Anatexis (de origen griego que significa "fundirse") es la fusión parcial de las rocas . [1] Tradicionalmente, anatexis se utiliza específicamente para hablar de la fusión parcial de las rocas de la corteza , mientras que el término genérico " fusión parcial " se refiere a la fusión parcial de todas las rocas, tanto de la corteza como del manto . [ cita requerida ]
La anatexis puede ocurrir en una variedad de entornos diferentes, desde zonas de colisión continental hasta dorsales oceánicas . [2] Se cree que la anatexis es el proceso en gran medida responsable de la formación de migmatitas . [1] Además, los científicos han descubierto recientemente que la fusión parcial juega un papel cada vez más importante en los procesos activos de la corteza, incluido el avance de la deformación activa y el emplazamiento de granitos corticales . [3] Como resultado, la retroalimentación activa entre el cizallamiento de la corteza , la fusión y el emplazamiento del granito [3] se ha aceptado en gran medida en lugar de modelos irrazonables a gran escala que involucran la fusión fraccionada del manto en batolitos graníticos y plutones . [4] La evidencia de esto se puede ver en las firmas físicas, mineralógicas e isotópicas de innumerables granitos. [5]
La anatexis de la corteza no se limita a un único entorno tectónico , sino que está controlada por cuatro parámetros principales: temperatura, presión, contenido volátil y tipo/composición de la roca. [2] Estos parámetros son muy variables y dependen de la profundidad, el espesor de la corteza y las variaciones locales de la geotermia de la Tierra . [2] [6] La cantidad y composición de los derretimientos parciales probablemente varíe localmente, lo que refleja la heterogeneidad de la corteza terrestre. [6]
Para inducir la fusión de la corteza, la temperatura debe aumentarse más allá de la geotermia normal. [2] [7] Las posibles fuentes de calor incluyen el calor primordial que se origina en el núcleo de la Tierra, así como la descomposición de elementos radiactivos . [7] Este calor se distribuye por toda la corteza terrestre mediante una serie de procesos diferentes, que incluyen radiación , conducción , convección y advección . [7]
La colocación de intrusiones magmáticas también suele estar asociada a aumentos locales de temperatura. [2] [7] Si el aumento de temperatura es suficiente, esto puede provocar una fusión parcial de las rocas del área adyacente. [7] Si se produce una fusión parcial, el grado de fusión está controlado por la cantidad de calor disponible en el cuerpo magmático. [7]
Debajo de la superficie de la Tierra, la presión aumenta con la profundidad debido a la acumulación de roca suprayacente. [7] A una temperatura dada, una disminución de la presión puede provocar una fusión localizada. [7] La fusión que es causada por una caída de la presión se conoce como fusión por descompresión. [8] La fusión por descompresión puede ocurrir en porciones engrosadas de la corteza terrestre y puede ser el resultado de una variedad de procesos, incluyendo la erosión , la denudación tectónica y el adelgazamiento de la litosfera. [8]
La cantidad de agua disponible en el sistema juega un papel importante en el control del grado de fusión a una temperatura dada. [2] [7] La baja disponibilidad de agua suprimirá la fusión. [1] Además, el grado de saturación de agua de un sistema afectará la composición de cualquier fusión generada. [1] El agua puede derivar de una variedad de fuentes, incluyendo de rocas circundantes (agua intersticial) o de la descomposición de minerales hidratados (por ejemplo, micas, anfíboles). [2] Las reacciones de fusión que involucran agua liberada de minerales hidratados a menudo se denominan reacciones de fusión por deshidratación o reacciones sin vapor. [1] [2] Con el tiempo, las reacciones de fusión por deshidratación consumirán todas las fases hidratadas en una roca, lo que significa que la cantidad de fusión generada a través de estas reacciones está controlada por la abundancia y estabilidad de fases hidratadas específicas. [2] Dependiendo del entorno tectónico, el agua también puede introducirse en el sistema a través de la deshidratación de una placa oceánica hidratada en subducción o una subplaca magmática. [2]
La composición de una roca madre tiene un efecto directo en la composición del material fundido resultante. [2] Los materiales fundidos graníticos se clasifican comúnmente en función de la naturaleza de su roca de origen. [2] Uno de los esquemas de clasificación más populares para los granitos fue introducido por primera vez por White y Chappell en 1974. [2] Este esquema de clasificación categoriza los granitos en función de si son el resultado de la fusión de rocas sedimentarias (granitos de tipo S) o de la fusión de rocas ígneas (granitos de tipo I). [9] Esta diferencia genética se refleja en la firma geoquímica de los propios materiales fundidos. [2]
Cuando la fusión parcial está asociada con la tectónica regional y las tensiones diferenciales, la producción de material fundido crea inestabilidades en los espacios porosos y, eventualmente, a lo largo de los límites de grano que localizan la tensión en zonas de cizallamiento a escala de la corteza. [3] Estas zonas promueven el flujo de material fundido fuera del sistema anatéctico como un mecanismo para acomodar la tensión que, a su vez, promueve una fusión más parcial. El ciclo de retroalimentación que se desarrolla entre el avance de la deformación y la fusión parcial se conoce como anatexis cortical sintectónica. Las migmatitas anatécticas sintectónicas en la región de Hafafit, desierto oriental, Egipto, como parte del escudo nubio, son un buen ejemplo de tales fusiones corticales. [10] [11]
La segregación de los fundidos graníticos de sus sólidos residuales comienza con el inicio de la fusión parcial a lo largo de los límites de grano de los minerales reactivos, es decir, las fases ferromagnésicas de las micas y los anfíboles. [3] Estas reacciones producen grandes cambios positivos de volumen dentro del sistema metamórfico que provocan una fragilización mejorada por el fundido. [4] [12] Esto, junto con una fracción creciente de fundido, altera los mecanismos de deformación que actúan entre los granos y disminuye significativamente la resistencia de la roca. [3] Los poros llenos de fundido finalmente se fusionan y se promueve el flujo de fundido paralelo a la línea de elongación de los granos (o a lo largo de los planos de foliación). [3] [13]
A medida que una roca se derrite parcialmente y comienza a fluir, su reología cambia significativamente. Dichos cambios localizarán la tensión creada por la tectónica regional y, según el Principio de Le Chatelier , el sistema responde bombeando el material fundido hacia zonas de dilatación (presión más baja), segregando así el material fundido de su fuente anatéctica a escala local. [3] Cuando esto ha ocurrido y se ha conservado en el registro de la roca, se puede esperar ver capas macroscópicas ricas en material fundido ( leucosomas ) y capas sólidas residuales macroscópicas ( melanosomas ). Estas capas comúnmente estarán orientadas en paralelo a la estructura de la roca anfitriona. A medida que aumenta la cantidad de material fundido acumulado en la roca circundante, el material fundido se alejará más de su fuente hacia estructuras transversales en crecimiento, como las fracturas de fragilización mencionadas anteriormente. Finalmente, esto conduce a la formación y desarrollo de una red de acumulación interconectada. [13]
Cuando el transporte de material fundido se produce a mayor escala, la anatexis puede provocar el ascenso y el emplazamiento de grandes cuerpos graníticos en la corteza superior. Esta transición suele estar marcada por el cambio de una migración de material fundido impulsada por el esfuerzo cortante a una migración de material fundido impulsada por la flotabilidad. Este paso final del proceso de extracción requiere un equilibrio óptimo entre la fracción de material fundido y la distribución de material fundido en la roca local. [13]
El ascenso de este magma, aunque anteriormente se pensaba que se había producido en forma de grandes cuerpos flotantes de ascenso lento, ahora se atribuye en gran medida a conductos estrechos de rápido movimiento y diques autopropagantes. [4] Estos modelos de movimiento más rápido han superado los principales problemas térmicos y mecánicos incorporados en teorías más antiguas, así como el problema del granito y el vulcanismo félsico cerca de la superficie. A medida que el flujo de magma ascendente cambia de vertical a horizontal, se inicia el emplazamiento. [4] Este proceso es episódico y se adapta tanto a la tectónica regional en curso como a las estructuras de roca de pared generadas por el emplazamiento que permiten que el plutón se extienda lateralmente y se espese verticalmente. Las migmatitas anatécticas sintectónicas en la región de Hafafit, desierto oriental, Egipto, Escudo Nubio, proporcionan un ejemplo de la estrecha relación entre la orogenia (tectónica), el metamorfismo y la generación y emplazamiento del granito. [10] [11]
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