Margen Convergente

7/24/2019 Margen Convergente

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Captulo IV. Ambientes tectnicos

a) Margen convergente

Zonas de Subduccin

Sistema TrincheraArco Trasarco


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Inicio de una Zona de Subduccin

!o es claro como se origina unaZona de Subduccin" sinembargo" la me#or hiptesisse$ala %ue" estas se deben deoriginar en regiones oce&nicas atrav's de (allas trans(ormatesdonde se con(rontan segmentosde placa oce&nica de distintasedades.

Al producirse un rea#uste en el

movimiento de placas" las (allastrans(ormantes sometidasahora a es(ueros decompresin son las regionespre(erentes para generarse unaZona de Subduccin


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*eometra del Arco en onas de subduccin

+or %ue los arcos de islas son conve,os-

Analoga con una bola de ping pong la Tierra es una es(era)

/a (orma de Arco es una respuesta geom'trica a un corte de lalits(era en una es(era. Slo si el corte (uera a 012 ona de

subduccin) se mani(estara como una lnea recta.


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Zonas de Subduccin3 4bicacin

Se localian principalmente en el +ac(ico" en la parte occidental las ZSdan origen a arcos de Islas5 en la parte oriental dan origen a arcos

continentales 6 en 7uropaAsia generan onas de colisin continental. 7l

arco de las Antillas 6 Scotia son una e,cepcin de arco insular en elMediterr&neo.


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Zonas de Subduccin3 Tipo de margenconvergente

Arco continental

+ac(ico 8riental Cascadia"M',icoCentroam'rica" Andes)

Arco de Islas+ac(ico 8ccidental Aleutianas"9uriles" :apn" Marianas" Tonga" etc)

Colisin continental

Siempre %ue se produce una ona desubduccin se mani(iesta actividadmagm&tica 6 ssmica.

/a actividad volc&nica en los m&rgenesde colisin continental es mnima" perola actividad ssmica es intensa


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Zona de subduccin3 Mor(ologa Arco Continental)

trinchera3(orma un canal pro(undo entre las ; placas m)" localmente conrelleno de sedimentos+risma de acrecin Comple#o de subduccin)3sedimentos raspados de la placa %ue sesubduce 6 sedimentos provenientes del arco oce&nico o de las regiones continentalesCuenca pre arco3 Cuenca situadaentre el prisma de acrecin 6 el arcoArco volc&nico3cadena de volcanes

Cuenca tras arco3Cuenca situada detr&s del arco volc&nico


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/a principal di(erencia entre un arco oce&nico 6 uno de margencontinental se presenta en la regin tras arco. 8bserve como en

el trasarco del arco de margen continental se presenta uncinturn de pliegues 6 cabalgaduras como respuesta a una

compresin neta" en tanto %ue en un arco oce&nico ha6e,tensin


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Zona de subduccin3 Mor(ologa Arco 8ce&nico)

7n los Arcos de Islas la cuenca tras arco consiste de corteaoce&nica producida por es(ueros de tensin 6 la (ormacin de una

dorsal a la cuenca tras arco tambi'n se le denomina Mar Marginal)


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Sismicidad en la ona de subduccin

la ona de subduccin est& de(inida por loshipocentros de los sismos %ue se producenapro,imadamente en un plano conocidocomo ?adati @enio(( 6 %ue de(ine el&ngulo de penetracin de la placa ensubduccin.

7l &ngulo de subduccin vara de moderado amu6 inclinado 6 la sismicidad se puedee,tender" a una pro(undidad de B1 >m"aun%ue esta pro(undidad varia segn el

caso.


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Sismicidad e(ecto neto de...

/os sismos se e,tiendan a B1 >m depro(undidad debido a %ue las isotermas enlas onas de subduccin tambi'n sepro(undian indic&ndonos %ue la placa %ue

subduce es (ra 6 densa./os sismos mani(iestan es(ueros de

compresin 6 e,tensin como se observa enla (igura ane,a3

7n la ona A los sismos son generados enrespuesta de la (le,in de la placa %uesubduce provocando tensin 6 (allamiento

normal hasta una pro(undidad de ;< >m

/a ona @ presenta sismos por (allasinversas debido al cabalgamiento de laplaca supra6acente %ue en realidad su(rede(ormacin por compresin

/a ona C presenta sismos de tensin debidoal es(uero desarrollado por elhundimiento de la placa 6 a %ue en esta

ona colinda con la astenos(erainhibiendo es(ueros de compresin./a ona D representa es(ueros de

compresin debido a la resistencia %ueo(rece el manto a la penetracin de laplaca descendente

AB

C

... las (ueras de ridge push 6 slab pull

D


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Sismicidad E tipo de es(uero a lo largo de la ona de subduccin

ExtensinExtensin

CompresinCompresin

ExtensinExtensin

CompresinCompresin

Isac>s F Molnar

=00) sugieren%ue los es(uerosen la ZS son elresultado delgrado deresistencia %uesu(re la placa

durante sidescenso


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Gngulos de subduccin 6 su longitud

7l &ngulo de subduccin est&directamente relacionado ala edad 6 temperatura de laplaca descendente ha6 unavariacin de H12 a 012como se ve en la (igura).

/a longitud de la ona desubduccin se relaciona alproducto de la velocidad depenetracin de la placa 6 ala edad de la mismapro(undidades de H11 a

B1 >m). /os espacios sin hipocentros

pueden deberse a la(ragmentacin de la placa%ue desciende


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Descripcin del sistema3 trincheracuenca pre arco arco cuenca tras arco /a descripcin %ue a continuacin se hace de cada onade un margen convergente 6 en concreto de un arco

magm&tico es en (uncin de con#untos petrotectnicos"entendidos 'stos como3

Con#unto de rocas o unidades de roca %ue caracterianen particular un ambiente tectnico moderno" dichoscon#untos inclu6en las rocas supracorticales sedimentos6 volc&nicas) 6 las rocas in(racorticales intrusivas 6metamr(icas).

Se menciona por tanto las rocas presentes en latrinchera" prisma acrecional comple#o de subduccin)"cuenca pre arco" macio del arco 6 de la cuenca tras

arco)


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Trincheras de las Zonas de Subduccin

/as trincheras oce&nicas marcan elinicio de las onas de subduccin 6est&n asociadas a una intensaactividad ssmica. /as trincheras sonparalelas a los sistemas de arco 6varan en pro(undidad desde los < >mhasta == >m

7l abombamiento e,terno outerSJell) se genera por la (le,in de laplaca %ue subduce 6 se eleva


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SSumatra -Java

/a pro(undidad de las trincheras est&n directamente relacionadas a la edad dela placa %ue se subduce &ngulo de subduccin) 6 la cantidad de sedimentos %uese depositan en la trinchera.

/os sedimentos de la trinchera son predominantemente grauvacas a manera deturbiditas con un componente pel&gico menor./as corrientes de turbiditas entran a las trincheras en los ca$ones submarinos %ue sedesplaan a lo largo del e#e de las trincheras.

/a ma6or composicin es de arcillas 6 limos pero tambi'n de arenas 6 sedimentosgruesos %ue se depositan de manera pro,imal.

/a proveniencia de los sedimentos depende del sitio donde se presente el arco" si escontinental este tipo de sedimentos predomina por sobre los detritos volc&nicos.


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Prismas de acrecin o Complejos deSubduccin

7stos consisten de una serie decu$as delimitadas por (allas inversas(uertemente inclinadas 6constituidas por sedimentos 6 rocasvolc&nicas situadas por encima de laplaca en subduccin. Dichas rocasprovienen de la cortea oce&nica %ue

se subduce 6 del relleno de latrinchera %ue se acrecionan al(rente del arco magm&tico.

/a cu$as o imbricaciones tectnicaspresentan una estratigra(a inversa"las m&s #venes se ubican en la base

del prisma de acrecin 6 las m&santiguas a la cima.

+arte de los sedimentos tambi'n sontransportados por la cortea %uesubduce en los espacios de rellenode las (allas normales producidas por

su doblamiento.


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Con#unto petrotectnico de un Comple#o de Subduccin

7l con#unto petrotectnicorepresentativo del comple#o de

subduccin consiste de3 a)turbiditas (uertementecialladas" b) Melanges 6 c)7s%uistos aules.

7l melange se de(ine como unaunidad mapeable caracteriadapor una (alta de continuidad ensu estrati(icacin 6 la inclusinde (ragmentos de roca dediverso tama$o" composicin 6edad" incluidos en una matri(ina 6 ciallada.

/os cl&stos incluidos pueden sere,ticos de otro ambientesedimentario) o nativos retraba#ados del mismo ambiente)

/as litologas m&s comunes son3grauvacas" calia" radiolaritas"

o(iolitas 6 rocas del arco Melange


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Con#unto petrotectnico de un Comple#o de Subduccin

Incluidos dentro del Melange se pueden encontrar rocas arrancadas dela cortea oce&nica %ue llevadas a una pro(undidad espec(ica sonsometidas a un r'gimen de A/TA +K7SI8! 6 @A:A T7M+7KAT4KAproduciendo es%uistos aules tpicos del Comple#o de Subduccin" ;1

H1 >m de pro(undidad con la presencia de *lauc(ano)


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Estructura interna del Prisma de Acrecin

8((scraping3 Inclu6e la raspadura de sedimentosoce&nicos 6 rocas m&(icas 6 ultram&(icas de lacortea oce&nica 6 su acrecin al borde de losarcos magm&ticos. 7l raspamiento produce uncrecimiento vertical del prisma de acrecin

generando tambi'n la Cuenca +re arco+er(iles ssmicos sugieren patrones de de(ormacin m&s comple#os %ueinclu6en la (ormacin de (allas de despegue %ue posibilitan el descenso delos sedimentos)" (allamiento lstrico 6 la (ormacin de rampas 6 duple,.4n duple, es una imbricacin de un pa%uete de rocas %ue cabalgan 6 %ue es

sub6acida por una (alla de despegue 6 sobre6acida por otra (alla inversa aeste proceso se le denomina subcabalgamiento underplating)


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Cuenca +re arco3Son cuencas marinas situadas entre latrinchera 6 el arco" varan en tama$o con la evolucin del arco"tienen como basamento el prisma de acrecin 6 el macio delarcoo tambi'n cortea oce&nica

Cuenca +re arco


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Depsitos en la cuenca +re arco

7l depsito principal es de turbiditasprocedentes del arco ad6acente 6 enmenor medida del +risma de acrecin. 7n un principio los sedimentosson

pro(undos6 en su evolucin pueden registrar el proceso desenraiamiento

del arco por erosin e,pone las rocas m&s antiguas)" posteriormentepasa auna sedimentacin de plata(orma m&s somera6 (inalmentecontinental alrellenarse la cuenca. +uede presentar detritos de los es%uistos aules7n su etapa pro(unda los sedimentos son proporcionados por abanicossubmarinos" se pueden presentar olistostromas por desliamientos 6 slumps.7n su etapa m&s somera los depsitos silicicl&sticos pueden aumentar si la

erosin del arco inclu6e rocas intrusivas. 7l Depsito puede alcanar varios>ilmetros de espesor m).


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Arco Volc&nico o Macio del Arco3 Se mani(iestan donde la placa %uesubduce alcana una pro(undidad de L1 =;1 >m 6 a una distancia de latrinchera proporcional al &ngulo de subduccin

/os arcos de isla #venes tienen unespesor menor a ;1 >m Antillas" Tonga"etc.) 6 los m&s maduros alcanan hastaH< >m :apn" Indonesia).

/as rocas dominantes son basaltos6 en lamedida %ue madura se producen andesitas

6 escasamente riolitas dependiendo delespesor 6 del proceso de di(erenciacin) +redominan magmas Toleticos 6

Calcialcalinos %ue se generan entre L1 6=11 >m de pro(. Son comunes las lavasalmohadilladas%ue se interestrati(icancon sedimentos marinos 6 presencia de

peperitas

/os arcos de margen continental tienenun espesor promedio de < >m 6 puedeser ma6or dependiendo del espesor dela cortea donde se asientan.

/as rocas dominantes son las andesitas6 en casos donde el espesor es ma6orpredominan las dacitas 6 riolitascomoen los Andes ma6or di(erenciacin)

+redominan magmas calcialcalinos6 enalgunos casos Shoshonitas.

/a generacin de magmas se produceentre los =11 6 =;1 >m de pro(undidad.+redominan (lu#os de lava masiva6debido a su e,plosividad gran cantidadde pirocl&sticos


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/a Distribucin de los aparatos volc&nicos en una ona de subduccin depende del&ngulo de subduccin de la placa descendente como se observa en las (iguras A 6

@" pero pueden presentar distribuciones anmalas como en el caso de C 6 Ddonde las placa %ue subduce muestra rupturas o dobleces. /a distribucin deCinturn Volc&nico Me,icano presenta anomalas de estos ltimos casos

A

B

C

D


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Metamor(ismo en los arcos magm&ticos

Mi6ashiro =0B=)estableci el conceptode CinturonesApareados3A) unaona de Alta + 6 @a#aT generando los (acies

de 7s%uistos Aules 67clogitas ona desubduccin)

@) 4na ona de metamor(ismo@arroviano con valores de + 6 T enaumento constante 6 %ue generan las(acies de 7s%uistos verdes" An(ibolitas

6 *ranulitas segn su pro(undidad


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Cuencas Tras arco 6 Mares Marginales Se usa el termino de Cuenca Tras

arco para toda depresin su#eta adepsito %ue se localia en la parteposterior del Arco.

7n el caso de un Arco Continentalla cuenca se rellena con depsitos(luviales" aluviales 6 lacustre.

/os es(ueros en la ona Tras arcoson netamente compresivos 6 seproducen cabalgaduras

Se pre(iere utiliar el t'rmino de Marmarginal para a%uellas cuencas %ue seencuentran en la parte posterior de un

Arco de Islas 6 presentan un basamentoo piso oce&nico./os sedimentos son marinos propios deaguas pro(undas en su base 6 en lamedida %ue se rellene son m&s someros./os es(ueros en la ona tras arco sone,tensivos 6 se producen (allas normales


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Acoplamiento de la placa de subduccin

7N7CT8S D7/ A!*4/8 D7+7!7TKACIO!

A) Ma6or o menor distanciaentre la trinchera 6 elmacio del arco

@) Tama$o de la cu$a delarco ma6or cuando lasplacas est&n desacopladas)

C) A ma6or &ngulo se propiciala (ormacin de maresmarginales ha6 es(uerosde e,tensin)

D) A menor &ngulo ma6oracoplamiento 6 ma6oreslos es(ueros decompresin


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8rigen de las Cuencas Tras arco

Se clasi(ican en ; tiposdependiendo del es(ueropredominante en la ona desubduccin3

a) 7,tensional Mar marginal)

b) Contraccional Tipo Andes)

VCh+3 velocidad de cho%ue con la placa

VMT3 velocidad del movimiento de la trinchera

VCh+

VMT

7l movimiento neto depender& del predominio de una de las dos (ueras


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/as Cuencas tras arcoe,tensionales o Maresmarginales se caracterian porsituarse entre un arco de islas

6 el continente" tienen adem&scomo basamento una corteaoce&nica.Se presentan en sitios donde lacortea oce&nica es antigua"m&s densa 6 el &ngulo desubduccin es m&s inclinado

7n este tipo de cuencas se presentauna dorsal activa.

7l (allamiento normal es el tipo de

estructura %ue predomina. /a relacin vectorial nos sugiere una

velocidad relativa ma6or en direccinde la trinchera con respecto a la delarco de islas " es decir3

VMT P VCh+

Filipinas

Andes

VMT

VChP

Modelo de oll bac!


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Cuenca Tras arco estable 6 contraccional "a cuencas Tras arco estables se

re#ieren a un tipo de Mar marginal

donde la acti$idad de la dorsal secancela debido a %ue la $elocidad dela Trinchera & del arco de islas sonsimilares

En las cuencas e'tensionales &estables se establece %ue la placa %uedesciende & la placa sobre( &aciente

est)n desacopladas *presencia de unacu+a de manto importante,

"as Cuencas Tras arcocontraccionales se presentan enarcos continentales- e'istencabalgaduras entre los sedimentos%ue se est)n depositando. "as$elocidad del arco es mucho ma&ora la $elocidad de despla/amiento dela Trinchera generando unacompresin neta.

Se considera %ue entre las placasha& ma&or acoplamiento *presencia

de una cu+a de manto menor,

VMT0 VChP

VMT

VChP

VMT 1 VChP

VChPVMT


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Modelos alternos para la (ormacin de mares marginales

Varig =0B= sugiere %ue la e,tensin del

mar marginal es el resultado de unaintrusin de diapiros bas&lticosgenerados por (usin parcial en la cimade la placa %ue desciende A)

+ac>ham 6 Nalve6 =0B= sugieren %ue elmagma %ue asciende es mas o menos

pasivo %ue activo 6 ocurre enrespuesta a otros (actores los cualesson causados por es(ueros dee,tensin regional en la regin trasarco @)

To>so =0L= 6 Ste(anic> =0LHsugieren %ue la e,tensin del mar

marginal es un resultado de las celdasconveccin secundaria en el manto C)

D) muestra la (ormacin de una cuencamarginal por un roll bac> de la placa endescenso

A

@

C

D


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Sedimentacin en la cuenca Tras arco

7n Cuencas Tras arco asociada a arco deIslasa) Turbiditas volcanicl&sticaspro,imalesb) Sedimentos pel&gicos" especialmentedonde la cuenca es mu6 grande

c) Sin sedimentos derivados del continente

Turbiditas

pro'imales

Sedimentos

pel)gicos

7n Cuencas Tras arco asociada aarcos de margen continentala) Sedimentos derivados delarco 6 del cinturn decabalgadurasb) Sedimentos de rocasvolc&nicas" metamr(icas" 6plutnicasc) Sedimentos de abanicos

aluviales" depsitos (luviales 6lacustre


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Cuenca Tras arco tipo contraccionalSedimentos deri$ados de

rocas $olc)nicas-

sedimentarias-

metamr#icas & plutnicas

Sedimentos depositados en

ambientes de abanico

alu$ial- #lu$ial & lacustre

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