Arco continental - Continental arc

Um arco continental é um tipo de arco vulcânico que ocorre como uma região topográfica em "forma de arco" ao longo de uma margem continental . O arco continental é formado em uma margem continental ativa onde duas placas tectônicas se encontram, e onde uma placa tem crosta continental e a outra crosta oceânica ao longo da linha de convergência das placas, e uma zona de subducção se desenvolve. O magmatismo e a petrogênese da crosta continental são complicados: em essência, os arcos continentais refletem uma mistura de materiais da crosta oceânica, cunha do manto e materiais da crosta continental.

Origem

Diagrama esquemático da formação de um arco continental.

Quando duas placas tectônicas colidem, a crosta oceânica relativamente mais densa será subduzida sob a crosta continental relativamente mais leve . Por causa do processo de subducção, a crosta oceânica relativamente mais fria, junto com a água, é subduzida para a astenosfera , onde as pressões e temperaturas são muito mais altas do que a superfície da Terra. Sob tais condições, a placa descendente libera voláteis , como H ₂ O e CO ₂ , que causam fusão parcial da astenosfera acima. Este processo pode criar magma relativamente flutuante , que subsequentemente forma uma série de vulcões na superfície ao longo da zona de subducção . Alguns pesquisadores argumentam que a refertilização do manto litosférico do arco também pode ser um processo importante associado ao magmatismo do arco. Como a zona de subducção (que também é o limite da placa) geralmente tem a forma de um arco, os geólogos chamaram esses vulcões de arcos vulcânicos . Um arco vulcânico construído na crosta continental é chamado de arco continental; quando construídos na crosta oceânica, os vulcões formam um arco insular .

Petrogênese e magmatismo

Petrogênese

A origem da rocha ígnea , ou petrogênese , em arcos continentais é mais complicada do que em arcos oceânicos. O derretimento parcial da placa oceânica subdutora gera magma primário, que seria contaminado pelos materiais da crosta continental quando viaja através da crosta. Como a crosta continental é félsica ou sílica, enquanto o magma primário juvenil é tipicamente máfico , a composição dos magmas em arcos continentais é o produto da mistura entre a diferenciação ígnea de magmas máficos e derretimentos da crosta félsica ou sílica. A mistura da crosta continental existente, parte inferior da litosfera ou manto litosférico sob a crosta continental , a crosta oceânica subdutora e sedimentos, a cunha do manto e os materiais subjacentes juntos é a principal fonte de rochas do arco continental.

Magmatismo

Diagrama transversal de processos magmáticos em um arco continental

A desidratação da laje descendente e o derretimento parcial da astenosfera juntos geram o magma primário dos arcos continentais. O magma primário é composto de basalto olivina toleítico devido à mistura de peridotitos da cunha do manto e fluidos de grande íon litófilo enriquecido (enriquecido com LIL) da placa subdutora desidratante. Devido à maior espessura e menor densidade, a crosta continental provavelmente impedirá o aumento do magma primário. É provável que o magma primário ascendente se acumule na parte inferior da crosta continental, formando uma câmara de magma. Nesta câmara, um processo de underplating ocorrerá, a assimilação e cristalização fracionada do magma primário e rochas da crosta inferior se formarão no underplate na parte inferior da crosta.

Através desses procedimentos, o magma primário olivina toleítico mudaria para magmas cálcio-alcalinos e magmas alcalinos ou siliciosos mais evoluídos e enriquecidos. Uma fonte adicional enriquecida pode ser fornecida pelo processo de erosão tectônica que causa raspagem e arraste da litosfera continental inferior para a zona de fusão. Assim, altas concentrações de Rb , Cs , Ba , K , Th e LREE (elementos leves de terras raras ) e isótopos enriquecidos podem ser encontrados nos magmas do arco continental.

Intensidade do magmatismo de arco

A estrutura geotérmica em uma zona de subducção determina a taxa de fusão da laje de subducção e da astenosfera. A mudança na estrutura isotérmica pode ter um impacto significativo na intensidade do magmatismo. Alguns fatores podem contribuir para a mudança na estrutura geotérmica: a) a mudança na velocidade de convergência de duas placas na zona de subducção; b) o ângulo de mergulho da laje de subducção; c) as quantidades de materiais subductados de baixa temperatura (água e sedimentos oceânicos); d) o evento de ressurgência manto / astenosfera (janela da laje / ruptura da laje).

Petrologia

A petrogênese dos arcos continentais é geralmente diferente daquela dos arcos oceânicos, portanto, mais rochas cálcio-alcalinas e alcalinas podem ser encontradas em um arco continental, com menos toleiitos e rochas de baixo K.

Rochas de dacito , andesito e riolito ricas em fenocristais cálcio -alcalinos são abundantes no arco continental. Essas rochas contêm minerais hidratados biotita e hornblenda parcialmente reabsorvidos no processo magmático. Fortemente-zoneada plagioclase com textura peneira também ocorre nas rochas. Granodiorito , tonalito e diorito são rochas intrusivas mais comuns encontradas em arcos continentais.

Processo de erosão

A erosão dos arcos continentais faz parte do principal processo de circulação global da litosfera. De acordo com o estudo relativo, a contribuição da erosão do arco continental na perda total da crosta continental é de quase 25%. Um processo chamado erosão tectônica ocorre quando a força de atrito durante a convergência raspa uma grande quantidade de rochas da base dos arcos continentais. Além disso, a precipitação no próprio orógeno do arco continental é outro processo de erosão. Os detritos do arco continental se depositariam na zona de subducção como turbidito . As forças submetidos subducção sedimentos para accretively adicionar à cunha accretionary ou para subduzir na astenosfera. Então, parte dos sedimentos seria reciclada por meio de atividades vulcânicas e, assim, retornaria à crosta continental, enquanto outra parte formaria um novo material do manto.

Distinções entre diferentes arcos

Os conceitos " arco insular ", " arco vulcânico ", " arco oceânico " e "arco continental" podem ser confundidos:

Os arcos vulcânicos são formados por uma cadeia de vulcões em forma de arco, cuja posição pode ser continental ou no meio do oceano.
Os arcos insulares devem ser offshore, mas não necessariamente vulcânicos (por exemplo, o arco helênico não vulcânico ).
Os arcos oceânicos são arcos vulcânicos construídos na crosta oceânica , ao contrário dos arcos continentais, que são construídos na crosta continental .
A composição da crosta do arco oceânico é diferente da crosta do arco continental. A crosta do arco oceânico é mais máfica ( basáltica / gabróica ), enquanto a crosta do arco continental é propensa à composição intermediária ou félsica (andesítica / diorítica ).

Em alguns casos, tanto um arco continental quanto um arco oceânico podem se formar ao longo do ataque de uma única zona de subducção (por exemplo, Ilhas Aleutas e Península do Alasca ).

Tabela de arcos continentais

Arco continental	País	Trincheira	Placa de Substituição	Placa Subdutora
Arco Vulcânico Cascade	Estados Unidos e Canadá	Zona de Subdução Cascadia ; nenhuma trincheira oceânica física pode ser identificada	Prato Norte Americano	Juan de Fuca Plate , Explorer Plate e Gorda Plate
Península do Alasca e Cordilheira das Aleutas	Estados Unidos	Fossa das Aleutas	Prato Norte Americano	Placa do Pacífico
Kamchatka	Rússia	Trincheira Kuril-Kamchatka	Prato Euro-asiático	Placa do Pacífico
Cinturão Vulcânico Andino	Colômbia , Bolívia , Peru , Equador , Chile e Argentina	Fossa Peru – Chile	Prato Sul Americano	Placa de Nazca e Placa Antártica
Arco Vulcânico da América Central	Guatemala , El Salvador , Honduras , Nicarágua , Costa Rica , Panamá	Middle America Trench	Prato Caribenho	Placa Cocos
Batólito gangdês	Tibete , China	Não existe mais	Terrano Lhasa	Oceano neotetiano