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I
Bull.
Inst.
'fr.
études andines
1992,
21
(1):
37-58
!
I
LA
TECT~NICA
POLIFÁSICA
EN
ESCAMAS
DE
LA
ZONA
DE
MAÑAZO
-
LAGUNILLAS
(PUNO,
SUR
DEL
PERÜ)
.
,
i
Etienne
Jaillard
",
Gennro
Santandef"
Resumen
El
estudio estraHgrAfico y cartográfico de
los
afloramientos mesozoicos de
las
zonas de
Mañazo y de la Laguna Lgunillas confirma que dichas zonas
están
constituidas por varias
escamas tectdniws ubicadas en
el
Ifmite entre una cuenca subsidcnte que incluye dep6sitos
marinos del Jurásico inferior y medio, ubicada al Sur
o
Suroeste (Cuenca de Arequipa),
y
una
zona positiva en donde la sedimentaa6n es
muy
reducida y empieza
en
el
Jwásico terminal
o
en el Cretficico inferior, ubicada
d
Norte (eje de Santa Lucía
o
de Cusco-Puno).
EI
análisis estructural muestra que se trata de zonas de pliegues y cabalgamlentos con
vergencia hada el Norte
o
Noreste, con deformacibn polifásica y
con
acortamiento importante
(40
%
minimo). La deformaa6n parece haber empezado en el Paleoceno superior
o
Eoceno
basal (fase Incaica
1,
clt
.
5550
Ma) con deformaciones sinesquistosas acompaiiando el
despegue basal de la serie jurásica. Una fase mayor ocurri6 probablemente en el Eoceno medio
o
superior (fase Incaica
2,
CU
.
40
Ma) y
fue
sellada
por
sedimentos oligoc6nicos gruesos
(Grupo Puno) interpretados
como
los
dep6sitos de ante-pats de dicha deformad6n. Una fase
tect6nica del Oligoceno medio a superior (fase Aymara, cu .
30
Ma) est5 sellada por las coladas
volcfinicas del Oligoceno terminal (Grupo Tacaza). Finalmente, las fallas inversas
se
reactivan
en
el
Mioceno inferior (fase Quechua
1
?,
CU.
19-16
Ma), al que siguen deformadones menores.
Tanto la ublcad6n como ia individualizacibn de la zona de escamas de
Mañazo-Lagunillas parece resultar, durante la compresi611 andina, de la reactivaci6n tect6nica
de
los
accidentes antiguos que controlaron la paleogcografía mesozoica.
Palabras-claves: Sur
dcl
Ped,
mesowiw,
pdeogeogrufb,
ccnowiw,
estructuras polifdsiclts,
escumas tectdnicus. reuctivucidn tectdnica.
*
ORSTOM,
UR
IH,
213
rue
La
Fayette, Paris
CUex
IO,
Franaa.
y
PETROPRODUCU6N-OROM.
casilla
10829,
Guayaquil, Ecuador.
Universidad Nacional
San
Aguslin
Arequipa, casilla
1203,
Arequipa,
Pd.
38
8.
IAILLARD
Résume
LA
TECTONIQUE
POLIPHASIQUE EN ECAILLES DE
LA
ZONE DU MAÑAZO-
LAGUNILLAS
(PUNO,
SUD
DU
PÉROU)
L'etude stratigraphique et cartographique des affleurements mésozoiques des
zones
de
Maiiazo et Lagunillas confirme que
ces
dernieres
sont
constituées d'écailles tectoniques, situées
B
la
limite entre, au Sud
ou
au Sud-Ouest, un bassin subsident comprenant des dêpôts marins
d'âge Jurassique inférieur et moyen (bassin d'Arequipa), et, au Nord, une zone positive
ou
ia
&dimentation,
tr2s
réduite, commence au Jurassique terminal, voire au Crétacé inférieur
(Seuil
de
Santa
Luda,
ou
de Puno-CISCO).
L'analyse structurale montre qu'il s'agit de zones affectées de plis et chevauchements
B
vergence Nord
au
Nord-Est, avec une déformation polyphas& et un raccourassement
important
(40
%
au minimum). La déformation semble avoir commencé au Paléocène supériur
ou
Eocène basal (phase Inca
1,
ca.
55-50
Ma) avec une déformation synschisteuse assoaée au
décollement basal de
la
série jurassique. Une phase majeure d'âge probablement Eocène moyen
A
supérieur (phase Inca
2,
ca.
40
Ma) est scellé e par
des
dépôts grossiers oligocènes (Groupe
Puno) interprêtés comme
les
dépôts d'avant-pays de cette déformation.
Les
coulées
volcaniques oligocène terminal du groupe Tacaza cachètent une phase tectonique d'âge
oligodne moyen
B
supérieur (phase Aymara,
ca.
30
Ma). Enfin,
les
failles inverses rejouent au
Mioche inférieur (phase Quechua
I?,
ca.
19-16
Ma), et sont suivies par des déformations
mineures.
La
localisation
et
l'individualisation de la zone
d'écailles
de Mafiazo-Lagunillas
semblent rbulter de l'inversion tectonique,
lors
des compressions andines, des structures
anciennes ayant contrôlé la paléogéographie mésozoïque.
Mots
clés
:
Sud
du
Phou,
méwwrque, paléogéographie, cénozo$ue, structures polyphasées,
ecailles
tectoniques,
inuerswns
tectoniques.
Abstract
THE
SCALE MULTI-PHASED TECTONICS
OF
THE
MAÑAZO-LAGUNILLAS
AREA (PUNO, SOUTHERN PERU)
A stratigraphic study and cartographic study
on
the mesozoic outcrop
of
the Mañazo
and
Lagunillas
Lagoon
area is assembled by various tectonic scales located at the borders
between
an
adjunct basin which includes marine sediment
of
the lower and median Jurassic
levels at the South
or
South
East area (Arequipa Valley), and a definite section where the
sediment
is
very low and introduces the terminal jurassic of the primary Cretaceous stage
located up north
(Santa
Luda
or
Puno-Cusco hinge).
Structural analysis uncover that such areas correspond to fold and thrust sections
oriented to the North or North East, with multi-phasic distortions and a significant decrease
(40% as minimum). Such distortion
seems
to have started during the extreme Paleocene
or
basal Eocene stages
(Inca
1
era,
ca.
55-50
Ma) with synechia distortions assembling a basic
takeoff
of
the Jurassic sequence.
A
major facet arisen probably during the the mid
or
extreme
Eocene age anca
2
era;
ea.
40
Ma), and was sealed by gross Oligocene sediment (Puno group),
decoded
as
fore-country deposits of such distortion. A tectonic stage of the mid to extreme
Oligocene age (Aymara era,
ca.
30
Ma) was been sealed by the volcanic taps (Tacaza group).
Finally, the inverted fissures were reactivated during the primary Miocene age (Quechua
1
stage
?,
19-16
Ma) followed by minor deformations.
Both, the location and singularity
of
the Maïiazo-Lagunillas scale area seems to be the
result
-
during
the
Andean compression
-
of
the tectonic reactivation within the ancient
unevenness which dominated the Mesozoic paleo-geography.
,
-
Key words:
Southern
Perú,
Mesmic, paIeo-geography, Cenozoic, muti-phased structures,
tectonic scales, tectonic reactiuatwn
T
1
TECT~NICA
POLIFASKA
EN
LA
ZONA
MARAZO-LAGUNILLAS
39
INTRODUCCI6N
Las regiones de Mañazo
y
de
la
Laguna Lagunillas están ubicadas en el Sur
del PerÚ, al Este del lago Titicaca, cerca del limite entre la Cordillera Occidental
y
el Altiplano (Fig.
1).
Cabrera
&
Petersen (1936)
y
Newel1 (1949) definieron el Grupo Lagunillas
y
reconocieron
su
edad jurssica. El Grupo Lagunillas ha sido luego dividido en
varias unidades litoestratigráficas distintas por Portugal (1974)
y
Vicente (1981). Este
Último autor propuso comparaciones con el Grupo Yura de la Cuenca de Arequipa
(Benavides, 1962; León,
1981)
y,
subrayando
la
ausencia de depósitos jurásicos poco
al Norte de Mañazo, planteó que se debería a
una
importante erosión pre-cretácica
.
i
Fig.
1
-
Ubicación de la.
zona
estudiada.
Negro: Afloramientos de sedimentos jurásicos;
Gris:
Afloramientos de
sedimentos actácicos; Líneas espesas: accidentes tectónicos mayores.
I
l
40
fi.
JAILLARD
en
el Altiplano. Las principales unidades estratigráficas cretácicas y cenozoicas
utilizadas hasta ahora han sido definidas por Newell
(1949)
en el Altiplano,
y
Benavides
(1962)
y Vicente
et
a¿.
(1982)
en la Cuenca de Arequipa.
Mientras que Audebaud
et
al.
(1976)
y
Laubacher
(1978)
supusieron que la
falla de Mañazo era casi vertical, Newell
(1949).
Portugal
(1974)’
Klinck
et
nf.
(1986)
reconocieron
su
naturaleza de falla inversa con buzamiento al Sur,
y
Ellison
ef
al.
(1989)
consideraron que dicha falla se extendía hasta la zona de la Laguna Lagunillas.
Portugal
(1974)
y
Ellison
et
al.
(1989)
atribuyeron esta falla a
un
juego durante
el cretácico superior, aunque la mayoría consideró que
su
actividad principal
se
desarro116 en
el
Terciario superior (Audebaud
et
al.,
1976;
Ellison
et
al.,
1989).
Este trabajo expone observaciones litoestratigráficas nuevas sobre las series
mesozoicas de las zonas de Mañazo
y
Lagunillas, y presenta mapas geológicos
detallados
de
esas formaciones, completados por
los
datos de Klinck
et
al.
(1986)
y
Clark
et
al.
(1990)
sobre el Cenozoico. Luego, en base a
un
estudio cartográfico
y
estructural clásico, trata de deducir la geometría y la edad de las deformaciones
en
dichos sectores.
r
ESTRATIGRAFfA
A.
La
serie jurásica del área de Mañazo-Lagunillas
En espera de una redefinición estratigráfica precisa del Grupo Lagunillas,
proponemos restringir este nombre a
los
depdsitos ubicados debajo de las areniscas
cuarcíticas del Cretácico inferior. En esta sene, hemos reconocido cuatro unidades
litoestratignificas distintas (Fig.
2).
La unidad calcárea inferior
(500
m)
Esta unidad está despegada, y
su
base es desconocida. Se trata de una serie
de calizas
y
margas oscuras
o
negras, a veces silíceas, y fosilíferas. Cerca de la base,
son bituminosas, piritosas
y
laminadas.
Se
encuentran turbiditas calcáreas cerca
de la base
y,
localmente, niveles con bloques calcáreos redondos.
Su
edad va del
Siemuriano hasta el Bajociano (Portugal,
1974;
Vicente,
1981;
von Hillebrandt,
1987)(Fig.
2).
Esta unidad es cronológicamente correlacionable con las Formaciones
Chocolate superior
y
Socosani de la zona de Arequipa (Benavides,
1962;
Vargas,
1970;
León,
1981;
Vicente
et
al.,
1982),
y
con
el
Grupo Pucará del centro
y
norte del Perú (Mégard,
1978;
Westermann
et
al.,
1980;
Loughmann y Hallam,
1982;
Prinz,
1985).
Como en el centro del Perú, las arcillas bituminosas sinemurianas
jugaron probablemente
el
papel de nivel de despegue (MBgard,
19783.
La
unidad lutácea
(500
m)
Consiste en lutitas arenosas negras
o
marrones, lutitas negras fosilíferas
no
calcáreas conteniendo numerosos nbdulos, y lutitas negras con bancos de marcita.
Además, est5 caracterizada por la presencia de deslizamientos
(slumps)
y
bloques
resedimentados (Portugal,
1974).
La edad calloviana de parte de esta unidad
es
I
TECTdNICA POLIFASKA EN LA ZONA MARAZO-LAGUNILLAS
41
MAÑAZO
IABCDEE
Fig.
2
-
Columna sintética
de
la
serie
de
Maiiazo-Laguna Lagunillas. Litología:
1:
Calizas;
2:
Margas;
3:
Lutitas;
4:
Areniscas;
5:
Conglomerados;
6
Rocas volcánicas;
7:
Olistolitos.
Ambientes de depósito:
A
Pelágico;
B:
Hemi-pelágico;
C:
Plataforma;
D:
Costero
o
intertidal;
E:
Fluvio-deltáico;
F:
Cono aluvial continental.
42
8.
JAILLARD
conocida desde
los
trabajos de Newell (1949), Portugal (1974) y Aldana (1989).
Las facies y la fauna indican
un
medio de depósito pelágico. Se correlaciona con las
formaciones Puente y Cachíos de la Cuenca de Arequipa (Benavides, 1962;
Vicente, 1981; 1989).
La unidad cuarcítica
(300
m)
Consiste en cuarcitas con laminaciones oblícub, intercaladas con delgadas
capas de arcilla negra
(Fig.
2). Hacia
la
parte superior, aparecen bancos de calizas
amarillentas con ostras. La unidad contiene restos de plantas, pero
no
se encontró
amonites.
EI
medio de sedimentación fue marino somero. Por
su
posición
estratigráfica.
es
atribuída al
Oxfordiano-Kimmeridgiano,
y se correlaciona con la
Formación Labra de la Cuenca de Arequipa (Benavides, 1962; Vicente, 1989; Fig. 3).
'
La unidad calcárea superior
(100
m)
Hasta ahora esta unidad
no
había sido reconocida,
o
había sido confundida
con las catias cretácicas (Formaciones Arcurquina
o
Ayavacas). Consiste en menos
de cien metros de calizas claras, conteniendo corales, trigonias y braquiópodos
silicificados
(Fig.
2). Están localmente sobreyacidas por unas decenas de metros de
lutitas verdes
o
rojizas, frecuentemente erosionadas debajo de las cuarcitas
sobreyacentes.
Esta
unidad es correlacionada con la Formación Gramada1 de la
Cuenca de Arequipa de edad tithoniana inferior (Chávez, 1982; Batty
t
Jaillard, 1989; Fig.
3).
B.
La
serie cretácica del área de Mañazo-Lagunillas
En la serie Cretácica, se han reconocido las formaciones clásicas de la Cuenca
de Arequipa (Benavides, 1962; Vicente, 1981). Sin embargo, dichas formaciones
presentan facies intermedias con las de unidades equivalentes del Altiplano
definidas por Newell
(19491,
utilizando muchos autores
su
terminología
(Portugal, 1974; Vicente, 1981).
En
las zonas de Mafiazo y Lagunillas que pertenecían
a la Cuenca de Arequipa en el Jurásico, proponemos utilizar la terminología de dicha
cuenca para
los
depósitos del Cretácico.
Las
Formaciones Hualhuani
y
Murco
Estas formaciones han sido definidas originalmente por Benavides
(1962)
en
la zona de Arequipa,
y
reconocidas en Mañazo por Portugal (1974) bajo el nombre
de
Formación Huancané. Consisten en 400 metros de cuarcitas claras en bancos
potentes
y
masivos, intercaladas con lutitas rojas, depositadas en ambiente fluvial.
No
se
han encontrado fósiles, pero
se
consideran de edad valanginiana-aptiana (Batty
&
Jaillard, 1989; Jaillard
t
SempM, 1989).
Las Formaciones Huambo
(50
m
?)
y
Arcurquina
(300
m)
En
la zona de Mañazo se observan localmente lutitas con yeso sobreyaciendo
las areniscas de la Formación Murco. Parecen correlacionarse con las lutitas rojas,
TECrdNICA POLIFASICA EN
LA
ZONA MARAZO-LAGUNILLAS 43
,-
Fig.
3
-
Correlaciones de la serie Mañazo
con
las dreas de Arequipa (Cuenca de
Arequipa)
y
de Cabanillas (eje de Santa Lucía
o
Cusco-Puno).
1:
Evaporitas;
2:
Calizas;
3:
Margas
y
lutitas;
4:
Areniscas;
5:
Conglomerado;
6:
Rocas
voldnicas;
7:
Olistolitos;
8:
Nivel de despegue.
intercaladas con areniscas, calizas
y
evaporitas, definidas como Formación Huambo
por Batty
&
Jaillard (1989) en la zona de Arequipa, y cuya edad corresponderia
al Aptiano superior-Albiano basal. En la zona de Mañazo, esta unidad constituye
un importante nivel de despegue.
Por
correlación con la formación definida
por
Benavides (1962)
en
la zona
de Arequipa, daremos el nombre de Formación Arcurquina a una secuencia
de calizas claras en bancos masivos, intercaladas con delgados niveles lutaceos
rojizos (Fig.
2).
Se le asigna una edad Albiano-Turoniano superior. Aflora en una
faja
Esteaeste al Norte de la zona estudiada, donde está muy deformada.
44
8.
JAILLARD
c.
Comparaciones con la serie Mesozoica de Cabanillas
La serie de Cabanillas, ubicada
15
km
al Norte de Mañazo (Fig.
11,
ha sido
descrita por Newell (1949), Laubacher (19781, Klinck
et
al.
(1986)
y
Batty
&
Jaillard (1989) (vdase Fig.
3).
La Formación Chupa
(0-50
m)
Esta formación ha sido definida
más
al Noreste por Klinck
et
al.
(1986) cerca
del pueblo del mismo nombre. En Cabanillas consiste en conglomerados fluviales
con guijarros de cuarcikas paleozoicas, descansando en fuerte discordancia angular
sobre el Paleozoico (Laubacher, 1978; Batty
&
Jaillard, 1989). No está datada, pero
parece ser equivalente a la Formación Kondo de Bolivia atribuida al Kimmeridgiano
(Sempdr6
et
al.,
1988). Ha sido tentativamente correlacionada (Jaillard
&
Sempdrd,1989)
con la Formación Labra de la Cuenca de Arequipa, y con la unidad
cuarcítica del Grupo Lagunillas de Mañazo
(Fig.
3).
La Formación Sipín
(1030
m)
Definida por Newell (19491, está representada en Cabanillas por dolomitas
rosadas, intercaladas con lutitas rojas incluyendo lentes de microconglomerados.
La presenaa de seudomorfosis de yeso y escasos braquiópodos silicificados en las
dolomitas, y
su
asociación con depósitos fluviales, evidencian un medio de depósito
mixto, marino muy somero y continental. La correlacionamos con la unidad calcárea
superior de la zona de Mañazo, y con la Formación Gramada1 de la región
de Arequipa (Laubacher, 1978; Batty
&
Jaillard, 1989; Fig.
3).
La Formacidn Muni
(50
m)
En Cabanillas comprende unas decenas de metros de lutitas rojas arenosas
continentales, incluyendo canales de conglomerados fluviales.
Más
al Noreste,
la formación
es
de ambiente intertidal, y ha proporcionado moluscos marinos del
Jurbico terminal
o
CretAcico basal (Newell, 1949). Proponemos correlacionarla con
las
lutitas
que
sobreyacen localmente a la unidad calcárea superior de la zona
de Mañazo (Fig.
3).
La Formaci6n Huancané
(100
m)
Consiste en una conspicua secuencia de areniscas cuarcíticas conglomerádicas
fluviales, que descansa en leve discordancia angular sobre la Formación Muni (Batty
dr
Jaillard, 1989). En ciertos lugares (Maravillas, Juliaca), los depósitos jurásicos están
totalmente ausentes,
y
la Formación Huancané descansa directamente sobre las rocas
paleozbicas.
Se
correlaciona con las Formaciones Hualhuani y Murco de las zonas
de Maiiazo
y
Arequipa (Fig.
3).
TECTdNlCA POLlFhlCA
EN
LA
ZONA MAÑAZO-LAGUNILLAS
45
La Formación Ayavacas
(200
m)
Comprende tres secuencias calcáreas distintas separadas por importantes
niveles arcillosos rojos. En Cabanillas, la primera secuencia calcárea está repetida
por deslizamientos sinsedimentarios de edad cenomaniana (Audebaud, 1973;
Portugal, 1974; Jaillard, en prensa). Debido a la erosión, la tercera secuencia calcárea,
de probable edad turoniana, falta en Cabanillas, pero se halla presente al
Sur
del
lago Titicaca cerca de llave. Esta formaci6n es directamente correlacionable con las
Formaciones Huambo y Arcurquina de
las
zonas de Mañazo y Arequipa (Fig.
3).
Conclusiones
Como
lo
mencionó Vicente (1981),
los
depósitos del Grupo Lagunillas son
muy comparables a
los
de la zona de Arequipa estudiados por Benavides (1962),
León (1981)
y
Vicente et
nl.
(1982) y pertenecen a la misma cuenca (Cuenca
de Arequipa). Con respecto a la región de Arequipa, las diferencias observadas en
Mañazo, tal como
los
espesores generalmente menores (Fig.
3),
o
la presencia
de bloques
o
de turbiditas (Vicente, 19811, pueden ser atribuidas a
su
ubicación
paleogeográfica en
el
borde Noreste de la Cuenca de Arequipa. Por lo tanto, parcce
justificado utilizar la nomenclatura estratigráfica de la Cuenca de Arequipa para
los
sedimentos cretácicos de la zona de Mañazo.
Esto es confirmado por la ausencia,
15
km
al Norte
o
al Noroeste de Mañazo,
de
los
depósitos ante-kimmeridgianos (Cabanillas), y localmente de los sedimentos
ante-valanginianos (Maravillas).
EI
límite paleogeográfico entre la Cuenca
de Arequipa con sedimentación jurásica manna, y el eje positivo de Santa Lucía
(Audebaud et
al.,
1976; Laubacher, 1978; eje Cusco-Puno de Jaillard
&
Semp6r6,1989),
pasaba entonces entre la zona de Mañazo
y
el
área de Cabanillas
(Fig.
3).
Sin
embargo, la ausencia de detritismo silícco y de facies litorales en
los
depósitos
del Jurásico inferior y medio de Mañazo indica que la zona de Cabanillas no
estaba emergida hasta
el
Calloviano. Por lo tanto, la individualización tectónica
de dicho umbral sería coetánca de los depósitos clásticos atribuidos
al Oxfordiano(?)- Kimmeridgiano (Formacioncs Labra y Chupa; Jaillard
&
Sempéré, 1989)
y
habría provocado la erosión de
los
depósitos anteriores
(Vicente, 1981).
D.
Los
depósitos Terciarios
Durante el Terciario, los depósitos no difieren significativamente entre
las
zonas de Mañazo-Lagunillas
y
de
,
Cabanillas, por lo tanto serán descritos
en conjunto.
El Grupo Puno
(5000
m
?)
En la zona de Mañazo la Formación Arcurquina está sobreyacida
en discordancia marcada por conglomerados gruesos que rellenan localmente
cavidades kársticas; esos conglomerados discordantes fucron atribuidos al Cretácico
superior por Portugal (1974). Klinck
et
nl.
(1986)
y
Ellison
et
al.
(1989)
los
mapearon
como Grupo Puno, atribuydndole
los
depósitos fosilíferos crctácicos de Laguna
Umayo (Grambast
et
al.,
1967)
al mismoGrupo, deduciendo así
un
diacronkmo
46
'
fi.
JAILLARD
de la base del Grupo
Puno.
Sin embargo,
los
conglomerados discordantes de la zona
de Mañazo (Grupo
Puno)
son
mucho más gruesos que
los
depósitos cretácicos
de
Laguna Umayo, por
lo
que consideramos que se trata de dos formaciones
distintas. Por
lo
tanto, rechazamos la edad cretácica localmente supuesta por Klinck
et
al.
(1986) para
el
Grupo Puno.
EI
GNPO Puno consiste en conglomerados, areniscas subarkósicas y lutitas
rojas. Los conglomerados contienen elementos de calizas, areniscas
o
cuarcitas,
cuerpos intrusivos
y
andesitas (Fig.
2
y
3).
Según Laubacher (1978)
y
Klinck
et
al.
(1986), el Grupo Puno
se
depositó
en
cuencas de dirección Noroeste-Sureste
y
su
potencia puede alcanzar varios miles de metros (7000 m según Newell, 1949; 5500 m
según Kliick
et
d.,
1986).
En
esas cuencas, la granuIometría y
el
espesor decrecen
hacia
el
Norte
o
el Noreste (Klinck
et
al.,
1986), indicando que la fuente del material
detrítico estaba ubicada al Sur
o
Suroeste. La parte inferior del Grupo Puno ha sido
datada del Oligoceno por carofitas del género
Churn
sp. (Chanove
et
al.,
1969). y es
intruido
o
cubierto por rocas magmáticas del Oligoceno superior-Mioceno (Ellison
et
al.,
1989; Clark
et
nl.,
1990). Por
lo
tanto, debe ser considerado como de edad
oligocena inferior
(ca.
35-30 Ma). En varios lugares (Noroeste de Noasía, Lagunillas),
se tiene numerosos olistolitos de calizas provenientes de las formaciones Arcurquina
o
Ayavacas.
EI vulcanismo Oligoceno superior-Mioceno superior (Grupos Tacaza, Sillapaca
y
Maure)
En
'el Altiplano, el Grupo Puno está cubierto en discordancia por
los
derrames basálticos
y
andesíticos del Grupo Tacaza, que alcanza localmente una
potencia de
2000
metros (Newell, 1949; Klinck
et
al.,
19%). El Grupo Tacaza está
datado radiom6tricamente de
30-22
Ma (Oligoceno superior-Mioceno basal;
Klinck
el
al.,
1986)
y
aflora extensamente al Norte de la Laguna Lagunillas.
Klinck
et
al.
(1986)
y
Ellison
et
al.
(1989) pusieron en evidencia una leve
discordancia angular, separando el Grupo Tacaza,
y
los
Grupos Paka
y
Sillapaca del
Mioceno inferior (22-16 Ma, v&se también
Bellon
&
Lefèvre, 1976; Clark
et
nl.,
1990).
Las tobas
y
dacitas de
los
Grupos Paka y Sillapaca se encuentran al Noreste de la
Laguna Lagunillas (Klinck
et
al.,
1986; Clark
et
nl.,
1990).
AI
Sur de las zonas
de
Maiiazo
y Lagunillas, Klinck
et
nl.
(1986) mapearon depósitos volcanoclásticos del
Mioceno superior como Grupo Maure
(11-8
Ma; Ellison
et
aL,
1989).
EI
vulcanismo Mioceno superior-Plioceno inferior (Grupo Barroso)
Al Suroeste de la zona de Mañazo, una colada casi horizontal (Cerro
Pachacota, 4753 m; Fig. 4) ha sido atribuida por Klinck
et
al.
(1986) a la parte inferior
del
Grupo Barroso del Mioceno superior (Fig.
3).
Según estos autores, descansa
en discordancia sobre
el
Grupo Maure del Mioceno superior (Ellison
et
al.,
1989).
Al
Este de Mailazo, delgadas coladas volcánicas horizontales descansan
en
discordancia angular sobre el Grupo Puno (Cerro Meserapata,
4111
m; Fig. 4),
TECT6NICA POLIFASICA EN LA ZONA MANAZO-LAGUNILLAS 47
y
son
atribuidas por Klinck
et
al.
(1986) a la parte superior del Grupo Barroso,
datada de
64
Ma (Mioceno terminal-Plioceno inferior, Formación Umayo; Fig.
2
y
3).
Los intrusivos del
Oligocene-Mioceno
AI
Norte de la zona de fallas, se extiende una faja discontinua de cuerpos
intrusivos, frecuentemente mineralizados (Fig. 4).
AI
sur de Maiiazo, la dacita del
Cerro Caracollo ha sido datada de
16
Ma (límite Mioceno inferior-Mioceno medio;
Klinck
et
al.,
1986). Finalmente, al este del Cerro Caracollo (norte del Cerro
Condoriquiña) un dique paralelo a
los
sobre-escurrimientos ha sido datado de 19 Ma
(parte superior del Mioceno inferior; Clark
et
nl.,
1990).
AI Norte de la Laguna Lagunillas (zona de Santa Lucía), Clark
et
al.
(1990)
mencionan plutones datados de
32
a
24
Ma (Oligoceno superior y Mioceno basal)
que consideran como sin-genéticos del Grupo Tacaza. Finalmente, diques
monzograníticos se emplazaron gracias al
juego
tardío de las fallas de Lagunillas
en el Mioceno superior (7 Ma; Clark
et
al.,
1990).
ESTRUCTURA
A.
La
zona de Maiiazo
En
la región de Mañazo, hemos identificado cinco unidades estructurales dis-
tintas que describiremos desde el Norte hacia el Sur. &tas se hallan separadas por
fallas inversas de rumbo más
o
menos Este-Oeste, y con buzamiento al Sur (Fig.
4).
La unidad A
Constituye la zona autóctona relativa del. sistema de escamas. Está
conformada por el Grupo Puno buzando al Norte, sobreyacido en discordancia por
coladas volcánicas horizontales del Grupo Barroso superior
(6
Ma; Klinck
et
al.,
1986),
e
intruido por plutones mineralizados. Los valles están rellenos por depósitos
fluviales actuales (Fig. 4
y
5).
La deformación que afectó esta unidad ocurrió entre el Oligoceno inferior
(edad máxima del Grupo Puno), y el Mioceno terminal (edad mínima del Grupo
Barroso).
La unidad
B
Encontramos
luego
una unidad constituida de varias escamas intruidas por
plutones, entre
los
cuales uno está datado de
16
Ma (Klinck
et
al.,
1986; Fig. 4 y
5).
Cada escama comprende calizas de la Formación Arcurquina (Crctácico medio)
sobreyacidas en discordancia angular por
el
Grupo Puno. Esta unidad tectónica esta
muy deformada.
Los
pliegues, de eje aproximadamente Este-Oeste
y
echados
al Norte,
son
paralelos, y parecen entonces cogendticos de las fallas inversas que
limitan la unidad. Las calizas Arcurquina se encuentran despegadas de las cuarcitas
del Cretácico inferior, probablemente a favor de
un
nivel lutáceo
(Fm
Huambo).
La deformación de esta unidad ocurrió posteriormente al depósito del Grupo
Puno, y antes de las intrusiones, es decir durante el Oligoceno superior
o
el
Mioceno'
inferior (entre
30
y
16 Ma).
N
5h
Fig.
5
-
Cortes geolÓgieos en la zona de Mariazo. Misma leyenda que en la fi ura
4.
Las
letras
A
a
E
se refieren a
las unidades teclónicas descritas en el texto. De arriba hasta abajo,
los
perfiles se e8abonan
del
Este al Oeste (ver en
la
Fig.
4).
6
50
8.
JAILLARD
La unidad C
Esta unidad, desarrollada al Oeste del sector de estudio (Noasía; Fig.
41,
está
compuesta por la parte superior del Grupo Lagunillas y por las Formaciones
Huaihuani
y
Murco Uurásico superior a Cretácico inferior; Fig.
4
y
5).
Incluye muy
probablemente varias subunidades separadas por fallas menores, que no hemos
podido mapear en detalle. La deformación es importante, ya que las cuarcitas del
Cretácico inferior forman pliegues echados, apretados
y
localmente rotos. Los ejes
estructurales muestran principalmente una dirección Noreste-Suroeste (Fig.
4).
Esta
unidad parece despegada de
su
substrat0 estratigráfico en la unidad lutácea
del Grupo Lagunillas.
-
La unidad
D
Más
al Sur, tenemos una unidad mayor, constituida por las partes media
y superior del Grupo Lagunillas (Jurásico mcdio y superior), y por las cuarcitas del
Cretácico inferior que forman una agreste línea de cresta (Cerros Pucará,
Condoriquiiia y Tajamarca; Fig.
4).
La
unidad lutácea del Grupo Lagunillas es
complicada en el cabalgamiento frontal; esta unidad estructural está despegada en la
base lutácea. La deformación consiste principalmente en pliegues abiertos de radio
amplio, poco echados
y
con plano axial de rumbo Este-Oeste. Sin embargo, en el
Cerro Tajamarca, una estructura
más
compleja
(Fig.
4)
sugiere la existencia de una
fase plicativa anterior.
AI oeste del Cerro Caracollo, la unidad
D
sobreescurre al Grupo Puno de la
unidad
B
por intermedio de una falla cuyo juego es entonces posterior al Oligoceno
inferior (Fig.
4
y
5).
Un dique dacítico datado del Mioceno inferior
(19
Ma;
Clark
t
al.,
1990),
indica probablemente la edad del juego de dicha falla, ya que es
paralelo a
ésta.
Sin embargo,
los
pliegues, tanto aquellos con plano axial Este-Oeste
como
los
de plano axial Noroeste-Sureste, así como ciertas fallas inversas, están
sellados por el Grupo Puno al Este del sector estudiado (Fig.
4).
Luego, esta unidad
ha sido afectada por deformaciones anteriores al Grupo Puno, y ha sido cabalgada,
después del depósito del Grupo Puno, sobre la unidad
B.
La unidad E
Una última unidad tectónica, incluye sedimentos cuya edad abarca desde
el Liásico hasta el Cretácico medio.
EI
plano de despegue de esta unidad es el más
profundo que se puede observar en la zona de Mañazo. La deformación está
principalmente representada por pliegues abiertos de plano axial Este-Oeste
y
por
fallas inversas en la misma dirección, buzando al Sur. Las calizas Arcurquina están
despegadas sobre las cuarcitas de la Formación Murco (Cerro Catahui; Fig.
4
y
5),
pero el desplazamiento parece menor.
sin
embargo, la estructura antiformal de la parte baja de la quebrada Antayaje,
plegada según un eje Este-Oeste,
está
también cerrada al Este y al Oeste, sugiriendo
la existencia de pliegues oblicuos. En el núcleo de dicha estructura antiformal,
se
Ohs"
Pliegues apretados plurimétricos con una esquistosidad de plano axial,
TECTdNICA POLIFASICA EN
LA
ZONA MARAZO-LAGUNILLAS
51
deformados por fases posteriores, y afectando
los
sedimentos más antiguos
expuestos (Sinemuriano superior). Esos pliegues se observan
só10
en este nivel basal,
y
están muy probablemente asociados al nivel de despegue.
EI
análisis de cortes
estructurales detallados
y
de las figuras de interferencias de pliegues
(mushroom
structures,
Ramsay,
1967)
sugiere que
los
pliegues Este-Oeste de segunda generación
deforman pliegues apretados precoces de eje aproximadamente Noroeste-Sureste,
echados hacia el Noreste (Fig.
6).
Los pliegues precoces del Cerro Tajamarca están
probablemente ligados a esta fase (Fig.
6).
AI Noroeste, la unidad está limitada por una falla inversa parada que corta
todos
los
pliegues que la afectan (Fig.
4).
Por
lo
tanto, la individualización.de esta
falla
es
posterior al plegamiento Este-Oeste.
AI
Sur y al Suroeste, la unidad
E
está
sobreyacida en discordancia angular por el Grupo Puno, que sella a la vez
el despegue de la Formación Arcurquina, las fallas que limitan la unidad al Norte,
y
los
pliegues que la afcctan. En consecuencia, las dos deformaciones intcrnas de la
unidad
E
ocurrieron antcs dcl Oligoccno.
.Noasia
b
,.a
.
so
'2
NE
lI
pl
Fig.
6 ~
Mapas
(arriba)
y
cortes
(abajo)
simplificados
e
interprctativos
de
la
estructura polifásica
de
la
quebrada
Antayaje,
y
del Cerro
Tajamarca
(para
su
ubicación,
ver
en
la
Fig.
4
1.
Misma
leyenda que
en
la
figura
4.
P1
y
P2:
Planos axiales
de
los
pliegues
de
fase
1
y
2
respectivamcnte.
52
fi.
JAILLARD
B.
La
zona de la Laguna Lagunillas
En
la serie jurásica de la Laguna Lagunillas
se
reconocen unidades
estratigráficas similares a las de Mañazo. Sin embargo,
los
afloramientos
y
las
condiciones de observación
son
menos favorables que en Mañazo para el análisis
estructural.
Las
escamas mesozoicas afloran en dos fajas distintas (Klinck
et al.,
1986).
Un
reconocimiento y mapeo somero en
los
afloramientos septentrionales cerca de la
Laguna misma, han permitido hacer
las
observaciones siguientes (Fig.
7):
Cinco unidades tectónicas distintas están presentes. EI autóctono relativo del
sistema de escamas está constituido por el Grupo Puno deformado, sobreyacido por
coladas e intruido por plutones del Oligo-mioceno (Grupos Tacaza y Sillapaca;
Klinck
et
al.,
1986; Ellison
et al.,
1989; Clark
et
al.,
1990). Las unidades tectónicas
son
generalmente más jovenes hacia el Norte, traduciendo una estructura general
comparable a la
ZOM
de Mañazo. Las relaciones con
los
depósitos terciarios permiten
reconocer varias fases tectónicas.
Pliegues que afectan la sene mesozoica se encuentran sellados por el Grupo
Puno (Sur de la Laguna Lagunillas; Fig.
7).
AI
menos parte de esta deformación
se debe a la fase Incaica
2
del Eoceno medio a superior reconocida en Mailazo.
Unidades mesozoicas cabalgan a
los
conglomerados del Grupo Puno
(Oligoceno inferior a medio), y
los
contactos
son
sellados por las coladas del
Oligoceno superior
(30-26
Ma, Grupo Tacaza; Klinck
et
al.,
1986).
Dichos
sobreescummientos están cortados por cuerpos intrusivos no datados (Fig.
7).
Representan una fase tectónica del Oligoceno medio a superior
(ca.
30
Ma).
Según Clark
et al.
(19901, el emplazamiento de diques en el Mioceno superior
(7
Ma) ocurrió a favor de
un
juego
tardío de las fallas de Lagunillas.
C.
Cronología de las fases tectónicas
Las
zonas de Mañazo
y
de Lagunillas presentan una sucesión de unidades
estructurales superpuestas
y
sobreescurridas hacia el Norte. Excepto para la escama
del Cerro Catahui, el contenido de dichas unidades es cada vez
más
joven hacia el
Norte, ya que el nivel de despegue es cada vez más alto en la sene estratigráfica,
y
su
deformación es cada vez más reciente hacia el Norte. Tal disposición estructural
es típica de una zona de plegamiento y cabalgamiento
(Fold and
Thrust
Belt),
en
donde
el
frente de deformación progresa en
el
mismo sentido que el juego
de las fallas inversas
(In-sequence
o
Piggy-back;
Boyer y Elliott, 1982; Butler, 1982;
Morley, 1988).
Las observaciones realizadas en las zonas de Mañazo
y
de la Laguna
.Lagunillas permiten reconocer la siguiente sucesión de fases tectónicas.
Anterior a todas las otras deformaciones, una fase precoz, reconocida en la
zona de Mañazo, fue responsable del despegue basal de la cobertura mesozoica.
Estuvo asociada a pliegues con esquistosidad de plano axial, echados hacia
el Noreste, mayormente expresados cerca del nivel de despegue. La edad de esta
faSe
Se d~conoce; puede corresponder a la fase Incaica
1
de edad Paleocena superior
'
53
TECTdNICA POLIFASKA EN
LA
ZONA MARAZO-LAGUNILLAS
I+
+
+
54
8.
JAILLARD
a Eocena basal
(ca.
55-50
Ma; Noble
et
al.,
1990; Naeser
et
al.,
19911,
o
a una de las
fases peruanas de edad cretácica superior (Steinmann, 1929; Jaillard, en prensa). En
el liltimo
caso
se observarían, al Norte de la zona de Mañazo
o
en el Altiplano,
depósitos detríticos gruesos de ante-país de edad senoniana
o
paleocena. Pero tales
depósitos son desconocidos. En cambio, la deformación precoz podría corresponder
a la fase Incaica
1,
ya que la Formación Mufiani del Altiplano, de edad eocena
(Audebaud
et
al.,
1976) podría representar
los
depósitos de ante-país asociados
a dicha deformación.
La
vergencia hacia el Noreste de esta fase precoz puede estar ligada a la
presencia de
UM
rampa lateral
(lateral
ramp)
de rumbo Noreste-Suroeste ubicada
al Noroeste de Noasía. Esta hipótesis podría explicar además la dirección
Noreste-Suroeste de
los
pliegues
y
fallas de primera generación,
y
el acortamiento
anormal
(cf.
infra)
observados en esta misma zona.
Antes del Oligoceno inferior, todas las unidades fueron deformadas por
pliegues con eje Este-Oeste
y
cabalgadas hacia el Norte. Esta deformación está sellada
por
los
conglomerados del Grupo Puno (Oligoceno inferior) que descansa en
discordancia nítida sobre las calizas Arcurquina de las unidades septentrionales
de las zonas de Mañazo y Lagunillas. Es probable que esta deformación corresponda
a la fase Incaica
2
del Eoceno medio a superior
(ca.
40
Ma; MQgard, 1984; 1987;
Sébrier
et
nl.,
1988).
Durante el Oligoceno inferior
y10
medio (entre 35 y 30
?
Ma),
el
Grupo Puno
se depositó en fuerte discordancia angular sobre las rocas mesozoicas deformadas
con estructura en escamas.
Su
distribución, así como la disminución de
su
granulomem'a
y
potencia hacia el Norte
o
el Noreste, indican que
el
Grupo
Puno
alcanza
su
mayor espesor en una cuenca asimétrica, ubicada al Norte de las fallas
de Maiiazo-Lagunillas, paralela
a
éstas,
y
alimentada desde el Sur
o
el Suroeste. Por
lo
tanto, el Grupo Puno puede ser interpretado como el depósito de ante-país ligado
a la estructuración del Eoceno superior de la zona de escamas de Mañazo-Lagunillas.
Ya que estos movimientos complican
las
calizas Arcurquina de las escamas frontales,
es
probable que
los
olistolitos de calizas resbalaron entonces en la cuenca en donde
se
depositaba el Grupo Puno.
Durante
el
Oligoceno superior
y
el
Mioceno inferior (entre 30 y
16
Ma),
todas las unidades estructurales han sido sobreescurridas hacia el Norte, provocando
el
plegamiento del Grupo Puno,
y
el cabalgamiento de las unidades meridionales
sobre las unidades septentrionales.
La
dirección axial de
los
pliegues sugiere que
el desplazamiento
ocumó
hacia el Norte. Es probable que esta deformación incluya
varios episodios distintos, pero las observaciones de campo
no
permitieron
diferenciarlos claramente en Mañazo.
AI
Norte de la Laguna Lagunillas, la discordancia angular de las coladas
volcánicas del Grupo Tacaza indica una fase durante el Oligoceno medio a superior
(ca.
30
Ma). Esta deformación podría corresponder a la fase datada de
cn.
28-26 Ma
(Sébrier
et
nl.,
1988; Ellison
et
nl.,
1989).
TECrdNICA POLIFASICA EN
LA
ZONA MARAZO-LACUNILLAS 55
En la zona de Mañazo, una reactivación de
los
cabalgamientos durante
el Mioceno inferior es sugerida por la presencia de diques datados de 19 Ma paralelos
a dichas estructuras, y anteriores a plutones datados de 16 Ma. Este evento podría
corresponder a la discordancia datada de
72
Ma
por Klin
et
al.
(1986)
y
Ellison
et
al.
(1989),
o
a la fase del fin del Mioceno inferior
(ca.
17-15 Ma, Quechua
1;
Mégard, 1984; 1987; Sébrier
et
al.,
1988).
A
partir del Mioceno medio,
s610
movimientos menores están registrados:
En el Mioceno medio a superior, según Klinck
et
aZ.
(1986) y Ellison
et
al.
(1989). eventos tectónicos serían indicados
(ca.
17-8 Ma) por las discordancias
observadas debajo de
los
grupos Maure y Barroso inferior.
En el Mioceno superior, la reactivación menor de las fallas de Lagunillas
(7 Ma; Clark
et
al.,
1990) correspondería a la fase Quechua 3
(ca.
7 Ma; Mégard, 1987;
Sébrier
et
al.,
1988).
La Formación volcánica Umayo del Mioceno terminal-Plioccno inferior
(6-4 Ma)
no
parece haber sido deformada posteriormente.
D.
Estimación del acortamiento en
la
Zona de
Mañazo
Para utilizar la técnica de las secciones equilibradas
(balanced
cross-sections)
en
la estimación del valor mínimo del acortamiento total en las escamas de Mañazo,
hemos tenido los siguientes problemas:
(1)
No es posible reconstituir precisamente la geometría inicial de las capas
sedimentarias complicadas en la deformación, debido a
su
ubicación en el borde de
la Cuenca de Yura que provoca el acuñamiento abrupto de la serie jurásica. (2)
La deformación total registrada en las escamas de Mañazo ha sido polifásica. Ocurrió
siguiendo varias direcciones de acortamiento (pliegues NE-SO
y
E-O),
e incluyó
probablemente movimientos de rumbo.
(3)
No tenemos ningún dato de subsuelo que
permita determinar la geometría profunda de
los
accidentes y de
los
niveles
de despegue,
o
la ubicación del substrat0 autoctóno. (4) La zona en donde son
visibles las escamas de Mafiazo
no
pasa
los
73 km de ancho, y posiblemente no es
representativa del acortamiento real.
Por
lo
tanto, sólo hemos tenido en cuenta
los
pliegues visibles que afectan la
serie, considerando las siguientes hipótesis:
(1)
Los espesores de las unidades
estratigrtificas son constantes en todas las unidades tectónicas; (2) Todas las fallas
buzan hacia el Sur, y se han individualizado con un ángulo de
45"
con respecto a la
estratificación;
(3)
La dirección del acortamiento es Norte-Sur.
Con estas hipótesis, y a pesar que el valor real pueda ser significativamente
más elevado, el desplegamiento de las estructuras visibles en varios cortes de la zona
de Mafiazo indica que el acortamiento minimo total es de 3 kilómetros, es decir
el
40
%.
Sin embargo, alcanza el 75
%
en el corte de Noasía, soportando
la interpretación de movimientos laterales de rumbo en esta zona.
En la zona de Mañazo-Lagunillas, el fuerte acortamiento tectónico coincide
con un limite paleogeográfico muy importante, probablemente materializado
por
fallas normales antiguas con buzamiento al Sur
o
Suroeste que controlaron
J
,
56
8.
JAILLARD
la sedimentación
y
la tectónica mesozoicas
(cf.
supru).
Por
lo tanto, interpretamos
la estructura y ubicación de las escamas de Mafiazo-Lagunillas como resultado de la
reactivación, durante la compresión andina, de dichos accidentes antiguos en fallas
inversas,
es
decir con movimientos hacia el Norte
o
Noreste.
CONCLUSIONES
La
potente serie estratigráfica mesozoica de las escamas de Mafiazo-Lagunillas
abarca unidades del Jurásico inferior al Cretácico superior, traduciendo una
evolucih sedimentaria paralela a la de la Cuenca de Arequipa. En cambio, difiere
nítidamente de la serie poco potente del
área
de Cabanillas-Puno que empieza
en
el Jurásico superior
o
el Cretácico inferior. Por lo tanto, las escamas
de Mañazo-Lagunillas están ubicadas en el limite paleogeográfico entre la Cuenca
subsidente de Yura,
y
la zona positiva de Santa Lucia-Cabanillas.
Por el contenido sedimentario de
las
unidades, y la edad de
su
deformación
son
generalmente más jóvenes desde el
Sur
hacia el Norte. Por ello, interpretamos
las escamas de Mafiazo como una zona de pliegues y cabalgamientos
(Fold
und
Thrust
Belt),
con una progresión hacia el Norte del frente de deformación,
y
con
un
buzamiento general al
Sur
de
los
niveles de despegue.
Las
relaciones estratigráfico
estructurales con
los
depósitos terciarios indican una deformación polifgsica.
Una fase tectónica precoz, probablemente la fase Inca
1
(Paleoceno
superior-Eoceno basal,
CU.
55-50
Ma) es responsable de una deformación
sinesquistosa de la base de las unidades meridionales, probablemente relacionada
al despegue de dichas unidades. Esas estructuras están deformadas
por
la fase Inca
2
(Eoceno medio a superior,
ca.
40
Ma). La distribución y el espesor del Grupo Puno
(Oligoceno inferior a medio) sugieren que constituye los depósitos de ante-pais de
dicha deformación. Una tercera fase de cabalgamientos (Oligoceno medio a superior,
ca.
30
Ma)
deforma el GN~O
Puno
y está sellada por coladas volcánicas del Grupo
Tacaza (Oligoceno superior a Mioceno inferior);
una
reactivación de las fallas
inversas puede ser datada en el Mioceno inferior
(ca.
19-16
Ma, fase Quechua
1
?).
Deformaciones de menor importancia ocurrieron durante el Mioceno tardío.
En Mañazo, el acortamiento mínimo total puede ser estimado en
40
5%.
Debido
a
la ausencia de datos de subsuelo, y
al
marco paleogeogr6fico responsable de una
geometría inicial compleja, este valor tiene que
ser
considerado como muy
aproximado. Sin embargo, indica que una gran parte del acortamiento tectónico
andino
se
concentró
en
la
zona de Mafiazo-Lagunillas, a favor de
la
reactivación
de
los
accidentes mesozoicos que controlaron la paleogeografía.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido llevado a cabo con
el
apoyo del Instituto Francés de Estudios
Andinos.
El
trabajo
de
campo
se
realize con la participación activa de
J.
Jacay y
G.
Salas.
El
manuscrito ha sido mejorado gracias
a
las
aiticas
constructivas de J. Macharé y J.-C. Vicente.
TECT6NICA POLIFASKA EN
LA
ZONA MARAZO-LAGUNILLAS
57
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