El recubrimiento magmático ocurre cuando los magmas basálticos quedan atrapados durante su ascenso a la superficie en la discontinuidad de Mohorovičić o dentro de la corteza . [1] El atrapamiento (o "estancamiento") de magmas dentro de la corteza ocurre debido a la diferencia en densidades relativas entre el magma ascendente y la roca circundante. La capa inferior magmática puede ser responsable del engrosamiento de la corteza cuando el magma se enfría. [1] Los estudios sísmicos geofísicos (así como la petrología y geoquímica ígneas ) utilizan las diferencias en densidades para identificar la capa subyacente que ocurre en profundidad. [1]
El revestimiento magmático se ha identificado mediante múltiples técnicas que no son específicas del área en la que se utilizan. La geoquímica permite a los geólogos determinar niveles de asociación entre unidades ígneas: en la provincia de Karoo, en el sur de África, se produjeron grandes volúmenes de riolita a lo largo del margen continental a partir de fundidos con composiciones inicialmente basálticas. Los xenolitos del material del manto pueden contener información sobre la fuente última de un magma, así como revelar heterogeneidades dentro de la mezcla del magma y la asimilación de los magmas huéspedes en profundidad. [2] El fraccionamiento Gabbro permite a los geólogos determinar la masa más pequeña posible de material oculto. Los estudios de geomorfología en la provincia de Karoo han identificado un levantamiento regional, [1] asociado con el recubrimiento subyacente y el consiguiente engrosamiento de la corteza.
Los estudios sísmicos de la corteza en profundidad han contribuido en gran medida a identificar la capa subyacente magmática, pero sin muestras directas para observar, puede resultar problemático para los geólogos ponerse de acuerdo sobre el origen de una anomalía. Los estudios sísmicos de las islas Laquedivas en el Océano Índico revelaron una capa de corteza engrosada de alta velocidad entre 16 y 24 km por debajo de la superficie; [3] estos fueron corroborados con trabajos tomográficos en el cercano distrito de Kutch , que identificaron un gran cuerpo máfico en profundidad, cerca del manto. [4] El modelado de gravedad también encontró un cuerpo máfico intrusivo en la corteza inferior en la grieta de Kachchh [5]
Sin embargo, los estudios tomográficos realizados en Noruega para identificar la fuente de la corteza engrosada localmente encontraron espesores desiguales restringidos por varios lineamientos . [6] La morfología de la corteza inferior no se identificó de manera concluyente como una base magmática y, de hecho, pueden ser restos de la raíz de Caledonia . [6]
La proximidad a grandes provincias ígneas también puede ser útil para identificar la base magmática. Las áreas no solidificadas de base magmática (una cámara de magma ) pueden alimentar con magma a los volcanes. En las trampas de Rajmahal , hay una capa ígnea de 10 a 15 km de espesor en la base de la corteza debajo de esta área. El espesor de la capa es diferente en varias partes del área; es en el centro, donde el espesor es mayor, donde es posible que el magma esté siendo alimentado a las Trampas Rajmahal de arriba. [7] La presencia de subcapa también se encuentra en la grieta de Cambay en el rango de profundidad de 25 y 31 km mediante modelado gravitacional. [8]
En las Islas Británicas , la denudación ( Paleógena ) está relacionada con una capa subyacente magmática. Se ha demostrado que la longitud de onda y la amplitud de la denudación pueden determinarse mediante la densidad y distribución del revestimiento subyacente en un área determinada. El modelado de datos generados por estudios de las Islas Británicas muestra que se produce una gran cantidad de material de alta velocidad alrededor de la discontinuidad de Mohorovičić bajo el Mar de Irlanda . [9] La elevación epiirogénica es una forma de elevación de longitud de onda larga y se puede dividir en dos categorías separadas, que es transitoria y permanente. El levantamiento epiirógeno permanente posiblemente se produzca principalmente por la capa inferior magmática, [10] mientras que el levantamiento transitorio está más relacionado con la convección del manto . [9] La capa inferior magmática es importante para provocar un rápido levantamiento epeirogénico en ciertas áreas. Se ha argumentado que la mayor denudación ocurrió en el Paleógeno debido a registros de deposición clástica en cuencas sedimentarias . Algunas de estas cuencas sedimentarias incluyen la cuenca del Mar del Norte y la cuenca Porcupine frente a la costa suroeste de Irlanda. También se ha argumentado que la denudación del Paleógeno fue causada principalmente por una capa subyacente magmática. [9]
Se han realizado estudios sobre el fenómeno del substrato magmático en varias zonas del mundo. En el norte de Italia, se estudiaron los efectos del substrato magmático a lo largo de una travesía a través de la Zona Strona-Ceneri y la Zona Ivrea Verbano. Los estudios incluyeron un método de modelado térmico que dividió la sección transversal en tres secciones diferentes: la corteza superior, la corteza inferior y el manto superior . El modelo mostró múltiples intrusiones magmáticas que se extendieron a lo largo del tiempo, lo que provocó el calentamiento de la corteza inferior provocando metamorfismo y anatexis , e incluso logró calentar moderadamente la parte superior de la corteza inferior. [11] Los resultados también mostraron que el calentamiento final comenzó al mismo tiempo que la extensión en los niveles de la corteza menos profundos, mientras que en las partes más profundas, la extensión se produjo más tarde que el pico térmico del metamorfismo. [11] También se demostró que la capa subyacente magmática durante un período de aproximadamente treinta millones de años fue lo suficientemente fuerte como para borrar toda la historia tectono - metamórfica en la Zona de Ivera Verbano. Esta información se conservó en la zona Strona-Ceneri porque las áreas de la corteza superior no se vieron tan afectadas. [11] Se han realizado otras investigaciones en el distrito de Kutch , en el noroeste de la India. Se concluyó que el levantamiento ocurrido en la zona se debió a intrusiones de magma en la parte inferior de la corteza. Este aumento se produjo debido a dos procesos separados. Uno de estos procesos se debe al recubrimiento magmático, mientras que el otro implica únicamente isostasia . Las investigaciones han demostrado que durante la etapa Oxfordiana se produjo un evento transgresivo máximo al que siguió la deposición de esquisto y arenisca . Es posible que las unidades inferiores representen una disminución del nivel del mar; el mar comenzó a retirarse debido al levantamiento relacionado con la capa magmática subyacente. [4]
La subcapa es la acumulación de derretimientos parciales en la base de la corteza, donde una placa oceánica se está subduciendo bajo la corteza continental . El revestimiento inferior es el resultado de derretimientos parciales que se producen en la cuña del manto sobre una placa subductora . La fusión parcial es inducida por una disminución de la temperatura de fusión, el solidus , por la entrada de agua y otros volátiles suministrados por las transiciones de fase en la losa en subducción . Cuando el derretimiento parcial flotante asciende a través del manto , normalmente se detiene en la base de la corteza y se estanca allí. Esto se debe a que la corteza suele ser menos densa que el magma subyacente , y este es el punto en el que el magma ascendente alcanza un nivel de flotabilidad neutra.
El derretimiento en evolución permanecerá allí hasta que se fraccione lo suficiente (a través de procesos de fusión-asimilación-almacenamiento-homogeneización (MASH)) que el derretimiento restante sea menos denso que la roca circundante; Luego, la masa fundida continuará hacia la corteza, dejando atrás los minerales máficos más pesados que cristalizaron durante la cristalización fraccionada . El conjunto de minerales que quedan son típicamente máficos o ultramáficos , y son responsables de la anomalía sísmica observada que indica material debajo de la capa.
Chouhan, AK, Choudhury, P. & Pal, SK Nueva evidencia de una corteza delgada y una base magmática debajo de la cuenca del rift de Cambay, India occidental, a través del modelado de datos de gravedad EIGEN-6C4. J Earth Syst Sci 129, 64 (2020). https://doi.org/10.1007/s12040-019-1335-y