Las rocas de tonalita-trondjemita-granodiorita o rocas TTG son rocas intrusivas con una composición granítica típica ( cuarzo y feldespato ) pero que contienen solo una pequeña porción de feldespato potásico . [1] La tonalita, la trondjemita y la granodiorita a menudo se encuentran juntas en los registros geológicos, lo que indica procesos petrogenéticos similares . [1] Post Arqueano (después de 2,5 Ga) Las rocas TTG están presentes en batolitos relacionados con el arco , así como en ofiolitos.(aunque en una pequeña proporción), mientras que las rocas Archean TTG son componentes principales de los cratones Archean . [1]
Composición
El porcentaje de cuarzo entre los minerales félsicos en las rocas TTG suele ser superior al 20% pero inferior al 60%. [1] En la tonalita y la trondjemita, más del 90% de los feldespatos son plagioclasa , mientras que en la granodiorita, este número está entre el 65% y el 90%. [1] La trondjemita es un tipo especial de tonalita , y la mayor parte de la plagioclasa en la roca es oligoclasa . [2] Los principales minerales accesorios de las rocas TTG incluyen biotita , anfíboles (por ejemplo, hornblenda ), epidota y circón . [1] Geoquímicamente , las rocas TTG a menudo tienen un alto contenido de sílice (SiO 2 ) (comúnmente más del 70 por ciento de SiO 2 ), un alto contenido de Na 2 O (con una proporción baja de K 2 O / Na 2 O) en comparación con otras rocas plutónicas , y bajo contenido de elementos ferromagnesianos (el porcentaje en peso de Fe 2 O 3 , MgO, MnO 2 , TiO 2 agregados comúnmente es menor al 5%). [3]
Post Archean TTG Rocks
Las rocas TTG post Arcaicas se encuentran comúnmente en configuraciones de arco , especialmente en arcos continentales . [1] La ofiolita también contiene una pequeña cantidad de rocas TTG. [1]
Rocas TTG de arco continental
Las rocas TTG de arco continental a menudo se asocian con gabro , diorita y granito , que forman una secuencia plutónica en los batolitos . [4] Están formados por cientos de plutones que se relacionan directamente con la subducción . [4] Por ejemplo, el batolito costero de Perú consta de 7 ~ 16% de gabro y diorita, 48 ~ 60% de tonalita (incluida la trondjemita) y 20 ~ 30% de granodiorita, con 1 ~ 4% de granito. [5] Estas rocas TTG en batolitos de arco continental pueden originarse parcialmente a partir de la diferenciación de magma (es decir, cristalización fraccionada ) de la fusión de la cuña del manto inducida por subducción en profundidad. [6] Sin embargo, el gran volumen de tales rocas TTG infiere que su principal mecanismo de generación es por el engrosamiento de la corteza inducido por el derretimiento parcial de la antigua placa inferior gabroica en la base de la corteza continental. [1] La roca de composición tonalítica cristalizó primero antes de que el magma se diferenciara a granodiorítica y luego a una composición granítica a poca profundidad. Algunas raíces plutónicas del arco insular también tienen rocas TTG, por ejemplo , Tobago , pero rara vez están expuestas. [7]
TTG rocas en ofiolita
Las tonalitas (incluidas las trondhjemitas) se pueden encontrar encima de la sección de gabro en capas en ofiolitas , debajo o dentro de diques de láminas. [4] A menudo son de forma irregular y se producen por diferenciación de magma . [4]
Rocas arcaicas TTG
Las rocas arqueanas TTG parecen ser gneis grises fuertemente deformados , mostrando bandas, lineamientos y otras estructuras metamórficas , cuyos protolitos eran rocas intrusivas . [3] La roca TTG es uno de los principales tipos de rocas de los cratones arcaicos . [3]
Características geoquímicas
En términos de características de oligoelementos, los TTG de Archean exhiben un alto contenido de elementos de tierras raras ligeras (LREE) pero un bajo contenido de elementos de tierras raras pesadas (HREE). Sin embargo, no muestran Eu y anomalías Sr . [8] Estas características indican la presencia de granate y anfíbol , pero no plagioclasa en la fase residual durante la fase de fusión o precipitación parcial durante la cristalización fraccionada .
Petrogénesis y clasificación
Confirmado por modelos geoquímicos, el magma de tipo TTG se puede generar mediante la fusión parcial de rocas metamáficas hidratadas . [9] Para producir el patrón HREE muy bajo, la fusión debe realizarse bajo un campo de presión-temperatura estable al granate. [3] Dado que la estabilidad de la temperatura del granate aumenta drásticamente con el aumento de la presión, se espera que se formen masas fundidas de TTG fuertemente empobrecidas en HREE bajo una presión relativamente alta. [10] Además de la composición de la fuente y la presión, el grado de fusión y la temperatura también influyen en la composición de la masa fundida. [3]
Estudios detallados clasificaron los TTG arcaicos en tres grupos basados en características geoquímicas, que son TTG de baja, media y alta presión, aunque los tres grupos forman una evolución continua. [11] La subserie de baja presión muestra un contenido relativamente bajo de Al 2 O 3 , Na 2 O, Sr y un contenido relativamente alto de Y , Yb , Ta y Nb , lo que corresponde a la fusión por debajo de 10-12 kbar con el ensamblaje mineral de la roca madre de plagioclasa. , piroxeno y posiblemente anfíbol o granate. [11] El grupo de alta presión muestra las características geoquímicas opuestas, correspondientes a la fusión a una presión de más de 20 kbar, con la roca fuente que contiene granate y rutilo pero sin anfibolita o plagioclasa. [11] El grupo de presión media tiene características de transición entre los otros dos grupos, correspondientes a la fusión bajo una presión de alrededor de 15 kbar con la roca fuente que contiene anfíbol, mucho granate, pero poco rutilo y ninguna plagioclasa. [11] Los TTG de presión media son los más abundantes entre los tres grupos. [11]
Configuraciones geodinámicas
El entorno geodinámico de la generación de rocas Archean TTG actualmente no se comprende bien. Las hipótesis en competencia incluyen la generación relacionada con la subducción que involucra la tectónica de placas y otros modelos no tectónicos de placas.
Marco tectónico de placas
Los investigadores han observado durante mucho tiempo la similitud geoquímica compartida entre TTG y adakitas . [12] [13] [14] [10] [3] Las adakitas son un tipo de lavas de arco modernas, que se diferencian de las lavas de arco comunes (en su mayoría granitoides) en su naturaleza félsica y sódica con alto contenido de LREE pero bajo contenido de HREE. [15] Su producción se interpreta como el derretimiento parcial de losas oceánicas subductoras jóvenes y calientes con una interacción menor con las cuñas del manto circundantes, en lugar de derretimientos de las cuñas del manto como otros arco-granitoides. [15] Con base en las características geoquímicas (por ejemplo , contenido de Mg , Ni y Cr ), las adakitas se pueden dividir en dos grupos, a saber, adakitas de SiO 2 alto (HSA) y adakitas de SiO 2 bajo (LSA). Luego se observó que los TTG de Archean eran geoquímicamente casi idénticos a las adakitas con alto contenido de sílice (HSA), pero ligeramente diferentes de las adakitas con bajo contenido de sílice (LSA). [14]
Esta similitud geoquímica permitió a algunos investigadores inferir que el entorno geodinámico de los TTG arcaicos era análogo al de los adakitas modernos. [14] Creen que los TTG arcaicos también se generaron por subducción en caliente. Aunque los adakitas modernos son raros y solo se encuentran en unas pocas localidades (por ejemplo, la isla Adak en Alaska y Mindanao en las Filipinas), argumentan que debido a una mayor temperatura potencial del manto de la Tierra, una corteza más caliente y más suave puede haber permitido un adakite intenso. tipo subducción durante el tiempo Arcaico. [14] Los paquetes TTG se generaron luego en tales entornos, con protocontinentes a gran escala formados por colisiones en una etapa posterior. [14] Sin embargo, otros autores dudan de la existencia de la subducción arcaica al señalar la ausencia de los principales indicadores tectónicos de placas durante la mayor parte del Eón arcaico. [16] También se observa que los TTG de Archean eran rocas intrusivas, mientras que la adakita moderna es de naturaleza extrusiva , por lo que su magma debería diferir en composición, especialmente en contenido de agua. [17]
Configuraciones tectónicas sin placas
Varias evidencias han demostrado que las rocas TTG de Archean se derivaron directamente de materiales máficos preexistentes. [18] [19] [20] La temperatura de fusión de las rocas metamáficas (generalmente entre 700 ° C y 1000 ° C) depende principalmente de su contenido de agua, pero solo un poco de la presión. [11] Por lo tanto, diferentes grupos de TTG deberían haber experimentado distintos gradientes geotérmicos , que corresponden a diferentes entornos geodinámicos.
El grupo de baja presión se ha formado a lo largo de geotermas alrededor de 20-30 ° C / km, que son comparables a las del recubrimiento de bases de meseta. [11] Las afloramientos del manto añaden un sótano máfico a la corteza y la presión debida al espesor de acumulación puede alcanzar el requisito de producción de TTG a baja presión. [3] [11] La fusión parcial de la base de la meseta (que puede ser inducida por una mayor afloramiento del manto) conduciría a la generación de TTG a baja presión. [21]
Los TTG de alta presión han experimentado geotermas inferiores a 10 ° C / km, que se acercan a las geotermas modernas de subducción caliente experimentadas por losas jóvenes (pero alrededor de 3 ° C / km más calientes que otras zonas de subducción modernas), mientras que las geotermas para las más abundantes Las subseries TTG, grupo de media presión, están entre 12 y 20 ° C / km. [11] Aparte de la subducción en caliente, tales geotermas también pueden ser posibles durante la delaminación de la base de la corteza máfica. [11] La delaminación puede atribuirse a la caída del manto [22] o un aumento en la densidad de la base cortical máfica debido al metamorfismo o extracción parcial del fundido . [23] Esos cuerpos metamáficos delaminados luego se hunden, se funden e interactúan con el manto circundante para generar TTG. Tal proceso de generación de TTG inducido por la delaminación es petrogenéticamente similar al de la subducción , los cuales implican el enterramiento profundo de rocas máficas en el manto. [3] [11] [20]
Ver también
- Geología eoarcaica
- Subducción arcaica
Referencias
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