Eclogitization es la tectónica proceso en el que la alta presión, facies metamórficas , eclogite , se forma (a muy densa roca). Esto conduce a un aumento en la densidad de las regiones de la corteza terrestre , lo que conduce a cambios en el movimiento de las placas en los límites convergentes (donde la roca se hunde debajo de otra roca).
Relación con el tirón de la losa
Existe el argumento de que la colisión entre dos continentes debería ralentizarse debido a la flotabilidad continental, y que para que la convergencia continúe, debería hacerlo en una nueva zona de subducción donde se pueda consumir la corteza oceánica. [1] Ciertas áreas como los Alpes , Zagros e Himalaya (donde las colisiones continentales han continuado durante decenas de millones de años, en medio de la tierra, creando cadenas montañosas) contradicen este argumento y han llevado a los geólogos a proponer una resaca continental. que continúa subducción. Esta resaca continental se explica por el concepto de tracción de losa. La tracción de la losa es el concepto de que el movimiento de la placa es impulsado por el peso de placas frías y densas y que las placas más pesadas comenzarán a subducirse. [2] Una vez que se desconecta una losa descendente, debe haber una fuerza que continúa la subducción. La eclogitización es el mecanismo para continuar la subducción después del desprendimiento de la losa en una zona de subducción. [1]
Entorno geológico y efecto de la eclogitización.
La eclogitización ocurre típicamente en dos lugares en una montaña de pliegue de colisión (figura 2): en la subducción de la corteza y en la base de la raíz de la corteza predominante. [3] En estas zonas se alcanzan altas presiones, así como temperaturas medias a altas, y comienza la eclogitización. La recristalización metamórfica durante el entierro puede conducir a un aumento significativo de la densidad (hasta un 10% en el caso de eclogitización), [4] lo que significa que aproximadamente 300-600 kg / m 3 de rocas de la corteza y la corteza continental inferior y la corteza oceánica alcanzan una mayor densidad que el manto . [5]
Este aumento de densidad actúa como el principal impulsor de la convección del manto terrestre. También explica la desconexión de una unidad tectónica de la litosfera descendente , la continuación posterior de la subducción y la exhumación que sigue a la subducción. [1]
Localidades
La eclogitización es difícil de estudiar porque las rocas son raras: las eclogitas constituyen solo un volumen muy pequeño del basamento continental expuesto hoy en la superficie de la Tierra. [6] Las pocas áreas que están disponibles para estudiar eclogitización y ver eclogitas incluyen peridotitas granate en Groenlandia y en otros complejos ofiolíticos . También se conocen ejemplos en Sajonia , Baviera , Carintia , Noruega y Terranova . Algunas eclogitas también se encuentran en las tierras altas del noroeste de Escocia y el Macizo Central de Francia . Los glauofanos-eclogitas se encuentran en Italia y los Alpes Peninos . Existen ocurrencias en el oeste de América del Norte, incluido el suroeste [7] y la Formación Franciscana de la Cordillera de la Costa de California . [8] Facies de transición granulita-eclogita granitoide, volcánicas félsicas , rocas máficas y granulitas se encuentran en el bloque Musgrave de la orogenia Petermann , Australia central. Recientemente, en el noroeste del Himalaya se han encontrado eclogitas con coesita y glaucofano . Aunque las localidades limitadas están disponibles para estudiar, estas áreas proporcionan las muestras cruciales para comprender la exhumación, así como la subducción continua por la "resaca" continental.
Influencia de los fluidos en la eclogitización
Los fluidos, más que las condiciones de presión y temperatura, son la clave que hace posible el proceso de eclogitización y deslaminación (desprendimiento) de las raíces de la corteza en los orógenos de colisión (pliegues de montañas). Las anfibolitas , gabbros y granulitas parcialmente eclogitizadas de la región de Gneis occidental de Noruega, el complejo Marun-Keu en los montes Urales polares y el cinturón de Dabie-Sulu en China demuestran que se requiere líquido para una eclogitización completa. [3] En estos lugares, la eclogita se produce junto a rocas que no han reaccionado sometidas a las mismas temperaturas y presiones, formándose la eclogita donde el fluido puede llegar, por ejemplo, a lo largo de las fracturas.
Un influjo de fluidos en la zona de subducción o desde el manto subyacente es vital para que continúen estas reacciones metamórficas; los fluidos juegan un papel mucho más importante en el metamorfismo de la eclogita que la temperatura o la presión. [9] Sin H 2 O, las reacciones no se completarán, dejando las rocas metamórficas metaestables (atascadas en un estado incompleto) a temperaturas y presiones inesperadamente altas. Sin la metamorfosis de rocas menos densas en eclogita, que es la eclogitización, la "resaca" continental puede verse obstaculizada y la subducción puede ralentizarse o incluso detenerse finalmente.
Estudios de campo y simulaciones
- La región de Gneis occidental y el arco de Bergen del oeste de Noruega : conocida como una de las piezas eclogitizadas de corteza continental más grandes que fue exhumada durante la orogenia de Caledonia , los estudios aquí han demostrado que la recristalización de las facies de eclogita también va acompañada de una reducción significativa de las rocas. fuerza. [10] Esto se demuestra por una localización de las zonas de cizallamiento donde las granulitas del huésped se han transformado en eclogitas. [6] El punto principal de este estudio fue explorar la cinemática de la deformación sin-eclogita en el arco de Bergen, lo que sugirió que la eclogitización es en última instancia responsable de la separación de las unidades tectónicas de la litosfera descendente. Además, a pesar del aumento de densidad, los estudios muestran que la eclogitización puede desencadenar la exhumación debido a la reducción de la resistencia de la roca y requiere que la eclogitización no sea completa. Esto es especialmente cierto en litologías básicas e intermedias que pueden volverse más densas que el manto si se eclogitiza en caso de recristalización completa [10], que se muestra mediante una localización de zonas de cizallamiento donde las granulitas hospedadoras se han transformado en eclogitas. [6] Así, el Arco de Bergen proporciona un excelente ejemplo del papel de la eclogitización en el desprendimiento de losas y el inicio de la exhumación en una región de subducción continental .
- Modelos mecánicos : se han utilizado simulaciones con reologías viscosa (dúctil) y plástica (frágil) para investigar el efecto de la eclogitización en la dinámica de la convergencia. Se ha modelado una gran cantidad de escenarios geológicos, como la deformación intracontinental, la subducción y la colisión continental para determinar el impacto de la densidad y la flotabilidad de la eclogitización. En los casos en que hubo acortamiento litosférico, los modelos sugirieron que las transformaciones metamórficas, como la eclogitización, tienen poca o ninguna influencia y, en cambio, la deformación inicial ocurre debido a la presencia o ausencia de zonas débiles en la corteza. Sin embargo, en otros modelos se observaron resultados diferentes como, donde se obtiene la flexión o subducción litosférica, el material de la corteza continental inferior y, en el caso de la subducción oceánica, la corteza oceánica se arrastra a grandes profundidades (más de 100 km). En todos estos casos, la eclogitización fue un factor de una forma u otra, incluyendo lo siguiente,
- La fuerza requerida para la convergencia a una velocidad constante se reduce significativamente cuando se ha producido la eclogitización, en comparación con los modelos sin eclogitización. [11]
- Los modelos han demostrado que la eclogitización no afecta el inicio de la subducción, pero la corteza oceánica eclogitizada contribuye a la flotabilidad negativa de la losa y podría ayudar a la subducción de la litosfera oceánica joven. [11]
- Las consecuencias de la eclogitización dependen en gran medida de la temperatura dentro del MOHO y del desacoplamiento en la corteza.
Referencias
- ↑ a b c Alvarez, Walter (22 de mayo de 2010). "Las colisiones continentales prolongadas abogan por placas continentales impulsadas por tracción basal". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 296 (3–4): 434–442. Código bibliográfico : 2010E y PSL.296..434A . doi : 10.1016 / j.epsl.2010.05.030 .
- ^ Schellart, WP; Stegman, DR; Farrington, RJ; Freeman, J .; Moresi, L. (16 de julio de 2010). "Tectónica cenozoica del oeste de América del Norte controlada por la evolución del ancho de la losa de Farallón". Ciencia . 329 (5989): 316–319. Código Bibliográfico : 2010Sci ... 329..316S . doi : 10.1126 / science.1190366 . PMID 20647465 .
- ^ a b Leech, Mary L. (15 de febrero de 2001). "Desarrollo orogénico detenido: eclogitización, delaminación y colapso tectónico". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 185 (1–2): 149–159. Bibcode : 2001E y PSL.185..149L . doi : 10.1016 / S0012-821X (00) 00374-5 .
- ^ Jolivet, L; et al. (6 de junio de 2005). "Ablandamiento provocado por la eclogitización, el primer paso hacia la exhumación durante la subducción continental" (PDF) . Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 237 (3–4): 533–545. Código bibliográfico : 2005E y PSL.237..532J . doi : 10.1016 / j.epsl.2005.06.047 . Consultado el 11 de octubre de 2012 .
- ^ Doin, Marie-Pierre; et al. (Diciembre de 2001). "Iniciación de la subducción y reciclaje de la corteza continental: los roles de la reología y la eclogitización". Tectonofísica . 342 (1–2): 163–191. Código Bibliográfico : 2001Tectp.342..163D . doi : 10.1016 / S0040-1951 (01) 00161-5 .
- ^ a b c Steltonphol, Mark; et al. (15 de septiembre de 2010). "Eclogitización y exhumación del sótano continental de Caledonia en Lofoten Norte de Noruega" . Sociedad Geológica de América. págs. 202–218 . Consultado el 12 de octubre de 2012 .
- ^ William Alexander Deer, RA Howie y J. Zussman (1997) Minerales formadores de rocas, Sociedad Geológica, 668 páginas ISBN 1-897799-85-3
- ^ C. Michael Hogan (2008) Ring Mountain , El portal megalítico, ed. Andy Burnham
- ^ Austrheim, H. (1998). "Influencia del fluido y la deformación en el metamorfismo de la corteza profunda y consecuencias para la geodinámica de las zonas de colisión". En Bradley R. Hacker; Juhn G. Liou (eds.). Cuando los continentes chocan: geodinámica y geoquímica de rocas de alta presión . Petrología y geología estructural. 10 . Editores académicos de Kluwer. págs. 297–323. doi : 10.1007 / 978-94-015-9050-1_12 . ISBN 978-90-481-4028-2.
- ^ a b Austrheim, H .; Griffin, WL (1985). "Deformación por cizallamiento y formación de eclogita con las anortositas de facies de granulita de Bergen, Noruega occidental". Chem. Geol . 50 (1-3): 267-281. doi : 10.1016 / 0009-2541 (85) 90124-x .
- ^ a b Doin, Marie-Pierre; et al. (Diciembre de 2001). "Iniciación de la subducción y reciclaje de la corteza continental: los roles de la reología y la eclogitización". Tectonofísica . 342 (1–2): 163–191. Código Bibliográfico : 2001Tectp.342..163D . doi : 10.1016 / S0040-1951 (01) 00161-5 .