265 ALEJANDRO TOSELLICapitulo 15Magmatismo en mrgenes activos de placasIntroduccinLosmrgenesactivosdeplacas,determinanlossitiosdesubduccindelalitosfera ocenica en el manto de la Tierra, produciendo la mayora de los volcanes activos y terremotos en el mundo, incluyendo todos los de focos intermedios y profundos, que se asocian con las placas litosfricas descendentes.Paraapreciarlaescala delaintensidad de subduccin, es necesarioconsiderar,que los ocanosAtlanticoyPaccoueroncreadosenlosltimos200Maporlaexpansindel ondo oceanico, desde los margenes de acrecin de placas. Como la tierra no se expande, una supercie equialente de litosera debe ser subductada simultaneamente.Lasustitucindesuperciedeplacas,puedesertantodelitoseraoceanicacomo continental, resultando en diferentes interacciones geomtricas para producir el volcanismo dearcosdeislasocenicasydelosmrgenescontinentalesactivos-,quepresentanlas siguientes caractersticas (Thorpe 1982):a)Lascadenasdeislasocinturonesvolcnicoslineales,tienenlongitudesdecientosa miles de kilmetros y son relatiamente estrechos de 200 a 300 km.b, Desarrollan una osa oceanica prounda de 6.000 a 11.000 m de proundidad.c)Elvolcanismoesactivoypresentaunlmiteabruptodelazonavolcnica,haciael ocano.Elfrentevolcnico,sedesarrollaparalelamentealafosaocenicaadistanciasde 100 - 200 km.d)LazonassmicadeBenioff,incluyealosfocosdeterremotosdeprofundidades someras, intermedias y proundas, que denen el plano de descenso de la litosera oceanica en el manto.e) La asociacin volcnica ha sido llamada asociacin de andesitas orognicas.Las cadenas de estrato-volcanes alineados encima de las zonas de Benioffrepresenta la caracterstica volcnica ms conspicua sobre la tierra. Los productos eruptivos tienen amplia composicin desde basaltos a riolitas, con andesitas como el tipo de magma mas comn, lo que dene que el ambiente de generacin es muy complejo. La morologa de los olcanes, renejan procesos de crecimiento rapido, recuentemente altamente explosio y es comn la ormacin de calderas, acompanadas por la erupcin de nujos piroclasticos, coladas y tobas de cada.Arcos de islas ocenicasLosarcosdeislasocenicas(AIO)representanlossitiosdesubduccindeunaplaca litosera oceanica debajo de otra ,lig. 15 -1,. Los rasgos caractersticos son cadenas lineales deislasormandoelrenteolcanico,amenudonanqueadoporcuencasmarginalesque seormanporexpansindelondooceanicodurantelosprocesosdecomienzodelarco. Los sedimentos se acumulansobre la corteza ocenica y amenudo son rastrilladoscon el descenso de la placa y forma un prisma de acrecin en el ante-arco.La lig. 15-2 muestra la distribucin de los sistemas de arcos de islas oceanicas mayores Miscelanea 18: 265-28Llementos basicos de petrologa gnea1ucuman, 2010 -ISSN 1514 - 4836 - ISSN on-lineISSN 1668 - 3242 MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 266Fig.15-1.Esquemadesubduccindelitosferaocenicageneradaenladorsalmedio-ocenica.Corrientesde conveccin secundaria se desarrollan en el retro-arco. Fig. 15-2. Distribucin de arcos de islas oceanicas del mundo ,\ilson y Daidson 1984,.enlosocanosPaccoyAtlantico,yenIndonesia.LnelPaccooccidentallosarcosse extienden desde el sistema de Nuea Zelandia - 1onga, a tras de Nuea Bretana - Papa - Nuea Guinea y las islas de Mariana - Izu y el sistema de Japn - Kuriles - Kamchatka ylasAleutianas.Lncontraste,elPaccoorientalnotienearcosdeislasperomuestra olcanismo de margen continental actio que se extiende desde el oeste de Lstados Unidos alolargodeMxico,AmricaCentralySud-Amrica.LnelAtlanticoelolcanismode arcosdeislasoceanicasocurreenlosarcosdelasAntillasMenoresydelasSandwiches del sur. Ln el Mediterraneo se maniesta en los arcos de Aeolian y Aegean y en la zona de colisin continental actia que se extiende desde los Alpes, a tras de 1urqua e Iran hasta los Himalayas.26 ALEJANDRO TOSELLIEstructura de los arcos de islas El conocimiento de la estructura fsica de los arcos de islas da una importante ayuda para desarrollar los modelos petrogenticos, los cuales deben incluir para las regiones de arco de islas: trench, ante-arco, arco y retro-arco ,Gill 1981, Cross y Pilger 1982, Uyeda 1982, Jarrard 1986).Fig. 15-3. Estructura de arco de un arco de islas.La anomala graitaroria negatia prxima al trench se atribuye a la presencia de sedimentos en el ante-arco y la anomala positia a la litosera ra subductada y mas densa por debajo del arco. Ll nujo calrico es tipicamente bajo en el ante-arco pero asciende abruptamente en el rente olcanico y permanece alto para distancia de 200 - 600 km detras del arco. Lste alto nujo de calor slo puede ser explicado por transerencia de magma a nieles altos ,lig. 15-3,.Lxistira un lmite ertical entre el manto con caractersticas litosericas y el manto con caractersticas astenoericas, que podran renejar el ascenso del magma por de bajo del arco. Anmalamente,elmantoastenosericosomeropordebajodelretroarco,podraindicarel ascenso de magma, formado por procesos distensivos en el retro-arco.Ll espesor cortical juega un importante rol en el ascenso y raccionamiento a baja presin delosmagmas.Enregionesdecortezadelgada,losmagmasderivadosdesdeelmanto asciendenrapidamentehastalasupercieypuedenmantenersuscaractersticasprimarias. Mientras que en los arcos mas maduros, la corteza se engrosa y las rocas corticales de baja densidad, actan como ltro impidiendo el ascenso de magmas primarios y causando extenso fraccionamiento cristalino en cmaras magmticas someras.Estructura trmica y procesos de fusin parcialElconocimientodelaestructuratrmicadelaszonasdesubduccinesesencialpara MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 268entenderlosprocesosdegeneracindemagma.Cualquiermodelotrmicoincluyelos efectos de deshidratacin de la corteza ocenica subductada, el calentamiento por friccin en la parte superior de la loza, la conveccin dentro de la cua de manto astenosfrico, el ngulo de subduccin y la velocidad.Cortezaocenicasubductada:involucraalasrocasgneasbsicasysedimentosde ondo oceanico que son metamorzados a acies de anbolitas y eclogita, en presencia de una ase nuida acuosa. La mineraloga de las rocas ara durante la subduccin en uncin del aumento de la presin, temperatura y composicin de la fase vapor. Este progrado de metamorsmo,acieszeolitas,esquistosazules,anbolitasyeclogitas,estaacompanado por deshidratacin, que tiene lugar principalmente entre los 80-125 km de proundidad. La presencia del agua, baja la temperatura del solidus de las rocas en arios cientos de grados. La profundidad a la cual comienza la corteza ocenica a fundirse, puede predecirse si se conoce, el gradiente geotrmico de la parte superior de la loza y la cantidad de agua que contiene. Algunos modelos sostienen, que las andesitas derivan de corteza ocenica subductada, por fusin parcial en condiciones anhidras.Cuna de manto: inolucra la usin parcial de lherzolitas modicadas por reaccin con nuidos acuosos o undidos silceos hidratados deriados de la corteza oceanica subductada. La iniciacin de la fusin parcial en la cua de manto depende del gradiente geotrmico y la cantidad de voltiles presentes. La presencia de H2O baja marcadamente la temperatura del solidus y as facilitan la fusin parcial. Algunos modelos muestran que la fusin parcial debajo del arco puede ocurrir slo en condiciones de saturacin de agua. La usin parcial de lherzolita en condiciones anhidras produce lquidos de composicin basltica o picrtica, dependiendodelporcentajedeusin.Losmagmasandesticospuedensergenerados directamenteporusinparcialdelherzolitahidratadaaproundidades40km.Dichos fundidos deberan saturarse en agua conteniendo slo el 15% H2O a 40 km y comenzaran a cristalizar tan pronto como el vapor comienza a escapar. Tales magmas no pueden alcanzar la supercie sin surir cristalizacin raccionada, lo mismo que los magmas basicos hidratados generados a mayor profundidad.Hay un aporte continuo de voltiles desde la loza que se subducta a la cua de manto sobreyacente, por lo que el fundido con algunos cristales debera estar saturado en H2O y con el aumento de la fusin, se vuelve menos saturado y cambia la composicin del fundido abaslticoopicrticoenequilibrioconlaperidotitaanhidra.Estosbasaltossubsaturados en H2O seran los magmas madre de las suites de arcos volcnicos, con fraccionamiento a miembros ms ricos en slice en niveles ms altos. En los modelos tericos, se usan fuentes mantlicas heterogneas cuyos componentes varan con la profundidad, lo que involucra las siguientes posibilidades:a. Tanto la loza subductada como la cua de manto se funden.b. La loza subductada se deshidrata y la cua de manto se funde.c. Slo la loza subductada se unde.Segregacin, ascenso y almacenamiento del magmaLa parte astenosferica del manto, por encima de la loza subductada, es el sitio de mayor generacin de magma de los AIO. La fusin parcial tiene lugar en un rango considerable de proundidad, cuando los diapiros de lherzolita boyan hacia la supercie. A una proundidad noespecicada,lasegregacindemagmaprimarioocurre,duranteelascensohaciala 269 ALEJANDRO TOSELLIsupercie siguiendo distintos mecanismos.Distintaseidenciasindicanlaexistenciadereseroriosdemagmaennielesaltos dentrodelacortezaydelmantosuperior,dondesepuedenfraccionar.Talescmarasse sitanaproundidades20-30kmypuedenextendersehastacercadelasupercie.Los xenolitos tienen combinaciones de: oliino-clinopiroxena-ortopiroxeno-plagioclasa-anbol-magnetita. La rareza de magmas primarios en AIO atestigua la importancia de los procesos de fraccionamiento cristalino.Caractersticas de las series de magmasHay una amplia variedad de estilos eruptivos en los arcos de islas (AI), que se relaciona conlacomposicinqumica,viscosidadycontenidodevoltiles.Engeneralelestilo eruptio es controlado por el contenido de SiO2 y voltiles. Las coladas de lava se forman por extrusin de magma pobre en gas, mientras que altos contenidos en olatiles, tienden a producir erupciones altamente explosias.Losolcanes de AIpetrogracamente, se diiden en dos tipos: a, Volcanes de basalto yandesitabasalticayb,Volcanesdeandesitaydacita.Cadagrupodesarrollamorologas diferentes en virtud del comportamiento reolgico distinto de los productos eruptivos. Los primeros orman olcanes en escudo de bajo angulo, mientras que el segundo tipo, orma grandes edicios cnicos compuestos de laas y material piroclastico. Ln general los magmas de los AI tienen altos contenidos en olatiles, lo que tiende a producir erupciones explosias, durante las cuales el tera es expelido a gran distancia. Las erupciones de gran olumen de magma desde cmaras de alto nivel, pueden causar el colapso del techo y formar calderas.Tpicamente desde el punto de vista composicional, los magmas han sido subdivididos en tres series: toleticos, calco-alcalinos y alcalinos. Cada serie tiene un rango composicional desde basalto a riolita. Segn Gill ,1981, dos diagramas pueden ser usados para subdiidir las composiciones de los magmas: K2O s. SiO2 y leO,MgO s. SiO2.Ll diagrama de K2O ersus SiO2 ,lig. 15-4,, permite diidir a los AI oceanicos, en cuatro series distintivas:A. Series bajas en K.B. Series calco-alcalinas.C. Series calco-alcalinas altas en K.D. Series shoshonticas.La serie A, corresponde a la serie toletica de arcos de islas y la D es una serie alcalina. LosbasaltosdelaserieBsondealtaalminayaranenrelacinconlosmagmaamas evolucionados (andesitas, dacitas y riolitas). La serie C, es similar a la B.Ll diagrama leO,MgO ersus SiO2 ,lig. 15-5,: se aplica a los magmas toleticos bajos en K, que tienen marcado enriquecimiento en le en estadios tempranos de raccionamiento, en contraste con las series calco-alcalinas, en que el le decrece con el incremento de SiO2. En los basaltos, el graco ndice alcalino ,AI, ersus almina, permite separar los tipos toleticos de los calco-alcalinos altos en almina.Las dierencias entre estas cuatro series de magmas, se renejan en sus ormas eruptias. La serie volcnica de arcos de islas toleticas est caracterizada porerupciones de basaltos muy nuidos y andesitas basalticas, acompanados de escasos nujos piroclasticos. Iay mayor proporcindelavasafricas,queenlasseriescalco-alcalinas,losanfbolesybiotitaestn ausentes, sugiriendo un bajo contenido en olatiles. Ljemplos tpicos de los arcos toleticos MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 20son las islas Sandwich del Sur, 1onga, Izu y el sector norte de las Antillas Menores.En marcado contraste, las rocas principales de las series calco-alcalinas (incluyendo las altasenK,sonandesitasdedospiroxenasconun59deSiO2.Laserupcionessonms explosias y los nujos piroclasticos comunes. Los magmas andesticos son mas iscosos que los basalticos y producen estrato-olcanes de nancos empinados. La mayora de las laas son altamente porricas, con enocristales de plagioclasa calcica, hornblenda y biotita, renejando una mayor riqueza en olatiles, en concordancia con la mayor actiidad explosia. Ln esta categora entran los olcanes de los arcos Circum-Paccos, las Antillas Menores e Indonesia.Las series shoshonticas son mas ariables, en promedio comprenden 50 en olumen debasalto,40deandesitasy10dedacitas.Lassuitesalcalinas,sdicasypotasicas, erupcionan en arcos de islas, aunque las lavas sdicas se restringen a ambientes tectnicos especcos, tales como: a, A lo largo o en los bordes de las zonas de subduccin, b, Donde las fracturas son normales al trench donde se produce la subduccin.Lstrictamente hablando el trmino shoshontica, se aplica a las suites potasicas y ejemplos tpicos son las islas de liji, Sunda, el arco de Indonesia, el arco Aeolian, Granada y las Antillas Menores.1ambinseencuentraungrupodeandesitasconaltoMgO,6pesodeMgO,, llamadas boninitas, que se restringen a regiones de ante-arco, como por ejemplo el ante-arco del sistema Marianas - Izu, en las islas Bonin.Los esquemas de clasicacin utilizados permiten diidir los arcos de islas oceanicas en Fig. 15-5. A, Relacin leO,MgO s. SiO2, muestra las tendencias calco-alcalina o toletica de distintos AIO. B) Indice lcalis (AI) vs. Al2O3, muestra la dominancia de basaltos de alta-almina en los AIO.Fig. 15-4. Diagrama K2O s. SiO2 peso, con las diisiones de las Suites de las Rocas olcanicos de arcos de islas.21 ALEJANDRO TOSELLIgrupos, segn la elocidad de conergencia, el espesor cortical y las series de magmas, que se muestran en la Tabla 15-1.Petrografa de las volcanitasLasvolcanitasdelosarcosdeislassonaltamenteporfricas,mientrasquelasseries toleticaslosonmenos.Esimportantelamineralogadelosfenocristalesdelasseriesde magmas: toleticos, calco-alcalinos, calco-alcalinos altos en K y shoshonticos. Ln general los minerales erromagnesianos mas importantes ,oliino, clino-piroxena, orto-piroxena, anbol y biotita, tienden a ser ricos en Mg, an en las dacitas y riolitas. La plagioclasa calcica es el fenocristal ms abundante mientras que el feldespato alcalino y los foides se restringen a las series altas en K. La titano-magnetita es comn. La pasta ara de trea a microcristalina y contiene los mismos minerales que constituyen los fenocristales.Tabla 15-1. Clasicacin de los arcos de islas.Fig. 15-6. Variacin espacial y temporal en la composicin de los magmas de AIO. Ca: calco-alcalino. 1I: toletico. S y A: subalcalino y alcalino.Variacines temporales y espaciales del magmatismo de arcoLos primeros modelos del magmatismo de arco de islas, se basaron en el estudio del arco de Japn, que sugiere que los magmas erupcionados incrementan su contenido de K2O (para un alor de SiO2,, con el aumento de la proundidad de la zona de Benio,lig. 15-6,. Pero enlasNueasIbridassehareportadoloinerso,conundecrecimientodelK2Oconla MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 22profundidad. Como se ha isto, la existencia de una uente heterognea, con dierentes grados de usin parcial, puede generar espectros de magmas primarios independientemente de la geometra delsistemadesubduccin.Estocombinadoconprocesosdecristalizacinfraccionada produce magmas de diferentes composiciones.Composicin qumica de los magmasLoselementosmayoresdelosbasaltosdeAI,muestranincrementoenK2Oenla secuencia que a desde toleticos, calco-alcalino, calco-alcalinos altos en K y shoshonticos.LnlosdiagramasdeIarkerelK2OesincompatibleenlassuitesdeAI,porloque denen una tendencia lineal de incremento del K2O, con el aumento de la SiO2. En forma similar, pero con correlacin negativa, es el comportamiento de TiO2, CaO y leO-le2O3, para las suites genticamente relacionadas, conrmando el rol de la plagioclasa y la magnetita, como fases principales en el fraccionamiento durante la evolucin magmtica.Tabla 15-2. Llementos mayores de rocas basalticas de Arcos de islas ,AI,, dorsales medio-oceanicas ,MORB, e islas ocenicas (IO).Ln general se considera que el raccionamiento bajo condiciones reductoras, disminuye la cristalizacin de magnetita, produciendo el enriquecimiento de le en los estadios tempranos ,tendenciatoletica-reductora,.Porelcontrariobajocondicionesoxidanteslamagnetita cristalizarapidamente,disminuyendoenellquidoresidualelcontenidodele,tendencia calco-alcalina - oxidante,.Ln las 1ablas 15-2 y 15-3, se muestran analisis de rocas de arcos de islas, comparados con otros de MORB e intraplaca oceanicos. Pareciera que slo el 1iO2 sera distintiamente bajo, mientras que el resto de elementos mayores son bastante similares.LassuitesAIrevelanunimportantedesarrollodecristalizacinfraccionada,desdeel magma basltico madre que genera los tipos ms evolucionados.LoselementostrazasdelosbasaltosdeAIsecomparanconvencionalmenteconlos MORB-N,yaqueambosderiarandelmantosuperioroceanico.LosbasaltosdeAI muestran enriquecimiento de elementos incompatibles de bajo potencial inico ,Sr, K, Rb, Ba, 1h, y baja abundancia de elementos de alto potencial inico ,1a, Nb, Ce, P, Zr, I, Sm, 1i, \, \b, Sc, Cr, con relacin a los MORB-N.Labajaabundanciadeelementosincompatiblesesaltamentesignicatiadeltipode 23 ALEJANDRO TOSELLIuente de los basaltos de AI, ya que como los MORB, deriaran de una uente qumicamente deprimida.LosbasaltosdeAI,tienenbajocontenidoenNi,loquesugierequenoson magmasprimariosyhabranraccionadooliinoenelcaminohacialasupercie,loque incrementa las concentraciones de elementos incompatibles de los magmas primarios.Loselementosdebajopotencialinicosonmoilizadosporlaasenuidaysu enriquecimiento en los basaltos de arcos de islas, se atribuye a metasomatismo en la regin mantlica uente, por nuidos acuosos deriados de corteza oceanica subductada.La baja abundancia de elementos de alto potencial inico se atribuye ,Pearce 1982, a:1) Alto grado de fusin parcial de la fuente mantlica.2) Estabilidad de fases residuales menores (rutilo, circn, titanita) en la fuente mantlica, los que concentran preferentemente a los elementos trazas.3, Reusin de una uente mantlica ya deprimida.Tabla 15-3. Concentracin de elementos trazas en basaltos de arcos de islas, comparado con otros tipos de basaltos ocenicos.La lig. 15- muestra el amplio espectro de basaltos de AI para tierras raras normalizadas a condrito, que corresponden a las subdiisiones, segn el contenido de K2O.Lalig.15-8separaalosbasaltosdeAI,delosMORBydelosdeintraplaca.Llalto contenido de Ba se debera a enriquecimiento, en la zona de subduccin, por circulacin de nuidos deriados de sedimentos oceanicos subductados. ,GHQWLFDFLyQ GH ORV PDJPDV SULPDULRVLnlosAI,losbasaltosconstituyenunporcentajeimportantedelosproductos erupcionados y los magmas primarios seran basaltos con alto contenido en MgO 6, Ni ~ 25-300 ppm y Cr ~ 500 - 600 ppm. Lstas composiciones son raras en las suites olcanicas de AI. Las evidencias petrolgicas y geoqumicas sugieren el desarrollo de la serie basalto andesita - dacita - riolita, por raccionamiento a baja presin de magmas primarios.Los patrones de tierras raras ,lig. 15-, para los OIB muestran un amplio espectro de patrones composicionales, desde deprimidos, planos o con fuerte enriquecimiento en tierras raras livianas, los cuales se corresponden con las subdivisiones mayores entre las diferentes seriesdemagmasbasadasenelcontenidodeK2O.Porejemplo,losbasaltostoleticosde MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 24AI muestran patrones deprimidos en tierras raras liianas, mientras que los basaltos calco-alcalinos estan enriquecidos en las mismas. Ln general, las magnitudes de Sr, K y Ba, parecen correlacionarse con el grado de enriquecimiento en tierras raras livianas.Fig. 15-7. Normalizacin de tierras raras a condrito de OIB.Contenidos de voltilesLos gases jueniles olcanicos que estan originalmente contenidos en el magma, en su mayora se pierden durante la erupcin y cristalizacin de las lavas. El H2O es dominante y es acompaada por: CO, CO2, H2S, SO2, HCl y H2. Las relaciones H2O,Cl son mas bajas en los magmas de AI, que en los de otros ambientes tectnicos. Los contenidos de Cl renejan que el agua derivara de corteza ocenica subductada. En general los magmas toleticos tienen bajos contenidos en olatiles, mientras que los calco-alcalinos tienen altos contenidos. Lsto seasumeporlarecuenciadeerupcionesexplosias,lapresenciademineraleshidratados como fenocristales y en el alto contenido de anortita de los fenocristales de plagioclasa.LacantidaddeH2Oquepuededisolverunmagmaseincrementaconlapresin.Los basaltos y andesitas cuando ascienden alcanzan la saturacin en niveles en que se produce la esiculacin, que origina erupciones explosias. Ln las laas de AI la alta relacin le2O3,leO,sugierequelosmagmassonmashidratadosyoxidadosqueenotrosambientes geotectnicos. Ll estado de oxidacin controla las tendencias eolutias de los magmas, en los toleticos ,condiciones reductoras, y en los calco-alcalinos ,condiciones oxidantes,. Istopos radiognicosLos istopos de Nd y Sr demuestran que en el origen de los magmas participa corteza oceanicasubductada,basalto-sedimentos,ylacunademantoastenoserica,aunqueno 25 ALEJANDRO TOSELLIFig. 15-8. Campos de ariacin de los arcos de islas, en comparacin con los MORB y basaltos de intra-placa ,BIP,. Fig.15-9.VariacinrelacionesdeistoposdeNds.SrdelosarcosdeislasencomparacinconlosMORBy basaltos islas ocenicas (OIB).permiten aclarar si los undidos proienen de la usin de la loza, o son solo nuidos aportados durante la deshidratacin.Lasrelaciones 14Nd,144Ndy 8Sr,86Sr,lig.15-9,muestranelcampodeariacinde losmismos,enrelacinconlosMORB,mostrandotendenciasnegatiashaciaelmantoy se sobreponen parcialmente con los OIB, que podran derivar por fusin parcial de manto enriquecido, no modicado por los componentes de la zona de subduccin.Los istopos de Pb tienen caractersticas particulares en los AI y permiten identicar los componentes sedimentarios en sus petrognesis, ya que la concentracin en los sedimentos ocenicos es alta y diferente de los fundidos del manto lherzoltico, lo que hace muy sensitivo almtodoanparapequenosgradosdecontaminacin,10,.Lnlaproyeccinde lasrelaciones 20Pb,204Pbversus 206Pb,204Pb,losmagmasdeAItienenrelacinmayorde 20Pb,204Pb que los MORB y se sobreponen parcialmente con el campo de los sedimentos oceanicos. Los AI, se proyectan en parte con el campo MORB - OIB, indicando componentes sedimentarios involucrados en la petrognesis.Modelos petrogenticosLos ambientes de zonas de subduccin son las proincias tectnicas mas complejas de la tierra y muchos de los procesos que tienen lugar son incompletamente entendidos.Tericamente, los AI deberan representar a los tipos menos complicados de magmatismo relacionado a subduccin, especcamente, porque no existira contaminacin por material cortical en los magmas durante el ascenso.Lasplacasdesubduccinlitosferaocenicafra,transportadasdentrodelmantoestn compuestas por:a. Litosfera ocenica de lherzolita de manto, variablemente deprimida.b.Cortezaocenica(basaltoygabro),generadosenladorsalmedio-ocenica,queson metamorzados hidrotermalmente.MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 26c. Cuerpos de serpentina.d. Sedimentos oceanicos.Durantelasubduccin,lacortezafraesprogresivamentecalentadaporconduccin desde el manto que la rodea y por calentamiento por riccin de las supercies de las placas. Con el incremento de presin y temperatura, se producen reacciones metamrcas de pro-grado con participacin de nuidos acuosos y los componentes basalticos son conertidos a acies de zeolitas, esquistos erdes, esquistos azules, anbolitas y eclogitas.Losmodelospetrogenticosconsideranquelosmagmasandesticossegeneranpor fusin parcial de la corteza ocenica subductada. Pero tambin incluyen los fenmenos de multi-fuentesymulti-estadios,queinvolucranalascuasdemanto.Lageneracindelos magmas, en general, comienza en los lugares donde la temperatura excede al slido de las rocas. Las fuentes potenciales de magmas de arcos de islas son:1. Ll manto acunado encima de la loza subductada, que tiene dos componentes: A, De 40 a 0 km de espesor, la litosera oceanica esta deprimida por la extraccin de los MORB que all se generan y estara formada por lherzolitas y harzburgitas, que son refractarias a fundirse an en presencia de ases nuidas. B, Una zona de manto superior astenoserica de espesor variable que depende de la geometra del arco. Las lherzolitas de esta zona seran ms frtiles que la litosera que la sobreyace. Ln general, si el angulo de subduccin es bajo, no hay cuna astenosferica encima de la loza y el volcanismo no se produce.2. Corteza oceanica, constituida por dos componentes: A, Gabros y basaltos de ondo oceanico,conmetamorsmoariable.B,Sedimentosoceanicosormadosporarcillas pelgicas, carbonatos y sedimentos clsticos continentales.3. Agua de mar: proee parte del I2O presente en los magmas de los AI y es incorporada durantelaalteracinhidrotermaldelacortezaoceanica,enelmetamorsmodeondo ocenico y tambin por la circulacin del agua de mar dentro de la corteza del arco de islas.En general se considera que los magmas de AI, se generaran por la fusin parcial de: 1. Anbolita, con o sin ase nuida.2. Lclogita, con o sin ase nuida.3. Lherzolita, con ase nuida.4.Lherzolita,modicadaporreaccinconmagmassilceoshidratadosderiadospor fusin parcial de la loza subductada.Los nuidos de la loza oceanica subductada actan, mas como un actiador cataltico de la generacin de magmas, que como fuente primaria de los magmas, aceptndose que muchos de los magmas baslticos erupcionados en los arcos de islas ocenicas, se habran generado por fusin parcial de la cua de manto, por encima de la loza litosferica subductada.El manto astenosfrico muestra heterogeneidades composicionales, que seran anteriores alasubduccin,enlasqueinterieneunamezcladeMORB-OIB,enlosprocesosde generacindelmagma.Lafusinparcialcontieneloselementosmayores,menoresylos istopos de Sr, Nd y Pb, con alores similares a los MORB y OIB, a los que se agrega material sedimentarioycirculacindenuidosderiadosdelasreaccionesdedeshidratacinyde nuidos ricos en SiO2, para producir fundidos andesticos.Lacirculacindeaguamarinadurantelosestadiostempranosdedesarrollodelarco, origina alteraciones hidrotermales que enriquecen al reservorio en las relaciones 8Sr,86Sr, y quepuedencontaminaralosmagmasacumuladosenlascmarasmagmticasdurantelos estadios tardos de desarrollo. Isotpicamente, los efectos de esta contaminacin son difciles de distinguir de los nuidos acuosos que ascienden desde la corteza oceanica subductada, lo que solo puede ser resuelto mediante los istopos de oxgeno.2 ALEJANDRO TOSELLIFig.15-10.Esquemadelosprocesosinvolucradosenlageneracindemagmaenlazonadecolisindeplacas ocenicas.Las composiciones de magmas evolucionados, como los andesticos, son tan diversas que un nico proceso de generacin magmatica no puede explicar el amplio rango de ariacin qumica.Lacristalizacinfraccionadaseconsideracomoelprocesomsimportanteen laeolucinmagmaticaeinolucraaplagioclasa,oliino,clino-piroxeno,orto-piroxeno, magnetita y anbol ,Powell 198,. Asimismo los experimentos de Sekine y \yllie ,1982 a-b, demuestranqueesposiblelageneracindemagmasprimariosmasricosenSiO2quelos basaltos, desde una fuente mantlica metasomatizada, a los que se le agrega la formacin de magmas ms cidos por contaminacin con sedimentos terrgenos.Lasboninitas,quesonandesitasaltasenMgO,seranderiadasdeunauentede harzburgita ultra-deprimida, con enriquecimiento en los elementos incompatibles K, Ba, Rb y Sr, que habran sido agregados a las harzburgitas antes de la usin y que tendran aporte del manto litosrico. La lig. 15-10 muestra esquematicamente los procesos que operaran durante la generacin del magma en la zona de colisin de placas ocenicas.Lecturas seleccionadasCross, 1.A., y Pilger, Jr. R.I. 1982.Controls osubduction geometry omagmatic arcs, and tectonics oarc and back-arc regions. Bull. Geol.Soc. Am. 93: 545-562.MAGMATISMO EN MRGENES ACTIVOS DE PLACAS 28Gill, J.B. 1981. Orogenic andesites and plate tectonics. Berlin: Springer-Verlag.Jarrard, R.D. 1986. 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