Ein Parkplatz am westlichen Ufer des Rio Loa außerhalb des Dorfes Chiu-Chiu, ca. 28 km nordwestlich von Calama, bot uns einen ersten orientierenden Überblick über die Größe und Morphologie des Calamabeckens.

 

Das transtensionale, etwa 2000–3500 m üNN liegende Calamabecken befindet sich im andinen Forearc. Es wird im Westen und Süden von der Cordillera de Domeyko und im Norden und Osten durch den aktiven vulkanischen Bogen begrenzt (Abb.11.0.1). Das Calamabecken war bis in das späte Miozän endorheic und ist mit bis zu 700 m terrigenen Sedimenten und Vulkaniten gefüllt (May et al., 1999). Tomlinson et al. (1997) vermuten, dass das Calamabecken als Strike-Slip-Becken im Zusammenhang mit dem Störungssystem der Präkordillere angelegt wurde.

Die Schichtenfolge besteht aus der Formation Calama, der El Loa Gruppe und der Formation Chiu-Chiu.

Die eozäne Calama Formation bildet die Basis des Beckens und besteht aus bis zu 450 m mächtigen, matrix- sowie korngestützten und bisweilen schlecht geschichteten Konglomeraten (Naranjo und Paskoff, 1982; Hartley und May, 1998; Blanco, 2008). Sie werden als alluviale „dry-valley-Ablagerungen“ eingestuft. Die oligozäne bis frühpliozäne El Loa-Gruppe überlagert die Calama Formation mit einer Winkeldiskordanz und besteht aus drei von Winkeldiskordanzen getrennten Einheiten. Ihre untere Einheit (Formación Yalqui, Oligozän), bis zu 200 m mächtig, besteht im Beckenzentrum aus dünn gebankten Tonsteinen, Mergeln und Evaporiten von Playa-Lake-Fazies; sie verzahnen sich lateral mit fluviatil-alluvialen Konglomeraten, Sand- und Tonsteinen der Beckenrandfazies. Eine  Aschenlage an ihrem Top ergab ein frühmiozänes Alter (19,62 +/-0,36 Ma). Die mittlere Einheit (Formación Jalquinche) ist früh- bis mittelmiozän im Alter und besteht aus vorwiegend aus fluviatilen Sandsteinen. Die oberste Einheit (Formación Chiquinaputo und Äquivalente) der El-Loa Gruppe ist dieser lithologisch ähnlich, enthält aber einen höheren Anteil alluvialer Konglomerate und mehrere Ignimbrite. Das mittlere Miozän im Calamabecken besteht meist in einer Sedimentationslücke (Hartley et al., 1998; May et al. 1999; Blanco, 2008). Die sedimentären Ablagerungen der El Loa Gruppe zeigen einen Anstieg des Niederschlags während des Miozäns (Naranjo und Paskoff, 1982).

Die plio-pleistozäne Chiu-Chiu Formation liegt winkeldiskordant über der El-Loa Gruppe. Sie erstreckt sich vom Zentrum bis zum östlichen Teil des Calamabeckens und besteht aus verzahnten palustrinen (sumpf- und moorbezogenen) Mergeln und Kalken, Tuffen sowie diatomitischen und siliziklastischen fluviatilen Ablagerungen. Diese werden mit allgemein hohem Grundwasserstand und periodischen Pegelstandsschwankungen in breiten eingeschnittenen Flussbetten in Verbindung gebracht, in denen während Überschwemmungen die Ablagerung von Sand, Schluff, Kieselgur und Karbonat zwischen der hydrophilen Sumpfvegetation dominierte (Hartley et al., 1998; Blanco, 2008).

Obwohl das Becken vor 3 Ma gehoben wurde und gegenwärtig die Beckenfüllung durch den Rio Loa und seine Nebenflüsse ausgeräumt wird, ist die Erosionsrate wegen der Hyperaridität begrenzt. Lakustrine Ablagerungen bilden sich nur noch in topographischen Vertiefungen und vor tektonisch erzeugten Barrieren.

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