Arco continental
Tipo de arco volcánico que se produce a lo largo de un margen continental.

Un arco continental es un tipo de arco volcánico que se presenta como una región topográfica elevada en forma de "arco" a lo largo de un margen continental . El arco continental se forma en un margen continental activo donde se encuentran dos placas tectónicas , y donde una placa tiene corteza continental y la otra corteza oceánica a lo largo de la línea de convergencia de las placas, y se desarrolla una zona de subducción . El magmatismo y la petrogénesis de la corteza continental son complejos: en esencia, los arcos continentales reflejan una mezcla de materiales de corteza oceánica, cuña del manto y materiales de corteza continental.

Origen

Diagrama esquemático de la formación de un arco continental.

Cuando dos placas tectónicas chocan, la corteza oceánica relativamente más densa será subducida bajo la corteza continental relativamente más ligera . Debido al proceso de subducción, la corteza oceánica relativamente más fría, junto con el agua, se subduce a la astenosfera , donde las presiones y temperaturas son mucho más altas que la superficie de la Tierra. En tales condiciones, la placa que desciende libera volátiles como H 2 O y CO 2 , que causan la fusión parcial de la astenosfera superior. [1] Este proceso puede crear magma relativamente flotante , que posteriormente forma una serie de volcanes en la superficie a lo largo de la zona de subducción . Hay algunos investigadores que sostienen que la refertilización del manto litosférico de arco también puede ser un proceso importante asociado con el magmatismo de arco. [2] [3] Debido a que la zona de subducción (que también es el límite de la placa) generalmente tiene forma de arco, los geólogos llamaron a esos volcanes arcos volcánicos . Un arco volcánico construido sobre la corteza continental se llama arco continental; cuando se construye sobre la corteza oceánica, los volcanes forman un arco de islas .

Petrogénesis y magmatismo

Petrogénesis

El origen de las rocas ígneas , o petrogénesis , en los arcos continentales es más complicado que en los arcos oceánicos. La fusión parcial de la placa oceánica en subducción genera magma primario, que se contaminaría con los materiales de la corteza continental cuando viaja a través de la corteza. Debido a que la corteza continental es félsica o silícea mientras que el magma primario juvenil es típicamente máfico , la composición de los magmas en los arcos continentales es el producto de la mezcla entre la diferenciación ígnea de los magmas máficos y las fusiones de la corteza félsica o silícea. [2] La mezcla de la corteza continental existente, la parte inferior de la litosfera o el manto litosférico debajo de la corteza continental , la corteza oceánica en subducción y los sedimentos, la cuña del manto y los materiales de las subplacas juntos es la principal fuente de rocas de arco continental. [4]

Magmatismo

Diagrama transversal de los procesos magmáticos en un arco continental

La deshidratación de la placa descendente y la fusión parcial de la astenosfera generan juntas el magma primario de los arcos continentales. El magma primario está compuesto de basalto toleítico olivino debido a la mezcla de peridotitas de la cuña del manto y fluidos enriquecidos con iones litófilos (LIL) de la placa subductora deshidratante. [4] Debido al mayor espesor y menor densidad, es probable que la corteza continental impida el ascenso del magma primario. Es probable que el magma primario ascendente se estanque en el fondo de la corteza continental, formando una cámara de magma. En esta cámara se producirá un proceso de subcapa , la asimilación y cristalización fraccionada del magma primario y las rocas de la corteza inferior forman una subcapa en el fondo de la corteza. [4] [5]

A través de estos procedimientos, el magma primario toleítico olivino se transformaría en magmas calcoalcalinos y magmas alcalinos o silíceos más evolucionados y enriquecidos. [6] Una fuente de enriquecimiento adicional puede ser proporcionada por el proceso de erosión tectónica que causa el raspado y arrastre de la litosfera continental inferior hacia la zona de fusión. Por lo tanto, se pueden encontrar altas concentraciones de Rb , Cs , Ba , K , Th y LREE ( elementos de tierras raras ligeras) e isótopos enriquecidos en los magmas del arco continental. [7]

Intensidad del magmatismo del arco

La estructura geotérmica en una zona de subducción determina la tasa de fusión de la placa de subducción y la astenosfera. El cambio en la estructura de la isoterma puede tener un impacto significativo en la intensidad del magmatismo. Algunos factores pueden contribuir al cambio en la estructura geotérmica: a) el cambio en la velocidad de convergencia de dos placas en la zona de subducción; [4] b) el ángulo de inclinación de la placa de subducción; [4] c) las cantidades de materiales de baja temperatura subducidos (agua y sedimentos oceánicos); [1] d) el evento de surgencia del manto/astenosfera (ventana de placa [8] / ruptura de placa [9] ).

Petrología

La petrogénesis de los arcos continentales es generalmente diferente a la de los arcos oceánicos, por lo que se pueden encontrar más rocas calcoalcalinas y alcalinas en un arco continental, con menos toleítas y rocas de bajo K. [4]

En los arcos continentales abundan las rocas de dacita , andesita y riolita ricas en fenocristales calcoalcalinos . Estas rocas contienen minerales hidratados, biotita y hornblenda , parcialmente reabsorbidos en el proceso magmático. En estas rocas también se encuentra plagioclasa fuertemente zonada con textura tamiz. La granodiorita , la tonalita y la diorita son las rocas intrusivas más comunes que se encuentran en los arcos continentales. [10]

Proceso de erosión

La erosión de los arcos continentales es una parte del proceso principal de la circulación litosférica global. Según un estudio relativo, [11] la contribución de la erosión del arco continental a la pérdida total de la corteza continental es de casi el 25%. Un proceso llamado erosión tectónica ocurre cuando la fuerza de fricción durante la convergencia raspa una gran cantidad de rocas de la base de los arcos continentales. Además, la precipitación en el orógeno del arco continental en sí es otro proceso de erosión. Los escombros del arco continental se depositarían en la zona de subducción como turbidita . La subducción en curso obliga a los sedimentos a agregarse acretivamente a la cuña de acreción o a subducirse hacia la astenosfera. Luego, parte de los sedimentos se reciclarían a través de actividades volcánicas y, por lo tanto, regresarían a la corteza continental, mientras que otra parte formaría nuevo material del manto.

Distinciones entre diferentes arcos

Los conceptos de " arco insular ", " arco volcánico ", " arco oceánico " y "arco continental" pueden confundirse:

  • Los arcos volcánicos están formados por una cadena de volcanes en forma de arco, cuya posición puede ser continental o en medio del océano.
  • Los arcos de islas deben estar alejados de la costa, pero no necesariamente tienen que ser volcánicos (por ejemplo, el arco helénico no volcánico ).
  • Los arcos oceánicos son arcos volcánicos construidos sobre la corteza oceánica , a diferencia de los arcos continentales, que se construyen sobre la corteza continental .
  • La composición de la corteza del arco oceánico es diferente a la de la corteza del arco continental. La corteza del arco oceánico es más máfica ( basáltica / gabroica ), mientras que la corteza del arco continental tiende a tener una composición intermedia o félsica (andesítica/ diorítica ). [12]

En algunos casos, tanto un arco continental como un arco oceánico pueden formarse a lo largo de una única zona de subducción (por ejemplo, las Islas Aleutianas y la Península de Alaska ).

Tabla de arcos continentales

Arco continentalPaísZanjaPlaca de anulaciónPlaca subductora
Arco volcánico en cascadaEstados Unidos y CanadáZona de subducción de Cascadia ; no se puede identificar ninguna fosa oceánica física [13] [14]Placa norteamericanaPlaca de Juan de Fuca , placa del Explorador y placa de Gorda
Arco de las AleutianasEstados UnidosFosa de las AleutianasPlaca norteamericanaPlaca del Pacífico
KamchatkaRusiaFosa de Kuriles y KamchatkaPlaca euroasiáticaPlaca del Pacífico
Cinturón volcánico andinoColombia , Bolivia , Perú , Ecuador , Chile y ArgentinaFosa Perú-ChilePlaca SudamericanaPlaca de Nazca y placa Antártica
Arco volcánico de América CentralGuatemala , El Salvador , Honduras , Nicaragua , Costa Rica , PanamáFosa de América CentralPlaca del CaribePlato de coco
Batolito del GangesTíbet , ChinaYa no existeTerreno de LhasaOcéano Neotetico
  • Arco Volcánico en Cascada.
    Arco Volcánico en Cascada.
  • El Arco Aleutiano, con partes oceánicas y continentales.
    El Arco Aleutiano, con partes oceánicas y continentales.
  • Arco de Kamchatka, este de Rusia.
    Arco de Kamchatka, este de Rusia.
  • Cinturón volcánico andino
    Cinturón volcánico andino

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Van Der Pluijm, Licenciatura; Marshak, S. (2004). Estructura de la Tierra (2 ed.). Nueva York: Norton. pag. 442.ISBN​ 978-0-393-92467-1.
  2. ^ ab Chin, Emily J.; Lee, Cin-Ty A.; Tollstrup, Darren L.; Liewen, Xie; Wimpenny, Josh B.; Yin, Qing-Zhu (2013). "Sobre el origen de las cuarcitas metasedimentales calientes en la corteza inferior de los arcos continentales". Earth and Planetary Science Letters . 361 : 120–133. Bibcode :2013E&PSL.361..120C. doi :10.1016/j.epsl.2012.11.031.
  3. ^ Chin, Emily J.; Lee, Cin-Ty A.; Barnes, Jaime D. (2014). "Engrosamiento, refertilización y el filtro profundo de la litosfera en arcos continentales: restricciones de elementos mayores y traza e isótopos de oxígeno". Earth and Planetary Science Letters . 397 : 184–200. Código Bibliográfico :2014E&PSL.397..184C. doi :10.1016/j.epsl.2014.04.022.
  4. ^ abcdef Winter, John D. (2001). Introducción a la petrología ígnea y metamórfica . Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice-Hall Inc. ISBN 978-0321592576.
  5. ^ Pitcher, WS; Atherton, MP; Cobbing, EJ; Beckinsale, RD (1985). Magmatismo en el borde de una placa: los Andes peruanos (1.ª ed.). Springer. ISBN 978-1489958228.
  6. ^ Harmon, RS; Barreiro, BA (1984). Magmatismo andino: restricciones químicas e isotópicas (Shiva Geology) (1.ª ed.). Boston: Birkhäuser. ISBN 978-0906812617.
  7. ^ Pearce, Julian A.; Parkinson, Ian J. (1993). "Modelos de elementos traza para la fusión del manto: aplicación a la petrogénesis del arco volcánico". Sociedad Geológica de Londres, Publicaciones Especiales . 76 (1): 373–403. Bibcode :1993GSLSP..76..373P. doi :10.1144/GSL.SP.1993.076.01.19. S2CID  128765455.
  8. ^ Zhang, Zeming; Zhao, Guochun; Santosh, M.; Wang, Jinli; Dong, Xin; Shen, Kun (2010). "Charnoquita del Cretácico Tardío con afinidades adakíticas del batolito del Ganges, sureste del Tíbet: ¿evidencia de subducción de la dorsal oceánica neotetiana?". Gondwana Research . 17 (4): 615–631. doi :10.1016/j.gr.2009.10.007.
  9. ^ Ji, Weiqiang; Wu, Fuyuan; Li, Jinxiang; Liu, Chuanzhou; Liu, Chuan-Zhou (2009). "Geocronología del circón U-Pb y restricciones isotópicas del Hf en la petrogénesis del batolito del Ganges, sur del Tíbet". Chemical Geology . 262 (3–4): 229–245. doi :10.1016/j.chemgeo.2009.01.020.
  10. ^ Roden-Tice, Mary. «Materiales terrestres II – Curso de petrología» (PDF) . Universidad Estatal de Nueva York en Plattsburgh . Archivado desde el original (PDF) el 23 de noviembre de 2015. Consultado el 9 de enero de 2015 .
  11. ^ Clift, Peter; Vannucchi, Paola (2004). "Controles sobre la acreción tectónica versus la erosión en zonas de subducción: implicaciones para el origen y reciclaje de la corteza continental" (PDF) . Reseñas de Geofísica . 42 (2): RG2001. Bibcode :2004RvGeo..42.2001C. doi : 10.1029/2003RG000127 .
  12. ^ Filedner; Moritz, M.; Klemperer, Simon L. (2000). "Transición de la estructura de la corteza desde el arco oceánico al arco continental, islas Aleutianas orientales y península de Alaska". Earth and Planetary Science Letters . 179 (3): 567–579. Bibcode :2000E&PSL.179..567F. doi :10.1016/S0012-821X(00)00142-4.
  13. ^ Lillie, Robert J. (4 de junio de 2001). "Subducción en el noroeste del Pacífico: manual de formación en geología para el Parque Nacional Olímpico" (PDF) . Documento Geocientíficos en los parques, 1999-OLYM . Denver, Colorado: Servicio de Parques Nacionales. p. 17. Archivado desde el original (PDF) el 29 de diciembre de 2014. Consultado el 29 de diciembre de 2014 .
  14. ^ "Sistema montañoso del Pacífico: volcanes en cascada", Conceptos de ciencias de la tierra , Servicio de Parques Nacionales de los Estados Unidos, archivado desde el original el 31 de mayo de 2007
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