actividad ignea y tectonica de placas

7/23/2019 Actividad Ignea y Tectonica de Placas

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APUNTES DE LA CATEDRA DE UNIVERSIDAD AUTONOMA DECHIHUAUHA

PETROLOGA Y PETROGRAFIA IGNEA FACULTAD DE INGENIERIA

5.- ACTIVIDAD GNEA Y TECTONICA DE PLACAS5.1 RESUMEN DE LATEORIA DE LA TECTONICA DE PLACAS

a) las placas que existen son rgidas pero se mueven varios cm. por aob) Existen: zonas de acrecin o distencion (salida de material igneo)

zonas de concersion o subduccin (entrada de material )zonas transformes (no hay salida ni entrada)c) Existe una renovacin constante y proporcional (dorsal trinchera)d) La naturaleza del magmatismo depende de su ambiente tectnico

5.1.1 DERIVA CONTINENTAL: EVIDENCIAS

a) Geomtricasb) Paleoclimticas (migracin de los polos)c) Paleontolgicasd) Estratigrficase) Estructurales

f) Paleomagnticasg) Expansin del fondo ocenicoh) Medicin del flujo calorficoi) Determinaciones geocronometricas

Las rocas gneas no estn repartidas al azaren la superficie de la Tierra.Los volcanes actuales se sitan casi en su totalidad en las zonas de actividad ssmica,que corresponde en su mayora a los lmites entre las placas.El magmatismo intra placas es menos frecuente y parece ser una anomala en elesquema global general.

LA NATURALEZA DEL MAGMATISMO DEPENDE DE SU AMBIENTE TECTNICO.

5.2 TIPOS DE MAGMAS SEGN SU POSICIN TECTNICA.

a) Mrgenes divergentes: (Rift) Esfuerzos de tensin, cizallamientos, fisuras, flujotrmico (dorsales) magmas basalticos sin plutonismo claro.

b) Mrgenes convergentes: (trinchera) Zona de subduccin. Esfuerzos decompresin. Generacin de montaas plutonismo, vulcanismo, diferenciacinmagmtica cida e intermedia.

c) Mrgenes transformes: Friccin, no presentan tensin, ni compresin. Elvulcanismo es escaso o nulo segn sea el terreno, ocenico o continental.Fuertes temblores: falla de San Andrs.

d) Arcos de islas: (Paleo trincheras) Zonas de subduccin rejuvenecidas.

Plutonismo profundo: bsico intermedio.

5.2.1 MAGMATISMO EN MARGENES DIVERGENTES - DORSALES OCENICASLa expansin del fondo ocenico implica la creacin continua de una corteza ocenicaal nivel de las dorsales. Esta corteza (capa 2) est constituida por TOLETASABISALES, que son basaltos de olivino con las siguientes caractersticas:

Empobrecimiento en tierras raras ligerasRelaciones Sr87/Sr86 bajas, en promedio de 0.7026Hiperstena normativaTextura porfdica, con fenocristales de forsterita y plagioclasa clcicaFlujo trmico abundante

Actividad ssmica poco profundaVulcanismo frecuente toleiticoEscasos radioactivos


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Ofiolitas (lavas ocenicas complejas)Material del manto sin contaminarCmaras magmticas de poca profundidadSu anchura varia de 0.5 a 25 Km.

Existen en la actualidad 60,000 Km. de dorsalesProducen 6.3 Km3de lavas


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5.2.2 MAGMATISMO EN MARGENES CONVERGENTES o ZONAS DE SUBDUC.

a) Flujo trmico muy bajob) Actividad ssmica profunda pero gradual; dependiendo de la inclinacin del

plano de subduccin hasta mas de 500 Km.c) Volcanismo contaminado y diferenciado segn su profundidad de origen.d) Las fajas volcnicas estn limitadas del lado ocenico por una fosa

caracterizada por valores bajos del flujo trmico y por anomalas isostticasnegativas.

e) Sismos de origen profundo, mayores de 100 Km. Como estos focos tienden adisponerse en un plano inclinado hacia el continente, de acuerdo con supendiente, la distancia que separa la fosa de los primeros volcanes sera de17575 Km (Dickinson, 1970).

f) Las rocas volcnicas pertenecen a las series; Toleitica, calco alcalina yalcalina segn se van adentrando en el continente.

5.2.2 MAGMATISMO EN MARGENES CONVERGENTES5.2.2 MAGMATISMO EN MARGENES CONVERGENTES Y ZONAS DE SUBDUCCIY ZONAS DE SUBDUCCINN

Flujo tFlujo trmico muy bajormico muy bajo

Actividad sActividad ssmica profunda pero gradual; dependiendo de la inclinacismica profunda pero gradual; dependiendo de la inclinacin deln delplano de subducciplano de subduccin hasta mas de 500 Km.n hasta mas de 500 Km.

Volcanismo contaminado y diferenciado segVolcanismo contaminado y diferenciado segn su profundidad de origen.n su profundidad de origen.

T CAA

Distribuc in de las series magmticas en las zonas de subduccin

En cada una de las tres series existen variaciones en composicin en unadireccin perpendicular al alargamiento de la faja volcnica y en muchos casoshay un paso progresivo de una a otra.

La serie calco alcalina y la subduccin


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El hecho de que las ignimbritas sean frecuentes en las zonas de subduccin y nuncaaparezcan en los lmites de las placas ocenicas apoya la hiptesis de que gran partede ellas proviene de la anatexis de la corteza continental.

La serie calco alcalina puede constituir un buen trazador de paleo zonas desubduccin Sin embargo, cuando la inclinacin del plano de Benioff es muy dbil, estaserie est ausente.Predominan las andesitas sobre los basaltos pero es mayor el porcentaje de dacitasy riolitas, representadas sobre todo por ignimbritas.El contenido de SiO2 es mayor de 60%Son comunes las andesitas de biotita y hornblenda, a veces con cuarzo, granate ycordierita.

Serie shoshontica (o alcalina)Ultimas manifestaciones volcnicas de la zona de subduccin cuando la placa escontinental.

Algunas veces es reemplazada por la serie alcalina.Las shoshonitas son lavas bsicas, en su mayora semejantes a los basaltos calcoalcalinos, excepto que su contenido en K2O es anormalmente elevado y ms o menosigual al del Na2OLOS BASALTOS Y LAVAS INTERMEDIAS PUEDEN CONTENER BIOTITA, LEUCITAO SANIDINA EN LA MATRIZEnriquecimiento en tierras raras ligeras, enriquecidas en Rb, Zr, Ba, Th y USus caractersticas geoqumicas sealan que se trata de rocas menos primitivas(mas contaminadas) que las de las otras series de las zonas de subduccin

5.2.2 MAGMATISMO EN MARGENES CONVERGENTES5.2.2 MAGMATISMO EN MARGENES CONVERGENTES

Y ZONAS DE SUBDUCCIY ZONAS DE SUBDUCCINN


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CVM

AVCA

San Martn

EvermanChichn

TresVrgenes

Colima

Tacan

Placa de Cocos

Pico de Orizaba

Popocatpetl

Ceboruco

LA TRINCHERADE ACAPULCO

5.2.3 MAGMATISMO EN LAS FALLAS TRANSFORMES

a) Como no hay distensin ni acrecin, el volcanismo es muy escaso o nulo. Porlo general no se producen fenmenos volcnicos, aparentemente por la faltade una componente distensiva.

b) Si llega a existir, ser alcalino.

c) Extrusin rpida del magma con poca mezcla o contaminacin y escaso

fraccionamiento o diferenciacin magmtica.

e) Son mas ricos en TIO2 ( !.5 A 3.0 % ) y lcalis (0.1 A 1.0%) Que en lasdorsales

f) La ausencia de lavas diferenciadas seala un fraccionamiento dbil y unaascensin rpida del magma primario.


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5.2.3 MAGMATISMO EN LAS FALLAS TRANSFORMESa) No hay distens in ni acrecin, el vo lcanismo es muy escaso o nulo.b) Si llega a exist ir, ser alcalino.c) Extrusin rpida del magma con poca mezcla o contaminac in y escaso

fraccionamientoo diferenciacin magmtica.

5.2.4 MAGMATISMO EN LOS ARCOS INSULARES

a) Magmas toleiticos y calcoalcalinosb) Los toleiticos son muy semejantes a los de las dorsales ocenicas pero

contienen trazas de U.c) La serie calcoalcalina son andesitas de augita e hiperstena en estrato volcanes

con fragmentos de roca grantica del sub. estrato.d) Contenido en SiO2 entre 45 y 70 %, con predominio del 53 % (andesitas

baslticas ) en contraste con el de la serie calco alcalina, en donde el tipo mscomn es la andesita.

e) Bajo contenido de K2O (de 0.2 A 1 %)Relaciones iniciales Sr87/Sr86, del orden de 0.703 a 0.704, ligeramentemayores que las de las toletas abisalesBajo contenido de Tierras raras

La serie calco alcalina de los arcos insulares

El tipo petrogrfico ms frecuente es la andesita de orto y clinopiroxenoEl SIO2 es de 50 a 66 %Alto contenido en Al2O3, entre 17 y 18 %

K2O entre 0.5% (BASALTOS) y 1.0 a 1.5 % (ANDESITAS)ENRIQUECIMIENTO EN TIERRAS RARAS LIGERAS


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5.2.45.2.4MAGMATISMO ENMAGMATISMO EN

ARCOSARCOSINSULARES.INSULARES.a) Magmasa) Magmas toleiticostoleiticos yy

calcoalcalinoscalcoalcalinos ..

b) Los magmasb) Los magmastoleiticostoleiticos son muyson muysemejantes a los desemejantes a los delas dorsaleslas dorsalesoceocenicas pero connicas pero contrazas de U.trazas de U.

c) La serie calcoc) La serie calco alcalina;alcalina;sonson andesitasandesitas dedeaugita e hiperstenaaugita e hiperstena enen

estratoestrato--volcanesvolcanes conconfragmentos defragmentos de rocarocagrangrantica del substrato.tica del substrato.

5.2.5 MAGMATISMO EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS OCEANICAS

1.- Es alcalino2.- Es producto de los Hot Points3.- Hay variacin regular en las edades de las lavas de un mismo alineamiento

volcnico.

Morgan (1972) demostr que sobre un mismo alineamiento volcnico las lavaspresentan una variacin regular en edad.

Por ejemplo, la Cordillera Emperador-Hawaii, cuya edad vara entre 75 m.a. al nivel dela fosa de las Aleutianas hasta 0 en la isla de Hawaii, en donde el vulcanismo esactivo, la relacin:

dl/dt = 7 200km / 75 m.a.= 7 200 x 105/ 75 x 106= 10 cm /ao

Es del mismo orden de magnitud que la velocidad de expansin del fondo ocanicocalculada para el Pacfico.


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5.2.6 MAGMATISMO EN EL INTERIOR DE LAS PLACAS CONTINENTALES

1.- Es alcalino, a veces toleitico2.- El alcalino esta presente en los rifts (valles de fisura) y en los arqueamientos.3.- Se deben a un ascenso en la discontinuidad del Moho.4.- El toleitico puede ser el mismo material alcalino pero contaminado.5.- Difcil de definir porque un cierto nmero de volcanes, inclusive alejados de las

dorsales, estn relacionados con la expansin del fondo ocenico.

THORPE Y SMITH ( 1975 ) CONSIDERAN A LAS ISLAS VOLCNICAS RECIENTES Y LOSVOLCANES SUBMARINOS QUE ESTAN SITUADOS A MS DE 2 000 KM DE LAS DORSALES COMOVULCANISMO INTRAPLACAS .

En el caso de los continentes, Gilluly (1971) propone fijarlo a ms de 700 km de latrinchera ocenica

EN EL NE DE FRICA, BAJO LOS MACIZOS VOLCNICOS CENOZOICOS, EXISTE UNABOMBAMIENTO DEL SUBSTRATO, QUE PODRA CORRESPONDER A UNA ASCENSIN DE LAASTENSFERA, A VECES AFECTADO POR GRANDES FISURAS (RIFTS) Con MAGMASALCALINOS


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Lavas del fondo ocenico

PERTENECEN EN SU MAYOR PARTE A LA SERIE ALCALINA Y, SALVO EXCEPCIONES, el Na > K.

El vulcanismo toletico est subordinado.

Su contenido en K, Ti, tierras raras ligeras, as como en elementos incompatibles yradiognicos es ms elevado que en las dorsales.


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probablemente contaminados con material de la cua mantlicauprayacente.

de la corteza continental (anatexis) da lugar a magmas deomposicin rioltica.

OS PARA EXPLICAR EL ORIGEN DE LAS ROCAS GNEAS SEUEDEN AGRUPAR EN TRES:

ranitizacin, anatexis y fusin parcial de rocas preexistentes.

.1 DIFERENCIACIN MAGMATICA

n fracciones que llegan aero relacionadas

e distinguen dos tipos de diferenciacin;

6 EVOLUCION DE LOS MAGMAS

iptesis sobre el origen de las rocas gneas.

a o dos fuentes primarias, aartir de las cuales se generaran todas las rocas gneas.

s tipos deaterial original para la generacin de magmas en tres ambientes distintos:

quecidos en SiO2,l2O3, FeO, CaO, Na2O, K2O y H2O en las dorsales mesocanicas.

HEstas hiptesis han variado desde la idea de que cada tipo de roca gnea ha sidoengendrado por un magma inicial de composicin qumica particular, lo cual implicabams de 150 magmas diferentes, hasta la suposicin de unpLa mayora de los petrlogos aceptan, en la actualidad, la existencia de trema) La fuente del magma basltico estara en la fusin selectiva del material peridotticoque constituye el manto (ol + cpx+opx gr), dando lquidos enriA

b) La subduccin de la corteza ocanica transporta las rocas baslticas a profundidad,donde sufren fusin parcial, dando lugar a magmas de composicin andestica odactica, muysc) La fusin parcialcLOS PRINCIPALES MECANISMPDiferenciacin magmticaAsimilacin y mezclas magmticasG6DEFINICION: Diferenciacin magmtica es el conjunto de procesos mediante loscuales un magma original primario, homogneo se separa eformar rocas de composiciones diferentes pS

DIFERENCIACIONMAGMATICA

Diferenciacionmagmatica

Cristalizacionfraccionada

Separacide fases nl uidas

Por miscibilidad limitada

Por gravedadPor difusin y conveccinPor transferencia gaseosaPor transferencia acuosa

Presin

Filtrante

Etapas deconsolidacionma mat Ica

ORTOMAGMATICAPEGMATITICANEUMATOLITICA


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) Diferenciacin magmtica sensu stric to.

Cristalizacin f raccionada.

n de una o varias fasesquidasa partir del magma padre, antes de la cristalizacin.

esos que han sidoiscutidos y criticados por Bowen (1928) y que son los siguientes:

imitada

Por transferencia acuosa

or Miscibilidad limitada.

silicatada en forma de gotitas inmiscibles que se

comprobado que los silicatos en fusin son miscibles entre s endas proporciones.

temaarbonatos-silicatos) y en basaltos ricos en hierro, tanto terrestres como lunares.

or Gravedad.

iento de los iones y

sos tal fenmeno acaece contrema lentitud, por lo que no tendra gran importancia

ifusin y conveccin.

partes ms fras, en cantidadesroporcionales a la diferencia de temperatura.

modo que se formara un frente bsico, como se observa en

ecanismo no opera a la escala necesaria paraxplicar los principales tipos de rocas.

ransferencia de voltiles.

ue el vapor de agua es capaz de disolver y transportar laslice y las sales alcalinas.

AB)Diferenciacin magmtica sensu stric to, que es la separacilLas soluciones se pueden separar de acuerdo con varios procd

a) Separacin de fases lquidas Por miscibilidad l Por gravedad Por difusin y conveccion Por transferencia gaseosa

PAl observar el comportamiento de las escorias de fundicin de los metales, Vogt(1921) dedujo que al descender la temperatura, una mezcla homognea de sulfuroslquidos se separa de la fraccindepositan como fraccin fundida.Sin embargo, se hatoEste proceso es posible solo en magmas muy alcalinos (inmiscibilidades en el sisc

PEn un magma completamente lquido se puede producir el hundimmolculas lquidas de mayor peso, bajo la accin de la gravedad.Sin embargo, Bowen demostr que en los magmas viscoex.DLudwig y Soret. en una solucin cuyas partes se encuentran a la misma temperatura,los elementos disueltos estn en equilibrio unos con otros; si este equilibrio se rompe,dichos elementos se desplazan hacia laspEn una cmara magmtica las paredes son mas fras. Los primeros cristales delborde, esencialmente mficos, continuarn creciendo por difusin, desde el interiorhacia el borde dealgunos granitos.Sin embargo, se considera que este meT

Se ha podido comprobar q


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DE MANERA ANLOGA, UNA CORRIENTE GASEOSAO ACUOSA QUE ATRAVIESE UNA CMARAMAGMTICA PODRA ACTUAR COMO COLECTOR Y VEHCULO DE TRANSPORTE DE LOSCONSTITUYENTES MS VOLTILES DEL MAGMA.Es poco probable que este proceso se produzca a grandes profundidades, por lomenos hasta que la cristalizacin, y por tanto la diferenciacin, estn muy avanzadas.

SIN EMBARGO, EN LA PROXIMIDAD DE LA SUPERFICIE, LA EMISIN DE GASES MAGMTICOSSE PUEDE PRODUCIR EN GRAN ESCALA Y CONTRIBUIR NOTORIAMENTE AL PROCESO DEDIFERENCIACIN.

Se considera que la fenitizacin de la roca encajonante que rodea a los complejosalcalinos es una manifestacin de dicha transferencia.

6.2 CRISTALIZACION FRACCIONADA

Cristalizacin fraccionada es la separacin consecutiva de una o varias fasesslidas a partir del magma inicial.

Ciertos minerales de las rocas gneas se encuentran asociados, debido a quecristalizan a la misma temperatura, mientras que otros rara vez aparecen juntos.

Ejemplos: olivino y labradorita , en el primer caso y cuarzo y anortita, en el segundo.

Ello implica una cristalizacin fraccionada, mecanismo propuesto por Bowen en 1928

EN UN MAGMA, LAS SUBSTANCIAS MS INSOLUBLES O MS PESADAS SON LAS PRIMERAS ENCRISTALIZAR, COMO POR EJEMPLO EL OLIVINO, LOS PIROXENOS, LAS PLAGIOCLASASCLCICAS Y ALGUNOS MINERALES ACCESORIOS.Por otra parte; SE OBSERVA QUE, DEBIDO A LA SUBSTRACCIN DE LOS MINERALESFERROMAGNESIANOS Y CLCICOS, EL MAGMA RESIDUAL SE ENRIQUECE PROGRESIVAMENTE

EN COMPUESTOS MS LIGEROS, COMO SLICE Y LCALIS.

Las series de reaccinA medida que tiene lugar la cristalizacin tiende a mantenerse el equilibrio entre lasfases lquida y slida, de modo que al descender la temperatura los primeros cristalesreaccionan con el lquido y cambian de composicin.

LA REACCIN PUEDE SER PROGRESIVA, DE MODO QUE SE PRODUCEN SERIES DEREACCINCONTINUA, COMO ES EL CASO DE LAS PLAGIOCLASAS, EN DONDE LOS TRMINOS CLCICOSQUE CRISTALIZAN PRIMERO, SE VUELVEN CADA VEZ MS RICOS EN SODIO, AL DESCENDER LATEMPERATURA.

POR OTRO LADO, CON EL DESCENSO DE LA TEMPERATURA CIERTOS MINERALES

FERROMAGNESIANOS SE TRANSFORMAN EN OTROS MINERALES DE ESTRUCTURASCRISTALINAS DIFERENTES, COMO EL OLIVINO EN PIROXENOS Y STOS A SU VEZ ENHORNBLENDA; TALES CAMBIOS CONSTITUYEN LAS SERIES DE REACCIN DISCONTINUA.

Series de reaccin de Bowen. Temperaturas de P.F.

T(C) Serie discontinua;1890 Olivino Mg1205 Olivino Fe1557 Piroxeno Mg1470 Piroxeno Fe

Hornblenda

Biotita870 Cuarzo


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T (C) Serie continua

1553 Anortita1480 Bitownita1370 Labradorita1270 Andesina1185 Oligoclasa1135 Albita1118 Ortoclasa

Los minerales de alta temperatura de ambas series cristalizan juntos;Los basaltos que contienen plagioclasas clcicas, incluyan tambin al olivino ypiroxenos magnesiano.

Los minerales de baja temperatura tambin tienden a asociarse, de tal suerte que labiotita, los feldespatos alcalinos y el cuarzo se encuentran juntos en las riolitas.

Si la reaccin es incompleta, debido a un enfriamiento rpido o a otras causas, losprimeros miembros de las series de reaccin pueden persistir como vestigios orelictos en la roca final; esta es la razn por la que se observan feldespatoszoneados o cristales de un mineral ferromagnesiano envuelto por otro.Obviamente Bowen pensaba que sus series constituan un punto de vista demasiadosimplificado pero instructivo sobre la cristalizacin de un determinado tipo de magma

NO SE DEBE GENERALIZAR QUE LAS SERIES DE BOWEN SE APLICAN A TODOS LOS MAGMASBAJO TODAS LAS CONDICIONES..

La Presin Filtrante.

UNA VARIANTE DE LA CRISTALIZACIN FRACCIONADA.TIENE LUGAR CUANDO UN MAGMA QUE HA CRISTALIZADO SLO PARCIALMENTE SE VESUJETO A PRESIN POR EFECTO DE CIERTOS PROCESOS TECTNICOS.El lquido residual es expulsado e inyectado en la porcin cristalizada del mismomagma o en las rocas encajonantes, en donde generar rocas muy diferentes de lasque resultaran de la consolidacin del magma inicial.SI ESTA EXPULSIN SE REPITE EN ETAPAS DIFERENTES DAR LUGAR A DIFERENTES TIPOSDE ROCAS.Mediante este proceso se ha explicado la formacin de pegmatitas, diques y vetas.

ETAPAS DE CONSOLIDACION MAGMATICA

Etapas sucesivas en la consolidacin de los magmasPaul Niggli (1938) considera a la Litsfera como un complejo polifactico al cual esposible aplicarle la regla de las fases.Para ello construy varios diagramas que tratan de explicar las cinco etapas sucesivasde la consolidacin de los magmas en las rocas gneas y en los yacimientos mineralesrelacionados con ellas, a las que denomin de la manera siguiente:

ORTOMAGMTICAPEGMATTICANEUMATOLTICAHIDROTERMALSOLFATRICA


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Diagrama de NIGGLI

V = Volatil

R = Refractario

a1 Inicio de la cristalizacin del magma

Etapa ortomagmtica

Durante esta etapa cristalizan los silicatos que van a formar la roca principal delmacizo plutnico, desde el olivino hasta el cuarzo, y minerales de importanciaeconmica, como la pentlandita, nicolita, cromita, ilmenita, magnetita y diamante, ascomo los metales nativos del grupo del platino.Al final de esta etapa la roca se ha consolidado, quedando en solucin los voltiles y laparte ms soluble de los refractarios.

Etapa pegmatticaDurante esta etapa el lquido residual se infiltra en las fracturas de la roca gnea y delas rocas encajonantes.

LOS VOLTILES QUE LLEVAN LOS REFRACTARIOS DAN LUGAR A LA FORMACIN DE GRANDES

CRISTALES (MAYORES DE 32MM) QUE CONSTITUYEN LAS ROCAS, POR LO GENERALFILONIANAS, QUE SE DENOMINAN PEGMATITAS.

Algunas de ellas se explotan por su contenido en litio, berilio, niobio, tntalo, torio,tierras raras, micas, feldespatos para cermica, cuarzo piezoelctrico y piedraspreciosas como el zafiro y rub (variedades del corindn), la esmeralda, aguamarina,heliodoro y morganita (variedades del berilo), as como el topacio.

Etapa neumatolticaEn la etapa neumatoltica el material intersticial es gaseoso y al circular a travs de losporos de las rocas se comportar sobre todo como agente destructor. En su presencialos feldespatos son seudomorfizados por:

La turmalina (turmalinizacin)Las werneritas (escapolitizacin), o bien porUna mezcla de cuarzo y mica blanca (greisenizacin)


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En la aureola periplutnica se individualizan, adems filones de cuarzo que puedencontener elementos explotables, como el Sn, W, Mo y Bi, a partir de la casiterita,wolframita, molibdenita y bismutinita, respectivamente, denominada la tetraloganeumatoltica.

Etapa hidrotermalEn la etapa hidrotermal el vapor de agua se condensa, dando lugar a lquidos quepueden contener diversos minerales solubles.El enfriamiento de las soluciones produce la precipitacin de dichos minerales, dandoorigen a yacimientos de:

CobreOroPlomoZincPlataAntimonio, etc.

La roca puede sufrir las siguientes alteraciones hidrotermales:Caolinizacin de los feldespatos potasicosSericitacin de las plagioclasasCloritizacin de la biotita y hornblendaUralitizacin de los piroxenosSerpentinizacin del olivino, y laPropilitizacin , fenmeno que da lugar a la formacin de rocas verdes compuestas

de epidota, actinolita y clorita, acompaadas de sericita, calcita, albita y pirita,quecon frecuencia son indicios de una mineralizacin sulfurosa hidrotermal.

Etapa solfatrica

Finalmente, en la etapa solfatrica se escapan gases como el SO3, CO2y H2BO3.En algunos lugares se llegan a explotar el brax y el azufre nativo, generados en estaetapa.

6.3 ASIMILACION y MEZCLAS MAGMATICAS

Es el proceso mediante el cual el magma original se incorpora al material con el quese haya en contacto, sufriendo modificaciones en su composicin.

Es la destruccin total o parcial de rocas o magmas originales para reconstruir unmagma nuevo que puede incluso llegar a ser homogneo pero de composicin

intermedia de acuerdo con bowen. Por ejemplo:La asimilacin puede ser de;a) Rocas encajonantesb) Xenolitosc) Otro magma de composicin diferente (mezcla de magmas o hibridizacin).

De este modo, el magmaoriginal puede sufrir una modificacin en su composicin,dicindose en estos casos que se ha contaminado.Composicin del material obtenido.

La composicin de la roca gnea resultante cuando este magma contaminado cristalizadepender de:

Las composiciones del magma original y del material asimiladoLa proporcin en que se encuentre este ltimo.


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El magma, a menos que est supercalentado a temperaturas superiores al liquidus,est limitado en la cantidad de roca que puede fundir. Se podr esperar un granporcentaje de fundido slo si:

La roca invadida est ya muy calienteEst compuesta fundamentalmente de vidrioSu temperatura solidus est mucho ms abajo que la del magma.

Condiciones para que haya asimilacin.

Desde el punto de vista fsico-qumico es posible representar a la asimilacin como unproceso complejo de reacciones recprocas entre el magma y el material incorporado,intercambio que tiene lugar hasta la completa homogeneizacin.

ESTE FENMENO SE TRADUCE EN LA DESTRUCCIN DE LOS MINERALES ORIGINALES Y EN LAFORMACIN DE NUEVOS MINERALES EN EQUILIBRIO CON LAS NUEVAS CONDICIONESREQUERIDAS PARA LA EVOLUCIN DEL MAGMA.

La asimilacin ser ms rpida entre mayor sea el desequilibrio entre el magma y el

material incorporado, como es el caso del material grantico disuelto por un magmabaslticoEn cambio, un xenolito de arenisca arcsica ser asimilado difcilmente por un magmarioltico, dadas sus composiciones similares.

Productos obtenidos por asimilacin.

Por el proceso de asimilacin se ha sugerido la gnesis de diversas rocas gneas,tales como:Dioritas y andesitas, por;

Reaccin del magma rioltico con gabros, basaltos o calizasReaccin del magma basltico con rocas silicas, y rocas feldespatidicas,

Asimilacin de calizas o dolomas por magmas silcicos.

6.3 GRANITIZACIN Y ANATEXIS

Es el fenmeno por el cual una roca que puede ser de la corteza continental o de lacorteza ocenica y ha sido conducida a grandes profundidades alcanza presiones ytemperaturas que permiten los procesos ultra metamrficos y cuasi magmticas enfacies de granulitas. Eso sucede principalmente en el espacio de la corteza continentaly algunas veces en el contacto profundo de la corteza ocenica.

La granitizacion y la tectnica

CLASIFICACION DE LOS GRANITOS BASADA EN EL EMPLAZAMIENTO TECTONICO

GRANITOIDES OROGENICOS De Arcos de islas De Margenes continentales (subduccion) De Colision de placas continentales

GRANITOIDES TRANSICIONALES Post orogenicos (formacion de calderas)

GRANITOIDES ANOROGENICOS Continentales (de rift) Puntos calientes


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Oceanicos (de dorsal) Puntos calientes

Seccion esquematica de los Himalayas mostrando las zonas de deshidratacion y fusion parcialque produce leucogranitos. Le Fort (1988)


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IMITE ENTRE EL METAMORFISMO Y EL MAGMATISMO

te agua. La definicin estricta del lmite es cuando se inicia la formacin de

mente formando migmatitas este fenmeno

un metamorfismo de alto grado con un rango demperatura y presin no definido.

a fusin parcial

ctrica,

ALA MUNDIAL, EL MAGMA DEBESLIDAS.

ondic iones para producir la fusin parcial.

icional -la entalpia de fusin- paramper las retculas cristalinas y producir lquidos.

LEs variable, depende de la composicin mineralgica y el contenido de fluidosppalmenfluidos.Las rocas cuarzo-feldespticas funden fcilse conoce comoAnatxia o Granitizacion.Las anfibolitas no funden en las mismas condiciones.La Anatxia es considerada comote

L

La fase esencial requerida por definicin por cualquier magma es lquida.LA GEOFSICA SEALA QUE NO EXISTEN DEPSITOS DE MAGMA LQUIDO EN LA CORTEZATERRESTRE O EN EL MANTO SUPERIOR A NIVEL MUNDIAL.Bajo la litsfera ocenica o bajo algunos volcanes como el Etna se han detectadozonas con velocidades ssmicas anormalmente bajas y de alta conductividad elen rocas con una pequea fraccin de lquido intersticial, pero slo a nivel local.EN AUSENCIA DE UNA FUENTE LQUIDA PERMANENTE A ESCGENERARSE POR FUSIN DE ROCAS PREVIAMENTE

CPara iniciar la fusin no basta elevar la temperatura de una masa rocosa por encimadel solidus, sino que se requiere de una energa adro


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UNA VEZ ALCANZADA LA TEMPERATURA DE FUSIN, EL CALOR EXTRA NECESARIO PARA ELCAMBIO DE SLIDO A LQUIDO PUEDE SER TAN GRANDE COMO EL LLEVAR AL SLIDO A ESATEMPERATURA.

Cuando un componente esencial del lquido se ha consumido por completo, no habrgeneracin posterior de lquido, a menos que la temperatura aumente de tal modo que

la fusin comience de nuevo en un sistema ms simple en donde falte esecomponente.

LA INESTABILIDAD GRAVITACIONAL Y LA GRAN CANTIDAD DE CALOR REQUERIDA PARAPRODUCIR LQUIDOS HACEN MUY IMPROBABLE QUE UN MACIZO ROCOSO SE PUEDA FUNDIRPOR COMPLETO.

Tipos de material y ambientes de generacin de los magmas.

La mayora de los petrlogos aceptan, en la actualidad, la existencia de tres tipos dematerial original para la generacin de magmas en tres ambientes distintos:

a) La fuente del magma basltico estara en la fusin selectiva del material peridotticoque constituye el manto (ol + cpx+opx gr), dando lquidos enriquecidos en SiO 2,Al2O3, FeO, CaO, Na2O, K2O y H2O en las dorsales mesocanicas.b) La subduccin de la corteza ocanica transporta las rocas baslticas a profundidad,donde sufren fusin parcial, dando lugar a magmas de composicin andestica odactica, muy probablemente contaminados con material de la cua mantlicasuprayacente.c) La fusin parcial de la corteza continental (anatexis) da lugar a magmas decomposicin rioltica.MIGMATITAS.Existen varios tipos de migmatitasMigmatitas tipo veta. Los leucosomas forman una red ramificada irregular de vetas

que separan bloques de melanosomas.Migmatitas estromaticas. Son las migmatitas mas comunes, forman capasconcordantes alternadas de leuco y melanosomas.Nebulitas . Predominan los leucosomas que se mezclan irregularmente con losmelanosomas formando manchas nebulosas.Agmatitas. Fragmentos de protolito o protolito brechado en matriz de leucosoma

7 GNESIS DE LOS MAGMAS CALCIALCALINOS.

Magma primarioEs aqul capaz de producir por diferenciacin todos los miembros de una serie de

rocas gneas.

DEBE POSEER LA TEMPERATURA LIQUIDUS MS ALTA DE LA SERIE.

Su contenido en minerales esenciales y accesorios debe ser tal que su sustraccinprogresiva condiciones las composiciones de las rocas que se van formando con cadamagma residual diferenciado. Generalmente los magmas bsicos o maficos renenestas condiciones, por o tanto, la mayora de las series magmticas son maficas.

Circunstancias para que se fundan las rocasPor sismologa se sabe que la corteza y el manto se comportan como slidos; portanto, los magmas que se originan en esos lugares se deben a la fusin parcial de

las rocas, ms que a la movilizacin de un fundido preexistente en una cmaramagmtica.


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EL PROBLEMA DE LA GNESIS DE LOS MAGMAS ES, EN CONSECUENCIA, FUNCIN DE LASCIRCUNSTANCIAS BAJO LAS CUALES SE FUNDEN LAS ROCAS. ENTRE ELLAS SEPUEDEN CONSIDERAR:

La liberacin de la presin litostticaLa migracin de las rocas a reas de mayor temperatura o menor presinLa adicin de fluidos

El calor producido por desintegracin radiactiva o por friccinLOS MAGMAS QUE SE HAN CONSIDERADO COMO PRIMARIOS SON, PRINCIPALMENTE, LOSBASLTICOS Y LOS GRANTICOS.

7.1 LA SERIE CALCIALCALINA.

DefinicionesLa serie calcialcalina consiste de la asociacin volcnica basalto-andesita-dacita-riolita, acompaada con frecuencia de la asociacin plutnica gabro-diorita-granodiorita-granito

LOS MIEMBROS VOLCNICOS MS ABUNDANTES SON LOS ANDESTICOS, MIENTRAS QUE LOSPLUTNICOS SON LOS GRANTICOS-GRANODIORTICOS

Su localizacin en zonas tectnicamente activas, tanto antiguas como recientes,sugiere una estrecha relacin entre la gnesis de la serie, el mecanismo fundamentalde la orognesis y la evolucin de las mrgenes continentales y arcos insulares

LOS VOLCANES QUE DAN LUGAR A MAGMAS CALCIALCALINOS SE LOCALIZAN EN REGIONESSITUADAS ENTRE 80 Y 150 KM POR ENCIMA DE LOS PLANOS DE BENIOFF, RELACIN QUESUGIERE QUE SU GNESIS ES FUNCIN DE PROCESOS QUE ACAECEN EN DICHOS PLANOS OEN SUS CERCANAS.

Correspondencia entre los miembros volcnicos y plutnicosLA EROSIN DE ANTIGUAS ZONAS DE SUBDUCCIN HA EXPUESTO A MENUDO A LOSMIEMBROS INTRUSIVOS DE LA SERIE LOS QUE, EN MUCHOS CASOS, SE DERIVAN DEL MISMOMAGMA RESPONSABLE DE LOS MIEMBROS VOLCNICOS Y REPRESENTARAN SIMPLEMENTEUNA CRISTALIZACIN MS PROFUNDAEn otros casos, sin embargo, parecen haber experimentado una evolucin petrolgicams compleja, dado que la correspondencia entre ambos miembros no es siempreisoqumica y dada la preponderancia de los miembros cidos en la asociacinplutnica y los intermedios en la volcnica

Comportamiento de la cristalizacin a presin atmosfricaTilley et al.(1967) Y Brown y Schairer (1968) demostraron que la temperatura liquidus

de los miembros de las series toletica y alcalina disminuyen a medida que aumenta larelacin FeO+Fe2O3 / MgOEN CAMBIO, LAS TEMPERATURAS LIQUIDUS DE LAS ROCAS DE LA SERIE CALCIALCALINA NOMUESTRAN RELACIN ALGUNA CON ESE PARMETRO.

Otra caracterstica importante de la serie calcialcalina es la alta temperatura decristalizacin de la plagioclasa y el amplio intervalo de temperatura en que estemineral cristaliza solo.Por ejemplo, en las dacitas la plagioclasa se comienza a formar a 1 275 C ycontina cristalizando en un intervalo de 100 C antes de que se le rena elpiroxenoEstas relaciones hacen muy poco probable que la serie calcialcalina provenga de lacristalizacin fraccionada de magmas baslticos, pues las rocas con un altocontenido normativo de plagioclasa, como las andesitas o dacitas, constituiran unabarrera trmica entre basaltos y riolitas.


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7.2 Teoras Sobre la gnesis de la serie calcialcalina.

a) Cristalizacin fraccionada de un magma basltico (Bowen, 1928).b) Contaminacin del magma basltico con material de la corteza silica (Daly, 1933),

en particular sedimentos del fondo ocanico arrastrados al manto a lo largo de laszonas de subduccin (Coats, 1962)

c) Fusin parcial del basalto de la corteza ocanica metamorfoseado a anfibolitas ocuarzoeclogitas en las zonas de subduccin (Green y Ringwood, 1968)

d) Fusin parcial del manto peridottico bajo condiciones hidratadas(Poldervaart,1955)

f) Fusin parcial de la corteza ocanica y reaccin de los lquidos generados con elmanto suprayacente (Nicholls y Ringwood, 1973).

g) Fusin parcial de material silico y modificacin posterior del magma generado porcontaminacin con material bsico o por hibridismo(Holmes,1932; Turner yVerhoogen, 1960).

7.2.1 cris talizacin de un magma basltico

ARGUMENTOS A FAVOR:En un magma toletico rico en agua, es decir bajo presiones elevadas del O2, la

magnetita sera uno de los primeros minerales en cristalizar, lo que conducira a unempobrecimiento en hierro de los miembros intermedios y flsicos de la serie.

La cristalizacin precoz de la kaersutita, anfbol pobre en SiO2 y rico en TiO2,explicara el enriquecimiento de aqul y el empobrecimiento de ste en los miembrosflsicos e intermedios.

La geofsica sugiere la presencia de grandes cantidades de gabro debajo de las fajasorognicas, el cual representara el material sustrado a un magma basltico paragenerar un magma andestico.

ARGUMENTOS EN CONTRA:

Las andesitas son las rocas ms abundantes de las fajas orognicas y no los basaltos.

La ausencia de enriquecimiento en Fe de los miembros intermedios de la serie dificultala explicacin de su procedencia de magmas baslticos toleticos o alcalinos

7.2.2 contaminacin

ARGUMENTOS A FAVOR:Cuando las relaciones Sr87/Sr86 son altas (del orden de 0.720) no se excluye quealgunos miembros flsicos de la serie se originen en la corteza por un procesoanatcticoMuchas caractersticas de las asociaciones plutnicas de las zonas de subduccin

parecen requerir una larga secuencia de procesos deasimilacin cortical.


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En algunos casos no sepuede excluir la incorporacin de cantidades pequeas desedimentos en las rocas andesticas que explicaran satisfactoriamente la presencia dealgunos elementos como el bario y la composicin isotpica del estroncio.

ES POSIBLE, PUES, QUE EN LA GNESIS DE LOS MIEMBROS FLSICOS DE LA SERIEINTERVENGA MS DE UN PROCESO, EN GRADOS , LUGARES Y TIEMPOS DIFERENTES.

As,Taylor (1969) seala dos etapas:1 ) fusin parcial del manto para formar lacorteza ocanicade las dorsalesy 2) fusin parcial subsecuente de esta corteza enlaszonas de subduccin.

ARGUMENTOS EN CONTRA:No se aplica en reas donde las rocas de la serie descansan directamente sobrecorteza ocenica.

En muchas rocas calcialcalinas se obtienen valores bajos en la relacin Sr87/Sr86 (delorden de 0.7035), cercanos a los del manto e inferiores o iguales a los de los basaltosde las dorsales que derivaron de un manto empobrecido

CONTENIDOS BAJOS EN ELEMENTOS INCOMPATIBLES (K,Rb, Ba, Cs, Th, U....) QUE EXCLUYENUNA CONTAMINACIN SILICA

Temperaturas liquidus de miembros intermedios de la serie demasiado altas (mayores de 1 000C ) incluso en condiciones hidratadas, lo que hace poco probable lagnesis de magmas andesticos en la corteza

Estudios sobre la abundancia de elementos traza de los sedimentos ocanicos yandesitas ha demostrado que el contenido de aqullos en stas representa slo unpequeo porcentaje.

PARECE SER QUE EL CONTENIDO EN ELEMENTOS MAYORES DE LA SERIE CALCIALCALINA ESORIGINAL Y NO REFLEJA UN GRADO IMPORTANTE DE CONTAMINACIN POR SEDIMENTOS.2)

7.2.3 fusin parcial de la corteza ocanica en las zonas de subduccin

La introduccin de agua en la placa ocanica subducente favorece la transformacinde los basaltos en anfibolitas, las cuales son susceptibles de sufrir una fusin parcialposterior, a presiones que pueden alcanzar hasta 10 kb (35 km), dando lugar amagmas toleticos o calcialcalinosSI P AGUA < P LITOSTTICA SE PUEDE OBTENER UN MAGMA CALCIALCALINO Y UN RESIDUOCONSTITUIDO ESCENCIALMENTE DE ANFBOL Y PIROXENO

A profundidades del orden de 70 km (20 kb) y bajo condiciones anhidras, las toletasde cuarzo se transforman a cuarzoeclogitas

Entre 100 y 150 km de profundidad la fusin parcial de la cuarzo-eclogita, en ausenciade agua, genera lquidos de composicin andestica, mientras que bajo condicioneshidratadas es riodactico, dejando un residuo de clinopiroxeno y granate.

El producto resultante sera funcin de la profundidad y temperatura a la que ocurre lafusin parcial y del grado de fraccionamiento sufrido por el magma as formado.

Sin embargo, este modelo no considera la interaccin de los magmas as obtenidos

con la cua del manto suprayacente a la zona de Benioff.


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7.2.4 Fusin parcial del material peridot tico bajo condiciones hidratadas

Poldervaart(1955) sugiri que el producto de la fusin parcial de un manto superiorultramfico, bajo condiciones de alta PH2O, sera ms andestico que basltico

OHara (1968) demostr que en un medio hidratado y para P= < 10 Kb, los primeroslquidos provenientes de la fusin parcial de peridotitas son ricos en Qz normativo , loscuales podran generar la serie calcialcalina

Kushiro y Kuno (1969) realizaron experimentos en el sistema MgO-SiO2-H2O. En laFig:XII-1se observa que a 20Kb y con exceso de agua, por encima de 1275C laenstatita funde incongruentemente produciendo algo de forsterita y un lquido ms ricoen SiO2 que la enstatita. El campo de cristalizacin del olivino muestra una notableexpansin por comparacin con las condiciones anhidras, en donde no alcanza lacurva liquidus de saturacin en slice, al desaparecer el peritctico

DE ESTE MODO SE GENERARA UNA TOLETA CON UN PEQUEO PORCENTAJE DE QZNORMATIVO, PERO LA FORMACIN DE MAGMAS ANDESTICOS O DACTICOS (CON 10 A 25% DE

ESE MINERAL) ES DIFCIL DE VISUALIZAR POR ESTE PROCESO.

Para explicar la formacin de estos magmas Kushiro et al.(1972) realizaronexperimentos en una lherzolita de espinela, arrojada como xenolito por el volcn SaltLake de Hawaii

El vidrio resultante de la fusin parcial de esa peridotita, que coexista con olivino ypiroxenos residuales, era rico en SiO2 y pobre en FeO y MgO, comparable a unadacita, aunque su porcentaje en CaO (10.2) era demasiado alto.

LOS AUTORES SEALARON LA POSIBILIDAD DE QUE UN AUMENTO EN EL GRADO DE FUSINPARCIAL DE LA ROCA EMPOBRECERA ESE PORCENTAJE.

Basndose en las dos ltimas hiptesis mencionadas Nicholls y Ringwood (1973)elaboraron un modelo coherente de generacin de los magmas calcialcalinos, que seresume a continuacin.

7.2. 5 Reaccin de los lquidos generados por la Fusin parcial de la cortezaocanica con el manto suprayacente

La fusin parcial de la corteza ocanica subducente tiene lugar a temperaturasentre 750 y 900C, bajo condiciones hidratadas, dando lugar a magmas ricos enslice con un residuo de eclogita a profundidades mayores de 100 kmESOS MAGMAS ASCIENDEN Y REACCIONAN CON EL MANTO, TRANSFORMANDO LAPIROLITA EN PIROXENITA, LA CUAL SUBE A SU VEZ POR DIAPIRISMO Y SUFRE FUSINPARCIAL

Aquellos diapiros que ascienden desde la zona de Benioff a profundidades de 100a 150 km y que experimentan una segregacin magmtica entre 60 y 100 km, conun 20% de fusin parcial darn lugar a magmas toleticos

Si la segregacin acaece entre 40 y 70 km los magmas sern de andesitabasltica, mientras que a profundidades menores de segregacin (20-40 km),sern andesticos.Despus de segregarse de sus diapiros, los magmas ascienden sufriendofraccionamiento en sistema cerrado, con la separacin de las fases siguientes:

Granate y piroxeno, entre 70 y 100 km de profundidad Anfbol, piroxeno y olivino, entre 40 y 70 km Plagioclasa y piroxeno, a profundidades menores


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DE ESTE MODO SE PUEDE GENERAR TODA UNA AMPLIA GAMA DE LQUIDOSCALCIALCALINOS DE COMPOSICIN BASLTICA A RIOLTICA, SIENDO LOS MSFRECUENTES LOS ANDESTICOS, COMO CORRESPONDE A LA SERIE CALCIALCALINA

7.3 resumen de las tres teorias sobre la genesis de las series calcoalcalina.A medida que profundiza el plano de Benioff tiene lugar el paso progresivo deminerales hidratados a minerales anhidros en la corteza ocanica subducente

El agua as generada emigra hacia el manto peridottico suprayacemte abatiendo elsolidus y, en consecuencia, provocando la fusin parcial de la peridotita

EL MAGMA RESULTANTE ES RICO EN SIO2, POBRE EN FeO Y MgO Y DE NATURALEZAANDESTICA-DACTICA

Como la fusin parcial, bajo condiciones anhidras, de una lherzolita de espinelagenera magmas toleticos a presiones inferiores a 15 kb, y magmas alcalinos apresiones superiores a 20 kb, as como magmas calcialcalinos bajo condicioneshidratadas, los tres magmas tipo ms importantes se pueden formar a partir del mismomaterial bajo distintas condiciones.

ESTA SIMPLIFICACIN DEL PROBLEMA DE LA GNESIS DE LOS MAGMAS HACE MUYATRACTIVA LA HIPTESIS

7.4 Gnesis de los magmas calcialcalinos en las zonas de subduccin

Material original = Corteza ocenica (Basaltos toleticos).

Metamorfismo + introduccin de agua a P inferiore a 15kb (50km) = Anfibolitas.

Deshidratacin de las anfibolitas y reaccin de los lquidos generados con el mantosuprayacente= MAGMAS TOLETICOS DE LOS ARCOS INSULARES.

Deshidratacin de anfibolitas = Formacin de cuarzo eclogitas en el plano de Benioff.

Deshidratacin de las serpentinitas del manto= Fusin parcial de las cuarzoeclogitas.

Reaccin del lquido cuarzoeclogtico con el manto suprayacente = Piroxenitas.

Fusin parcial de la piroxenita y ascenso diaprico subsecuente = MAGMASCALCIALCALINOS DE LOS ARCOS INSULARES.

Fusin parcial de la piroxenita, ascenso diaprico y reaccin con la corteza continentalo fusin de sta = MAGMAS CALCIALCALINOS DE LAS MRGENES CONTINENTALES.

Deshidratacin casi completa del plano de Benioff a presiones superiores a 20kb(70km) = MAGMAS SHOSHONTICOS O ALCALINOS.

7.5 Gnesis de las rocas plutnicas calcialcalinas

Es mucho ms compleja y poligentica que la de las rocas volcnicascorrespondientes

Se han invocado los procesos siguientes: ULTRAMETAMORFISMO Y ANATEXIS DE LA CORTEZA


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HIBRIDISMO O MEZCLA DE MAGMAS CRISTALIZACIN FRACCIONADA DE MAGMAS CALCIALCALINOS DIFUSIN AL ESTADO SLIDO (GRANITIZACIN)

Se ha llegado a un acuerdo de que la mayora de los magmas calcialcalinosascienden desde profundidades de 150 km a partir del plano de Benioff.

Su enfriamiento a travs del manto y la corteza constituye una fuente de calor enlas rocas circundantes, lo que provocara metamorfismo y anatexis.

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8. CALDERAS

8.1 ANTECEDENTES

Primero determinaremos el trmino caldera: Williams (1941), lo defini como unadepresin volcnica grande, mas o menos circular o en forma de circulo. Esto es unrasgo morfolgico generalmente mas grande que un crter volcnico. La mayora delas calderas conocida son producto de hundimiento (colapso). Smith (1968) incluyedentro del termino caldera todas las estructuras de subsidencia volcnica sin importarforma o tamao, profundidad de erosin o conexin con volcanismo superficial. Smithincluye depresiones volcanotectnicas grandes de forma mas o menos rectangular oirregular y otras estructuras que estn relacionadas a procesos genticosfundamentales que controlan la formacin de calderas, pero cuya forma estacontrolada por la tectnica regional. En el caso de la Sierra Madre Occidental por elsistema de fallamiento de sierras y cuencas.

El termino fractura anularse usa como referencia a las fracturas y fallas que limitan oestn relacionadas a la parte hundida o colapsada. En la mayora de las calderasestas fracturas estn acomodadas mas o menor circularmente, pero en otras no. (Sialgunos no pueden imaginarse una fractura anular recta, entonces cambiaremos eltrmino a fractura maestra o fractura limitante). Sin embargo, como las fracturasanulares no son simples, sino forman amplias zonas, el termino seria zona defracturamiento anular (o zona de fracturamiento maestro). En algunas calderas, elvolcanismo del fracturamiento anular puede estar fuera de las fallas principales delrea hundida.

El termino caldera resurgente (Smith y Bailey 1968) lo define como una calderadonde el bloque hundido despus de la subsidencia inicial, ha sido levantado,

generalmente en la forma de un domo estructural. El domo estructural puede estarfracturado radialmente o concntricamente, o ambos, adems esta comnmenteasociado a fallas secundarias producidas por el levantamiento. Las calderasresurgentes comnmente, pero no necesariamente, exhiben volcanismo resurgente opostresurgente alo largo de las fracturas anulares o a lo largo de las fracturas dentrodel domo estructural.


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EVOLUCION DEL VESUVIO

8.2 ETAPAS DE EVOLUCION DE LAS CALDERAS

Smith et al (1964) usando como modelo la caldera Valles de Nuevo Mxico reconoceuna serie de siete etapas de eventos volcnicos, estructurales y sedimentarios. Loseventos sedimentarios son superficiales en comparacin con los volcnicos yestructurales, pero no solo sirven para marcar el tiempo de ausencia de eventosvolcnicos antes o despus del resurgimiento dmico, sino que puede ser de valor

critico en la determinacin del tiempo relativo de la resurgencia dmica y los eventosvolcnicos dentro de la secuencia total.

ETAPA 1. Combatimiento regional y formacin de las fracturas anulares.


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El combamiento regional se refiere al arqueamiento de un rea ms grande que lamarcada por las fracturas anulares exteriores. Esta etapa es muy lenta y durante unperiodo muy largo de las cuales tendrn ligar las erupciones catastrficas deignimbritas y tobas. Evidencias de este combatimiento son muy ambiguas, y quizs enla mayora de los casos la mejor evidencia del combatimiento es la misma zona defracturamiento anular, si se puede demostrar que las fracturas existan antes de laerupcin de las ignimbritas.

ETAPA 2.

La zona de fracturamiento anular parece ser la nica fuente de salida de lasignimbritas, esto sugiere fuertemente la existencia de fracturas anulares pre-emplazamiento de las ignimbritas.

Muchas calderas tienen actividad volcnica por la zona de fracturamiento anular aundespus del hundimiento central, en contraste con la actividad puntual o centralizadade un volcn. Esto supone un bloque central intacto que se hunde y cuyos lmites son

las fracturas anulares formadas durante el combatimiento. O arqueamiento de unaparte del terreno con la consecuente formacin de fracturas radiales y concntricas, alo largo de las cuales ocurre el subsecuente hundimiento. Claro que estearqueamiento y fracturamiento anular no son preludios necesarios para la formacinde una caldera en un volcn con salida puntual o central, sin embargo, ver los estudiosdel volcn Santa Elena en Oregn, U.S.A

ETAPA II. ERUPCIONES FORMADORAS DE LA CALDERA.

El arqueamiento regional termina cuando hacen erupcin grandes volmenes deignimbrita a partir del sistema de fracturamiento del combatimiento. Los volmenes deignimbrita que salen varan de 50 500 Km3, la duracin de las erupciones que

producen ese volumen de ignimbritas es desconocido. Esto puede ser en poco tiempo,poco tiempo significa unos aos pero con amplio margen. Conderaciones de rasgoserosinales dentro de los depsitos entre dos ignimbritas en la caldera Valles (Smith yBailey, 1968), parecen indicar que poco menos de 10 aos es un periodo real.

ETAPA III. HUNDIMIENTO DE LA CALDERA

Debido a las evidencias en el modelo de la caldera Valles, la erupcin y el hundimientoson dos etapas separadas pero los procesos son concurrentes, especialmente cuandolos volmenes de ignimbrita que hicieron erupcin son muy grandes. El hundimientofinal debe seguir despus de las erupciones mayores de la etapa II. La etapa II no esel tiempo de emplazamiento de los diques anulares, estos tienen lugar en etapas

posteriores cuando la presin positiva del magma se ha restaurado. Los diquesanulares que se forman durante las etapas erupcin hundimiento son angostos,residuales, mas bien rellenan fracturas y quiz con hinchamientos o arqueamientoslocales, los cuales estn relacionados a focos eruptivos prominentes y que sondiferentes fsica y genticamente a los anchos diques anulares que estn asociados alos complejos anulares.

Es posible que en algunas calderas el hundimiento empieza durante la etapa I pordoblamiento o fallamiento de un graben apical en la parte mas alta del combamiento.Pero si el hundimiento inicial se puede demostrar, ste no oscurece la secuencia deeventos mayores indicados aqu como etapas. El hundimiento de las calderas tienelugar a lo largo de fracturas anulares verticales o casi verticales. De hecho lo que sehunde es un cilindro intacto de corteza, mas que una forma cnica o un hundimiento


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catico. Esto nos ayuda para distinguirlo de las calderas comunes de los volcanescentrales.

ETAPA IV. VOLCANISMO Y SEDIMENTACION DE PRERESURGENCIA

El periodo que sigue inmediatamente despus del hundimiento de la caldera es unperiodo de extremo desequilibrio, tanto en la cmara magmtica como dentro de lacaldera.

Indudablemente, las paredes verticales inestables de la caldera sufren excavacin,avalanchas, derrumbes y deslizamientos por gravitacin. Con la restauracin parcialde la presin del magma, este depsito de sedimentos gruesos puede estaracompaada por erupciones piroclsticas y / o derrames. Y simultneamente los lagostambin se pueden formar dentro de la caldera.

El relleno de sedimentos es un proceso continuo, una vez que la caldera, se haformado. Pero es til conocer que los eventos posteriores al hundimiento dependendel estado de erosin de la caldera. La duracin de la etapa IV es corta y algunasveces no se puede distinguir de los depsitos de la etapa V.

EATAPA V. DOMOS RESURGENTES O RESUSRGENCIA DE LA CALDERA

La mayora de las calderas presentan domos centrales estructurales bien definidos.Estos domos se caracterizan por tener grabens longitudinales, radiales o apicales, uotro tipo de fallas de distensin o ambos. Los echados radiales del aluvin despus dellevantamiento en el centro de la caldera, varan desde horizontales hasta mas de 65.Los mximos relieves estructurales en los grabens es ms de 1000 metros.

En general la resurgencia de las calderas esta acompaada por volcanismo defractura anular. La actividad puede ser intrusita y/o efusiva y tambin puede ser a lolargo de los grabens u otras fracturas en el domo (resurgencia)

Los lagos son una parte integral de la historia despus del colapso o hundimiento delas calderas y la ausencia completa es anormal, aunque algunos lagos pudieron haber


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sido drenados a travs de un arroyo principal o algo as. Ms aun, se puede especularque la resurgencia provoca el inicio del drenado del lago formado por el hundimiento.Esto es, el drenado del lago es una consecuencia de la resurgencia del ciclo de lacaldera.

ETAPA VI. MAXIMO VOLCANISMO DE LA FRACTURA ANULAR

El volcanismo del lmite de la caldera o zona de fractura anular sigue a la formacin dela resurgencia. En la etapa VI termina la ltima erupcin de la evolucin de unacaldera. A veces esta etapa puede requerir otras subdivisiones basadas en la marcadavariacin de la composicin de los materiales producidos.

El volcanismo de esta etapa VI, comnmente estn interestratificados o sobreyacen almaterial no deformado de los sedimentos lacustres y relleno de la caldera que se

acumul despus de la resurgencia. Mucho de ese relleno puede derivarse de laserupciones piroclsticas de esta etapa. Estas erupciones, son de menor dimensin y

cubren reas mas reducidas, las cuales pueden llegar a separarse. La duracin deesta etapa VI es de 800,000 aos +- 100,000 mucho mayor que las anteriores aexcepcin de la primera y la ultima.

ETAPA VII. ACTIVIDAD SOLFATRICA FINAL Y DE AGUAS TERMALES

Las aguas termales y las solfataras probablemente estn activas a travs de la mayorparte de la evolucin de una caldera y se puede establecer que esta etapa VII traslapatodas las anteriores. Sin embargo, esta continua aun despus de que las erupcioneshan terminado, es la razn por la que constituye la actividad final de la disminucin dela actividad volcnica.

CONSIDERACIONES

Esta ultima etapa puede durar mucho tiempo sobre todo en las calderasepicontinentales, como es el caso en Mxico, los sistemas hidrotermales activos pormucho tiempo sugieren un gran potencial para la formacin de yacimientos minerales.Parece lgico pensar que las etapas VI y VII de la evolucin de una caldera tendrnuna duracin mayor, si las calderas a que se refieren son mas grandes, esto se debe aque es mayor el volumen de magma involucrado, aunque tambin puede influir otrosfactores como la forma y la profundidad de la cmara magmtica. Si seguimos en estalnea de razonamiento, los sistemas hidrotermales activos grandes periodos seasocian generalmente con los volcanes silicios.

La relacin es particularmente bien demostrada si es comparada con las vastas reasde rocas alteradas hidrotermalmente que estn asociadas con el volcanismo silito dela Provincia de Cuencas y Sierras, y se podr demostrar algn da, que la mayor partede la alteracin epitermal de la provincia de Cuencas y Sierras esta relacionada a laactividad final de las calderas de la Sierra Madre Occidental.

Ya algunos autores han calculado el numero de posibles calderas existentes dentrodel rea de la Sierra Madre Occidental, de acuerdo al volumen del material volcnico yse proponen desde 50 hasta mas de 400; la verdad es que hasta la fecha son menosde 10 calderas las que han sido reconocidas plenamente y la mayora de ellas dentrodel Estado de Chihuahua.


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(2)En e l plutn existen zonas de composicindiferente, con magma viscoso rico en slice(SiO2) y gases disueltos en el techo(naranja). En un momento dado se produce laerupcin. Sobre una gran factura anular se

desarrollan columnas plinianas.

(3) Minutos u horas despus, se hunde eltecho del plutn a todo lo largo de la fractura,dejando una caldera; las columnas plinianasceden paso a coladas piroclsticas (3).

(4) La erupcin dura pocos das. Colmata lacaldera con ignimbrita y cubre la regincircundante (4). La pared de la calderaempieza ya a erosionarse (punteado negro).

(1) Magma situado a solo unos 4 o 5 Km de lasuperficie. Forma un pluton que vaenconchando la superficie

(5) Tambin puede formarse un lago

(6)Mucho despus, durante un perodo

de algunos centenares de miles deaos, la intrusin de magma nuevo enel plutn provoca una nueva ascensinde parte del fondo de la caldera.

(7)Persiste una actividad volcnicamenor a lo largo de la factura anular.

(8)El calor del plutn puede impulsarcorrientes convectivas de agua rica enminerales y dar lugar a manantialestermales y giseres en la superficiedurante millones de aos.

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actividad ignea y tectonica de placas

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