La granodiorita de Cathedral Peak forma parte de la Sierra Nevada central oriental de California. Está expuesta en afloramientos glaciares desde el valle superior de Yosemite hasta la alta Sierra Divide. Cubre grandes partes del condado de Mariposa y el condado de Tuolumne y también toca el condado de Madera y el condado de Mono . En su extremo norte incluye Tower Peak y Matterhorn Peak , con 12.264 pies (3743 m) su elevación más alta. En su sección suroeste se eleva la cordillera Cathedral con el Cathedral Peak de 10.911 pies (3326 m) sobre Tuolumne Meadows . La ruta estatal 120 de California atraviesa la granodiorita en su mitad sur. Debido a la falla en bloque y la inclinación de Sierra Nevada hacia el oeste, su sistema de drenaje está orientado al oeste y sigue principalmente cursos suroeste, especialmente en la sección norte.
La forma de la intrusión es un rectángulo o elipse alargado orientado aproximadamente en la dirección NNO-SSE. Su dimensión larga mide alrededor de 30 millas (48 km), su ancho apenas alcanza las 12 millas (19 km) en el extremo norte. El área de superficie asciende a aproximadamente 230 millas cuadradas (600 km 2 ), aproximadamente la mitad del área total de la Suite Intrusiva Tuolumne. La granodiorita envuelve completamente el pórfido de granito Johnson en el sur. Está rodeado en el sureste, suroeste y noroeste por la granodiorita Half Dome . En su región del cinturón central toca la granodiorita Kuna Crest . En el norte y noreste entra en contacto con rocas del país débilmente metamorfoseadas , principalmente metavolcánicas y metasedimentos del Paleozoico y Jurásico .
La granodiorita de Cathedral Peak es el tercer y más importante pulso intrusivo de la Suite Intrusiva de Tuolumne. Las intrusiones de esta suite magmática se espaciaron a lo largo de un período bastante largo. Comenzaron en el Turoniano hace unos 93,5 millones de años y duraron hasta principios del Santoniano hace 85,4 millones de años. La datación radiométrica de las edades de enfriamiento de la granodiorita de Cathedral Peak arrojó un tiempo de 88,1 ± 0,2 a 87,0 ± 0,7 millones de años, es decir, el Coniaciense .
La Suite Intrusiva de Tuolumne está acompañada por otros grandes complejos intrusivos en Sierra Nevada: las suites intrusivas de John Muir y Mount Whitney, ambas más al sur, y el Complejo Plutónico de Sonora, al norte. La superficie de estos cuatro complejos supera las 970 millas cuadradas (2.500 km2 ) .
La Suite Intrusiva de Tuolumne se construyó a lo largo de un largo período de 8,1 millones de años mediante los siguientes pulsos magmáticos (ordenados por edad creciente):
Pórfido de granito Johnson
Granodiorita de Cathedral Peak
Granodiorita Half Dome, subdividida a su vez en una facies porfídica y una equigranular
Esta secuencia magmática muestra las siguientes tendencias geocronológicas y geoquímicas:
La edad disminuye desde el margen hacia el centro, siendo el Granodiorte marginal de la Cresta Kuna el pulso magmático más antiguo y el Pórfido Granítico Johnson central el más joven.
un aumento en el contenido de sílice y álcali desde el borde hasta el centro, cambiando la composición de las rocas de composiciones máficas /intermedias a más félsicas .
un aumento en el contenido de rubidio desde el borde hasta el centro.
una disminución constante en los contenidos de Al 2 O 3 , TiO 2 , FeO, MgO y CaO.
La característica más evidente de la granodiorita de color gris blanquecino de Cathedral Peak es su hábito porfídico con megacristales muy grandes de feldespato alcalino que suelen alcanzar los 10 y, en ocasiones, incluso los 20 centímetros. El tamaño de grano de la masa fundamental se mantiene en el rango de los 5 milímetros.
Mineralogía
La granodiorita de Cathedral Peak está compuesta modalmente por los siguientes minerales:
feldespato alcalino – 20,9 por ciento en volumen. Presente como ortoclasa pertítica en bloques con Or 88. Fenocristales con tamaños de grano de hasta 20 centímetros de largo, rango normal hasta 10 centímetros, 2 centímetros de ancho. Exhiben macla de Carlsbad. El tamaño de grano y la abundancia de los fenocristales disminuyen hacia el interior hacia el pórfido de granito Johnson. Los megacristales engullen ( encierran poiquilíticamente ) otros minerales más pequeños como biotita, hornblenda, plagioclasa y feldespato alcalino debido a una rápida tasa de crecimiento. Las grietas se han rellenado con minerales opacos, las fracturas más grandes se rellenan con material de masa fundamental. La superficie está fracturada con bordes irregulares. Algunos granos muestran signos de alteración secundaria a minerales arcillosos . El feldespato alcalino se presenta intersticialmente también en la masa fundamental de grano fino a medio .
Cuarzo – 25,9 por ciento en volumen. Cristales subhédricos equidimensionales de tamaño de grano medio (10 milímetros).
Biotita – 3,5 por ciento en volumen. Equidimensional y subhédrica. Principal constituyente máfico . Muestra un fuerte pleocroísmo marrón , ocasionalmente con halos pleocroicos .
Los siguientes análisis de Bateman y Chappell [1] y un valor promedio de 18 análisis de Burgess y Miller [2] tienen como objetivo demostrar la composición química de la granodiorita de Cathedral Peak:
Otra fuente proporciona: Estimaciones a partir de la observación petrográfica de la proporción mineral promedio de rocas no estratificadas de Half Dome Granodiorite: [3]
Estructuras
La granodiorita de Cathedral Peak revela las siguientes estructuras de origen magmático :
La estratificación se ve subrayada por la acumulación de hornblenda y biotita. Se observan dos foliaciones magmáticas :
una importante foliación de dirección NNO-SSE, de inclinación pronunciada y con una lineación pronunciada.
una foliación secundaria con orientación ESE-ONO.
Los vientos Schlieren generalmente tienen dirección NNO-SSE (N 157 – con desviaciones locales de hasta 50°) y presentan una inclinación bastante pronunciada de aproximadamente 60° hacia el ENE.
Los diques en escalera representan afloramientos magmáticos tubulares y confinados localmente. Estas estructuras a veces son desplazadas por movimientos magmáticos posteriores.
Las inclusiones microgranitoides son similares en su mineralogía a la roca madre, pero contienen un mayor porcentaje de minerales máficos como hornblenda y biotita. Los fenocristales son plagioclasa y hornblenda con un tamaño de grano de 5 a 8 milímetros. Las inclusiones a veces están rodeadas por bordes félsicos de hasta 3 centímetros de ancho. Su modo de aparición es singular o en grupos sin una dirección preferida.
Las aplitas forman diques de uno a tres centímetros de ancho. Su mineralogía es de grano fino y homogénea. Atraviesan todas las demás estructuras con contactos mayoritariamente agudos. Los diques más grandes pueden albergar núcleos pegmatíticos de cuarzo, plagioclasa y feldespato alcalino. Las terminaciones de diques más pequeños y ensanchados pueden terminar de manera difusa en la roca madre.
Desplazamientos en estado magmático que pueden afectar a schlieren, diques en escalera y también a la granodiorita homogénea. Posteriormente son saneados por material aplítico y concentraciones de feldespato alcalino. Los desplazamientos en schlieren son planos, oblicuamente sinistrales y muestran su parte superior en el movimiento OSO.
Sustitución de plagioclasa primaria por microclina
En conjunto, todos estos fenómenos estructurales revelan una evolución muy compleja de la Granodiorita de Cathedral Peak, que muestra la sucesión de etapas magmáticas, tectónicas y metasomáticas, y muy probablemente su sinergia e interdependencia ocasionales.
Formación y origen
Vista de sección delgada de plagioclasa maclada con albita y fracturada cataclásticamente invadida por microclina
En un principio, los petrólogos favorecían un modelo de cámara magmática única para explicar la génesis de la serie intrusiva de Tuolumne, que sufrió una cristalización fraccionada y produjo sucesivamente los diferentes tipos de rocas, como la granodiorita de Cathedral Peak. Este modelo algo simplista está siendo cuestionado ahora, como lo subrayan los siguientes hechos:
La actividad extremadamente larga de esta cámara de magma se prolongó durante más de 8,1 millones de años. [4]
Las proporciones isotópicas favorecen la mezcla de dos magmas, uno con afinidades de manto y otro con composiciones más félsicas que se acercan al pórfido de granito Johnson en composición.
Los feldespatos, la hornblenda, la biotita y la magnetita a menudo muestran desmezcla en la región del subsolidus de temperatura más baja.
En el campo, la granodiorita de Cathedral Peak no siempre se puede distinguir claramente de la granodiorita porfírica de Half Dome; en algunos lugares muestra una fusión gradual a lo largo de unos cien metros y se observan apófisis que se ramifican en las rocas de Half Dome. Los parámetros geoquímicos de las dos granodioritas también se superponen; las diferencias son principalmente texturales. Forman un continuo y, por lo tanto, no se pueden separar claramente como dos pulsos intrusivos distintivos. [6] Por otro lado, las relaciones de contacto con el pórfido de granito Johnson son nítidas. [7]
El origen de la microclina en zonas de cizallamiento plantea otro problema. MD Higgins favorece la posibilidad de recristalización basada en la maduración de Ostwald a través de fluidos metasomáticos . [8] LG Collins apoya un crecimiento metasomático del subsolidus ( metasomatismo de potasio y sílice ) que se ha iniciado por una cataclasis tectónica en curso. [9] Para que sea completamente efectivo, este proceso depende de la ruptura cataclástica de los cristales originales, como se realizó en una zona de cizallamiento dúctil a lo largo del borde oriental de la granodiorita Cathedral Peak (zona de cizallamiento de Gem Lake).
^ Bateman, PC y Chappell, BW (1979). Cristalización, fraccionamiento y solidificación de la serie intrusiva de Tuolumne. Parque Nacional de Yosemite, California. Boletín de la Sociedad Geológica de Estados Unidos, 90: 465–482
^ Burgess, S., y Miller, J., (2008) Construcción, solidificación y diferenciación interna de un gran plutón de arco félsico: granodiorita de Cathedral Peak, Batolito de Sierra Nevada, en Annen, C., y Zellmer, GF, eds., Dinámica de la transferencia, almacenamiento y diferenciación del magma cortical: Londres, Geological Society, pág. 203-234.
^ F. Solgadi, EW Sawyer, Formación de estratificación ígnea en granodiorita por flujo gravitacional: un estudio de campo, microestructural y geoquímico de la serie intrusiva Tuolumne en Sawmill Canyon, California, Journal of Petrology, volumen 49, número 11, noviembre de 2008, páginas 2009-2042
^ Coleman, DS, Gray, W. y Glazner, AF (2004). Replanteamiento del emplazamiento y la evolución de los plutones zonificados: evidencia geocronológica del ensamblaje incremental de la Suite Intrusiva Tuolumne, California. Geology, 32, 433–436.
^ Kistler, RW, Chappell, BW, Peck, DL y Bateman, PC (1986). Variación isotópica en el conjunto intrusivo de Tuolumne, Sierra Nevada central, California. Contribuciones a la mineralogía y la petrología, 94, 205–220.
^ Gray, W., Glazner, AF, Coleman, DS y Bartley, JM (2008). Variabilidad geoquímica a largo plazo de la serie intrusiva Tuolumne del Cretácico Superior, Sierra Nevada central, California. En: Annen, C. y Zellmer, GF Dinámica de la transferencia, el almacenamiento y la diferenciación del magma de la corteza. Publicación especial 304 de la Geological Society.
^ Titus, SJ, Clark, R. y Tikoff, B. (2005). Investigación geológica y geofísica de dos granitos de grano fino, Batolito de Sierra Nevada, California; evidencia de controles estructurales sobre el emplazamiento y el vulcanismo. Boletín de la Sociedad Geológica de América, 117, 1256–1271.
^ Higgins, MD, 1999, Origen de megacristales en granitoides por engrosamiento textural: un estudio de distribución del tamaño de los cristales (CSD) de microclina en la granodiorita de Cathedral Peak, Sierra Nevada, California., en Fernandez, C., y Castro, A., eds., Understanding Granites: Integrating Modern and Classical Techniques. Publicación especial 158: Londres, Geological Society of London, pág. 207-219.
^ Collins, LG y Collins, BJ (2002). Metasomatismo de K de plagioclasa para producir megacristales de microclina en una zona de cizallamiento de la granodiorita de Cathedral Peak, Sierra Nevada, California, EE.UU.
Enlaces externos
Mapa geológico del Cuadrángulo Tower Peak (esquina noroeste de la Granodiorita Cathedral Peak); archivo PDF, 7,27 MB.
