En geología , el metamorfismo a temperaturas ultraaltas ( UHT ) es un metamorfismo cortical extremo con temperaturas metamórficas que superan los 900 ° C. [1] [2] [3] [4] Granulita : rocas de facies metamorfoseadas a temperaturas muy altas se identificaron a principios de la década de 1980, aunque la comunidad de geociencias tardó otra década en reconocer el metamorfismo UHT como un fenómeno regional común. La evidencia petrológica basada en conjuntos minerales característicos respaldados por relaciones experimentales y termodinámicas demostró que la corteza terrestre puede alcanzar y soportar temperaturas muy altas (900–1000 ° C) con o sin fusión parcial.
Definición
Metamorfismo de rocas de la corteza en las que la temperatura máxima excede los 900 ° C, reconocida por termobarometría robusta o por la presencia de un ensamblaje mineral de diagnóstico en una composición a granel y estado de oxidación apropiados, como ensamblajes con ortopiroxeno + silimanita + cuarzo , zafirina + cuarzo o espinela + cuarzo, generalmente en condiciones de presión de estabilidad de silimanita en metapelitas [según Brown (2007) [2] siguiendo la propuesta de Harley (1998) [1] ].
Identificación
Los indicadores petrológicos del metamorfismo UHT generalmente se conservan en rocas extremadamente ricas en Mg-Al que generalmente son de naturaleza seca y restitica . Conjuntos minerales como zafirina + cuarzo, ortopiroxeno + silimanita ± cuarzo, osumulita y espinela + cuarzo proporcionan evidencia directa de condiciones tan extremas. Ocasionalmente ensamblajes generalizadas como granate + ortopiroxeno, ternarios feldespatos , (F-Ti) pargasite o invertida metamórfica pigeonita se toman como indicadores típicos de UHT metamorfismo.
Distribución global
Las rocas UHT ahora se identifican en todos los continentes principales y abarcan diferentes edades geológicas que van desde c. 3178 a 35 millones de años asociados con importantes eventos geológicos. Se han reportado más de 46 localidades / terrenos con indicadores de diagnóstico de UHT en todo el mundo, relacionados con ambientes tectónicos extensionales y de colisión ; los dos tipos fundamentales de sistemas orogénicos de la Tierra . [3] [5] Las principales rocas UHT de Archean se distribuyen en el este de la Antártida, Sudáfrica, Rusia y Canadá. [6] [7] [8] [9] [10] Se reportaron granulitas UHT paleoproterozoicas del Cratón del Norte de China (durante la acumulación del supercontinente Columbia ), [11] [12] [13] Zona magmática de Taltson, noroeste de Canadá [14] y South Harris, complejo Lewisian , Escocia. [15] [16] [17] [18] Las rocas UHT de la orogenia neoproterozoica de Grenville se distribuyen en la provincia de Eastern Ghats, India. [19] Las ocurrencias de UHT neoproterozoico-cámbrico (panafricano) se distribuyen principalmente en la bahía de Lutzow-Holm, Antártida oriental, [20] sur de Madagascar, [21] Sri Lanka [22] [23] [24] y sur de India. [11] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] También se reportan rocas UHT de terrenos más jóvenes como el macizo Triásico de Kontum, Vietnam, [34] Cretácico Cinturón de Higo, Japón [35] [36] y Complejo Paleogene Gruf, Alpes centrales . [37] Los xenolitos de hace tres millones de años que estallaron en Qiangtang implican que el metamorfismo UHT está en curso debajo del Tíbet central . [38]
Hipótesis reciente
Se propuso una correlación entre la formación episódica de rocas metamórficas UHT y el ensamblaje episódico de supercontinentes en el Precámbrico. [39] Sin embargo, la inspección del metamorfismo extremo en los márgenes de las placas convergentes indica que el ensamblaje supercontinental está asociado con el metamorfismo regional de HP a UHP eclogita-facies en gradientes térmicos bajos de menos de 10 ° C / km, mientras que el rifting continental juega un papel crucial en causar metamorfismo regional de HT a UHT granulita-facies a altos gradientes térmicos de más de 30 ° C / km. [40] En este sentido, la formación episódica de HT a rocas metamórficas de facies de granulita UHT está acoplada temporal y espacialmente con la ruptura o intento de ruptura de supercontinentes en el contexto de la tectónica de placas .
Debido a que las rocas UHT se caracterizan generalmente por un bajo contenido de agua, esto llevó a la ilusión de la participación de fluidos ricos en CO 2 en la generación de ensamblajes UHT de diagnóstico de acuerdo con el hallazgo de abundantes inclusiones de fluidos de CO 2 puro en estas rocas. [13] Sin embargo, la extracción de fases líquidas como soluciones acuosas y fundidos hidratados de sistemas anatécticos durante el metamorfismo UHT es tan eficiente que la ocurrencia común de inclusiones fluidas de CO 2 puro parece como si el CO 2 entrante pudiera haber amortiguado la actividad del agua y estabilizó la mineralogía anhidra de las rocas UHT. Los fundidos anatecticos se extrajeron de forma variable de los sistemas anatécticos, lo que dio lugar a asociaciones de granulita-migmatita-granito en orógenos de acreción y colisión. [41] Se emplazaron complejos de núcleos metamórficos debido al arrastre flotante de las masas fundidas graníticas. La abundante agua se liberó mediante la deshidratación por calentamiento de la corteza orogénica más baja, lo que contribuyó con soluciones acuosas a la regresión de la facies de anfibolita de la corteza suprayacente.
Referencias
- ↑ a b S.L., Harley (1998). "Sobre la aparición y caracterización del metamorfismo cortical de temperatura ultra alta" . Sociedad Geológica, Londres, Publicaciones especiales . 138 (1): 81-107. Código Bibliográfico : 1998GSLSP.138 ... 81H . doi : 10.1144 / GSL.SP.1996.138.01.06 .
- ^ a b Brown, M., 2007, Condiciones metamórficas en cinturones orogénicos: un registro de cambio secular. Revista Internacional de Geología 49, 193-234
- ^ a b Kelsey, DE, 2008, Sobre el metamorfismo cortical de temperatura ultra alta. Investigación de Gondwana 13, 1-29
- ^ Santosh, M., Omori, S., 2008a, Descarga de CO 2 : una perspectiva de la tectónica de placas. Investigación de Gondwana 13, 86-102
- ^ Santosh, M., Omori, S., 2008b,Ventanas deCO 2 del manto a la atmósfera: modelos de metamorfismo a temperaturas ultraaltas y especulaciones sobre el vínculo con el derretimiento de la Tierra bola de nieve. Gondwana Research 14, en prensa, doi : 10.1016 / j.gr.2007.11.001
- ^ Arima, M. y Barnett, RL, 1984, granulitas con sapphirine del área del lago Sipiwesk del terreno granulítico de Pikwitonei tardío del Arca, Manitoba, Canadá: contribuciones a la mineralogía y la petrología, v. 88, p. 102-112.
- ^ Harley, SL, 1985, Granulitas con granate-ortopiroxeno de Enderby Land, Antártida: Evolución metamórfica presión-temperatura-tiempo del Complejo Archaean Napier: Journal of Petrology, v. 26, p. 819-856.
- ^ Harley, SL y Motoyoshi, Y., 2000, Al zonificación en ortopiroxeno en una cuarcita de zafirina: evidencia de un metamorfismo UHT> 1120 ° C en el complejo de Napier, Antártida, e implicaciones para la entropía de la zafirina: contribuciones a la mineralogía y la petrología , v.138, pág. 293–307.
- ^ Fonarev, VI, Pilugin, SM, Savko, KA y Novikova, MA, 2006, texturas de solución de orto y clinopiroxeno en BIF de alto grado del macizo cristalino de Voronezh: evidencia de metamorfismo a temperaturas ultraaltas: Journal of Metamorphic Geology, v. 24, pág. 135-151.
- ^ Tsunogae et al., 2002
- ^ a b Santosh, M. Sajeev K. y J. Li 2006, Metamorfismo de la corteza extrema durante el ensamblaje del supercontinente de Columbia: Evidencia del Cratón del Norte de China. Investigación de Gondwana, v. 10, pág. 256-266.
- ^ Santosh, M., Tsunogae, T., Li, JH y Liu, SJ, 2007, Descubrimiento de granulitas de Mg-Al con zafirina en el cratón del norte de China: implicaciones para el metamorfismo paleoproterozoico a temperaturas ultraaltas. Investigación de Gondwana 11, 263-285.
- ^ a b Santosh, M., Tsunogae, T., Ohyama, H. Sato, K., Li, JH y Liu, SJ, 2008, Metamorfismo carbónico a temperaturas ultraaltas. Cartas de ciencia planetaria y terrestre 266, 149-165.
- ^ Farquhar; Chacko, Thomas; Ellis, David J .; et al. (1996). "Preservación de composiciones de isótopos de oxígeno en granulitas del noroeste de Canadá y Enderby Land, Antártida: implicaciones para la termometría isotópica de alta temperatura". Contribuciones a la mineralogía y la petrología . 125 (2–3): 213–224. Código Bibliográfico : 1996CoMP..125..213F . doi : 10.1007 / s004100050217 .
- ^ Baba, S., 1998, Ruta PT Proterozoica en sentido antihorario del complejo Lewisian de South Harris, Hébridas exteriores, noroeste de Escocia: Journal of Metamorphic of Geology, v. 16, p. 819–841.
- ^ Baba, S., 1999, Granulitas de ortopiroxeno-cianita / silimanita con zafirina de South Harris, noroeste de Escocia: Evidencia del metamorfismo UHT proterozoico en el Lewisian: Contribuciones a la mineralogía y la petrología, v. 136, p. 33–47.
- ^ Baba, S., 2003, Dos etapas de la formación de la zafirina durante el metamorfismo progrado y retrógrado en el complejo paleoproterozoico de Lewis en South Harris, noroeste de Escocia: Journal of Petrology, v. 44, p. 329–354.
- ^ Hollis, JA, Harley, SL, White, RW y Clarke, GL, 2006, Preservación de evidencia de metamorfismo progrado en granulitas UHT HP, South Harris, Escocia: Journal of Metamorphic Geology, v. 24, p. 263-279.
- ^ Dasgupta, S., Sanyal, S., Sengupta, P. y Fukuoka, M., 1994, Petrología de granulitos de Anakapalle: evidencia de descompresión proterozoica en los Ghats orientales, India: Journal of Petrology, v. 35, p . 433–459.
- ^ Motoyoshi, Y., e Ishikawa, M., 1997, Evolución metamórfica y estructural de granulitas de Rundvågshetta, Bahía Lützow-Holm, Antártida oriental, en Ricci, CA, ed., La región antártica: evolución y procesos geológicos: Actas de el VII Simposio Internacional sobre Ciencias de la Tierra Antártica, Siena, Terra Antarctica, pág. 65–72.
- ^ Jöns, N .; Schenk, Y. (2011). "Las granulitas de temperatura ultra alta del sur de Madagascar en un contexto polimetamórfico; implicaciones para la fusión del supercontinente de Gondwana". Revista europea de mineralogía . 23 (2): 127-156. Código bibliográfico : 2011EJMin..23..127S . doi : 10.1127 / 0935-1221 / 2011 / 0023-2087 .
- ^ Sajeev, K. y Osanai, Y.2004a, Metamorfismo de temperatura ultra alta (1150 ° C y 12 kbar) y evolución en múltiples etapas de granulitas de Mg-Al del complejo de las tierras altas centrales, Sri Lanka, Journal of Petrology, v. 45, pag. 1821-1844.
- ^ Sajeev, K .; Osanai, Y. (2004b). " ' Osumilita' y 'espinela + cuarzo' de Highland Complex, Sri Lanka: un caso de enfriamiento y descompresión después de un metamorfismo de temperatura ultra alta" . Revista de Ciencias Mineralógicas y Petrológicas (JMPS) . 99 (5): 320–327. Código bibliográfico : 2004JMPeS..99..320S . doi : 10.2465 / jmps.99.320 .
- ^ Sajeev, K .; Osanai, Y .; Connolly, JAD; Suzuki, S. Ishioka; Kagami, H .; Rino, S. (2007). "Metamorfismo de la corteza extrema durante un evento neoproterozoico en Sri Lanka: un estudio de granulitas máficas secas". Revista de geología . 115 (5): 563–582. Código Bibliográfico : 2007JG .... 115..563S . doi : 10.1086 / 519778 .
- ^ Brown, M. y Raith, M., 1996, Primera evidencia de descompresión a temperatura ultra alta de la provincia de granulita del sur de la India: Revista de la Sociedad Geológica, Londres, v. 153, p. 819–822.
- ^ Morimoto, T., Santosh, M., Tsunogae, T. y Yoshimura, Y., 2004, Asociación de espinela + cuarzo de las khondalitas de Kerala, sur de la India: Evidencia del metamorfismo a temperaturas ultraelevadas: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, v. 99, pág. 257–278.
- ^ Tateishi, K., Tsunogae, T., Santosh, M. y Janardhan, AS, 2004, Primer informe de ensamblaje de zafirina + cuarzo del sur de la India: implicaciones para el metamorfismo a temperaturas ultraaltas. Investigación de Gondwana 7, 899-912.
- ^ Sajeev, K., Osanai, Y. y Santosh, M. 2004, metamorfismo de temperatura ultra alta seguido de descompresión en dos etapas de granulitas de granate-ortopiroxeno-silimanita de Ganguvarpatti, bloque Madurai, sur de la India. Contribuciones a la mineralogía y la petrología, v. 148, p. 29-46.
- ^ Sajeev, K., Santosh, M. y Kim, HS 2006, Fusión parcial y evolución de PT del cinturón de metapelita de Kodaikanal, sur de la India. Lithos v. 92, pág. 465-483.
- ^ Santosh, M., Sajeev, K., 2006. Evolución en sentido antihorario de granulitas de temperatura ultra alta dentro de la zona de colisión continental en el sur de la India. Lithos 92, 447–464.
- ^ Shimpo, M., Tsunogae, T., Santosh, M., 2006. Primer informe de rocas de granate-corindón del sur de la India: implicaciones para el metamorfismo progrado de alta presión (eclogita-facies?). Earth and Planetary Science Letters 242, 111–129.
- ^ Prakash, D., Arima, M. y Mohan, A.2006, metamorfismo UHT en Palni Hills, sur de la India: conocimientos de la termometría de feldespato y equilibrios de fase. Revista Internacional de Geología, v. 48, págs. 619-638.
- ^ Prakash, D .; Arima, M .; Mohan, A. (2007). "Granulitos máficos de temperatura ultra alta de Panrimalai, sur de la India: restricciones de los equilibrios de fase y termobarometría". Revista de Ciencias de la Tierra de Asia . 29 (1): 41–61. Código Bibliográfico : 2007JAESc..29 ... 41P . doi : 10.1016 / j.jseaes.2006.01.002 .
- ^ Osanai, Y., Nakano, N., Owada, M., Nam, TN, Toyoshima, T., Tsunogae, T. y Binh, P., 2004, Metamorfismo permo-triásico a temperaturas ultraaltas en el macizo de Kontum, Vietnam central: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, v. 99, pág. 225–241.
- ^ Osanai, Y., Owada, M., Kamei, A., Hamamoto, T., Kagami, H., Toyoshima, T., Nakano N. y Nam TN 2006, El complejo metamórfico de Higo en Kyushu, Japón como fragmento de los complejos metamórficos Permo-Triásico en Asia Oriental. Investigación de Gondwana, v. 9, pág. 152-166.
- ^ Dunkley, DJ, Suzuki, K., Hokada, T., Kusiak, MA, 2008, Edades contrastantes entre cronómetros isotópicos en granulitas: datación y metamorfismo de monacita en el complejo Higo, Japón, Gondwana Research, doi : 10.1016 / j.gr .2008.02.003 .
- ^ Droop, GTR y Bucher-Nurminen, K., 1984, Texturas de reacción y evolución metamórfica de granulitas con zafirina del complejo Gruf, Alpes centrales italianos: Journal of Petrology, v. 25, p. 766–803.
- ^ Hacker, BR; Gnos, L .; Grove, M .; McWilliams, M .; Sobolev, S .; Jiang, W .; Hu, Z. (2000). "Xenolitos calientes y secos de la corteza inferior del Tíbet". Ciencia . 287 (5462): 2463–2466. Código Bibliográfico : 2000Sci ... 287.2463H . doi : 10.1126 / science.287.5462.2463 . PMID 10741961 .
- ^ note-Brown2007-2 note-Santosh% 26Omori2008a-4 (referencia mal formada)
- ^ Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Metamorfismo regional en condiciones extremas: implicaciones para la orogenia en los márgenes de las placas convergentes. Revista de Ciencias de la Tierra de Asia, v. 145, p. 46-73.
- ^ Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Metamorfismo regional en condiciones extremas: implicaciones para la orogenia en los márgenes de las placas convergentes. Revista de Ciencias de la Tierra de Asia, v. 145, p. 46-73.
Otras lecturas
- Clark, C., ICW Fitzsimons, D. Healy y SL Harley, 2011, How does the continental crust gets really hot ?, Elements, 7 (4), 235-240.
- Brown, M. y White, RW 2008, Procesos en el metamorfismo de granulita Journal of Metamorphic Geology, v. 26, p. 125-299.
- Sajeev, K. y Santosh, M. 2006, Metamorfismo cortical extremo y procesos corteza-manto relacionados. Lithos v. 92 n. 3-4, pág. 321-624.
- Santosh, M., Osanai, Y. y Tsunogae, T. 2004, Metamorfismo de temperatura ultra alta y procesos de la corteza profunda Journal of Mineralogical and Petrological Sciences v. 99 (parte 1 y 2), n. 4-5, 137-365.
- Harley, SL, 2008, Refinando los registros P – T del metamorfismo cortical UHT. Sociedad Geológica, Londres, Publicaciones Especiales, v. 138, p. 81-107.
- Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Metamorfismo regional en condiciones extremas: implicaciones para la orogenia en los márgenes de las placas convergentes. Revista de Ciencias de la Tierra de Asia, v. 145, p. 46-73.