@phdthesis{Warkus2002,
  author    = {Warkus, Frank},
  title     = {Die neogene Hebungsgeschichte der Patagonischen Anden im Kontext der Subduktion eines aktiven Spreizungszentrums},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000555},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {Das Ph{\"a}nomen der Subduktion eines aktiven Spreizungszentrums an der S{\"u}dspitze S{\"u}damerikas ist seit langem bekannt. Eine Vielzahl von geologischen Beobachtungen wurden mit diesem Ph{\"a}nomen in Verbindung gebracht, trotzdem ist der genaue Mechanismus der Beeinflussung des aktiven Kontinentalrandes weitgehend unbekannt. Die Zusammenh{\"a}nge zwischen den Subduktionsprozessen und der Entwicklung der patagonischen Anden zwischen 47\&\#176;S und 48\&\#176;S stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Um eine detaillierte zeitliche Aufl{\"o}sung der zugrunde liegenden Prozesse untersuchen zu k{\"o}nnen, wurde die Entwicklung der Vorlandsedimentation, die thermische Entwicklung und die Heraushebung der Oberkruste des andinen Orogens untersucht und diese in Bezug zur Subduktion des Chile-R{\"u}ckens gesetzt. Im Bereich von 47\&\#176;30\′S wurden die synorogenen Vorlandsedimente der Santa Cruz Formation sedimentologisch untersucht. Diese fluviatilen Sedimente wurden in einem reliefarmen Vorlandgebiet durch h{\"a}ufige Rinnenverlagerung und dem Aufbau von Rinnenumlagerungsg{\"u}rteln in Kombination mit assoziierten großr{\"a}umigen {\"U}berflutungsablagerungen akkumuliert. Sie stehen in einem engen Zusammenhang mit der orogenen Entwicklung im andinen Liefergebiet. Dies spiegelt sich in dem nach oben gr{\"o}ber werdenden Zyklus der Santa Cruz Formation wider. Die magnetostratigraphischen Untersuchungen einer 270 m m{\"a}chtigen Sequenz aus der Basis der Santa Cruz Formation, die mit 329 Einzelproben aus 96 Probenpunkten beprobt wurde, ergab 7 Umkehrungen der geomagnetischen Feldrichtung. Mit Hilfe der geomagnetischen Polarit{\"a}tszeitskala (CANDE AND KENT, 1995) konnte der untersuchte Abschnitt der Santa Cruz Formation zwischen 16.2 und 18.5 Ma datiert werden. Als Tr{\"a}ger der Sedimentations-Remanenz konnten {\"u}berwiegend Pseudoeinbereichs-Magentitpartikel und untergeordnet H{\"a}matitpartikel identifiziert werden. An drei Profilen der Santa Cruz Formation wurden aus Sandsteinlagen unterschiedlicher stratigraphischer Position detritische Apatite mit Hilfe der thermochronologischen Spaltspurmethode untersucht. Die thermisch nicht r{\"u}ckgesetzten, detritischen Apatite spiegeln das Auftreten unterschiedlicher Altersdom{\"a}nen im Liefergebiet der Sedimente wider. In der Kombination mit den geochemischen Gesamtgesteinsuntersuchungen der Sedimente und den petrographischen Untersuchungen der Sandsteine, die ein {\"u}berwiegend andesitisch-vulkanisch gepr{\"a}gtes Liefergebiet widerspiegeln, kann nachgewiesen werden, dass die Erosion im Liefergebiet um 16.5 Ma in tiefere, deformierte Krustensegmente einschneidet. Dies bedeutet, dass aufgrund der Denudation im andinen Orogen erste Sockelgesteinseinheiten in den Bereich der Abtragung gelangen und dass dieser Eintrag um 12 bis 10 Ma ein Volumen einnimmt, das zu signifikanten {\"A}nderungen der Gesamtgesteinsgeochemie der Vorlandsedimente f{\"u}hrt. Die thermochronologische Untersuchung von Apatiten aus rezenten topographischen H{\"o}henprofilen aus der Kernzone der patagonischen Anden im Bereich von 47\&\#176;30\′S zeigen den Beginn einer beschleunigten Heraushebung des Orogens um 7.5 Ma. Aus diesen Untersuchungen kann eine Denudationsrate im Zeitraum der letzen 7 bis 8 Ma von 600 bis 650 m/Ma abgesch{\"a}tzt werden. Die Modellierung der Apatit-Spaltspurergebnisse zeigt eine signifikante Temperaturerh{\"o}hung im Zeitraum zwischen 12 und 8 Ma um 20 bis 30\&\#176;C f{\"u}r diesen Krustenbereich, die mit der Subduktion des aktiven Chile-R{\"u}ckens in diesem Bereich der Anden in Verbindung gebracht wird. Aus den gewonnen Daten kann ein Modell f{\"u}r die Entwicklung der patagonischen Anden seit dem fr{\"u}hen Mioz{\"a}n abgeleitet werden. In diesem Modell wird die orogene Entwicklung in den patagonischen Anden auf eine erh{\"o}hte Konvergenzrate zwischen der Nazca Platte und der S{\"u}damerikanischen Platte zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, die f{\"u}r die Heraushebung und Denudation der Anden sowie f{\"u}r die damit verbundene Entwicklung im Vorlandbereich verantwortlich ist. Diese orogene Entwicklung wird in einer sp{\"a}ten Phase durch die nordw{\"a}rts wandernde Subduktion des aktiven Spreizungszentrums des Chile R{\"u}ckens {\"u}berpr{\"a}gt und beeinflusst. Das auf der Integration von geologischen, chronologischen sowie thermochronologischen Daten beruhende Modell kann zahlreiche geologische und geophysikalische Beobachtungen in diesem Bereich der s{\"u}dlichen Anden konsistent erkl{\"a}ren.},
  subject      = {Patagonien ; Neogen ; Hebung ; Subduktion ; Anden},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Georgieva2016,
  author    = {Georgieva, Viktoria},
  title     = {Neotectonics \& Cooling History of the Southern Patagonian Andes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-104185},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xviii, 200 Seiten},
  year      = {2016},
  abstract  = {The collision of bathymetric anomalies, such as oceanic spreading centers, at convergent plate margins can profoundly affect subduction dynamics, magmatism, and the structural and geomorphic evolution of the overriding plate. The Southern Patagonian Andes of South America are a prime example for sustained oceanic ridge collision and the successive formation and widening of an extensive asthenospheric slab window since the Middle Miocene. Several of the predicted upper-plate geologic manifestations of such deep-seated geodynamic processes have been studied in this region, but many topics remain highly debated. One of the main controversial topics is the interpretation of the regional low-temperature thermochronology exhumational record and its relationship with tectonic and/or climate-driven processes, ultimately manifested and recorded in the landscape evolution of the Patagonian Andes. The prominent along-strike variance in the topographic characteristics of the Andes, combined with coupled trends in low-temperature thermochronometer cooling ages have been interpreted in very contrasting ways, considering either purely climatic (i.e. glacial erosion) or geodynamic (slab-window related) controlling factors. This thesis focuses on two main aspects of these controversial topics. First, based on field observations and bedrock low-temperature thermochronology data, the thesis addresses an existing research gap with respect to the neotectonic activity of the upper plate in response to ridge collision - a mechanism that has been shown to affect the upper plate topography and exhumational patterns in similar tectonic settings. Secondly, the qualitative interpretation of my new and existing thermochronological data from this region is extended by inverse thermal modelling to define thermal histories recorded in the data and evaluate the relative importance of surface vs. geodynamic factors and their possible relationship with the regional cooling record. My research is centered on the Northern Patagonian Icefield (NPI) region of the Southern Patagonian Andes. This site is located inboard of the present-day location of the Chile Triple Junction - the juncture between the colliding Chile Rise spreading center and the Nazca and Antarctic Plates along the South American convergent margin. As such this study area represents the region of most recent oceanic-ridge collision and associated slab window formation. Importantly, this location also coincides with the abrupt rise in summit elevations and relief characteristics in the Southern Patagonian Andes. Field observations, based on geological, structural and geomorphic mapping, are combined with bedrock apatite (U-Th)/He and apatite fission track (AHe and AFT) cooling ages sampled along elevation transects across the orogen. This new data reveals the existence of hitherto unrecognized neotectonic deformation along the flanks of the range capped by the NPI. This deformation is associated with the closely spaced oblique collision of successive oceanic-ridge segments in this region over the past 6 Ma. I interpret that this has caused a crustal-scale partitioning of deformation and the decoupling, margin-parallel migration, and localized uplift of a large crustal sliver (the NPI block) along the subduction margin. The location of this uplift coincides with a major increase of summit elevations and relief at the northern edge of the NPI massif. This mechanism is compatible with possible extensional processes along the topographically subdued trailing edge of the NPI block as documented by very recent and possibly still active normal faulting. Taken together, these findings suggest a major structural control on short-wavelength variations in topography in the Southern Patagonian Andes - the region affected by ridge collision and slab window formation. The second research topic addressed here focuses on using my new and existing bedrock low-temperature cooling ages in forward and inverse thermal modeling. The data was implemented in the HeFTy and QTQt modeling platforms to constrain the late Cenozoic thermal history of the Southern Patagonian Andes in the region of the most recent upper-plate sectors of ridge collision. The data set combines AHe and AFT data from three elevation transects in the region of the Northern Patagonian Icefield. Previous similar studies claimed far-reaching thermal effects of the approaching ridge collision and slab window to affect patterns of Late Miocene reheating in the modelled thermal histories. In contrast, my results show that the currently available data can be explained with a simpler thermal history than previously proposed. Accordingly, a reheating event is not needed to reproduce the observations. Instead, the analyzed ensemble of modelled thermal histories defines a Late Miocene protracted cooling and Pliocene-to-recent stepwise exhumation. These findings agree with the geological record of this region. Specifically, this record indicates an Early Miocene phase of active mountain building associated with surface uplift and an active fold-and-thrust belt, followed by a period of stagnating deformation, peneplanation, and lack of synorogenic deposition in the Patagonian foreland. The subsequent period of stepwise exhumation likely resulted from a combination of pulsed glacial erosion and coeval neotectonic activity. The differences between the present and previously published interpretation of the cooling record can be reconciled with important inconsistencies of previously used model setup. These include mainly the insufficient convergence of the models and improper assumptions regarding the geothermal conditions in the region. This analysis puts a methodological emphasis on the prime importance of the model setup and the need for its thorough examination to evaluate the robustness of the final outcome.},
  language  = {en}
}