelia-type**
Charcoal
1
< 0.0001 g
Unidentified hardwood vitrified**
Charcoal
1
0.0003 g
Unidentified hardwood twig**
Charcoal
1
0.0008 g
Unidentifiable - small, vitrified**
Charcoal
3
0.0005 g
9
TABLE 2 (Continued)
Sample
Charred
No.
Identification
E2
NON-FLORAL REMAINS:
Part
W
F
Uncharred
W
Chitin
Weights/
F
Comments
X
Moderate
X
Few
Unit 10
Insect
1.6 mbs
Rock/Gravel
M4
Liters Floated
0.500 L
Unit 10A
4.036 g
0.75 mbs
FLORAL REMAINS:
Unidentified
Seed
Unidentified P
Seed
Cactaceae
Seed
Rubus
Seed
Unidentified C
Seed
2
0.0019 g
1
< 0.0001 g
1
1
1
Roots
X
Few
Rootlets
X
Numerous
Sclerotia
1
CHARCOAL/WOOD:
0.0680 g
Gevuina avellana**
Charcoal
5
0.0392 g
Laurelia-type
Charcoal
6
0.0288 g
NON-FLORAL REMAINS:
Insect
Chitin
Insect
Egg
X
X
Rock/Gravel
M3
Few
Numerous
X
Few
Liters Floated
1.400 L
Unit 9Ab1
2.034 g
1.0 mbs
FLORAL REMAINS:
Rootlets
X
Numerous
CHARCOAL/WOOD:
1.2220 g
Lauraceae
Charcoal
19
0.8410 g
Laurelia-type**
Charcoal
1
0.0230 g
NON-FLORAL REMAINS:
Rock/Gravel
X
10
Few
TABLE 2 (Continued)
Sample
Charred
Part
Identification
M2
Liters Floated
0.300 L
Unit 8Ab2
5.456 g
1.5 mbs
FLORAL REMAINS:
Seed
Stem
1
Periderm
Unidentified A
Seed
Unidentified C
Seed
Unidentified S
Seed
Unidentified
Seed
endosperm
2 ic
F
W
F
Weights/
No.
Galium
W
Uncharred
3
0.0012 g
1
0.0064 g
3
0.1668 g
1
< 0.0001 g
4 ic
111
X
6
1
0.0009 g
19
Seed
Rosaceae-type
Seed
Solanaceae
Seed
Numerous
0.0051 g
Periderm
Phytolacca
Comments
1
1.060 g
5
1
14
Sclerotia
10
1
CHARCOAL/WOOD:
1.2010 g
Escallonia-type
Charcoal
3
0.0790 g
Escallonia-type twig
Charcoal
1
0.0170 g
Lauraceae
Charcoal
2
0.0580 g
Laurelia-type
Charcoal
11
0.4860 g
Laurelia-type branch
Charcoal
1
0.1400 g
Rosaceae twig**
Charcoal
1
0.0490 g
Unidentifiable - lignitic
degradation
Charcoal
1
0.0540 g
NON-FLORAL REMAINS:
Insect
Chitin
X
Numerous
Insect
Egg
X
Numerous
X
Few
Rock/Gravel
11
TABLE 2 (Continued)
Sample
Charred
Part
Identification
M1
Liters Floated
0.700 L
7Ab3
1.303 g
1.9 mbs
FLORAL REMAINS:
cf. Poaceae
Stem
F
W
F
Weights/
No.
Parenchymous tissue
W
Uncharred
Comments
2
0.0101 g
1
< 0.0001 g
Rootlets
X
Moderate
CHARCOAL/WOOD:
Laurelia-type**
Charcoal
2
0.0103 g
Unidentified hardwood vitrified
Charcoal
3
0.0074 g
NON-FLORAL REMAINS:
Rock/Gravel
M5
7Ab3
X
Few
Liters Floated
0.600 L
1.583 g
FLORAL REMAINS:
Rootlets
X
Few
CHARCOAL/WOOD:
0.0271 g
Laurelia-type
Charcoal
2 ic
0.0091 g
Lauraceae
Charcoal
5
0.0071 g
Unidentified hardwood - diffuse
porous twig
Charcoal
1
0.0072 g
Unidentified hardwood twig vitrified
Charcoal
1
0.0037 g
NON-FLORAL REMAINS:
Rock/Gravel
BACA 1
X
Moderate
Volume Water-screened
0.200 L
Water-screened Sample Weight
1.303 g
FLORAL REMAINS:
Rootlets
X
Few
CHARCOAL/WOOD:
Lauraceae
24.607 g
Charcoal
12
2 ic
13.460 g
TABLE 2 (Continued)
Sample
No.
BACA 2
Charred
Identification
Part
W
F
Uncharred
W
F
Weights/
Comments
0.003 L
1.184 g
CHARCOAL/WOOD:
cf. Lauraceae - lignitic
degradation, vitrified
Charcoal
12
0.2176 g
Unidentified hardwood - lignitic
degradation, vitrified
Charcoal
8
0.0774 g
NON-FLORAL REMAINS:
Dirt
BACA 3
X
Few
0.003 L
14.800 g
NON-FLORAL REMAINS:
Rock/Gravel
X
W = Whole
F = Fragment
X = Presence noted in sample
L = Liter
g = grams
mm = millimeters
ic = incompletely charred
**= Submitted for AMS 14C Dating
13
Few
TABLE 3
INDEX OF MACROFLORAL REMAINS RECOVERED FROM THE SAN PEDRO DAM, VALDIVIA, CHILE
Scientific Name
Common Name
FLORAL REMAINS:
Asteraceae
Sunflower family
Cactaceae
Cactus family
Galium
Bedstraw, Cleaver’s
A member of the Monocotyledonae class of
Angiosperms, which include grasses, sedges,
members of the agave family, lilies, and palms/A
non-woody member of the Dicotyledonae class of
Angiosperms
Periderm
Technical term for bark; Consists of the cork
(phellum) which is produced by the cork cambium, as
well as any epidermis, cortex, and primary or
secondary phloem exterior to the cork cambium
Phytolacca
Pokeweed
cf. Poaceae
probable Grass family
Polygonum
Smartweed; Knotweed
Rosaceae-type
similar to members of the Rose family
Potentilla
Cinquefoil
Rubus
Raspberry, Blackberry, etc.
Solanaceae
Nightshade family
Parenchymous tissue
Relatively undifferentiated tissue composed of many
similar thin-walled cells–occurs in different plant
organs in varying amounts, especially large fleshy
organs such as roots and stems
Sclerotia
Resting structures of mycorrhizae fungi
CHARCOAL/WOOD:
Escallonia-type
Similar in wood morphology to escallonia in that it
exhibits sclariform perforation plates, sclariform
intervessel pitting, and helical thickenings on the
vessel walls
Gevuina avellana
Avellano, Gevuín
Lauraceae
Laurel family
14
TABLE 3 (Continued)
Scientific Name
Common Name
Laurelia-type
similar in wood morphology to Chilean laurel in that it
exhibits a diffuse porous distribution of vessels,
sclariform perforation plates, and sclariform and
opposite intervessel pitting
Rosaceae
Rose family
Unidentified hardwood
Wood from a broad-leaved flowering tree or shrub
Unidentified hardwood - diffuse porous
Wood from a broad-leaved flowering tree or shrub,
with a diffuse porous distribution of vessels
Unidentifiable - vitrified
Charcoal exhibiting a shiny, glassy appearance due
to fusion by heat
15
TABLE 4
RADIOCARBON RESULTS FOR SAMPLES FROM THE SAN PEDRO DAM, VALDIVIA, CHILE
1-sigma Calibrated
Date (68.2%)
2-sigma Calibrated
Date (95.4%)
δ13C**
(o/oo)
8024 ± 25
RCYBP
9010-8970;
8920-8860;
8830-8790
CAL yr. BP
9010-8850;
8840-8770
CAL yr. BP
-17.9
Laurelia-type
charcoal
7934 ± 26
RCYBP
8950-8920;
8870-8830;
8780-8640
CAL yr. BP
8980-8880;
8870-8820;
8810-8630
CAL yr. BP
-27.4
PRI-11-049E2
Laurelia-type,
Unidentified
hardwood, and
Unidentifiable
charcoal
8784 ± 34
RCYBP
9890-9730;
9720-9700
CAL yr. BP
10120-10080;
9930-9630
CAL yr. BP
-19.4
PRI-11-049M4
Gevuina avellana 517 ± 16
charcoal
RCYBP
540-520
CAL yr. BP
545-510
CAL yr. BP
-17.1
PRI-11-049M3
Laurelia-type
charcoal
4130 ± 20
RCYBP
4810-4780;
4770-4750;
4700-4670;
4650-4580
CAL yr. BP
4820-4750;
4730-4540
CAL yr. BP
-15.9
PRI-11-049M2
Rosaceae twig
charcoal
1535 ± 17
RCYBP
1510-1500;
1490-1460;
1420-1380
CAL yr. BP
1520-1360
CAL yr. BP
-24.4
PRI-11-049M1
Laurelia-type
charcoal
3370 ± 19
RCYBP
3640-3580
CAL yr. BP
3690-3660;
3650-3560
CAL yr. BP
-20.2
Sample
No.
Sample
Identification
AMS C Date*
PRI-11-049E1
Laurelia-type
branch charcoal
PRI-11-049E3
14
* Reported in radiocarbon years at 1 standard deviation measurement precision (68.2%),
corrected for δ13C
** δ13C values are measured by AMS during the 14C measurement . The AMS-δ13C values
are used for the 14C calculation and should not be used for dietary or
paleoenvironmental interpretations.
16
2675 Youngfield Street, Golden, CO 80401
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
www.paleoresearch.com
FIGURE 1. PRI RADIOCARBON AGE CALIBRATION
Laboratory Number: PRI-11-049-E1
Sample Identification: Laurelia-type branch charcoal
Conventional AMS 14C Date: 8024 ± 25 RCYBP
1-sigma Calibrated Age Range (68.2%): 9010-8970; 8920-8860; 8830-8790 CAL yr. BP
2-sigma Calibrated Age Range (95.4%): 9010-8850; 8840-8770 CAL yr. BP
δ13C (o/oo): -17.9 (Measured for 14C calculation, not valid for dietary or paleoenvironmental interpretations)
Radiocarbon Determination
Atmospheric data from Reimer et al (2004);OxCal v3.10 Bronk Ramsey (2005); cub r:5 sd:12 prob usp[chron]
PRI-11-049-E1 : 8024 ± 25 BP
8200BP
68.2% Probability
(28.1%) 9010-8970 BP
(16.7%) 8920-8860 BP
(23.4%) 8830-8790 BP
95.4% Probability
(66.2%) 9010-8850 BP
(29.2%) 8840-8770 BP
8100BP
8000BP
7900BP
7800BP
9200CalBP
9000CalBP
8800CalBP
8600CalBP
Calibrated Date
Intercept Statement. PRI utilizes OxCal3.10 (Bronk Ramsey 2005) for radiocarbon calibration, which is a
probability-based method for determining conventional ages. This method is preferred over the intercept-based
alternative because it provides a calibrated date that reflects the probability of its occurrence within a given
distribution (reflected by the amplitude (height) of the curve), as opposed to individual point estimates. As a
result, the probability-based method offers more stability to the calibrated values than those derived from
intercept-based methods that are subject to adjustments in the calibration curve (Telford 2004).
References
Reimer P.J., M.G.L. Baillie, E. Bard, A. Bayliss, J.W. Beck, P.G. Blackwell, C. Bronk Ramsey, C.E. Buck, G.S. Burr, R.L.
Edwards, M. Friedrich, P.M. Grootes, T.P. Guilderson, I. Hajdas, T.J. Heaton, A.G. Hogg, K.A. Hughen, K.F.
Kaiser, B. Kromer, F.G. McCormac, S.W. Manning, R.W. Reimer, D.A. Richards, J.R. Southon, S. Talamo,
C.S.M. Turney, J. van der Plicht, C.E. Weyhenmeyer. 2009. IntCal09 and Marine09 radiocarbon age calibration
curves, 0-50,000 years cal BP. Radiocarbon 51(4):1111–1150.
Telford, R. J., E. Heegaard, and H. J. B. Birks, 2004, The Holocene 14(2):296-298.
17
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
Sample Identification: Laurelia-type charcoal
PRI-11-049-E3 : 7934 ± 26 BP
68.2% Probability
( 6.1%) 8950-8920 BP
( 9.8%) 8870-8830 BP
(52.4%) 8780-8640 BP
95.4% Probability
(22.3%) 8980-8880 BP
(12.9%) 8870-8820 BP
(60.2%) 8810-8630 BP
8100BP
8000BP
7900BP
7800BP
7700BP
9000CalBP
8800CalBP
8600CalBP
8400CalBP
Calibrated Date
References
18
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
Sample Identification: Laurelia-type, Unidentified hardwood, and Unidentifiable charcoal
9200BP
PRI-11-049-E2 : 8784 ± 34 BP
68.2% Probability
(63.5%) 9890-9730 BP
( 4.7%) 9720-9700 BP
95.4% Probability
( 2.1%) 10120-10080 BP
(93.3%) 9930-9630 BP
9000BP
8800BP
8600BP
8400BP
10400CalBP 10200CalBP 10000CalBP 9800CalBP 9600CalBP 9400CalBP
Calibrated Date
References
19
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
Laboratory Number: PRI-11-049-M4
Sample Identification: Gevuina avellana charcoal
1-sigma Calibrated Age Range (68.2%): 540-520 CAL yr. BP
δ13C (o/oo): -17.1 Measured for 14C calculation, not valid for dietary or paleoenvironmental interpretations)
800BP
PRI-11-049-M4 : 517 ± 16 BP
68.2% Probability
(68.2%) 540-520 BP
95.4% Probability
(95.4%) 545-510 BP
700BP
600BP
500BP
400BP
300BP
700CalBP
600CalBP
500CalBP
400CalBP
Calibrated Date
References
20
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
1-sigma Calibrated Age Range (68.2%): 4810-4780; 4770-4750; 4700-4670; 4650-4580 CAL yr. BP
PRI-11-049-M3 : 4130 ± 20 BP
68.2% Probability
(14.7%) 4810-4780 BP
( 4.6%) 4770-4750 BP
(15.4%) 4700-4670 BP
(33.5%) 4650-4580 BP
95.4% Probability
(27.4%) 4820-4750 BP
(68.0%) 4730-4540 BP
4300BP
4200BP
4100BP
4000BP
3900BP
5000CalBP
4800CalBP
4600CalBP
4400CalBP
Calibrated Date
References
21
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
Sample Identification: Rosaceae twig charcoal
1700BP
PRI-11-049-M2 : 1535 ± 17 BP
68.2% Probability
( 2.0%) 1510-1500 BP
(15.2%) 1490-1460 BP
(51.0%) 1420-1380 BP
95.4% Probability
(95.4%) 1520-1360 BP
1600BP
1500BP
1400BP
1300BP
1700CalBP 1600CalBP 1500CalBP 1400CalBP 1300CalBP 1200CalBP
Calibrated Date
References
22
(303) 277-9848 • Fax (303) 462-2700
3600BP
PRI-11-049-M1 : 3370 ± 19 BP
68.2% Probability
(68.2%) 3640-3580 BP
95.4% Probability
(11.4%) 3690-3660 BP
(84.0%) 3650-3560 BP
3500BP
3400BP
3300BP
3200BP
3800CalBP
3600CalBP
3400CalBP
Calibrated Date
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Análisis Paleosísmico de Fallas en el Sitio de Presa San Pedro. Geo

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