En geología, el metamorfismo de temperatura ultraalta ( UHT ) es un metamorfismo cortical extremo con temperaturas metamórficas que superan los 900 °C. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Las rocas de facies de granulita metamorfizadas a temperaturas muy altas se identificaron a principios de la década de 1980, aunque la comunidad geocientífica tardó otra década en reconocer el metamorfismo UHT como un fenómeno regional común. La evidencia petrológica basada en asociaciones minerales características respaldadas 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 corticales en las que la temperatura máxima supera los 900 °C, reconocido ya sea por una termobarometría robusta o por la presencia de una asociación mineral diagnóstica en una composición global y estado de oxidación apropiados, como asociaciones con ortopiroxeno + sillimanita + cuarzo , zafirina + cuarzo o espinela + cuarzo, generalmente en condiciones de presión de estabilidad de la sillimanita en metapelitas [ según Brown (2007) [ 2 ] siguiendo la propuesta de Harley (1998) [ 1 ] ].
Identificación
Los indicadores petrológicos del metamorfismo de ultra alta temperatura (UHT) suelen conservarse en rocas extremadamente ricas en Mg-Al, que generalmente son secas y remanentes . Las asociaciones minerales como zafirina + cuarzo, ortopiroxeno + sillimanita ± cuarzo, osumilita y espinela + cuarzo proporcionan evidencia directa de tales condiciones extremas. Ocasionalmente, asociaciones generalizadas como granate + ortopiroxeno, feldespatos ternarios, pargasita (F-Ti) o pigeonita metamórfica invertida se consideran indicadores típicos del metamorfismo UHT.
Distribución global
Las rocas UHT se identifican ahora en todos los continentes principales y abarcan diferentes edades geológicas que van desde c. 3178 a 35 millones de años asociadas con eventos geológicos importantes. Se han reportado más de 46 localidades/ terrenos con indicadores diagnósticos de UHT en todo el mundo, relacionados con entornos tectónicos tanto extensionales como colisionales ; los dos tipos fundamentales de sistemas orogénicos de la Tierra. [ 3 ] [ 5 ] Las principales rocas UHT del Arcaico se distribuyen en la Antártida Oriental, Sudáfrica, Rusia y Canadá. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Se reportaron granulitas UHT paleoproterozoicas del Cratón del Norte de China (durante la acreción del supercontinente Columbia ), [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] la zona magmática de Taltson, noroeste de Canadá [ 14 ] y South Harris, complejo Lewisian , Escocia. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] Las rocas UHT de la orogenia Grenville del Neoproterozoico se distribuyen en la provincia de los Ghats Orientales, India. [ 19 ] Los yacimientos UHT del Neoproterozoico-Cámbrico (Panafricano) se distribuyen principalmente en la bahía de Lutzow-Holm, Antártida Oriental, [ 20 ] el sur de Madagascar, [ 21 ] Sri Lanka [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] y el sur de la India. [ 11 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] También se han reportado rocas UHT en terrenos más jóvenes como el macizo Kontum del Triásico , Vietnam, [ 34 ] el cinturón Higo del Cretácico , Japón [ 35 ] [ 36] ydel Paleógeno,Alpes. [ 37 ] Los xenolitosde tres millones de añosque entraron en erupción enQiangtangimplican que el metamorfismo UHT continúa bajoel Tíbet. [ 38 ]
Hipótesis reciente
Se propuso una correlación entre la formación episódica de rocas metamórficas de UHT y el ensamblaje episódico de supercontinentes en el Precámbrico. [ 39 ] Sin embargo, la inspección del metamorfismo extremo en márgenes de placas convergentes indica que el ensamblaje supercontinental está asociado con metamorfismo regional de HP a UHT en facies de eclogita a bajos gradientes térmicos de menos de 10 °C/km, mientras que el rifting continental juega un papel crucial en causar metamorfismo regional de HT a UHT en facies de granulita a altos gradientes térmicos de más de 30 °C/km. [ 40 ] En este sentido, la formación episódica de rocas metamórficas de HT a UHT en facies de granulita 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 generalmente se caracterizan por bajos contenidos de agua, esto llevó a la ilusión de la participación de fluidos ricos en CO₂ en la generación de asociaciones UHT diagnósticas según el hallazgo de abundantes inclusiones fluidas de CO₂ puro en estas rocas. [ 13 ] Sin embargo, la extracción de fases líquidas tales como soluciones acuosas y fundidos hidratados de sistemas anatécticos durante el metamorfismo UHT es tan eficiente que la ocurrencia común de inclusiones fluidas de CO₂ puro parece como si el CO₂ entrante pudiera haber amortiguado la actividad del agua y estabilizado la mineralogía anhidra de las rocas UHT. Los fundidos anatécticos fueron extraídos de manera variable de sistemas anatécticos, dando lugar a asociaciones de granulita-migmatita-granito en orógenos de acreción y colisión. [ 40 ] Los complejos de núcleo metamórfico se emplazaron debido al arrastre flotante de fundidos graníticos. La abundante agua se liberó por la deshidratación térmica de la corteza orogénica más baja, aportando soluciones acuosas a la retrogresión en facies de anfibolita de la corteza suprayacente.
Referencias
- 1 2 S.L., Harley (1998). "Sobre la ocurrencia y caracterización del metamorfismo cortical de ultra alta temperatura" . Geological Society, Londres, Publicaciones especiales . 138 (1): 81– 107. Bibcode : 1998GSLSP.138...81H . doi : 10.1144/GSL.SP.1996.138.01.06 .
- 1 2 Brown, M., 2007, Condiciones metamórficas en cinturones orogénicos: un registro de cambio secular. International Geology Review 49, 193-234
- 1 2 Kelsey, DE, 2008, Sobre el metamorfismo cortical de ultra alta temperatura. Gondwana Research 13, 1-29
- ↑ Santosh, M., Omori, S., 2008a, Eliminación de CO₂ : una perspectiva tectónica de placas. Gondwana Research 13, 86-102
- ↑ Santosh, M., Omori, S., 2008b,Ventanas de CO₂ del manto a la atmósfera: Modelos sobre metamorfismo de ultra alta temperatura y especulaciones sobre su 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 zafiro del área del lago Sipiwesk del terreno granulítico Pikwitonei del Arcaico tardío, Manitoba, Canadá: Contributions to Mineralogy and Petrology, vol. 88, págs. 102-112.
- ↑ Harley, SL, 1985, Granulitas con granate y ortopiroxeno de la Tierra de Enderby, Antártida: Evolución metamórfica de la presión, la temperatura y el tiempo del Complejo Napier Arcaico: Journal of Petrology, vol. 26, págs. 819-856.
- ↑ Harley, SL y Motoyoshi, Y., 2000, Zonación de Al en ortopiroxeno en una cuarcita de zafirina: Evidencia de metamorfismo UHT >1120°C en el complejo Napier, Antártida, e implicaciones para la entropía de la zafirina: Contribuciones a la mineralogía y la petrología, vol. 138, págs. 293-307.
- ↑ Fonarev, VI, Pilugin, SM, Savko, KA y Novikova, MA, 2006, Texturas de exsolución de orto- y clinopiroxeno en BIF de alto grado del Macizo Cristalino de Voronezh: Evidencia de metamorfismo de temperatura ultraalta: Journal of Metamorphic Geology, vol. 24, págs. 135-151.
- ↑ Tsunogae et al., 2002
- 1 2 Santosh, M. Sajeev K. y J. Li 2006, Metamorfismo cortical extremo durante el ensamblaje del supercontinente Columbia: Evidencia del cratón del norte de China. Gondwana Research, vol. 10, págs. 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 de ultra alta temperatura del Paleoproterozoico. Gondwana Research 11, 263-285.
- 1 2 Santosh, M., Tsunogae, T., Ohyama, H., Sato, K., Li, JH y Liu, SJ, 2008, Metamorfismo carbónico a temperaturas ultraaltas. Earth and Planetary Science Letters 266, 149-165.
- ↑ Farquhar; Chacko, Thomas; Ellis, David J.; et al. (1996). "Preservación de composiciones isotópicas de oxígeno en granulitas del noroeste de Canadá y la Tierra de Enderby, Antártida: implicaciones para la termometría isotópica de alta temperatura". Contributions to Mineralogy and Petrology . 125 ( 2– 3): 213– 224. Bibcode : 1996CoMP..125..213F . doi : 10.1007/s004100050217 .
- ↑ Baba, S., 1998, Trayectoria PT antihoraria del complejo Lewisiano del sur de Harris, Hébridas exteriores, noroeste de Escocia: Journal of Metamorphic of Geology, vol. 16, págs. 819–841.
- ↑ Baba, S., 1999, Granulitas de ortopiroxeno-cianita/sillimanita con zafirina del sur de Harris, noroeste de Escocia: evidencia de metamorfismo UHT proterozoico en el Lewisiano: Contribuciones a la mineralogía y la petrología, vol. 136, págs. 33-47.
- ↑ Baba, S., 2003, Dos etapas de formación de zafirina durante el metamorfismo progrado y retrógrado en el complejo paleoproterozoico de Lewis en South Harris, noroeste de Escocia: Journal of Petrology, vol. 44, págs. 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, vol. 24, págs. 263–279.
- ↑ Dasgupta, S., Sanyal, S., Sengupta, P., y Fukuoka, M., 1994, Petrología de granulitas de Anakapalle: evidencia de descompresión proterozoica en los Ghats orientales, India: Journal of Petrology, vol. 35, págs. 433–459.
- ↑ Motoyoshi, Y., y Ishikawa, M., 1997, Evolución metamórfica y estructural de granulitas de Rundvågshetta, bahía de Lützow-Holm, Antártida oriental, en Ricci, CA, ed., La región antártica: evolución y procesos geológicos: Actas del VII Simposio Internacional sobre Ciencias de la Tierra Antártica, Siena, Terra Antarctica, pág. 65–72.
- ↑ Jöns, N.; Schenk, Y. (2011). "Las granulitas de ultra alta temperatura del sur de Madagascar en un contexto polimetamórfico; implicaciones para la amalgamación del supercontinente Gondwana". European Journal of Mineralogy . 23 (2): 127– 156. Bibcode : 2011EJMin..23..127S . doi : 10.1127/0935-1221/2011/0023-2087 .
- ↑ Sajeev, K. y Osanai, Y. 2004a, Metamorfismo de temperatura ultraalta (1150 °C y 12 kbar) y evolución multietapa de granulitas de Mg-Al del Complejo de las Tierras Altas Centrales, Sri Lanka, Journal of Petrology, vol. 45, págs. 1821-1844.
- ^ Sajeev, K.; Osanai, Y. (2004b). "«Osumilita» y «espinela+cuarzo» del Complejo Highland, Sri Lanka: un caso de enfriamiento y descompresión tras metamorfismo de ultra alta temperatura» . Journal of Mineralogical and Petrological Sciences . 99 (5): 320– 327. Bibcode : 2004JMPeS..99..320S . doi : 10.2465/jmps.99.320 .
- ↑ Sajeev, K.; Osanai, Y.; Connolly, JAD; Suzuki, S. Ishioka; Kagami, H.; Rino, S. (2007). "Metamorfismo cortical extremo durante un evento neoproterozoico en Sri Lanka: un estudio de granulitas máficas secas". Journal of Geology . 115 (5): 563– 582. Bibcode : 2007JG....115..563S . doi : 10.1086/519778 .
- ↑ Brown, M., y Raith, M., 1996, Primera evidencia de descompresión a temperatura ultraalta en la provincia de granulitas del sur de la India: Journal of the Geological Society, Londres, vol. 153, págs. 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 de metamorfismo de temperatura ultraalta: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, vol. 99, págs. 257–278.
- ↑ Tateishi, K., Tsunogae, T., Santosh, M. y Janardhan, AS, 2004, Primer informe de una asociación de zafirina y cuarzo del sur de la India: Implicaciones para el metamorfismo de ultra alta temperatura. Gondwana Research 7, 899-912.
- ↑ Sajeev, K., Osanai, Y. y Santosh, M. 2004, Metamorfismo de temperatura ultraalta seguido de descompresión en dos etapas de granulitas de granate-ortopiroxeno-sillimanita de Ganguvarpatti, bloque de Madurai, sur de la India. Contributions to Mineralogy and Petrology, vol. 148, págs. 29-46.
- ↑ Sajeev, K., Santosh, M. y Kim, HS 2006, Fusión parcial y evolución de PT del cinturón de metapelitas de Kodaikanal, sur de la India. Lithos v. 92, p. 465-483.
- ↑ Santosh, M., Sajeev, K., 2006. Evolución en sentido antihorario de granulitas de ultra alta temperatura 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 progresivo de alta presión (¿facies de eclogita?). Earth and Planetary Science Letters 242, 111–129.
- ↑ Prakash, D., Arima, M. y Mohan, A. 2006, Metamorfismo UHT en las colinas de Palni, sur de la India: Perspectivas a partir de la termometría de feldespato y los equilibrios de fase. International Geology Review, vol. 48, págs. 619-638.
- ↑ Prakash, D.; Arima, M.; Mohan, A. (2007). "Granulitas máficas de temperatura ultraalta de Panrimalai, sur de la India: Restricciones a partir de equilibrios de fase y termobarometría". Journal of Asian Earth Sciences . 29 (1): 41– 61. Bibcode : 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 de ultra alta temperatura del Pérmico-Triásico en el macizo de Kontum, Vietnam central: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, vol. 99, págs. 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 del Pérmico-Triásico en Asia Oriental. Gondwana Research, vol. 9, págs. 152-166.
- ↑ Dunkley, DJ, Suzuki, K., Hokada, T., Kusiak, MA, 2008, Edades contrastantes entre cronómetros isotópicos en granulitas: datación de monacita y metamorfismo 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, vol. 25, págs. 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". Science . 287 (5462): 2463– 2466. Bibcode : 2000Sci...287.2463H . doi : 10.1126/science.287.5462.2463 . PMID 10741961 .
- ↑ nota-Brown2007-2 nota-Santosh%26Omori2008a-4 (referencia mal formada)
- 1 2 Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Metamorfismo regional en condiciones extremas: Implicaciones para la orogenia en márgenes de placas convergentes. Journal of Asian Earth Sciences, vol. 145, págs. 46-73.
Lecturas adicionales
- Clark, C., ICW Fitzsimons, D. Healy y SL Harley, 2011, ¿Cómo se calienta realmente la corteza continental?, Elements, 7 (4), 235-240.
- Brown, M. y White, RW 2008, Procesos en el metamorfismo de granulitas Journal of Metamorphic Geology, vol. 26, págs. 125-299.
- Sajeev, K. y Santosh, M. 2006, Metamorfismo cortical extremo y procesos relacionados corteza-manto. Lithos v. 92 n. 3-4, p. 321-624.
- Santosh, M., Osanai, Y. y Tsunogae, T. 2004, Metamorfismo de temperatura ultraalta 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, Refinamiento de los registros P–T del metamorfismo cortical de UHT. Geological Society, Londres, Publicaciones especiales, vol. 138, págs. 81-107.
- Zheng, Y.-F., Chen, R.-X., 2017. Metamorfismo regional en condiciones extremas: Implicaciones para la orogenia en márgenes de placas convergentes. Journal of Asian Earth Sciences, vol. 145, págs. 46-73.
- Petrología metamórfica