Los métodos de emplazamiento de plutones son las formas en que el magma se acomoda en una roca madre, donde el resultado final es un plutón . Los métodos de emplazamiento de plutones aún no se comprenden por completo, pero hay muchos mecanismos propuestos para ello. El estancamiento, el diapirismo y el abombamiento son los mecanismos más aceptados. Actualmente, hay evidencia de un emplazamiento incremental de plutones.
La migración vertical del magma es impulsada por la gravedad. La detención ocurre cuando bloques de material de roca de pared se transfieren hacia abajo a través de un plutón . [1] [2] La detención es un mecanismo de emplazamiento importante en una variedad de entornos tectónicos y se ha utilizado ampliamente para explicar los contactos discordantes de plutones. [2] Las señales más comunes de detención son contactos discordantes agudos entre plutones y rocas de pared y una falta de deformación dúctil de las rocas de pared. Otras características de la detención incluyen la presencia de xenolitos en los plutones, evidencia de la rotación de xenolitos y evidencia geoquímica de contaminación por magma. [2]
Los minerales ígneos dentro de un plutón pueden registrar un historial de deformación. Por lo tanto, es útil comprender las fábricas magmáticas para comprender el emplazamiento de los plutones. El trabajo experimental realizado en rocas ha ayudado a establecer una relación entre la reología y los mecanismos de deformación en el magma. Los inconvenientes encontrados son que la foliación y la lineación pueden producirse por varios procesos diferentes, las tensiones magmáticas pueden desacoplarse de las rocas anfitrionas y las tensiones y el momento exacto de la formación de la fábrica con un mecanismo particular de ascenso del plutón es difícil. Las foliaciones magmáticas y los enclaves máficos generalmente indican tensiones que aumentan radialmente normales al contacto del plutón y tensiones extensionales paralelas a él.
Las estructuras magmáticas no registran información sobre el proceso de detención, ya que solo se forman cerca del final del emplazamiento del plutón. Además, es probable que cualquier estructura magmática que se registre se vea afectada por la tensión. Por lo tanto, es posible que no se puedan discernir las causas de las estructuras magmáticas y, en el mejor de los casos, solo se pueden inferir los mecanismos de emplazamiento del plutón o los mecanismos internos de la cámara magmática. [3]
Para que un cuerpo de magma de un cierto volumen (V) ascienda deteniéndose una distancia igual a su altura (H), un volumen de rocas de pared equivalente a su volumen (V) debe hundirse a través del magma. Por esa razón, para que el estancamiento sea un proceso importante de ascenso del magma, los plutones deben contener grandes volúmenes de xenolitos; los pisos de plutones como el plutón Lookout Peak, el plutón Tinemaha y varios plutones alrededor del mundo carecen de una abundancia de xenolitos. [2] Si el estancamiento es un proceso significativo, deberían encontrarse abundantes xenolitos.
Daly, quien propuso la teoría del hundimiento, argumentó que es un proceso eficiente porque los bloques grandes pueden hundirse rápidamente debido a la dependencia cuadrática de la velocidad de hundimiento. [2] Dado el tamaño de los bloques que se hunden, debería haber abundantes fragmentos pequeños producidos por fragmentación natural, sin embargo, hay una escasez de fragmentos pequeños en los márgenes de los plutones y esto es incompatible con el hundimiento.
Otro inconveniente de la formación de hielo es que se enfría demasiado rápido y se produce demasiado lentamente para rocas de corteza de baja densidad. Tampoco hay muchas pruebas de un emplazamiento lateral forzado con suficiente tensión para dejar espacio para el plutón ascendente.
Cada vez hay más pruebas de que los grandes plutones homogéneos crecieron de forma incremental, con frecuencia como umbrales . Las intrusiones en láminas son reconocibles en todo el mundo. La evidencia sugiere que las láminas de inclinación pronunciada en los márgenes de algunos plutones se emplazaron subhorizontalmente y luego se inclinaron en el margen de un piso hundido. Se cree que los plutones son alimentados por diques y han crecido mediante este proceso. Esto es evidente en el plutón McDoogle en Sierra Nevada ; este plutón está estratificado compositivamente en paralelo a sus contactos y contiene numerosos paneles delgados concordantes de roca de pared. [4] El ascenso por parada es menos factible con el emplazamiento incremental porque si el cuerpo de magma activo está debajo de la parte superior de un plutón, la parada reorganiza el material dentro del plutón y no produce un ascenso general. Para alcanzar una posición en la parte superior de los incrementos más antiguos, un incremento tendría que detener su camino hacia arriba a través de todos los incrementos anteriores. [2] La reología de la roca madre juega un papel clave: la roca dura podrá detener el ascenso del magma [5] [6] El emplazamiento del magma se produce en forma de pulsos, con tiempo de reposo. Si la tasa de intrusión es lo suficientemente alta, los diferentes pulsos pueden mezclarse, perdiéndose sus contactos individuales. Los pulsos se agrupan en lotes, subunidades y unidades, formando un plutón. [7] [8]
El globo aerostático es un mecanismo de emplazamiento utilizado para describir la inflación in situ de la cámara de magma de plutones aproximadamente esféricos. [9] En este modelo propuesto, el magma se eleva hasta que pierde calor y su margen más externo se cristaliza, la cola más caliente del magma continúa ascendiendo y expandiendo el margen externo ya cristalizado.
El diapirismo ocurre cuando una masa fluida caliente de magma se mueve ablandando una región delgada de la roca de la pared más cercana al cuerpo. [10] Se cree que está limitado al manto y la corteza inferior, que tienen altas temperaturas y rocas dúctiles.
Para que los plutones puedan ascender, se debe crear espacio para ellos, pero los mecanismos generales son inciertos. Una pregunta que se plantea con más frecuencia es qué sucedió con la roca que ocupaba el espacio que ahora ocupa el plutón. Un método viable propuesto para crear espacio para el magma ascendente es una zona de extensión lateral que se puede encontrar en las dorsales oceánicas, fallas de desgarre y protuberancias dilatacionales (áreas de tensión a lo largo de un desfase de falla). Un problema con este método es que las tasas de extensión son demasiado lentas y las magnitudes de deslizamiento son demasiado pequeñas para permitir que se forme una cámara de magma por intrusión de magma a la tasa de extensión. [11]