Identificación de ambientes estructurales formadores de rocas y mineralizantes.

Con el auge de la tectónica de placas, se ha prestado cada vez más atención al estudio de la restauración del entorno tectónico cuando se formaron diversas rocas o depósitos minerales en la corteza terrestre. La teoría moderna de las ciencias terrestres cree que las actividades tectónicas a gran escala se originan principalmente en las capas profundas de la litosfera, y los cambios en los estados termodinámicos y la falta de homogeneidad del movimiento de la astenosfera conducen a movimientos a gran escala de materiales terrestres. Este movimiento promueve la evolución de la litosfera. Generalmente, la estructura de la corteza terrestre se estudia basándose en datos geofísicos y el entorno tectónico antiguo (zona de subducción, arco de isla, dorsal en medio del océano, arco posterior, interior de placa, etc.) se restaura de acuerdo con el tipo de combinación de rocas. Sin embargo, las investigaciones de los últimos años han demostrado que, debido a las diferencias en los materiales, las fuentes de calor, las condiciones físicas y químicas y los mecanismos dinámicos en diferentes entornos tectónicos, el contenido de oligoelementos y combinaciones (incluida la composición de isótopos) formados en las rocas son significativamente diferentes. Por ejemplo, la fuente de calor de los basaltos de las dorsales oceánicas es la astenosfera ascendente, y la fuente material es el manto de la corteza oceánica simple, que se encuentra en un estado de extensión dinámica y no tiene contaminación de la corteza continental (solo interactúa con agua de mar), lo que determina sus trazas específicas. Las características de la composición del elemento son ricas en Ti, Mn, P, Co, Ni, Cr, V, Cu, Zn, Au, gA, Mo y otros elementos. En el entorno de la corteza continental, la composición material, la fuente de calor, las condiciones físicas y químicas y los mecanismos dinámicos son muy diferentes de los del entorno de la corteza oceánica. Después de la diferenciación corteza-manto y la evolución de la corteza a largo plazo, los oligoelementos enriquecidos en la corteza continental incluyen elementos de tierras raras, tungsteno, estaño, uranio, hT, Be, Pb, Cs, Ta, etc. El movimiento de las placas provoca el intercambio de material entre la corteza oceánica y la corteza continental, y entre éstas y el manto superior, y la composición del magma generado cambia con el entorno tectónico (Figura 5.438+05). En la figura se puede ver que los sedimentos que cubren la corteza oceánica son llevados al manto continental superior a medida que la placa se subduce, se derriten bajo la alta temperatura del manto y se mezclan con el material del manto continental sobre la placa, formando el manto continental. en la zona de subducción La composición de la cuña es muy compleja. La adición de moléculas de agua a los sedimentos reduce el punto de fusión de los materiales del manto. De acuerdo con las características de distribución de los elementos en el proceso de fusión parcial, el enriquecimiento de K, Rb, Sr, U, Th y REE en elementos macrolíticos en las rocas del manto es cada vez más fuerte, lo que resulta en elementos macrolíticos en las rocas residuales de el manto continental bajo la zona de subducción. La convección del manto hace que este material circule hacia el manto del fondo del océano y se convierta en la fuente de magma del basalto toleítico de las dorsales oceánicas (MORB), lo que resulta en una pérdida grave de elementos litófilos de iones grandes en el basalto de las dorsales oceánicas, mientras que El magma del arco insular es rico en elementos litófilos de iones grandes. Por lo tanto, en la sección a través de la zona de subducción de la placa, a medida que aumenta la profundidad de subducción, se forman en secuencia series de basalto toleítico, series calco-alcalinas y series alcalinas de rocas volcánicas (rocas magmáticas). Su composición química, especialmente el contenido de oligoelementos y. La combinación también presenta cambios regulares: la polaridad de los ingredientes. Además del K2O y el contenido total de álcali, los siguientes oligoelementos también muestran gradientes de composición a lo largo de los arcos de islas (Condie, 1976):

Figura 5.15 Ciclo geoquímico corteza-manto de la zona de subducción

Geoquímica

Basándose en las características anteriores, Pearce et al. establecieron mapas de oligoelementos para distinguir los ambientes tectónicos de basalto (1982) y granito (1984).

5.4.2.1 Características de los oligoelementos del basalto en diferentes entornos tectónicos

Pearce et al. (1982) clasificaron el basalto en tres tipos principales basándose en la relación espaciotemporal entre el entorno tectónico y varios tipos de basalto: ① el basalto de la cresta oceánica (MORB) hizo erupción en el entorno del mar profundo en el borde de la placa; ② el basalto del arco volcánico (VAB) hizo erupción en el borde de la placa convergente; ③ el basalto intraplaca hizo erupción lejos del borde de la placa; . Cada categoría se divide en subcategorías. Basado en basaltos estándar de dorsales oceánicas, el mapeo de la composición de los basaltos generados en los diferentes ambientes tectónicos mencionados anteriormente muestra que las características geoquímicas básicas de varios tipos de basaltos son las siguientes (Figura 5.16):

(1) El basalto toleítico de la dorsal oceánica tiene una curva plana. El basalto alcalino se eleva localmente en Rb, Ba, hT, Ta y Nb en elementos posteriores que son consistentes con el basalto toleítico, la proporción de basalto de cresta oceánica en rápida expansión con respecto a MORB es mayor que 1, mientras que la proporción de basalto en expansión lenta en mitad del océano; el basalto de las dorsales oceánicas es menor que 1 (figura 5.16a).

(2) Excepto Y, Yb, Sc y Cr, los basaltos toleíticos intraplaca están todos elevados. Los elementos Ba, Th, Ta, Nb, Hf, Zr y Sm en el basalto alcalino dentro de la placa muestran una doble elevación (Figura 5.16b).

(3) Excepto Sr, K, Rb y Ba, el basalto toleítico del arco volcánico se enriquece selectivamente, y todos los elementos desde Ta hasta Yb muestran características de baja abundancia, mientras que en el basalto alcalino intraplaca elementos como; como Sr, K, Rb, Ba, Th y Ce, P, Sm están muy enriquecidos y muestran una forma curva con picos y valles superpuestos (Figura 5.16c).

(4) El basalto de transición tiene las características correspondientes de los componentes del extremo (Figura 5.16d).

5.4.2.2 Limitaciones de los elementos traza en la identificación de entornos tectónicos

Al aplicar elementos traza en varios tipos de rocas para identificar entornos tectónicos, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

(1) El ambiente tectónico es una manifestación de los materiales del manto y de la corteza terrestre que disipan constantemente su propia energía. En primer lugar, la estructura de la corteza terrestre debe basarse en estudios geológicos y geoquímicos y en datos geofísicos. Luego se restaura el antiguo ambiente tectónico a partir de la combinación de varios tipos de rocas (rocas magmáticas, rocas sedimentarias, rocas metamórficas) formadas en diferentes ambientes tectónicos. El uso del contenido y la combinación de oligoelementos (isótopos) en varias rocas para rastrear diferentes ambientes tectónicos puede usarse como evidencia para el estudio de ambientes macrotectónicos, pero no es la evidencia principal.

(2) Al utilizar diagramas anteriores para identificar ambientes tectónicos, es necesario aclarar la premisa de aplicación y alcance de los diagramas originales, y tener en cuenta que la composición de la tierra está en constante evolución, y la Composición y calor del manto primitivo (corteza) El estado es obviamente diferente al de los tiempos modernos.

Figura 5.16 Mapa geoquímico estandarizado de basaltos de dorsales oceánicas (MORB) de basaltos en diferentes ambientes tectónicos (según Pearce et al., 1982).

(3) La estructura espaciotemporal de ambientes tectónicos es muy complejo y requiere un enfoque de investigación integral. El primero es el emparejamiento espacio-temporal de diferentes tipos de rocas en el mismo entorno tectónico; el segundo es el emparejamiento de varios métodos de trazadores geoquímicos, como el emparejamiento de elementos traza (elementos de alta intensidad de campo, grandes iones de elementos pétreos, etc.). ) e isótopos (plomo, estroncio, neodimio, etc.) Las conclusiones sobre el medio ambiente a partir de un solo tipo o de una pequeña cantidad de datos suelen ser inciertas.