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