stringtranslate.com

Pseudotaquilita

Vetas de pseudotaquilita de color púrpura y verde en un afloramiento (montañas de Sierra Nevada, California)

La pseudotaquilita (a veces escrita como pseudotaquilita ) es una roca oscura, cohesiva, de grano extremadamente fino a vítreo que se presenta en forma de vetas [1] que se forman a través de la fusión por fricción y el enfriamiento posterior durante terremotos , [2] deslizamientos de tierra a gran escala y eventos de impacto . [3] La composición química de la pseudotaquilita generalmente refleja la química local en masa, aunque puede inclinarse hacia composiciones ligeramente más máficas debido a la incorporación preferencial de minerales hidratados y ferromagnésicos ( mica y anfíbol , respectivamente) en la fase de fusión. [4]

La pseudotaquilita fue documentada por primera vez por Shand en la Estructura de Impacto de Vredefort y recibió su nombre debido a su gran parecido con la taquilita , un vidrio basáltico . [5] Aunque se informa que la pseudotaquilita tiene una apariencia vítrea, es extremadamente susceptible a la alteración y, por lo tanto, rara vez se encuentra que esté compuesta completamente de vidrio. [6] [7] Por lo general, están completamente desvitrificadas en un material de grano muy fino con texturas de enfriamiento, como márgenes enfriados, [8] [9] grupos radiales y concéntricos de microcristalitos ( esferulitas ) [10] [11] o como sobrecrecimientos radiales de microcristalitos en clastos, [12] así como microcristalitos esqueléticos y spinifex. [6] [10]

Crecimiento excesivo radial de microcristales de plagioclasa sobre granos supervivientes de plagioclasa en pseudotaquilita (falla de Asbestos Mountain, California)

Formación

Fallas sísmicas

Veta de falla pseudotaquilita sísmica con varias vetas de inyección dentro de milonita (Fort Foster, Maine).

Las pseudotaquilitas han sido denominadas "terremotos fósiles" ya que representan evidencia definitiva de deslizamiento sísmico. [2] Durante el fallamiento sísmico (terremotos), las pseudotaquilitas se forman a través de una concentración extrema de deslizamiento por fricción sobre una superficie delgada de una falla. La fricción crea calor y, debido a que las rocas son aislantes, la temperatura aumenta en esta superficie permitiendo que la roca se derrita. [13] Esto genera una "veta de falla" que a menudo está acompañada por "vetas de inyección" [2] que se abren desde la veta de falla como grietas de modo de apertura . [14] El origen de la fusión de las pseudotaquilitas fue controvertido durante algún tiempo, [15] con algunos investigadores a favor de la conminución extrema para su generación (origen por aplastamiento). [16] Sin embargo, una amplia evidencia de cristalización directa a partir de una fusión [1] [17] ha puesto más o menos este argumento en reposo con la mayoría de los investigadores definiendo la pseudotaquilita como teniendo un origen de fusión.

Los experimentos de laboratorio que investigan cómo se forman los pseudotaquilitos han demostrado que la fase inicial de formación implica la fusión instantánea de asperezas que eventualmente crecen y se unen en parches más grandes de un fundido de alta viscosidad . [18] La alta viscosidad de estos parches de fundido aumenta el coeficiente de fricción de la falla , lo que dificulta el deslizamiento. [19] A medida que los parches de fundido continúan creciendo y uniéndose, forman una capa de fundido continua con una viscosidad más baja, lo que reduce el coeficiente de fricción de la falla, [18] lubricando efectivamente la falla y permitiendo que el deslizamiento ocurra más fácilmente. [19] Una vez que la capa de fundido ha alcanzado un espesor crítico, el calor de fricción ya no se puede generar y el fundido comienza a enfriarse y cristalizarse, aumentando así nuevamente la viscosidad del fundido y comienza a actuar como un freno viscoso para el deslizamiento. [20] Una vez que se detiene el deslizamiento, el enfriamiento de la capa de fundido suelda la falla y restaura su resistencia a la de la roca circundante sin falla. [20] [21]

Abundancia de pseudotaquilita sísmica en la naturaleza

Hay una aparente falta de pseudotaquilita en el registro geológico en relación con la sismicidad observada en la actualidad, [6] [7] lo que pone en duda si se trata de un problema de rareza de su producción, falta de reconocimiento en el campo o su capacidad para ser preservada. [9] Alguna vez se pensó que la pseudotaquilita solo podía producirse en roca seca y cristalina, [2] sin embargo, se ha demostrado que esto es incorrecto. [8] Por lo tanto, es probable que su producción no sea tan rara como se pensaba originalmente. La pseudotaquilita a menudo está estrechamente asociada con otras rocas de grano extremadamente fino (por ejemplo, milonita y cataclasita ), [1] y es extremadamente propensa a la alteración que a menudo la vuelve irreconocible [6] [7] lo que respalda los argumentos de que la producción de pseudotaquilita no es rara, sino que es probable que pase desapercibida y, por lo tanto, no se informe.

Deslizamientos de tierra

Se han observado pseudotaquilitas en la base de algunos depósitos de deslizamientos de tierra a gran escala . [3] La formación de pseudotaquilita a lo largo de la base de un deslizamiento de tierra ocurre debido a los mismos procesos que la pseudotaquilita generada por terremotos: el calentamiento por fricción durante el deslizamiento a lo largo de la base del desprendimiento derrite la roca circundante. [3] [22] Son similares en apariencia a la pseudotaquilita generada por terremotos. Algunos ejemplos notables de pseudotaquilita generada por deslizamientos de tierra en el registro geológico son el depósito de deslizamiento de tierra volcánica de Arequipa en Perú de hace aproximadamente 2,4 millones de años, [23] y el depósito de deslizamiento de tierra de Langtang en Nepal que ocurrió entre 30.000 y 25.000 años atrás. [22] También se ha encontrado pseudotaquilita a lo largo de la base de deslizamientos de tierra más modernos, como el deslizamiento de tierra generado por el terremoto de Taiwán de 1999. [24]

Estructuras de impacto

Brecha pseudotaquilítica de la estructura de impacto de Vredefort, Sudáfrica

La pseudotaquilita también se ha asociado con estructuras de impacto . [25] [26] La pseudotaquilita en cráteres de impacto generalmente se presenta como cuerpos irregulares, anastomosados ​​y similares a diques que contienen varias inclusiones redondeadas grandes y pequeñas de la roca impactada o objetivo en una matriz densa de grano fino a vidriosa de color negro a verdoso . [26] Los cuerpos de pseudotaquilita individuales dentro de los cráteres de impacto no son uniformes en largas distancias y pueden cambiar de tamaño y forma drásticamente en metros o decenas de metros. [26] Los ejemplos más extensos de pseudotaquilitas relacionadas con el impacto provienen de estructuras de impacto que se han erosionado profundamente debajo del piso del cráter, como en el caso de la estructura de impacto de Vredefort en Sudáfrica y la estructura de impacto de Sudbury en Canadá. [5] [27] [25]

Las pseudotaquilitas generadas por impacto se clasifican en dos tipos según su método de formación. [26] [25] [28] Las pseudotaquilitas de tipo S, también conocidas como "vetas de choque", [27] [25] se encuentran como vetas vítreas pequeñas (<1 cm, típicamente <1 mm) [26] [25] que contienen polimorfos minerales de alta presión como coesita y stishovita . [26] [25] [28] Se cree que estas vetas de choque se forman a través de la fusión por fricción y por choque debido a las etapas de compresión de mayor presión (%necesidad de hacer que salte a la sección de formación%) de la expansión de la onda de choque . [25] Las pseudotaquilitas de tipo E (endógenas) se forman a través de la fusión por fricción de la roca objetivo debido al deslizamiento de alta velocidad causado por el colapso del margen del cráter. [27] [25]

Pseudotaquilita frente a material fundido por impacto en estructuras de impacto

Aunque la pseudotaquilita y el material fundido por impacto dentro de las estructuras de impacto son visualmente similares, y ambos se presentan como cuerpos similares a diques, son químicamente diferentes. [25] [26] Dado que la pseudotaquilita se deriva localmente, reflejará la composición de la roca de la pared a partir de la cual se formó. [25] Los materiales fundidos por impacto se generan a partir de un volumen mucho mayor de roca por fusión de choque instantánea, por lo que sus composiciones químicas reflejarán mejor la mezcla y homogeneización a escala regional durante la fusión, particularmente en terrenos heterogéneos . [25] En la estructura de impacto de Sudbury , los investigadores han podido distinguir diques de pseudotaquilita de diques de material fundido por impacto en función de sus composiciones químicas. [25] [29]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Trouw, RAJ, CW Passchier y DJ Wiersma (2010) Atlas de Mylonites y microestructuras relacionadas. Springer-Verlag, Berlín, Alemania. 322 págs. ISBN  978-3-642-03607-1
  2. ^ abcd Sibson, RH (1975). "Generación de pseudotaquilita por fallas sísmicas antiguas". Revista Geofísica Internacional . 43 (3): 775–794. Código Bibliográfico :1975GeoJ...43..775S. doi : 10.1111/j.1365-246x.1975.tb06195.x .
  3. ^ abc Lin, A. (2007). Terremotos fósiles: la formación y preservación de pseudotaquilitas. Apuntes de clase en ciencias de la Tierra. Vol. 111. Springer. p. 348. ISBN 978-3-540-74235-7. Consultado el 2 de noviembre de 2009 .
  4. ^ Magloughlin, JF; Spray, JG (1992). "Procesos y productos de fusión por fricción en materiales geológicos: introducción y discusión". Tectonofísica . 204 (3–4): 197–206. Bibcode :1992Tectp.204..197M. doi :10.1016/0040-1951(92)90307-R – vía Elsevier Science Direct.
  5. ^ ab Shand, S. James (1 de febrero de 1916). "La pseudotaquilita de Parijs (Estado Libre de Orange) y su relación con el 'gneis de piedra caliza' y el 'roca triturada de pedernal'". Revista trimestral de la Sociedad Geológica . 72 (1–4): 198–221. doi :10.1144/GSL.JGS.1916.072.01-04.12. ISSN  0370-291X. S2CID  129174160.
  6. ^ abcd Kirkpatrick, James D.; Rowe, Christen D. (2013). "Tinta que desaparece: cómo se pierden los pseudotacilitos del registro de rocas". Journal of Structural Geology . 52 : 183–198. Bibcode :2013JSG....52..183K. doi : 10.1016/j.jsg.2013.03.003 .
  7. ^ abc Fondriest, Michele; Mecklenburgh, Julian; Francois Xavier, Passelegue; Gilberto, Artioli; Nestola, Fabrizio; Spagnuolo, Elena; Rempe, Marieke; Di Toro, Guilio (2020). "Alteración pseudotaquilítica y rápido desvanecimiento de las cicatrices de terremotos del registro geológico". Geophysical Research Letters . 47 (22). Código Bibliográfico :2020GeoRL..4790020F. doi :10.1029/2020GL090020. hdl : 11577/3377649 . S2CID  228918611.
  8. ^ ab Bjornerud, Marcia (2010). "Repensar las condiciones necesarias para la formación de pseudotaquilitos: observaciones de los esquistos de Otago, Isla Sur, Nueva Zelanda". Tectonofísica . 490 (1–2): 68–80. Código Bib : 2010Tectp.490...69B. doi :10.1016/j.tecto.2010.04.028.
  9. ^ ab Kirkpatrick, JD; Shipton, ZK; Persano, C. (2009). "Pseudotachylytes: Raramente generados, raramente preservados o raramente reportados?". Boletín de la Sociedad Sismológica de América . 99 (1): 382–388. Bibcode :2009BuSSA..99..382K. doi :10.1785/0120080114.
  10. ^ ab Lin, Aiming (1994). "Vetas pseudotaquilíticas vítreas de la zona de falla de Fuyun, noroeste de China". Revista de geología estructural . 16 (1): 71–83. Código Bibliográfico :1994JSG....16...71L. doi :10.1016/0191-8141(94)90019-1.
  11. ^ Dunkel, KG; Morales, LFG; Jamveit, B. (2021). "Microestructuras prístinas en pseudotaquilitas formadas en la corteza inferior seca, Lofoten, Noruega". Philosophical Transactions A . 379 (2193). Bibcode :2021RSPTA.37990423D. doi :10.1098/rsta.2019.0423. PMC 7898121 . PMID  33517873. 
  12. ^ Prante, Mitchell R.; Evans, James P. (2015). "Pseudotachylite and fluid modification at sismogenic depths (Glacier Lakes and Granite Pass Faults), Central Sierra Nevada, USA". Geofísica pura y aplicada . 172 (5): 1203–1227. Código Bibliográfico :2015PApGe.172.1203P. doi :10.1007/s00024-014-0989-2. S2CID  129906270 – vía Springer.
  13. ^ Sibson, RH (1986). "Terremotos y deformación de rocas en zonas de fallas de la corteza". Revista anual de ciencias de la Tierra y planetarias . 14 : 149–175. Bibcode :1986AREPS..14..149S. doi :10.1146/annurev.ea.14.050186.001053.
  14. ^ Rowe, Christen D.; Kirkpatrick, James D.; Brodsky, Emily E. (2012). "Las inyecciones de rocas en fallas registran paleoterremotos". Earth and Planetary Science Letters . 335 : 154–166. Bibcode :2012E&PSL.335..154R. doi :10.1016/j.epsl.2012.04.015.
  15. ^ Spray, John G. (1995). "Controversia sobre pseudotaquilitas: ¿hecho o fricción?". Geology . 23 (12): 1119–1122. Bibcode :1995Geo....23.1119S. doi :10.1130/0091-7613(1995)023<1119:PCFOF>2.3.CO;2 – vía GeoScience World.
  16. ^ Wenk, H.-R. (1978). "¿Son las pseudotaquilitas productos de fractura o fusión?". Geología . 6 (8): 507–511. Bibcode :1978Geo.....6..507W. doi :10.1130/0091-7613(1978)6<507:APPOFO>2.0.CO;2.
  17. ^ Maddock, RH (1983). "Origen de fusión de pseudotaquilitas generadas por fallas demostrado por texturas". Geología . 11 (2): 105–108. Bibcode :1983Geo....11..105M. doi :10.1130/0091-7613(1983)11<105:MOOFPD>2.0.CO;2.
  18. ^ ab Hirose, T; Shimamoto, T (2005). "Crecimiento de la zona fundida como mecanismo de debilitamiento por deslizamiento de fallas simuladas en gabro durante la fusión por fricción". Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 110 (B5). Bibcode :2005JGRB..110.5202H. doi : 10.1029/2004JB003207 .
  19. ^ ab Di Toro, Giulio; Hirose, Takehiro; Nielsen, Stefan; Pennacchioni, Giorgio; Shimamoto, Toshihiko (3 de febrero de 2006). "Evidencia natural y experimental de lubricación por fusión de fallas durante terremotos". Science . 311 (5761): 647–649. Bibcode :2006Sci...311..647D. doi :10.1126/science.1121012. ISSN  0036-8075. PMID  16456076. S2CID  43080301.
  20. ^ ab Mitchell, Thomas M.; Toy, Virginia; Di Toro, Giulio; Renner, Jörg; Sibson, Richard H. (2016-10-20). "Soldadura por fallas mediante formación de pseudotaquilitas". Geología . 44 (12): 1059–1062. Bibcode :2016Geo....44.1059M. doi : 10.1130/g38373.1 . ISSN  0091-7613.
  21. ^ Proctor, B; Lockner, DA (2016). "La pseudotaquilita aumenta la resistencia postdeslizamiento de las fallas". Geología . 44 (12): 1003–1006. Código Bibliográfico :2016Geo....44.1003P. doi :10.1130/g38349.1 . Consultado el 2022-11-03 .
  22. ^ ab Masch, L.; Wenk, HR; Preuss, E. (1985). "Estudio de hialomilonitas mediante microscopía electrónica: evidencia de fusión por fricción en deslizamientos de tierra". Tectonofísica . 115 (1–2): 131–160. Código Bibliográfico :1985Tectp.115..131M. doi :10.1016/0040-1951(85)90103-9.
  23. ^ Legros, F.; Cantagrel, J.-M.; Devouard, B. (2000). "Pseudotaquilita (friccionita) en la base del depósito de deslizamiento volcánico de Arequipa (Perú): implicaciones para los mecanismos de emplazamiento". Revista de Geología . 108 (5): 601–611. Bibcode :2000JG....108..601L. doi :10.1086/314421. S2CID  128761395.
  24. ^ Lin, Aiming; Chen, Allen; Liau, Ching-Fei; Lin, Chyi-Chia; Lin, Po-Shen; Wen, Shu-Ching; Ouchi, Toru (2001). "Fusión por fricción debido a deslizamientos cosísmicos durante el terremoto de Chi Chi (Taiwán) ML 7.3 de 1999". Geophysical Research Letters . 28 (20): 4011–4014. doi : 10.1029/2001GL013253 . S2CID  140161341.
  25. ^ abcdefghijkl Spray, John G. (2010). "Procesos de fusión por fricción en materiales planetarios: desde el impacto a hipervelocidad hasta los terremotos". Revista anual de ciencias de la Tierra y planetarias . 38 : 359–374. Bibcode :2010AREPS..38..221S. doi :10.1146/annurev.earth.031208.100045.
  26. ^ abcdefg Capítulo 5 del libro en línea, francés, BM 1998. Rastros de catástrofe, Un manual de efectos de choque-metamorfismo en estructuras de impacto de meteoritos terrestres, Instituto Lunar y Planetario 120pp.
  27. ^ abc Spray, JG (1998). "Fusión localizada inducida por choque y fricción en respuesta a un impacto a hipervelocidad". En Grady, MM; Hutchinson, R.; Rothery, DA; McCall, GJH (eds.). Meteoritos: flujo con efectos del tiempo y del impacto . Publicaciones especiales, Geological Society, Londres. Vol. 140. págs. 195–204. doi :10.1144/GSL.SP.1998.140.01.14. ISBN 9781862390171. Número de identificación S2CID  128704900.
  28. ^ ab Martini, JEJ (1991). "La naturaleza, distribución y génesis de la coesita y la stishovita asociadas con la pseudotaquilita de Vredefort Done, Sudáfrica". Earth and Planetary Science Letters . 103 (1–4): 285–300. Código Bibliográfico :1991E&PSL.103..285M. doi :10.1016/0012-821X(91)90167-G.
  29. ^ Thompson, Lucy M.; Spray, John G. (1996). "Petrogénesis de pseudotaquilitas: restricciones de la estructura de impacto de Sudbury". Contribuciones a la mineralogía y la petrología . 125 (4): 359–374. Bibcode :1996CoMP..125..359T. doi :10.1007/S004100050228. S2CID  128762378.


Enlaces externos

Wieland, F. (2006) Capítulo 4: Brechas pseudotaquilíticas, otras brechas y vetas. Análisis estructural de la deformación relacionada con el impacto en las rocas de collar del domo Vredefort, Sudáfrica. Tesis doctoral inédita. Facultad de Geociencias, Universidad de Witwatersrand, Johannesburgo, Sudáfrica.