Береговая дуга была большой системой вулканических дуг , простирающейся от северного Вашингтона через Британскую Колумбию и Аляскинский выступ до юго-западного Юкона . [1] Береговая дуга расположена вдоль западного края Северо-Американской плиты на Тихоокеанском северо-западе западной части Северной Америки . Хотя ее название происходит от Береговых гор , этот термин является геологической группировкой, а не географической, и Береговая дуга простиралась на юг до Высоких каскадов Каскадного хребта , мимо реки Фрейзер , которая является северной границей собственно Каскадного хребта.
Береговая дуга образовалась в результате субдукции плит Кула и ранее существовавших плит Фараллон . Она наиболее известна как крупнейшее единое тело гранитной породы в Северной Америке, [2] которое обычно называют Береговым плутоническим комплексом или Батолитом Береговых гор . Это континентальная вулканическая дуга, параллельная побережью, похожая на Анды Южной Америки , и крупнейшая ископаемая континентальная вулканическая дуга в мире. [3]
Вулканизм в дуге начался в позднемеловой период 100 миллионов лет назад на основе андезитового состава раннемеловых вулканических разрезов и их тесной временной и пространственной связи с массами кислых интрузивных магматических пород с фанеритовой текстурой, называемых тоналитами . [1] Фундамент дуги Берегового хребта, вероятно, был образован интрузиями раннего мела и поздней юры . [1] Стратиграфические и полевые отношения в дуге предполагают, что дуга Берегового хребта была создана на Стикинии , геологическом образовании, которое сформировалось в более старой среде вулканической дуги в палеозойский и мезозойский периоды. [1]
Одно из главных событий в течение дуги Берегового хребта произошло около 85 миллионов лет назад, когда огромный разлом образовался около центра океанической плиты Фараллон . Это рифтовое событие создало океаническую плиту Кула . [2] Неизвестно, почему произошел такой большой разрыв плиты Фараллон. [2] Некоторые геологи полагают, что некое фундаментальное изменение конвекции в мантии Земли вызвало рифтовое событие, в то время как другие полагают, что огромная океаническая плита стала механически нестабильной, поскольку она продолжала субдуцироваться под северо-запад Тихого океана. [2] Плита Кула снова продолжила субдукцию под континентальную окраину, поддерживая дугу Берегового хребта. [2]
Вулканизм начал снижаться по всей длине дуги около 60 миллионов лет назад в ранний палеогеновый период кайнозойской эры , когда быстрое северное движение плиты Кула стало параллельным Тихоокеанскому северо-западу, создав трансформную границу плиты, похожую на разлом Королевы Шарлотты . [1] [2] Во время этой пассивной границы плиты плита Кула начала погружаться под Аляску и юго-западный Юкон на северном конце дуги в ранний эоценовый период.
Береговая дуга хребта была домом для некоторых из самых опасных и взрывоопасных вулканов в мире. Катастрофические извержения на границе Британской Колумбии и Юкона создали огромную вложенную кальдеру, называемую вулканическим комплексом озера Беннетт, около 50 миллионов лет назад в период раннего эоцена . Эти извержения происходили из жерл вдоль дугообразных систем разломов, связанных с кальдерой, которые выбросили около 850 кубических километров (200 кубических миль) пирокластического материала. [4] Это вулканическое событие произошло незадолго до того, как почти вся плита Кула была погружена под Североамериканскую плиту около 40 миллионов лет назад.
С момента окончания существования Береговой дуги около 50 миллионов лет назад многие вулканы исчезли из-за эрозии . [2] То, что осталось от Береговой дуги до наших дней, представляет собой гранитные интрузии , которые образовались, когда магма внедрилась и остыла на глубине под вулканами. [2] Однако остатки некоторых вулканов существуют на юго-западе Юкона, включая горы Монтана , Нансен и вулканические комплексы озера Беннетт , горы Скукум и хребта Сифтон .
Многие гранитные породы Береговой дуги хребта в изобилии встречаются в Северных каскадах Каскадного хребта, который является самой южной границей дуги. [2] Здесь эти граниты внедрились в сильно деформированные океанические породы и различные фрагменты из ранее существовавших островных дуг, в основном остатки древнего океана Бридж-Ривер , который лежал между Северной Америкой и ранее существовавшими Островными островами . [2] Огромные количества расплавленного гранита, выброшенные за этот период, сжигали старые океанические отложения в блестящую метаморфическую породу средней степени, называемую сланцем . [2]
Более древние интрузии Береговой дуги затем были деформированы под воздействием тепла и давления более поздних интрузий, превратив их в слоистую метаморфическую породу, известную как гнейс . [2] В некоторых местах смеси более древних интрузивных пород и исходных океанических пород были искажены и деформированы под воздействием сильного тепла, веса и напряжения, создавая необычные закрученные узоры, известные как мигматит , которые, по-видимому, были почти расплавлены в ходе процедуры. [2] Замечательные мигматиты районов Челан и Скаджит в Вашингтоне хорошо известны в геологических кругах. [2] Во время образования интрузий 70 и 57 миллионов лет назад северное движение плиты Кула могло составлять от 140 до 110 миллиметров (5,5–4,3 дюйма) в год. [5] Однако другие геологические исследования определили, что плита Кула двигалась со скоростью до 200 миллиметров (7,9 дюйма) в год. [5]
Интрузии дуги Берегового хребта прорваны широко распространенными базальтовыми дайками . Эти дайки, хотя и не объемные, обеспечивают важную выборку постдуговой литосферы . Кроме того, широко распространенные вулканические пояса , такие как вулканический пояс Анахим , лежат в середине дуги Берегового хребта. Вулканиты, которые образуют вулканический пояс Анахим, не связаны строго с субдукцией дуги Берегового хребта, но могли образоваться в результате скольжения Североамериканской плиты по месту, которое испытывало активный вулканизм в течение длительного периода времени, которое описывается как горячая точка Анахим . [6] Во время своего формирования он лежал под гранитными интрузиями дуги Берегового хребта. Рой даек Белла-Белла длиной около 20 км (12 миль) и рои даек Гейл-Пассэйдж длиной около 6 км (4 мили) залегают в гранитных интрузиях Береговой дуги и используются для расчета первого появления горячей точки Анахим около 13 и 12 миллионов лет назад. [7]