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Articulo de referencia

Cratón de Dharwar

Mapa de localización del cratón de Dharwar. El área sombreada representa el cratón de Dharwar. Generado con GeoMapApp (Ryan et al., 2009). [ 1 ] El cratón de Dharwar es un crató...

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Mapa de localización del cratón de Dharwar. El área sombreada representa el cratón de Dharwar. Generado con GeoMapApp (Ryan et al., 2009). [ 1 ]

El cratón de Dharwar es un cratón de corteza continental arcaica formado entre 3.6 y 2.5 mil millones de años atrás ( Ga ), que se encuentra en el sur de la India y se considera la parte más antigua de la península india . [ 2 ] 

Estudios de la década de 2010 sugieren que el cratón puede dividirse en tres bloques corticales, ya que muestran una historia de acreción diferente (es decir, la historia de colisiones de bloques). [ 2 ] El cratón incluye los bloques occidental, central y oriental, y los tres bloques están divididos por varias zonas de cizalla . [ 2 ] [ 3 ]

Las litologías del cratón de Dharwar son principalmente gneises TTG (tonalita-trondhjemita-granodiorita) , secuencias de rocas verdes volcánico-sedimentarias y granitoides calcoalcalinos . [ 1 ] El cratón de Dharwar occidental contiene las rocas del basamento más antiguas, con secuencias de rocas verdes de entre 3,0 y 3,4 Ga, mientras que el bloque central del cratón contiene principalmente gneises TTG migmatíticos , y el bloque oriental contiene cinturones de rocas verdes de 2,7 Ga y plutones calcoalcalinos . [ 4 ]

La formación de la roca del basamento del cratón de Dharwar se originó por puntos calientes intraplaca (es decir, actividades volcánicas causadas por plumas del manto desde el límite núcleo-manto), la fusión de la corteza oceánica subducida y la fusión de la corteza de arco oceánico engrosada . [ 2 ] La fusión continua de la corteza de arco oceánico y el ascenso del manto generaron los plutones TTG y sanukitoides sobre el cratón de Dharwar. [ 5 ] [ 6 ]

Panorama general de la geología regional

Mapa geológico simplificado del cratón de Dharwar, que muestra los bloques occidental, central y oriental. Modificado de Jayananda et al., (2018). [ 2 ]

El cratón de Dharwar, situado en el sur de la India, está rodeado geográficamente por el mar Arábigo , la trampa del Decán , el cinturón móvil de los Ghats orientales y el cinturón de granulitas del sur. [ 7 ]

Tradicionalmente, el cratón de Dharwar incluye el bloque occidental y el bloque oriental. [ 2 ] La zona de milonita en el límite oriental del cinturón de rocas verdes de Chitradurga es el margen entre el bloque occidental y el bloque oriental. [ 8 ] El cinturón de rocas verdes de Chitradurga es un cinturón supracrustal lineal alargado que tiene 400  km de longitud de norte a sur. [ 9 ]

La cratonización es un proceso importante para la formación de un cratón con masas continentales suficientes y estables. [ 2 ] En cuanto a las edades de los bloques, el bloque occidental es más antiguo, con una edad de cratonización de alrededor de 3.0 Ga, mientras que el bloque oriental es más joven, con una edad de cratonización de alrededor de 2.5 Ga. [ 4 ]

Sección transversal simplificada del cratón de Dharwar desde el suroeste hasta el noreste, que muestra la zona de cizalla y las intrusiones graníticas. Modificado de Jayananda et al., (2018). [ 2 ]

Litologías

gneises TTG

Las rocas TTG son rocas intrusivas con una composición granítica de cuarzo y feldespato, pero contienen menos feldespato potásico. [ 10 ] En el cratón Arcaico, las rocas TTG suelen estar presentes en batolitos formados por subducción y fusión de placas. [ 10 ] En el cratón de Dharwar se pueden encontrar dos tipos de gneises, que incluyen los gneises típicos de tipo TTG (es decir, TTG tradicional con un componente principal de cuarzo y plagioclasa) y los gneises bandeados TTG de color gris oscuro (relativamente más feldespato potásico que los gneises TTG típicos): [ 10 ]

Secuencias de rocas verdes volcánico-sedimentarias

La roca verde es una roca volcánica metamorfizada, de composición máfica a ultramáfica, que se formó durante erupciones volcánicas en la etapa temprana de la formación de la Tierra. [ 2 ] La secuencia volcánico-sedimentaria de roca verde ocupa la mayor parte del registro cortical del Arcaico, aproximadamente el 30%. [ 2 ] El bloque occidental comprende secuencias de roca verde con sedimentos suficientes, mientras que el bloque central y el bloque oriental comprenden secuencias de roca verde con rocas volcánicas suficientes pero con sedimentos menores. [ 2 ]

Sanukitoides (granitoides calcoalcalinos)

Los sanukitoides son granitoides con alta composición de magnesio que se forman comúnmente por eventos de colisión de placas en el Arcaico. [ 2 ] En el cratón de Dharwar, no hay registros de sanukitoides en el bloque occidental. Sin embargo, hay muchas intrusiones de granitoides en el bloque central, que disminuyen en el bloque oriental. [ 2 ]

Granitos anatécticos

El granito anatéctico es un tipo de roca formada por la fusión parcial de la roca cortical preexistente, que es relativamente más joven que el TTG y la roca verde en el cratón de Dharwar. [ 1 ] Los granitos generalmente atraviesan las rocas más antiguas. [ 1 ]

Registro metamórfico

Cuando las rocas estaban bajo subducción, experimentaron altas temperaturas y presiones que llevaron a cambios químicos y texturales de las rocas (es decir, metamorfismo ). [ 2 ] Las asociaciones minerales de las rocas metamórficas pueden indicarnos qué tan altas son la temperatura y la presión cuando están bajo el pico del metamorfismo (el progreso con la presión y temperatura más altas). [ 2 ] Las rocas metamórficas en el Cratón de Dharwar generalmente registraron asociaciones minerales desde facies de anfibolita hasta facies de granulita: [ 2 ]

acreciones de la corteza arcaica

Las acreciones se refieren a las colisiones entre placas que dan lugar a la subducción de placas. Las acreciones de corteza son importantes en el cratón de Dharwar, ya que las erupciones volcánicas continuas causadas por estas acreciones dieron lugar a la formación de la corteza continental félsica del Arcaico. [ 2 ]

El gráfico muestra la distribución de circones según sus edades U-Pb. Muestra los 5 principales eventos de acreción cortical con rangos de edad de 3450–3300, 3230–3200, 3150–3000, 2700–2600 y 2560–2520 Ma. Modificado de Jayananda et al., (2015, 2018). [ 2 ] [ 6 ]

Para determinar cuándo ocurrieron las acreciones de la corteza del Arcaico, se podría utilizar la datación de isótopos padre-hija, como la desintegración uranio-plomo (U-Pb), para averiguar las edades de los eventos. [ 2 ]

Según las edades U-Pb de circón de los gneises TTG del cratón de Dharwar, hubo 5 eventos de acreción importantes que llevaron a la formación de la corteza continental félsica del Arcaico. [ 2 ] Los eventos ocurrieron con rangos de edad de 3450–3300, 3230–3200, 3150–3000, 2700–2600 y 2560–2520 millones de años ( Ma ). [ 2 ]

El bloque occidental registra los dos primeros eventos de acreción de la corteza, que ocurrieron hace 3450 Ma y 3230 Ma. [ 4 ] Las tasas de crecimiento continental de ambos eventos son rápidas, ya que dieron lugar a la proliferación del vulcanismo de rocas verdes. [ 4 ]

El bloque central registra 4 eventos de acreción importantes, que ocurrieron en 3375 Ma, 3150 Ma, 2700 Ma y 2560 Ma. [ 13 ] Los datos isotópicos sugieren que la escala del crecimiento continental debido a la acreción de corteza félsica fue grande durante 2700–2600 Ma y 2560–2520 Ma, lo que condujo al vulcanismo de rocas verdes a gran escala en ese momento. [ 13 ]

El bloque oriental registra los dos últimos eventos de acreción importantes ocurridos en 2700 Ma y 2560 Ma con un crecimiento continental masivo. [ 22 ]

Eventos de reelaboración de la corteza terrestre

La reelaboración cortical implica la destrucción de rocas antiguas ( protolitos ) y su regeneración en rocas nuevas. La corteza continental es relativamente antigua si ha experimentado eventos de reelaboración cortical. En las rocas que han sufrido reelaboración cortical, minerales como el circón, que es difícil de fundir, se conservan en las rocas reelaboradas. Algunos circones nuevos, de menor edad, se formarían durante estos eventos. [ 3 ]

Los eventos de reelaboración de la corteza ocurrieron en el rango de tiempo de 3100–3000 Ma. [ 6 ] Los 3 bloques corticales registran los eventos de reelaboración de la corteza en 2520 Ma debido al ensamblaje final del supercontinente Superia. [ 3 ]

En el bloque occidental, se registraron dos eventos de reelaboración. El primero ocurrió entre 3100 y 3000 Ma, dando lugar al emplazamiento de granito. [ 6 ] El segundo evento de reelaboración provocó el emplazamiento de granitos entre 2640 y 2600 Ma. [ 23 ]

Para el bloque central, el evento ocurrido en 3140 Ma se considera como la reelaboración cortical más temprana debido al evento de acreción TTG entre 3230 y 3140 Ma en el bloque central del cratón. [ 19 ]

Para el bloque oriental, el segundo evento de reelaboración de temperatura más alta se registró en el centro del bloque, que ocurrió entre 2640 y 2620 Ma. [ 19 ] El evento de reelaboración está relacionado con el vulcanismo de rocas verdes del evento de acreción TTG en 2700 Ma. [ 19 ]

Formación y evolución

Modelo de punto caliente intraplaca

Diagrama anotado del modelo de punto caliente intraplaca anterior a 3400 Ma, que forma las mesetas oceánicas. Modificado de Jayananda et al., (2018). [ 2 ]

Antes de los 3400 Ma, el ascenso de magma desde el manto dio lugar al entorno de punto caliente intraplaca. [ 5 ] El magma ascendente formó las mesetas oceánicas con komatiitas y basaltos komatiíticos en la corteza oceánica. [ 5 ] [ 24 ]

Fusión en dos etapas de la corteza oceánica

Diagrama evolutivo de la fusión en dos etapas de la corteza oceánica durante 3350-3100 Ma, que dio origen a los plutones TTG. Modificado de Jayananda et al., (2018) y Tushipokla et al., (2013). [ 2 ] [ 5 ]

Después de que se formaron los puntos calientes de la pluma del manto, el entorno tectónico fue seguido por la fusión en dos etapas, que incluyen la fusión de la corteza oceánica subducida y la fusión de la corteza del arco oceánico engrosada . [ 25 ]

Hace 3350 Ma, debido al empuje de las dorsales oceánicas ( dorsales oceánicas ), parte de la corteza oceánica se subdujo bajo el manto. [ 2 ] La subducción provocó la fusión de la corteza subducida y formó magma que ascendió a la corteza oceánica y formó la corteza de arco de islas oceánicas. [ 2 ]

Durante el período 3350–3270 Ma, el fundido hidratado máfico a ultramáfico formado por la fusión de la placa fundió la base de la corteza del arco oceánico engrosada, que formó el fundido TTG, así como los protolitos magmáticos de los TTG en la corteza del arco oceánico. [ 2 ] [ 5 ]

Durante el período 3230–3100 Ma, la colisión continua de la corteza del arco de islas oceánicas, las TTG y las mesetas oceánicas, formadas en la etapa anterior, provocó la fusión de la corteza juvenil en el arco de islas oceánicas, lo que generó plutones de trondhjemita en 3200 Ma. [ 26 ] El emplazamiento de la trondhjemita generó calor y fluidos que llevaron a la fusión que hizo que la corteza TTG de baja densidad ascendiera mientras que las rocas volcánicas de piedra verde de alta densidad se hundían, lo que desarrolló las estructuras de domo-quilla entre las TTG y las rocas verdes. [ 26 ]

Etapa de TTG de transición

Las TTG transicionales, registradas en los bloques central y oriental, se formaron entre 2700 y 2600 Ma. Estas TTG transicionales presentan un enriquecimiento relativo en elementos incompatibles . [ 27 ] Este enriquecimiento podría explicarse por la subducción de alto ángulo y la interacción química entre la cuña del manto y el magma de la corteza subducida. [ 27 ]

Durante los 2700 Ma, el bloque central y oriental del cratón de Dharwar se había desarrollado en microcontinentes . [ 28 ] La meteorización y erosión de los microcontinentes produjo una gran cantidad de aporte detrítico al fondo oceánico y a la zona de subducción. [ 28 ] Por lo tanto, la placa subducida con una gran cantidad de sedimento llevó elementos incompatibles al manto debido a una subducción de alto ángulo. [ 28 ] La cuña del manto interactuó con la placa, lo que provocó el enriquecimiento parcial de los elementos incompatibles en la cuña y generó magma máfico a intermedio. [ 2 ] El magma máfico ascendió y se acumuló bajo la corteza del arco oceánico, lo que provocó la fusión parcial de la corteza del arco engrosada y enriquecida con elementos incompatibles, y su magma se mezcló para formar las TTG transicionales durante 2700–2600 Ma. [ 28 ]

Transición de la fusión de la corteza oceánica a la fusión del manto

Después de la acreción transicional TTG, la corteza oceánica subducida e inflexible se rompió y cayó en la astenosfera , lo que provocó el ascenso del manto bajo la corteza preexistente. [ 29 ] La roca del manto ascendente subió a poca profundidad y fundió el manto superior para generar magma intermedio a máfico. [ 29 ] Luego, el magma se intruyó en la parte media de la corteza. [ 29 ] Experimentó diferenciación en cámaras magmáticas. [ 29 ] El calor del magma se transfirió a la roca circundante, lo que provocó la fusión parcial de gneises y la formación de granitoides calcoalcalinos. [ 29 ]

magmatismo sanukitoide

El modelo muestra la acreción transicional TTG, pasando de la fusión de la corteza oceánica a la fusión del manto, así como el magmatismo sanukitoide durante 2740-2500 Ma. Modificado de Jayananda et al., (2013, 2018). [ 2 ] [ 1 ]

Los sanukitoides se formaron durante los eventos de acreción magmática del Neoarcaico , originados en el manto con bajo contenido de dióxido de silicio y alto contenido de magnesio. [ 30 ] El magma sanukitoide podría generarse por subducción de placas o por la formación de plumas. [ 30 ]

Los sanukitoides creados por la subducción podrían conducir a la alteración química de la cuña del manto y a la fusión de la misma. [ 31 ] La cuña del manto peridotítico se mezcló con fundidos intermedios a félsicos. [ 31 ] Esto puede explicarse por la mezcla de los fundidos TTG previos. [ 32 ] Los sanukitoides creados por la formación de plumas conducirían a intrusiones sanukitoides con alto contenido de magnesio y bajo contenido de dióxido de silicio. [ 32 ]

El magmatismo sanukitoide no está relacionado con los eventos de acreción TTG durante 3450–3000 Ma. [ 2 ] El magmatismo fue seguido por el evento de acreción transicional TTG en 2600 Ma y solo ocurrió en los bloques central y oriental. [ 2 ] Dado que los sanukitoides están enriquecidos tanto en elementos incompatibles como compatibles, mientras que los TTG no lo están, esto indica que la aparición del magmatismo sanukitoide muestra el cambio tectónico de fusión de la corteza oceánica a fusión del manto durante el período de 2600–2500 Ma. [ 2 ]

Cierre de las zonas de subducción

Durante el período 2560–2500 Ma, los tres bloques se unieron para formar el cratón de Dharwar y todas las zonas de subducción se cerraron, seguido del metamorfismo regional debido a la liberación de calor del manto durante el período 2535–2500 Ma. [ 33 ] La cratonización final terminó en 2400 Ma a través de un enfriamiento lento. [ 33 ]

Implicaciones para la historia de la corteza terrestre a nivel mundial

Véase también

Referencias

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