Em geologia, um plúton é um maciço cristalino formado por rochas plutônicas , constituindo uma grande massa ovóide ( batólito ) ou um grande cristalino ( laccolita , lopolita ). Plutons são o destino dos magmas quando são retidos nas profundezas da crosta , ao contrário dos cones vulcânicos , que são o resultado deste último subindo à superfície. Plutons, portanto, só aparecem na superfície como resultado de processos de erosão e reequilíbrio isostático . Na Terra, dois tipos principais de rochas plutônicas são predominantemente representados, granitos e gabros , formando o que os geólogos chamam de maciço de granito ou maciço de gabro .
Os plutões podem ser polifásicos, isto é, formados por várias vindas sucessivas.
Existem dois tipos de plútons, dependendo se eles "viajaram" na crosta continental ou não. Falamos respectivamente de plútons alóctones ou extravasados e de plútons autóctones.
Esses são geralmente os tipos de plútons encontrados no afloramento. Essas intrusões magmáticas (ou seja, plútons) estão localizadas principalmente nas raízes de cordilheiras erodidas, em uma zona metamórfica . Na França, eles são encontrados, por exemplo, no Maciço Central e no Maciço Armoricain, que constituem os restos da cordilheira Hercínica . Esses tipos de plútons geralmente têm uma composição de granitóides e, mais precisamente, de granito quando resultam da anatexia da crosta. O exemplo quintessencial de um granito alóctone é o de Flamanville no Maciço Armoricano.
Mecanismos de treinamentoO mecanismo que governa a formação de um líquido magmático é a fusão parcial de uma fonte.
Para granitos ácidos, a origem do magma é crustal; para granitos alcalinos, toleíticos ou cálcio-alcalinos, é de origem manto, mas ambos resultam de anatexia . Esta fusão parcial ocorre no contexto da compressão .
Dois mecanismos podem dar origem à anatexia crustal:
A principal força motriz por trás da ascensão do líquido magmático através da crosta é o contraste de densidade entre o magma líquido e o sólido circundante . Essa ascensão, portanto, envolve o impulso de Arquimedes . Geólogos propuseram duas teorias que explicariam como essa ascensão é possível por meio de um material sólido:
A história de vida de uma cordilheira (ver Orogenia ) é longa, e para explicar a necessidade de haver locais de "vazios" nos quais o magma pudesse vir a ser injetado antes do resfriamento, seria necessário um contexto em distensão. Isso pode ocorrer durante o fluxo de gravidade da corrente.
Deep trappingResulta de vários fatores que podem intervir independentemente uns dos outros ou estar acoplados.
Influência da densidadeO contraste de densidade atua como um “elevador” até ser cancelado. Se ele se cancelar antes de chegar à superfície, o magma ficará preso na profundidade e lentamente resfriará nas profundezas para formar um plutão.
A outra possibilidade de impedir esse aumento, na teoria do balonismo, é que a rede de falhas não dure até a superfície. É então necessário ter um gradiente de densidade suficientemente grande para que o magma possa fraturar as rochas a fim de abrir caminho para a crosta. Assim, se o gradiente for muito baixo, o líquido será forçado a resfriar profundamente.
Influência da viscosidadeO outro fator importante no aprisionamento profundo é a influência da viscosidade . Por que isso é impossível para encontrar gabbros na crosta continental? Simplesmente porque o líquido magmático, que aqui tem uma composição basáltica, tem uma viscosidade baixa (embora cerca de 100 vezes a da água). Assim, a subida é pouco retardada por esse fator, e o magma pode atingir a superfície com mais facilidade. A viscosidade aumenta com o conteúdo de sílica e álcali do magma, razão pela qual magmas altamente diferenciados, como os líquidos de granito, têm dificuldade adicional em alcançar a superfície.
Influência da temperaturaEm teoria, qualquer estado da matéria é suscetível à mudança de fase . Assim, qualquer sólido é potencialmente capaz de passar para o estado líquido e vice-versa. Um líquido, portanto, permanecerá líquido enquanto a temperatura intrínseca do material permanecer acima do liquidus . Por exemplo, para simplificar, o liquidus da água está a 0 ° C, abaixo a água é sólida e acima é líquida. Os magmas podem, portanto, permanecer presos em profundidade, se esfriarem durante sua ascensão. Portanto, se a temperatura do magma cair abaixo do liquidus, ele começará a se cristalizar no lugar e formar um plutão.
Influência da águaA água, ou melhor, sua ausência, também desempenha um papel importante no aprisionamento de magmas em profundidade, por meio de seu efeito sobre o solidus. Falamos de solidus hidratado ou anidro. Na ausência de água, o solidus dos magmas é empurrado de volta para altas temperaturas. Isso significa que, a pressão e temperatura equivalentes, o solidus anidro está a uma temperatura mais alta do que o solidus hidratado: um magma nessas condições irá cristalizar a uma temperatura mais alta na ausência de água do que com. Assim, quando o magma não contém água nem elementos voláteis, ele pode potencialmente interceptar seu solidus anidro antes de atingir a superfície.
Uma morfologia associada ao processo de ascensãoExistem vários tipos de plútons dependendo de sua morfologia: batólitos , lacólitos e lopolitos , entre outros.
Como consequência do metamorfismo regional das rochas na crosta continental em profundidade, esses plútons são o resultado de um aprisionamento profundo in situ . Eles estão, portanto, frequentemente, no campo, associados a migmatitos . Na França, existem complexos de granito indígenas no Velay .
Mecanismo de treinamentoTambém aqui a origem do líquido magmático vem da anatexia crustal, o que explica a composição granitóide dos plútons. Nas raízes das serras e na crosta inferior prevalecem as condições de alta pressão e temperatura. Em uma determinada faixa de profundidade, as condições são suficientes para causar fusão parcial, mas insuficientes para ultrapassar o limiar de Arzi e atingir o domínio do magmatismo. Estamos então entre a curva do liquidus e do solidus .
Deep trappingAqui, a captura é feita no local . Nessas profundidades, as rochas ainda estão no estado sólido, mas o derretimento parcial começa a dar origem ao líquido magmático. Não tendo ultrapassado o limiar de Arzi, as rochas são qualificadas como migmatitas . Não há conexão entre os líquidos resultantes da fusão parcial da rocha, eles são separados por faixas que permaneceram sólidas do tipo gnáissico . Assim, os líquidos ficam presos nas próprias rochas, não sendo capazes de extraí-los.
Quando a erosão está ativa, o reequilíbrio isostático faz com que a estrutura suba, e as condições de pressão e temperatura, antes favoráveis ao derretimento, diminuam, favorecendo a cristalização dos líquidos.
Às vezes, se o limite Arzi for atingido, os líquidos se extraem e se acumulam no local, logo acima da zona de fusão parcial. Ainda estamos falando sobre plútons nativos.
Uma morfologia associada aos processos de aprisionamentoImaginemos que a erosão desnuda essas terras, como no Velay (esta situação supõe uma erosão significativa, devido à profundidade dos fenômenos de formação deste tipo de plutão). No terreno veríamos uma mistura de rocha plutônica heterogênea do tipo granítico e restitos : um granito contendo muitos enclaves. Finalmente, essas morfologias correspondem a maciços discordantes, portanto batólitos.
Plutons também são encontrados na crosta oceânica , que são difíceis de observar. Eles então têm uma composição de gabro . É difícil falar de origem alo ou autóctone aqui, uma vez que os processos de estabelecimento desses plútons induzem um fator de movimento (ver a teoria das placas tectônicas e o modo de formação das dorsais oceânicas ). Gabbros são os principais constituintes da crosta oceânica .
Para os gabbros, a origem do magma é o manto. É adicionado à crista por processos ascendentes do manto litosférico que ocorrem após uma fase de fragmentação . O derretimento do manto superior pode ser causado por vários fatores, como hidratação ou descompressão adiabática ; todos resultam na passagem do solidus pelo peridotito (rocha que constitui o manto superior).