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International audience; In the South-Central Andes, the crustal structures driving the tectonic evolution of the Andean Cordillera remain unresolved. So far, most seismological studies focused on the subduction interface, leaving crustal seismicity and its relationship with crustal deformation and Andean volcanism mostly unconstrained. However, because of their large number compared to higher magnitude events, the characterization of small-magnitude crustal earthquakes is key to identify active structures and better constrain the tectonic models. In this work, we exploit 53 months of continuously recorded, three-component waveforms from the permanent seismic network in central Chile using a deep-learning approach to improve the detection of small-magnitude earthquakes. To increase station coverage, we also use the seismic phases obtained from a previous temporary seismic deployment. We use the obtained seismicity catalog to refine tomographic models of that region, revealing a more detailed architecture of the Chilean forearc. Travel times calculated in the new 3-D velocity model allowed us to locate ∼14,000 earthquakes. Refined double-difference relocations of ∼4,900 events located beneath the West Andean Thrust suggest a large-scale, west-dipping structure which, together with the west-verging tectonic front, likely contributed to the uplift and crustal deformation during the past ∼20 Myr.

Este trabajo es una contribución al conocimiento de la estructura cortical del sector oriental de las sierras de Valle Fértil-La Huerta (Sierras Pampeanas Occidentales, San Juan, Argentina) a los 31°S, en la región del antepaís del orógeno andino en el segmento donde la placa de Nazca subduce horizontalmente a ~100 km de profundidad. Se confeccionó un modelo de velocidades 1D, combinando estudios petrográficos y sismológicos a partir del análisis de 19 muestras de rocas ígneas y metaígneas plutónicas del arco magmático famatiniano (Ordovícico), que componen la mayor parte del basamento cristalino de dichas sierras. Las litologías granitoides predominan en la región norte, y las máficas en el sur. El análisis sismológico consistió en modelar funciones del receptor en los sitios donde afloran estas rocas a partir de telesismos que fueron registrados por tres estaciones sismológicas: LUNA, MAJA y CHUC. Así, fue posible obtener las velocidades de ondas P y S (Vp, Vs) y el coeficiente de Poisson (ν), entre otros parámetros elásticos. El modelo de velocidades sísmicas indica una corteza engrosada con un espesor promedio entre 55 y 60 km con respecto a promedios globales (~41 km); este promedio es consistente con la hipótesis de eclogitización parcial de la corteza inferior. La presencia de dos discontinuidades en las velocidades sísmicas intracorticales en niveles de corteza media (12 y 28 km de profundidad) podría asociarse a zonas de despegue (décollements), donde su extensión lateral estaría relacionada con la acreción del terreno Cuyania al terreno Pampia. Se han determinado valores bajos de velocidades de onda P (Vp ~5.8 km/s) y Vp/Vs (~1.70) para niveles de corteza superior, consistentes con litologías granitoides y velocidades de ondas P elevadas (Vp 6.76 km/s), Vp/Vs (~1.78) para niveles de corteza inferior, homologables con litologías máficas de mayor densidad (~3.00 g/cm3) con respecto a otras regiones del retroarco andino. Estos valores son consistentes con la existencia de rocas máficas compuestas por olivino, orto- y clinopiroxeno que constituyen la raíz del arco magmático famatiniano. Los resultados indican condiciones metamórficas de alto grado y profundidades correspondientes a propiedades geofísicas de niveles de corteza media a inferior, y se correlacionan con la hipótesis de un manto deshidratado, frío y enriquecido en magnesio que se encontraría en la zona comprendida entre la placa de Nazca subducida y la base de la corteza del terreno Cuyania. This paper is a contribution to the knowledge of the crustal structure of the eastern flank of the Valle Fértil - La Huerta ranges (Western Sierras Pampeanas, San Juan, Argentina) at 31°S, in the Andean foreland region, where the Nazca plate is subducting horizontally at about 100 km depth. A 1D velocity model was constrained, combining petrographic and seismological observations from analysis of 19 igneous and metaigneous plutonic rocks belonging to the Famatinian (Ordovician) magmatic arc, which make up most of the crystalline basement of these ranges. Granitoid lithologies predominate in the northern region whereas mafic lithologies are more common to the south. The seismological analysis consisted of modeling teleseismic receiver functions near three seismological stations: LUNA, MAJA and CHUC, in places where those rocks are dominant. Thus, P and S seismic-wave velocities (Vp and Vs) and Poisson´s coefficient (ν), among other elastic parameters, were obtained. The seismic velocity model indicates an overthickened crust with an average thickness between 55 and 60 km, which matches with global average values (~41km); this agrees well with the hypothesis of partial eclogitization in the lower crust. The presence of two seismic velocity discontinuities at mid-crustal levels (12 and 28 km depths), likely associated to décollements, might be related to the accretion of the Cuyania terrane to the Pampia terrane. We obtained low P seismic-wave velocities (Vp ~5.8 km/s), Vp/Vs ratio (~1.70) in upper crust levels consistent with granitoid lithologies, as well as high P seismic-wave velocities (Vp ~6.76 km/s), Vp/Vs ratio (~1.78) in lower crust levels; these figures match with mafic lithologies of a more dense (~3.00 g/cm3), lower crust with respect to other back-arc Andean regions. Also, these values are consistent with the existence of mafic rocks composed of olivine, ortho-and clinopyroxene, which constitute the root of the Famatinian magmatic arc. These results indicate high-grade metamorphic conditions and depths corresponding to geophysical properties of middle to lower crust and correlate with the hypothesis of a dehydrated, cool and magnesium-enriched mantle located in the region between the subducted Nazca slab and the bottom of the Cuyania terrain crust. Fil: Ahumada, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Salta. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional. Universidad Nacional de Salta. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física. Instituto de Investigaciones en Energía no Convencional; Argentina Fil: Castro, Brigida Marta Ester. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina Fil: Alvarado, Patricia Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina Fil: Ammirati, Jean Baptiste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina Fil: Lopez, Maria Gimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina

En este trabajo se obtiene un modelo cortical (1D) de velocidades sísmicas de ondas P y ondas S (de manera independiente) para la región comprendida entre 30°–32.5° S y 67°–68.5° O del retroarco andino, a unos 450 km al este de la trinchera. Para la determinación de este modelo de corteza se utilizaron los datos de 514 sismos locales de magnitudes 0.8 < ML < 4.8 ocurridos entre 1996 y 2014 reportados en el catálogo de la red de estaciones sísmicas permanentes del Instituto Nacional de Prevención Sísmica (INPRES) de Argentina. Para este conjunto de sismos se leyeron manualmente los tiempos de arribo de ondas P y S en 37 estaciones sismológicas. Así, fue posible realizar la localización de cada sismo considerando ponderaciones por calidad y distancia y un modelo de velocidades sísmicas obtenido por otros estudios. Posteriormente, se estudió la estructura de velocidades sísmicas mediante la técnica de inversión de tiempos de viaje. Este procedimiento iterativo tomó en cuenta varios modelos de variación de la velocidad con la profundidad; los mejores resultados se obtuvieron cuando se consideró un modelo inicial de aproximación a un gradiente cuyos valores de velocidades fueron menores que aquellos correspondientes al modelo disponible. Luego de efectuar 36 grupos de ensayos con siete inversiones en promedio para cada uno, se obtuvo el modelo de corteza final. El modelo de corteza obtenido indica discontinuidades en las velocidades sísmicas intracorticales a 3 km, 13 km, 27 km y 36 km de profundidad. Además, se observa la mayor discontinuidad en velocidades sísmicas a 47 km de profundidad en promedio, que se interpreta como la discontinuidad de Mohorovičić sobre la base de estudios previos y valores de velocidades representativos de regiones de corteza y manto superior. El nivel más superficial es indicativo de la presencia de cuencas sedimentarias que abarcan más del 70 % de la región estudiada. Las discontinuidades situadas a 13 km y 27 km muestran una buena correlación con niveles reconocidos de desacople de zonas de fallamiento mayor. Los resultados obtenidos para velocidades de ondas P (Vp) y velocidades de ondas S (Vs) se corresponden con valores bajos para la relación de Vp/Vs en la corteza inferior. Estas nuevas determinaciones geofísicas son consistentes con una corteza inferior de mayor incremento en Vs en comparación con el incremento que registra Vp y de ausencia de sismicidad. Estos resultados están de acuerdo con una composición máfica parcialmente eclogitizada. La alta relación Vp/Vs para los niveles superiores de la corteza serían indicativos de una mayor fracturación del terreno Cuyania que favorece una disminución en los valores de Vs observados y generación de sismicidad, en comparación con los niveles de corteza más profundos. Este modelo permite lograr el mejor ajuste de los tiempos de viaje de ondas P y S y, por lo tanto, mejorar la precisión de las localizaciones de sismos cuyos epicentros quedan comprendidos en la zona de estudio. Este estudio utilizando una densificación de arribos de fases P y S generados por sismos corticales muestra un basamento indistinguible para la región bajo Precordillera y Sierras Pampeanas Occidentales que conformarían el terreno Cuyania. In this study a crustal model (1D) of P and S wave seismic velocities is independently obtained for the region located between 30°–32.5° S and 67°–68.5° W of the Andean, at about 450 km east from the trench. To determine this crustal model 514 local earthquakes data were used. These earthquakes had local magnitudes between 0.8 < ML < 4.8 and had occurred between July 1996 and January 2014, and were reported by the permanent seismic network catalog of the Argentinean National Institute on Seismic Prevention (INPRES). For these earthquakes, the P and S wave arrival times were manually read in 37 seismic stations. Thus, it was possible to obtain the seismic location of each earthquake using weighing for quality and distance, and a seismic velocity model previously obtained by other studies.Then, the seismic velocity structure was studied in detail using a travel time inversion technique. The iterative method took into account several starting models with their velocity varying with depth; the best results occur for a starting model built from gradients in velocities whose values are smaller than those of an available crustal model. A final crustal seismic velocity model was obtained after testing 36 combinations of crustal parameters with seven average number of inversions each time. The obtained crustal model indicates intracrustal discontinuities in seismic velocities at depths of 3 km, 13 km, 27 km and 36 km. In addition, the greater discontinuity in seismic velocities is observed at 47 km depth approximately, which is interpreted as the Mohorovičić discontinuity on the base of previous studies and velocity values representative of crustal and upper mantle regions. The shallowest level is sensitive to sedimentary basins which contain more than 70% of the studied region. Discontinuities located at 13 km and 27 km depths show a good correlation with décollement levels shown by other geophysical studies. The results for wave velocities P (Vp) and for wave velocities S (Vs) agree with low Vp/Vs values in the lower crust. These new geophysical determinations are consistent with a lower crust of a higher increase in Vs in comparison with the lower increase observed in Vp, and a lack of seismicity. All together, these results agree with a mafic probably partially eclogitized lower crust. The high Vp/Vs ratio for the upper crustal levels would indicate a higher fracturation of the Cuyania terrane consistent with a decrease in Vs values and earthquake generation in comparison with deeper crustal levels. This best model enables to fit the both the P and S wave travel times, and thus allow improving accuracy of earthquake locations with epicenters within the region of study. Since this study uses a densification of arrival P and S wave phases from crustal earthquakes located under the eastern part of the Andean Precordillera and the Western Sierras Pampeanas, results represent an indistinguishable basement that corresponds to the integrated Cuyania terrane. Fil: Venerdini, Agostina Lia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina Fil: Sanchez, Gerardo. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Geofísica y Astronomía; Argentina. Provincia de San Juan. Ministerio de Planificación Federal, Inversion Publica y Servicios. Secretaria de Obras Publicas. Instituto Nacional de Prevención Sismica; Argentina Fil: Alvarado, Patricia Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina Fil: Bilbao, Inés. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Geofísica y Astronomía; Argentina Fil: Ammirati, Jean Baptiste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera. Universidad Nacional de San Juan. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Centro de Investigaciones de la Geosfera y Biosfera; Argentina