Anatexis și metamorfism în crusta continentală îngroșată tectonic exemplificată de hinterlandul Sevier, vestul Americii de Nord

Generarea de magme granitoide prin topirea parțială a rocilor crustale în timpul evenimentelor de îngroșare continentală este bine documentată în multe provincii geologice din întreaga lume, inclusiv în centura Sevier din vestul Americii de Nord din Mesozoicul târziu. Prezentăm un model termic și petrologic de anatexie și metamorfism în regiunile de îngroșare a crustei în care singura contribuție a mantalei este aportul normal de căldură prin conducție prin baza litosferei (adică advecția de masă și energie este exclusă). Facem distincția între formarea migmatitelor și generarea de magme granitoide mobile și examinăm relațiile temporale și spațiale dintre aceste două procese anatectice distincte, dintre anatexie și deformarea regională și dintre anatexie și metamorfism. O concluzie fundamentală este că, în cazul în care sunt prezenți protolite bogate în minerale hidrice, anatexisul regional este produsul final al metamorfismului clasic barrovian în crusta continentală îngroșată, chiar și în absența unei faze fluide bogate în apă liberă. Serii de faciesuri metamorfice barroviane sunt prezise cu rapoarte de îngroșare (grosimea maximă a crustei atinsă/grosimea inițială a crustei) de până la 1,3, dar magmele granitoide mobile nu se formează dacă acest raport este mai mic de aproximativ 1,5. Peste aceste limite inferioare, metamorfismul barrovian și magmatismul granitoidian anatectic se produc independent de amploarea îngroșării și de modul în care se realizează îngroșarea. Ambele procese sunt sensibile la o diminuare a aportului de căldură; scăderea fie a fluxului de căldură din Moho, fie a producției de căldură radioactivă crustală are ca rezultat metamorfismul blueschist-eclogit și inhibă formarea de magme granitoide mobile. Modelăm anatexisul în condiții de absență a fluidelor și arătăm că, cu o astfel de constrângere, migmatizarea este întotdeauna un proces sin-kinetic (în raport cu evenimentul de îngroșare a crustei), în timp ce generarea de magme granitoide mobile este, în majoritatea cazurilor, post-kinematică (în raport cu îngroșarea crustei), dar poate fi sin-kinetică dacă îngroșarea durează mai mult de aproximativ 50 de Myr. Intervalele de timp tipice pentru topire sunt în concordanță cu observațiile geologice; magmele granitoide mobile sunt prezise de majoritatea modelelor noastre la aproximativ 10 Myr de la sfârșitul evenimentului de îngroșare a crustei. Această „perioadă de incubație” rezultă în primul rând din creșterea temperaturii necesară pentru ca reacțiile de deshidratare-fundare capabile să producă fracții mari de topitură să aibă loc. Cerințele energetice ale anatexiei sunt relativ minore în comparație cu bilanțurile termice conductive ale crustei, după cum arată faptul că, odată ce sunt atinse condițiile P-T necesare, reacțiile de topire sunt finalizate în intervale de timp de ordinul a 1 Myr, adică 1-2 ordine de mărime mai mici decât scările de timp caracteristice proceselor tectonice implicate în îngroșarea crustală.

.