FUSIÓN-DEL-MANTO-Y-LA-GENERACIÓN-DE-MAGMA-BASÁLTICO

FUSIÓN DEL MANTO Y LA GENERACIÓN DE MAGMA BASÁLTICO.

Empecemos por considerar la Tierra como una simple máquina de generación de magma, lo que reduce el problema de la generación de fusión a sus parámetros más simples. Como los capítulos siguientes revelarán, la corteza de la Tierra se genera a través del tiempo por la fusión del manto (aunque, una vez creado, rocas de la corteza pueden experimentar varios episodios de reelaboración de rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas). Por tanto, nos centraremos en el primer proceso en esta secuencia, el responsable de la generación de la corteza y permitiendo que los otros procesos que ocurran: la fusión parcial del manto. Descubriremos que el producto común de esta fusión es el basalto, con mucho, el tipo más común de roca volcánica generó hoy. Como veremos en el capítulo 11, la mayor parte del espectro de tipos de rocas ígneas pueden derivarse a partir de material basáltico primitivo por algún proceso evolutivo como cristalización fraccionada, asimilación, etc. La generación de magma basáltico del manto es, pues, un primer paso crítico en el desarrollo de una amplia comprensión de la génesis de magma. Debido basaltos ocurren con mayor frecuencia en las cuencas oceánicas, y la estructura de la Tierra es más simple en las áreas oceánicas, que carecen de las complejidades físicas y químicas impuestas por los continentes, comenzaremos nuestra investigación en las cuencas oceánicas.

Generación de basalto, sin embargo, no es suficiente para nuestro modelo. Tabla 8-7 enumera las tres series magmaticas más común, cada uno con su propio tipo de basalto de los padres. Debido a la serie calco-alcalina está restringido principalmente a los límites de placas convergentes en entornos complejos, nos puso a un lado para su posterior consideración en los capítulos 16 y 17. Por el momento, nos centraremos en toleítica y basaltos alcalinos como los principales tipos de magmas basálticos generada por debajo de los océanos. Las principales características petrográficas de cada uno se resumen en la Tabla 10-1. Aunque estas características son comunes, que rara vez se encontrará a todos ellos en un solo ejemplar. Las Toleitas son considerablemente más voluminosas, que se generan en las dorsales oceánicas (basaltos de dorsales oceánicas, o Morbs), así como en algunos centros volcánicos intraplaca dispersos de creación de islas oceánicas. Los basaltos alcalinos se limitan a las ocurrencias intra-placa. Ambos tipos de magma son distintos, y cada uno evoluciona a tipos más silícicos por caminos separados, como se discutió en el capítulo 8, y se desarrolló en el capítulo 14. Nuestro modelo para la generación de magma desde el manto, entonces, no sólo debe ser capaz de generar basalto, pero debe ser capaz de generar por lo menos estos dos tipos de basalto.

Con esta perspectiva, podríamos empezar por preguntar si la generación de magma en nuestra máquina de magma es un proceso "normal". En otras palabras, será el gradiente geotérmico natural de dar lugar a la fusión del material que comprende la Tierra en profundidad, Si es así, ¿a qué profundidad se producirá la fusión, lo que se funde, y lo que se produce? Si no, debemos preguntarnos qué se puede hacer para derretir las cosas antes de que nos dirigimos a las otras preguntas.

Debido a que los volcanes y las rocas ígneas son fenómenos relativamente comunes, podría verse tentado a responder a nuestra pregunta inicial en sentido afirmativo y decir que se derrite en un producto del gradiente geotérmico normal. Cada estudiante que ha tenido un curso de introducción a la geología, sin embargo, tiene el fondo para responder a esta pregunta con más detalle. El estudio de las ondas sísmicas nos ha permitido evaluar interior de la Tierra (véase el capítulo 1), y nos puede decir algo sobre el estado de la materia en profundidad. Por ejemplo, las ondas S son ondas de corte, por lo que no pueden propagarse a través de un líquido, que no resiste cizallamiento. Debido a que estas ondas pasan a través del manto, se puede deducir que el manto es esencialmente sólida. Sólo el núcleo externo es líquido y no para transmitir las ondas S, pero el material de esta capa es demasiado denso y demasiado profundo para alcanzar la superficie. Los fundidos que llegan a la superficie deben luego ser derivados del manto o como resultados de la corteza. Derrita la corteza se abordarán en los capítulos 17 y 18, y, debido a que la corteza es en última instancia manto derivados de todos modos, vamos a abordar ahora el manto como la fuente última de los magmas.

Las temperaturas de erupción de la mayoría de los basaltos están en el rango de 1100-1200 ° C. Debido a que el magma basáltico debe enfriar a medida que sube, estas temperaturas, en comparación con el geoterma en la Figura 1-7, proporcionan una profundidad mínima de origen que indica una fuente manto al menos 100 km de profundidad. Esta conclusión es apoyada por la profunda actividad sísmica anterior muchos eventos volcánicos. Si el manto superior es la fuente de basaltos, debemos saber en detalle lo que comprende que, antes de que podamos abordar la manera de fundir y lo que se produce cuando se derrite.

• Toleitico:

Caracteristicas: Por lo general, de grano fino, intergranular. No olivino.

Clinopiroxeno = augite (más posiblemente Pigeonita). Hiperstena común. No feldespato alcalino. Vidrio intersticial y / o cuarzo común.

Fenocristales: Olivino raro, zonal, y puede ser parcialmente

reabsorbido o mostrar bordes de reacción de ortopiroxeno.

Ortopiroxeno relativamente común. Temprano plagioclasa común. Clinopiroxeno es augite marrón pálido.

• Alcalino:

Caracteristicas: Por lo general, bastante gruesa, intergranular a ofítica.

Olivino común. Augitatitanífero (rojizo).Hiperstena raro.

Pueden ocurrir feldespato alcalino intersticial o feldespatoide.

Fenocristales: Vidrio intersticial raro, y ausente de cuarzo.Olivino común y dividido en zonas.Ausente ortopiroxeno.Plagioclasa menos común y más tarde en la secuencia.Clinopiroxeno es augitetitanífero, bordes rojizos.

Petrología del Manto:

En el capítulo 1, nos enteramos de que el manto se compone sobre todo de minerales de silicato máficas (olivino y piroxeno). Aunque los datos sísmicos y la gravedad / momento angular pueden poner limitaciones físicas en la composición y mineralogía del manto, y nuestras teorías sobre el origen de la Tierra pueden añadir algunas limitaciones químicas, sólo mediante la observación de muestras directas podemos tener una idea más precisa de lo que está ahí. Las muestras de superficie generalmente aceptadas como de origen manto provenir de las siguientes fuentes:

1. Ofiolitas. Estos son grandes en forma de hoja máficas a ultramáficas masas, que se presumen antigua corteza oceánica y el empuje del manto superior en el borde de los continentes y / o incorporadas a los cinturones de montaña (ver Coleman, 1971, 1977;.Peters et al, 1991). Erosión luego expone una sección característica de sedimentaria, máficas y rocas ultra máficas. Consulte la Figura 13-3 para una sección típica a través de un ofiolita. Ofiolitas muestran un rango considerable en el tamaño, espesor y grado de integridad estructural. Vamos a discutir Ofiolitas más detalle en el capítulo 13, pero por ahora estamos interesados principalmente en las rocas ultramáficas en las partes más bajas, ya que estos se cree que representan una parte significativa de la parte superior del manto ahora expuesta en la superficie de la Tierra.Las pequeñas astillas de presuntos ultramáficas ofiolíticas, ahora desmembrados e incorporados a deformarse cadenas montañosas, se conocen comúnmente como peridotita alpino. Las porciones ultramáficas de ofiolitos y peridotitas alpino tiene una variedad de peridotitas, predominantemente harzburgite y dunite, con wehrlite subordinado, Lherzolita y piroxenita. La mineralogía está dominada por olivino, ortopiroxeno y clinopiroxeno, con menores cantidades de plagioclasa y óxidos minerales, incluyendo magnetita, ilmenita, y espinela ricos en cromo. Horblenda y serpentina parecen ser posteriores minerales hidratados reemplazo. Los ofiolitos más grandes, más intactos nos permiten ver las relaciones geométricas entre diferentes tipos de rocas, pero nuestras observaciones se limitan a la capa más superficial muy (menos de 7 km).
2. Muestras de dragado de las zonas de fractura oceánicas. Las diferencias en la elevación de la cresta pueden dar lugar a restos significativos en muchas zonas de fractura ridge-compensación (fallas transformantes). Era una práctica de muestreo del  manto favorito en los años 1960 y 1970 para arrastrar dragas inferiores de muestreo a lo largo de estos restos. Al igual que con ofiolitos, estas muestras representan sólo el manto superior debajo de esta corteza oceánica. También es imposible saber la ubicación exacta de una muestra de dragado o de las relaciones entre las dos muestras. Muestras de dragado son variadas (Melson y Thompson, 1970; Bonatti et al, 1970;. Thompson y Melson, 1972), pero los tipos son casi idénticos a los expuestos en ofiolita, proporcionado pruebas sólidas de que ofiolitos son de hecho muestras de corteza oceánica y superior manto.
3. Nódulos en los basaltos. Xenolitos ultramáficas, llamados nódulos, en ocasiones se llevan a la superficie por basaltos, generalmente basanitas o basaltos alcalinos (White, 1966; Irving, 1978; Boyd y Meyer, 1979; Menzies, 1983; Frey y Rodin, 1987). Por lo general son puño de tamaño o más pequeños, y los tipos de rocas más comunes son gabro, dunite, harzburgite, espinela Lherzolita, plagioclasaLherzolita, wehrlite, granate Lherzolita y eclogita (a alta presión roca metamórfica granate-piroxeno, químicamente equivalente al basalto ).Algunos xenolitos corticales más bajas también se encuentran en muchos lavas basálticas. Muchos de los nódulos son otolitos, o xenolitos afines, lo que significa que genéticamente están relacionados con el magma, y que no sean recogidos de las rocas de la pared lejos de la fuente de magma. Algunos de estos pueden ser acumula (en particular los gabros y piroxenitas) y otros restites, un refractario (alto punto de fusión) residuo que queda después se derrite parciales se han extraído. Debido a que los basaltos tienen una fuente del manto, restites son ricos en olivino. Con el fin de llevar a estos nódulos olivino rico en densas en suspensión a la superficie, el transporte era aparentemente rápida. Estos nódulos se limitan a basaltos alcalinos y basanitas y no se encuentran en los toleitas más comunes, lo que implica que el primero de viajes más rápidamente, y han tenido menos tiempo para cristalizar o interactuar con las rocas de la pared. Esto ha llevado a varios petrólogos a concluir que los basaltos alcalinos y basanitas son más primitivos que toleitas. Los Lherzolita granate de alta presión se producen sólo en la mayor cantidad de alcalinos y sílice deficiente basaltos, lo que sugiere que tal vez estos basaltos tienen un origen más profundo que los basaltos sílice saturada menos alcalinos y más. Vamos a explorar estas ideas con más detalle a continuación.
4. Xenolitos en cuerpos de kimberlita. Kimberlitas son fenómenos ígneos inusuales que se describen en la Sección 19.3.3. Varias líneas de evidencia sugieren que kimberlitas aprovechar una fuente del manto superior tan profundo como 250 a 350 km, y se desplazan rápidamente a la superficie, con lo que una variedad de muestras del manto y la corteza de la superficie como xenolitos. Kimberlites así nos dan la única visión que tenemos de las muestras del manto por debajo de las capas superiores. Todas las kimberlitas conocidas ocurren en áreas continentales, por lo que los xenolitos representan corteza continental y el manto subcortical. No obstante, el manto en profundidad, al menos, se cree que es similar en ambas áreas continentales y oceánicas. Xenolitosultramáficos son diversas, lo que sugiere un manto superior heterogénea, pero granate Iherzolite y espinela Iherzolite son dominantes entre las muestras de kimberlita más profundas inalterados (Boyd y Meyer, 1979; Mitchell, 1986; Dawson, 1980).

Los datos de las fuentes anteriores (más meteoritos rocosos) nos llevan a creer que el manto se compone de rocas ultramáficas, como se discutió en el Capítulo 1. espinela y granate Iherzolites destacar entre la gran variedad de muestras del manto como principales sospechosos de material del manto inmaculado, porque que tienen la composición (en particular el calcio, aluminio, titanio, y el contenido de sodio) que, cuando se fundió parcialmente, puede producir un líquido de basalto. Este material también tiene la densidad adecuada y las propiedades sísmicas para que coincida con los determinados para el manto (Boyd y Mc-Callister, 1976; verde y Lieberman, 1976; Jordan, 1979). La evidencia experimental indica que copiosa basaltos pueden ser generados por la fusión parcial de dicho material Iherzolitic.

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