vignette|Esquisse simplifiée de la situation actuelle le long de la majeure partie des Andes.
L'orogenèse andine () est un processus continu d'orogenèse qui a commencé au Jurassique inférieur et qui est responsable de l'élévation de la Cordillère des Andes. L'orogenèse est poussée de la réactivation d'un système de subduction de longue durée le long de la marge ouest de l'Amérique du Sud. À l'échelle continentale, le Crétacé () et l'Oligocène () ont été des périodes de réarrangements dans l'orogenèse. Le déroulement détaillé de l'orogenèse varie selon le segment la chaîne et la période géologique considérée.
Description L'orogenèse de subduction se produit dans ce qui est aujourd'hui l'ouest de l'Amérique du Sud depuis l'éclatement du supercontinent Rodinia au Néoprotérozoïque. Les orogenèses paléozoïques dites pampaenne (de la Pampa), famatinienne (de Famatina) et gondwanienne sont les précurseurs immédiats de l'orogenèse andine. Les premières phases de l'orogenèse andine au Jurassique et au Crétacé inférieur ont été caractérisées par une tectonique d'extension, la mise en place d'un rift, le développement de bassins d'arrière-arc et l'émergence de grands batholites. Ce développement serait lié à la subduction de la lithosphère océanique froide. Au cours du Crétacé moyen et supérieur (il y a environ ), l'orogenèse andine a considérablement changé de caractère. On estime que la subduction de la lithosphère océanique plus chaude et plus jeune a commencé sous l'Amérique du Sud à cette époque. Ce processus de subduction est probablement à l'origine non seulement de la déformation due à une contraction intense subie par différentes lithologies, mais aussi du soulèvement et de l'érosion observés à partir du Crétacé supérieur. La réorganisation par la tectonique des plaques depuis le milieu du Crétacé pourrait également avoir été liée à l'ouverture de l'océan Atlantique Sud. Le mouvement tectonique des plaques au Crétacé moyen a subi un autre changement : le changement de direction de subduction de la lithosphère océanique, passant d'un mouvement sud-est à un mouvement nord-est il y a environ . Malgré ce changement de direction, la subduction est restée oblique (et non perpendiculaire) par rapport à la côte de l'Amérique du Sud, et le changement de direction a affecté plusieurs zones de subduction - failles parallèles, notamment Atacama, Domeyko et Liquiñe-Ofqui.
droite|vignette|upright=1.3| Paléogéographie de l'Amérique du Sud du Crétacé supérieur. Les zones soumises à l'orogenèse andine sont représentées en gris clair tandis que les cratons stables sont représentés par des carrés gris. Les formations sédimentaires de Los Alamitos et de La Colonia qui se sont formées à la fin du Crétacé sont indiquées.
La subduction à faible angle, également connue sous le nom de subduction en dalle plate, a été courante pendant l'orogenèse andine, entraînant le raccourcissement et la déformation de la croûte ainsi que la suppression du volcanisme d'arc. Ce type de subduction de plaques plates s'est produit à différents moments dans diverses parties des Andes, notamment dans le nord de la Colombie (6 à 10° N), en Équateur (0 à 2° S), dans le nord du Pérou (3 à 13° S) et dans le centre-nord du Chili (24 à 30° S).
La croissance tectonique des Andes et le climat local ont évolué simultanément et se sont mutuellement influencés. La barrière topographique formée par les Andes a empêché l'arrivée de l'air humide dans l'actuel désert d'Atacama. Cette aridité, à son tour, a produit une redistribution particulière de la masse en surface par l'érosion et le transport fluvial, entraînant des modifications dans la déformation tectonique ultérieure.
À l'Oligocène, la plaque Farallon s'est morcelée, donnant naissance aux plaques actuelles de Cocos et de Nazca, ce qui a entraîné une série de changements dans l'orogenèse andine. La nouvelle plaque de Nazca a ensuite été orientée vers une subduction orthogonale avec l'Amérique du Sud, provoquant depuis lors un soulèvement dans les Andes, dont le plus haut dégré d'action se produit au Miocène. Bien que les différents segments des Andes aient leur propre histoire de soulèvement, dans l'ensemble, les Andes ont connu une élévation significative au cours des 30 derniers millions d'années (de l'Oligocène à aujourd'hui).
Orogenèse par segment
Colombie, Équateur et Venezuela (12° N–3° S) vignette|upright=1.3|Carte d’un modèle parallèle nord-sud d’âges rocheux dans l’ouest de la Colombie. Ce modèle est le résultat de l’orogenèse andine.
Des morceaux de croûte continentale qui s'étaient séparés du nord-ouest de l'Amérique du Sud au Jurassique se sont agglomérés au continent à la fin du Crétacé en entrant en collision oblique avec lui. Cet épisode d'accrétion s'est déroulé par un processus complexe. L'accrétion des arcs insulaires contre le nord-ouest de l'Amérique du Sud au Crétacé inférieur a entraîné le développement d'un arc volcanique provoqué par la subduction. La faille de Romeral en Colombie marque la suture entre les terranes accrétés et le reste de l'Amérique du Sud. Vers la limite Crétacé-Paléogène, il y a environ d'années, le plateau océanique de la grande province ignée des Caraïbes est entré en collision avec l'Amérique du Sud. La subduction de la lithosphère à mesure que le plateau océanique se rapprochait de l'Amérique du Sud a conduit à la formation d'un arc magmatique aujourd'hui préservé dans la Cordillère orientale de l'Équateur et la Cordillère Centrale de Colombie. Au Miocène, un arc insulaire et le terrane de Chocó sont entrés en collision avec le nord-ouest de l'Amérique du Sud. Ce terrane est intégré à l'actuel département de Chocó plus l'ouest de Panama.
La plaque caribéenne est entrée en collision avec l'Amérique du Sud au début du Cénozoïque, mais le sens de son déplacement a ensuite viré vers l'est. Le mouvement des failles dextres entre les plaques sud-américaine et caribéenne a été initié il y a 17 à d'années et canalisé le long d'une série de décrochements, mais qui n'expliquent pas toutes les déformations. La partie nord du « méga-cisaillement Dolores-Guayaquil » fait partie des systèmes de failles dextres tandis qu'au sud, le méga-cisaillement longe la suture entre les blocs tectoniques accrétés et le reste de l'Amérique du Sud.
Nord du Pérou (3–13° S) vignette|L'inclinaison vers la mer des strates sédimentaires de la formation Salto del Fraile au Pérou a été causée par l'orogenèse andine.
Bien avant l'orogenèse andine, la moitié nord du Pérou a fait l'objet d'une accrétion de terranes au Néoprotérozoïque et au Paléozoïque. La déformation orogénique andine dans le nord du Pérou a pu se produire pendant l'Albien (Crétacé inférieur). Cette première phase de déformation est mise en évidence dans le plissement des sédiments du groupe Casma près de la côte.
Les bassins sédimentaires de l'ouest du Pérou sont passés de conditions marines à continentales à la fin du Crétacé, à la suite d'un soulèvement vertical généralisé. Le soulèvement du Pérou septentrional est probablement associé à l'accrétion contemporaine du terrane Piñón en Équateur. Cette étape est appelée « phase péruvienne » de l'orogenèse andine. Outre la côte du Pérou, la phase péruvienne a affecté ou provoqué un raccourcissement de la croûte terrestre le long de la Cordillère orientale et l' du bassin de Santiago dans la zone sub-andine. La phase péruvienne n'a toutefois pas affecté la majeure partie de la zone sub-andine.
Après une période sans grande activité tectonique au début de l'Éocène, la phase incaïque de l'orogenèse s'est initiée du milieu à la fin de l'Éocène. Aucun autre phénomène tectonique de l'ouest des Andes péruviennes n'égale en ampleur la phase incaïque. Le raccourcissement horizontal au cours de cette phase a abouti à la formation du pli et de la ceinture de chevauchement de Marañón. Une discordance traversant le pli et la ceinture de chevauchement de Marañón montre que la phase incaïque s'est terminée au plus tard, il y a d'années, au premier Oligocène.
vignette|Carte topographique des Andes par la NASA. Les extrémités sud et nord des Andes ne sont pas représentées. La virgation bolivienne est visible sous la forme d'un coude du littoral et de la moitié inférieure des Andes sur la carte.
Lors de la période postérieure à l'Éocène, les Andes du nord du Pérou étaient soumises à la « phase Quechua » de l'orogenèse. La phase Quechua est divisée en sous-phases , et . La phase s'est étalée de l'époque d'il y a d'années à d'années et a vu la réactivation des structures de la phase incaïque dans la Cordillère Occidentale. Il y a 9 à d'années, lors de la phase , les parties les plus anciennes des Andes du nord du Pérou ont été poussées vers le nord-est. La majeure partie de la zone sub-andine du nord du Pérou a subi une déformation il y a 7 à d'années au Miocène supérieur pendant la phase . Les structures sub-andines se sont empilées dans une ceinture de poussée.
L'élévation miocène des Andes du Pérou et de l'Équateur a entrainé une augmentation des précipitations orographiques le long de ses parties orientales et à la naissance du fleuve Amazone moderne. Mora, Baby relient ces deux processus et émettent l'hypothèse que l'augmentation des précipitations a produit une érosion accrue, qui, à son tour, a conduit au remplissage excessif des bassins de l'avant-pays andin et que ce serait cette sédimentation excessive des bassins plutôt que la montée des Andes qui aurait incliné les bassins versants vers l’est. Auparavant, l'intérieur du nord de l'Amérique du Sud versait vers le Pacifique.
Orocline bolivienne (13–26° S) La subduction andine précoce au Jurassique a formé un arc volcanique dans le nord du Chili connu sous le nom d'Arc La Negra. Les vestiges de cet arc sont maintenant visibles dans la chaîne côtière chilienne. Plusieurs plutons se sont insérés dans la chaîne côtière chilienne au Jurassique et au Crétacé inférieur, notamment le batholite Vicuña Mackenna. Plus à l'est, à des latitudes similaires, en Argentine et en Bolivie, le système de rift de Salta s'est développé à la fin du Jurassique et au début du Crétacé. Le bassin du Salar d'Atacama, que l'on pense être le bras occidental du système de rift, a accumulé à la fin du Crétacé et au début du Paléogène un amas de sédiments d'une épaisseur supérieure à , maintenant connu sous le nom de groupe Purilactis.
Le bassin de Pisco, autour de 14° de latitude sud, a été soumis à une transgression marine aux époques Oligocène et Miocène inférieur (). En revanche, le bassin de Moquegua au sud-est et la côte au sud du bassin de Pisco n'ont connu aucune transgression pendant cette période mais une élévation constante des terres.
À partir du Miocène supérieur, la région qui allait devenir l'Altiplano a été soulevée à plus de d'altitude. On estime que la région s'est élevée de au cours des dix derniers millions d'années. Parallèlement à ce soulèvement, plusieurs vallées se creusent dans le flanc ouest de l'Altiplano. Au Miocène, la faille d'Atacama s'est déplacée, soulevant la chaîne côtière chilienne et générant des bassins sédimentaires à l'est de celle-ci. Dans le même temps, les Andes autour de la région de l’Altiplano se sont élargies pour dépasser en largeur tout autre segment andin. Peut-être environ de lithosphère ont été perdus en raison du raccourcissement. Pendant la subduction, l'extrémité ouest de la région de l'avant-arc s'est courbée vers le bas, formant un monoclinal géant. Un peu plus au sud, l'inversion tectonique appartenant à la phase incaïque a incliné les strates du groupe Purilactis et, dans certaines localités, a également poussé des strates plus jeunes au sommet.
gauche|vignette|L'Altiplano et son plus grand lac vu d'Ancohuma. Le soulèvement du plateau de l’Altiplano est l’une des caractéristiques les plus frappantes de l’orogenèse andine.