Una intrusión estratificada (o complejo intrusivo , o complejo ígneo ) es una formación geológica formada por rocas ígneas colocadas por intrusión , y que presenta una estratificación vertical de la composición y textura de estas rocas. Estas intrusiones, a menudo de forma tabular , cubren horizontalmente un área que va de 100 a más de 50 000 km 2 y tienen un espesor que va desde varios cientos de metros hasta más de un kilómetro.
Las rocas de intrusión estratificadas suelen ser de ultramáficas a máficas , pero Ilimaussaq , Groenlandia , es una intrusión alcalina . Los complejos intrusivos muestran evidencia de cristalización fraccionada y segregación de cristales por sedimentación o flotación de minerales de una masa fundida.
Un complejo intrusivo ultramáfico o máfico típicamente consiste en rocas ultramáficas cerca de la base ( peridotitas y piroxenitas ), asociadas con capas de cromitita (en) , y rocas más máficas en los estratos superiores ( noritas , gabros y anortositas ), a veces con diorita y granofiros. (adentro) en la parte superior. A menudo hay mineralizaciones de elementos del grupo del platino , cromita , magnetita e ilmenita , que son económicamente explotables.
Las intrusiones estratificadas son raras y generalmente se encuentran en cratones antiguos , pero su distribución es global. En su mayoría son de edad arcaica a proterozoica (la Bushveld, por ejemplo en Sudáfrica, es paleoproterozoica en edad ), pero pueden ser mucho más jóvenes como Skaergaard (en) en Groenlandia o Rum (en) en Escocia. , De edad cenozoica .
Las intrusiones estratificadas de ultramáficas a máficas pueden ocurrir en todos los niveles de la corteza , desde profundidades superiores a 50 km hasta profundidades de tan solo 1,5 a 5 km . La profundidad a la que se produce una intrusión depende de varios factores:
A menudo es difícil determinar el origen de la bolsa de magma ultramáfico a máfico que se ha elevado a su ubicación actual y, en particular, elegir entre dos orígenes plausibles, magmatismo de puntos calientes y magmatismo de rift .
La mayoría de las grandes provincias ígneas incluyen estructuras hipovolcánicas y estructuras superficiales formadas por magmatismo máfico de gran volumen, durante el mismo período de tiempo. En la mayoría de los cratones Arcaicos , por ejemplo, los cinturones de piedra verde van acompañados de inyecciones de diques voluminosos y, a menudo, de alguna forma de gran intrusión en la corteza. Este es particularmente el caso de una serie de intrusiones estratificadas ultramáficos-mafic en la Yilgarn Craton ( Australia Occidental ), de fecha a alrededor de 2,8 Ga y acompañado por komatiitic volcánica y a gran escala toleítico volcánica .
El magmatismo de puntos calientes, generado por el ascenso de las plumas del manto , es capaz de explicar los grandes volúmenes de magma necesarios para crear una intrusión de varios kilómetros de espesor (hasta 13). Las plumas también son capaces de deformar la corteza y debilitarla térmicamente, lo que facilita la intrusión del magma y crea el espacio necesario para albergar las intrusiones.
La composición química e isotópica de las rocas ( oligoelementos e isótopos radiogénicos ) a menudo apoya la hipótesis del magmatismo de puntos calientes. Este es, por ejemplo, el caso de las intrusiones de Norilsk -Talnakh ( Krai de Krasnoyarsk , Rusia ).
Sin embargo, algunas grandes intrusiones estratificadas no se deben al aumento de una pluma, por ejemplo, la intrusión Skaergaard ( Groenlandia ). Se trata de un gran volumen de magma similar al que se genera bajo las dorsales oceánicas . El espacio necesario para el establecimiento de una gran bolsa de magma es liberado por la extensión tectónica que acompaña a la expansión del fondo del océano . En profundidad, las fallas normales y las fallas listricas liberan un espacio triangular (en sección vertical) donde se instalan intrusiones en forma de quilla o embarcación. Este es, por ejemplo, el caso del Great Dyke (en) (Zimbabwe) o el complejo Narndee-Windimurra ( Western Australia ).
También es posible un origen mixto, cuando una pluma llega a provocar el desgarro de un continente e iniciar la deriva de dos bloques continentales y la extensa tectónica que sigue.
Varios procesos están en el origen de la estratificación de las grandes intrusiones ultramáficas : convección , difusión térmica , sedimentación de fenocristales , asimilación de roca de las paredes y cristalización fraccionada .
El principal de estos procesos es la acumulación de capas de cristales del mismo mineral que se forman por cristalización fraccionada y que, más densos que el magma residual, descienden al suelo de la intrusión. Por el contrario, la plagioclasa puede ser menos densa y subir al techo para formar capas de anortosita . En las grandes cámaras de magma podemos observar estructuras similares a las que se encuentran en las formaciones sedimentarias , como bandas de flujo , lechos escalonados , canales de socavación y lechos de bosques . La intrusión de Skaergaard (en) ( Groenlandia ) muestra muchos ejemplos de estas estructuras cuasi-sedimentarias.
También se produce la asimilación de rocas de las paredes de la intrusión. Su efecto es modificar la composición del magma (y en particular aumentar el contenido de sílice ), que luego puede provocar la cristalización de minerales diferentes a los que se habrían producido por la cristalización del magma inicial. La asimilación también se puede realizar mediante reacciones en las que las rocas huésped se disuelven pero los minerales precipitan al mismo tiempo. A menudo, la asimilación solo puede detectarse mediante un análisis geoquímico detallado (incluida la composición de isótopos ).
Los acumulados (las capas sedimentadas) pueden ser mono o poliminerales:
La zona central o superior de muchas intrusiones ultramáficas grandes consiste en un gabro masivo mal estratificado. De hecho, a medida que el magma se diferencia, alcanza una composición cercana a la eutéctica , lo que induce la cristalización masiva de varios minerales simultáneamente. El magma también puede haberse enfriado lo suficiente en este punto para que la viscosidad creciente del magma detenga la convección o para que la convección se vuelva ineficaz.
Cuando la cristalización está bien avanzada, el líquido residual, que se ha vuelto intersticial, puede escapar y migrar a través de la pila de acumulados y, además, reaccionar con ellos.