19 capitulo toselli. a.j miscelanea 18 elementos basicos de petrologia ignea-2010

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Petrologia - Toselli - Capitulo 19

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319 ALEJANDRO TOSELLICapitulo 19Magmatismo de rift continentalIntroduccinEl magmatismo basltico es la manifestacin ms espectacular de la tectnica extensional en las placas continentales. Aqu se prestar especial atencin al Rift de Africa Oriental por la gran diversidad magmtica y la actividad tectnica que lo caracteriza. Constituye adems el rit continental mas grande y signicatio, con un olumen erupcionado de 500.000 km3, en suma acon los 12.000 km3 del rit de Ro Grande ,USA, o los 5.000 km3 del rit Baikal ,Rusia, ,lig. 19-1,. Fig. 19-1. Distribucin global de los rit mayores, tanto actios como antiguos, dentro de las grandes placas. A la derecha esquema del desarrollo de los rit de Arica, occidental y oriental. ,Modicado de Barberi etal. 1982,.Las zonas de rift continental son reas de extensin litosfrica localizadas y caracterizadas por una depresin central, nancos leantados y adelgazamiento cortical. Con esta estructura generalmenteseasociaunaltonujodecalor,ampliaszonasdeleantamientoregionaly magmatismo.Lngenerallosritstienenpocasdecenasdekilmetrosdeanchoydecenas acentenaresdekilmetrosdelargoysusorgenespuedendeberseadistintosactores talescomocolisionescontinente-continente,grabendelRhin,,ocuencasderetro-arco relacionadasasubduccin,RoColumbia,.Perotodasoriginanprocesosdeusinenel manto subyacente en respuesta a tectnica distensia ,lig. 19-2,. Ln general la elocidad de distensin es de dos rdenes de magnitud menor, que las zonas de distensin oceanicas, con valores de ~1 mm/ao.Ll espectro composicional de los magmas erupcionados es mas amplio que en los nujos debasaltoscontinentales.Lngenerallosbasaltospuedenariar,desdetipossubalcalinos transicionales a basaltos alcalinos, basanitas subsaturadas en slice, neelinitas y mas raramente magmas ultrapotsicos como leucititas. En algunos rifts las carbonatitas estn presentes y se Miscelanea 18: 319-332Llementos basicos de petrologa gnea1ucuman, 2010 -ISSN 1514 - 4836 - ISSN on-lineISSN 1668 - 3242 MAGMATISMO DE RIFT CONTINENTAL 320asocianconrocassubsaturadasenslice.Engeneralelvolcanismoesaltamenteexplosivo ylasrocaspiroclasticaspuedendominarenlassecuenciasolcanicas,loquesugiereun enriquecimientoenolatilesenlareginuente.Lnritsantiguoserosionados,Gardar, Groenlandia, Oslo, Noruega, han quedado expuestas las races, que estan constituidas por rocas plutnicas como sienitas, sienitas neelnicas y granitos alcalinos que dieron lugar en supercie a estrato-olcanes de traquita y onolita.Fig. 19-2. Modelos de desarrollo de rits, pasios y actios ,Keen 1985,. PetrografaDadalaampliadiversidaddelasZRCsehanseleccionadotrestiposconsiderados representatios:a, Suite de basanita-onolita de Nyamberi range y L de Kenia.b, Suite basalto alcalino-traquita del rit Gregory de Kenia.c, Suite transicional basalto-riolita del centro Boina de Ltiopia.La alcalinidad ,Na2O-K2O , de estas suites decrece desde ,a, a ,c,, con amplia ariacin textural desde tipos aricos a uertemente porricos, siendo similares los minerales de los enocristalesydelapasta.Losmineralespresentessonplagioclasa,oliino,clinopiroxeno ricoenCa,xidosdeley1i,yapatito.Losmineraleshidratadosincluyenhornblenday biotita y estan restringidos a los miembros mas eolucionados de la suite basanita-onolita, al igual que la nefelina.Composicin qumicaElementos mayores: Las laas de las suites olcanicas de las ZRC pueden ser clasicadas usando los diagramas ,Na2O-K2O, ersus SiO2 ,Cox et al. 199, ,lig. 19-3, 19-6,, ya que los lcalis son incompatibles hasta estadios avanzados de fraccionamiento. 321 ALEJANDRO TOSELLILn general el Na2OK2O, aunque en sectores es lo inerso. Ln la g. 19-3, se muestra que algunas suites olcanicas desarrollanun espectro de composiciones de basico a acido, mientrasqueotrassonmarcadamentebimodales.Paralasquemuestranunrangode variacin continua es razonable suponer que los magmas ms cidos seran producidos por cristalizacin raccionada desde los basaltos asociados. Mientras que en las suites bimodales, las relaciones entre magmas bsicos y cidos no son obvias.Fig. 19-3. Diagrama total de alcalis s. Slice ,Cox et al. 199,.Tabla 19-1. A: Analisis qumicos de la suite basanita-onolita y B: bimodal basalto-riolita del Rit Monte Kenya. MAGMATISMO DE RIFT CONTINENTAL 322Engenerallosdiagramasdevariacinrespondenalosefectoscombinadosde cristalizacin polibarica, heterogeneidades de la uente, desarrollo de usin parcial ariable y contaminacin cortical. Por uera de la aparente coherencia de estas tendencias, debe tenerse cuidadoenlainterpretacindelosdatosquerepresentanlneasdescendentesdelquidos erdaderos,queslosonaaladoscuandoestanacompanadosporestudiosdeelementos trazas e istopos radiognicos. Por ejemplo en la lig. 19-4, muestra la ariacin del porcentaje de K2O ersus SiO2 de los basaltos del rit de Ltiopia. Ll K2O se correlaciona positivamente con la slice, con tendencia similar a los llujos Basalticos Oceanicos. La ariacin de estos elementos renejara ariable usin parcial de una misma uente, o tambin contaminacin cortical progresia, lo que puede determinarse en base a los isotopos de Sr-Nd y Pb.LnelambientetectnicocorrespondientealasZRC,laslaasmassalicaspueden producirse por cristalizacin fraccionada desde magmas baslticos temporal y espacialmente asociados,encombinacinconariablecontaminacincortical.Alternatiamentepueden producirse por usin de una uente independiente, en condiciones de abundancia de olatiles.Figuras19-4 y 5. Variacin de peso de MgO y Al2O3 s. SiO2, en la suite Boina y campos de ariacin de K2O s. SiO2 en Etiopa.Lastendenciasfuertementesegmentadasseinterpretancomodominadaspor cristalizacinfraccionadadeolivinoyplagioclasaenestadiostempranos.Elclinopiroxeno no es dominante y puede cristalizar junto con la plagioclasa. Ls signicatio que en la suite basanita-onolita,elclinopiroxenodominalasecuenciaderaccionamiento,mientrasque en la suite transicional basalto-riolita, la plagioclasa es la ase mas importante, lo que queda demostrado, para ambas suites en el diagrama Al2O3 ersus SiO2.Elementos trazas La 1abla 19-2, muestra las composiciones qumicas de basaltos y laas mas eolucionadas desuitesvolcnicasdelriftdeAfricaorientalyEtiopiaqueseconsideranrepresentativos delosmagmasdeZRC.Loselementostrazasincompatiblessonparticionadosenlafase undida, durante los procesos de usin parcial e cristalizacin raccionada. Los miembros 323 ALEJANDRO TOSELLImas basicos de estas suites tienen concentraciones bajas de Ni, lo que sugiere que han surido raccionamientodeoliinoenelcaminohacialasupercie,quetiendeaincrementarla concentracindeloselementostrazasincompatiblesenelmagmabasaltico,conrelacin alosmagmasprimariosricosenMgO.Unacaractersticadeestassuitesolcanicasde AfricaOrientalsonlasrelacionesrelativamenteconstantesdealgunoselementostrazas incompatibles tales como: Nb,Zr, Ce,Zr, La,Zr y Rb,Zr, en rocas con amplia ariacin de la SiO2. Slo la cristalizacin raccionada puede preserar las relaciones de las concentraciones de los elementos incompatibles ya que cualquier proceso de contaminacin cortical, tiende a cambiarlos.Istopos radiognicosLosdatosdeNd-Srdelmantosuperiormuestranconsiderableariacinisotpicayel mantolitosricosubcontinental,preseralasheterogeneidadesisotpicas,quepresentan magmas en diferentes regiones fuentes de la placa intracontinental.Tabla 19-2. Llementos mayores y trazas para la suite basalto-andesita del Rit de Kenya.MAGMATISMO DE RIFT CONTINENTAL 324Aunque la composicin qumica e isotpica de los reserorios son temas de especulacin, losxenolitosultramacoscontenidosenkimberlitasyenbasaltosalcalinoscontinentales, conrman la existencia de heterogeneidades que exceden de lejos a los rangos de los basaltos MORByOIB.Lalig.19-6muestralaariacinde 143Nd,144Ndersus 8Sr,86Srparaun amplio rango de volcanes de la ZRC. Muchos basaltos se proyectan dentro del campo mantlico que se denen como basaltos oceanicos no-contaminados ,MORB - OIB,, mientras que otros se proyectan uera de ese campo. Ll rango de ariacin isotpica de los basaltos de ZRC, podra explicarse en trminos de su deriacin desde un reserorio en el manto. Ln general la uente mantlica MORB no constituye el mayor componente de los volcanes de ZRC. En su lugar se debe considerar la posibilidad de que la mayora deriaran de una pluma de manto de uente OIB ,rits actios, o desde litosera subcontinental ,rits pasios,.Los istopos de Pb presentan ariaciones de las relaciones 20Pb,204Pb ersus 206Pb,204Pb para las rocas olcanicas de las ZRC, permiten considerar la existencia de anomalas isotpicas a gran escala en el manto superior, dierentes a los basaltos OIB, MORB y las kimberlitas grupos I y II ,lig. 19-,. La composicin isotpica de Pb en clinopiroxeno y anbol de los xenolitos de lherzolita deriados de litosera subcontinental y de una suite de granulitas macas deriados del lmite corteza-manto, representan el rango de composicin isotpica de la litosera subcontinental.LaslaaspobresenSiO2yultrapotasicasdelcampoKikorongodelritoccidentalde Arica,muestraariacinisotpicadePb.LstalaatienealtocontenidodeCryMgOe incluye xenolitos deriados del manto, lo que sugiere que han subido rapidamente a tras delacorteza,sinhabersuridocontaminacinapreciable.Porotrapartelasneelinitasde Nyiragongo muestran amplia ariacin isotpica de Pb con relaciones 206Pb,204Pb 62. Para explicar estas altas relaciones isotpicasr, es necesario que la regin uente haya surido uerte metasomatismo para causar el raccionamiento extremo de U y Pb.Fig.19-6.Diagramadevariacin 143Nd,144Nds. 8Sr,86Sr,correspondientesalasramasesteyoestedelritde Arica Oriental, para los distintos tipos de olcanitas. 325 ALEJANDRO TOSELLIModelo petrogenticoActualmente se acepta que la formacin de cuencas sedimentarias y rifts intracontinentales estnconectadosporextensinydeformacindelacortezaydelmantolitosfrico.Los modelostericosasumenqueelcomponentemantlicodelalitosferaesadelgazadoms ecientementequelacortezaycomoconsecuenciaelcalortranseridohaciaarribadesde la astensfera produce una aureola trmica que genera el levantamiento o domamiento de lasrocascorticalessuperpuestas.Dosc