Anatexis (vía latín de raíces griegas que significa "derretir") es el derretimiento parcial de rocas . [1] Tradicionalmente, la anatexis se usa específicamente para discutir el derretimiento parcial de rocas de la corteza , mientras que el término genérico " derretimiento parcial " se refiere al derretimiento parcial de todas las rocas, tanto en la corteza como en el manto .
La anatexis puede ocurrir en una variedad de escenarios diferentes, desde zonas de colisión continental hasta dorsales oceánicas . [2] Se cree que la anatexis es el proceso en gran parte responsable de la formación de migmatitas . [1] Además, los científicos han descubierto recientemente que la fusión parcial juega un papel cada vez más importante en los procesos de la corteza activa, incluido el avance de la deformación activa y el emplazamiento de granitos de la corteza . [3] Como resultado, la retroalimentación activa entre el cizallamiento cortical , la fusión y el emplazamiento del granito [3]se ha vuelto ampliamente aceptado en lugar de modelos irrazonables a gran escala que implican la fusión fraccionada del manto en batolitos y plutones graníticos . [4] La evidencia de esto se puede ver en las firmas físicas, mineralógicas e isotópicas de innumerables granitos. [5]
Condiciones para derretir
La anatexis de la corteza no se limita a un solo escenario tectónico , sino que está controlada por cuatro parámetros principales: temperatura, presión, contenido volátil y tipo / composición de roca. [2] Estos parámetros son muy variables y dependen de la profundidad, el grosor de la corteza y las variaciones locales de la geotermia de la Tierra . [2] [6] La cantidad y composición de los derretimientos parciales probablemente varía localmente, lo que refleja la heterogeneidad de la corteza terrestre. [6]
Temperatura
Para inducir el derretimiento de la corteza, la temperatura debe aumentarse más allá de la geotermia normal. [2] [7] Las posibles fuentes de calor incluyen el calor primordial que se origina en el núcleo de la Tierra, así como la desintegración de elementos radiactivos . [7] Este calor se distribuye por toda la corteza terrestre mediante varios procesos diferentes, que incluyen radiación , conducción , convección y advección . [7]
El emplazamiento de intrusiones magmáticas también se asocia comúnmente con aumentos locales de temperatura. [2] [7] Si el aumento de temperatura es suficiente, esto puede conducir al derretimiento parcial de las rocas rurales adyacentes. [7] Si ocurre una fusión parcial, entonces el grado de fusión está controlado por la cantidad de calor disponible en el cuerpo magmático. [7]
Presión
Debajo de la superficie de la Tierra, la presión aumenta con la profundidad debido a la acumulación de roca suprayacente. [7] A una temperatura determinada, una disminución de la presión puede provocar una fusión localizada. [7] La fusión causada por una caída de presión se conoce como fusión por descompresión. [8] El derretimiento por descompresión puede ocurrir en porciones engrosadas de la corteza terrestre y puede ser el resultado de una variedad de procesos, que incluyen erosión , denudación tectónica y adelgazamiento litosférico. [8]
Contenido volátil
La cantidad de agua disponible en el sistema juega un papel importante en el control del grado de fusión a una temperatura determinada. [2] [7] La baja disponibilidad de agua suprimirá el derretimiento. [1] Además, el grado de saturación de agua de un sistema afectará la composición de cualquier masa fundida generada. [1] El agua puede derivarse de una variedad de fuentes, incluidas las rocas del campo circundante (agua de los poros) o de la descomposición de minerales hidratados (por ejemplo, micas, anfíboles). [2] Las reacciones de fusión que involucran agua liberada de minerales hidratados a menudo se denominan reacciones de fusión por deshidratación o reacciones de ausencia de vapor. [1] [2] Con el tiempo, las reacciones de fusión por deshidratación consumirán todas las fases hidratadas en una roca, lo que significa que la cantidad de fusión generada a través de estas reacciones está controlada por la abundancia y estabilidad de fases hidratadas específicas. [2] Dependiendo de la configuración tectónica, el agua también se puede introducir en el sistema a través de la deshidratación de una placa oceánica hidratada subductora o una placa base magmática. [2]
Tipo de roca
La composición de una roca madre tiene un efecto directo sobre la composición de la masa fundida resultante. [2] Los fundidos graníticos se clasifican comúnmente en función de la naturaleza de su roca fuente. [2] Uno de los esquemas de clasificación más populares para los granitos fue introducido por primera vez por White y Chappell en 1974. [2] Este esquema de clasificación categoriza los granitos en función de si son el resultado de la fusión de rocas sedimentarias (granitos tipo S) o el derretimiento de rocas ígneas (granitos tipo I). [9] Esta diferencia genética se refleja en la firma geoquímica de los propios fundidos. [2]
Anatexis cortical sintectónica
Cuando la fusión parcial se asocia con tectónica regional y tensiones diferenciales, la producción de fusión crea inestabilidades en los espacios porosos y, finalmente, a lo largo de los límites de los granos que localizan la tensión en zonas de cizallamiento a escala de la corteza. [3] Estas zonas promueven el flujo de fusión fuera del sistema anatéctico como un mecanismo para acomodar la tensión que a su vez promueve una fusión más parcial. El bucle de retroalimentación que se desarrolla entre el avance de la deformación y la fusión parcial se denomina anatexis cortical sintectónica. Las migmatitas anatecticas sintectónicas en la región de Hafafit, Desierto Oriental, Egipto como parte del Escudo Nubio son un buen ejemplo de tales derretimientos de la corteza. [10] [11]
Derretir la segregación
La segregación de los materiales fundidos graníticos de sus sólidos residuales comienza con el inicio de la fusión parcial a lo largo de los límites de los granos de los minerales reactivos, es decir, las fases ferromagnesianas de micas y anfíboles. [3] Tales reacciones producen grandes cambios de volumen positivos dentro del sistema metamórfico que provocan una mayor fragilidad por fusión. [12] [4] Esto, junto con una fracción de fusión creciente, altera los mecanismos de deformación que actúan entre los granos y disminuye significativamente la resistencia de la roca. [3] Los poros llenos de masa fundida eventualmente se fusionan y se promueve el flujo de masa fundida paralelo al alargamiento de los granos (oa lo largo de los planos de foliación). [13] [3]
Cuando una roca se derrite parcialmente y comienza a fluir, su reología cambia significativamente. Dichos cambios localizarán la tensión creada por la tectónica regional y, según el principio de Le Chatelier , el sistema responde bombeando la masa fundida hacia zonas de dilatación (presión más baja), segregando así la masa fundida de su fuente anatéctica a escala local. [3] Cuando esto ha ocurrido y se ha conservado en el registro de la roca, se puede esperar ver capas macroscópicas ricas en fusión ( leucosomas ) y capas sólidas residuales macroscópicas ( melanosomas ). Estas capas se orientarán comúnmente en paralelo a la estructura de la roca anfitriona. A medida que aumenta la cantidad de masa fundida acumulada en la roca circundante, la masa fundida se desplazará más lejos de su origen hacia estructuras transversales en crecimiento, como las fracturas por fragilización antes mencionadas. Eventualmente, esto conduce a la formación y desarrollo de una red de acumulación interconectada. [13]
Emplazamiento
Cuando el transporte de la masa fundida ocurre a escalas mayores, la anatexis puede conducir al ascenso y emplazamiento de grandes cuerpos graníticos en la corteza superior. Esta transición está generalmente marcada por el cambio de la migración de la masa fundida impulsada por el cizallamiento a la migración de la masa fundida impulsada por la flotabilidad. Este paso final en el proceso de extracción requiere un equilibrio óptimo entre la fracción de fusión y la distribución de la masa fundida en la roca local. [13]
El ascenso de este magma, si bien antes se pensaba que se había producido como cuerpos grandes, de ascenso lento y flotantes, ahora se atribuye en gran parte a conductos estrechos de movimiento rápido y diques autopropagantes. [4] Estos modelos de movimiento más rápido han superado importantes problemas térmicos y mecánicos incrustados en teorías más antiguas, así como el problema del granito y el vulcanismo félsico cerca de la superficie. A medida que el flujo de magma ascendente cambia de vertical a horizontal, se inicia el emplazamiento. [4] Este proceso es episódico y se adapta tanto a la tectónica regional en curso como a las estructuras de roca de la pared generadas por el emplazamiento, lo que permite que el plutón se extienda lateralmente y se espese verticalmente. Las migmatitas anatecticas sintectónicas en la región de Hafafit, el desierto oriental, Egipto, el escudo nubio proporcionan un ejemplo de la estrecha relación entre la orogenia (tectónica), el metamorfismo y la generación y emplazamiento de granito. [10] [11]
Ver también
- Granito
- Migmatita
- Fusión parcial
Referencias
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Otras lecturas
- M. Dolores Pereira Gómez, etal .: Dualidad de granitos de cordierita relacionada con la segregación de fusión-resitita en el Complejo Anatectico Peña Negra, Centro de España. El Mineralogista Canadiense. Vol. 38, págs.1329-1346 (2000)