Геология Вирджинии начала формироваться по крайней мере 1,8 миллиарда лет назад. Самые старые породы в штате были метаморфизованы во время орогении Гренвилля , горообразования, начавшегося 1,2 миллиарда лет назад в протерозое , которое скрыло более старые породы. На протяжении протерозоя и палеозоя Вирджиния испытала магматические вторжения, отложение карбоната и песчаника, а также ряд других горообразовательных событий, которые определили рельеф внутренних частей штата. Закрытие океана Япетус сформировало суперконтинент Пангея и создало дополнительные небольшие массивы суши, некоторые из которых сейчас скрыты под толстыми отложениями Атлантической прибрежной равнины. Впоследствии регион испытал рифтообразование, открытое Атлантическим океаном в мезозое , развитие прибрежной равнины, изолированный вулканизм и ряд морских трансгрессий, которые затопили большую часть территории. Вирджиния имеет обширные месторождения угля, нефти и природного газа, а также месторождения других минералов и металлов, включая вермикулит , кианит и уран . [1]
В протерозое регион Голубого хребта образовался между реками Роанок и Потомак во время орогении Гренвилла от 1,2 до одного миллиарда лет назад. Метаморфизм ранее существовавших пород скрыл свидетельства более ранней геологии региона. Геологи полагают, что более древние догренвильский породы представляли собой гранулитовый гнейс , перемежающийся вулканическими и осадочными породами, возраст которых составляет 1,8 миллиарда лет.
Магматические чарнокиты с большим количеством голубого кварца , породы также образовались во время события в Гренвилле. Необычная кристаллизация предполагает, что породы образовались в условиях низкой водной коры. В Розленде, между Шарлоттсвиллем и Линчбургом, находится девятимильная интрузия 90-процентной плагиоклазовой полевошпатовой породы анортозита , формирование которой до сих пор плохо изучено геологами. Район Розленда был основным источником титана в течение многих лет.
В течение 500 миллионов лет до начала фанерозоя земная эрозия истощала гренвилльские породы. Магматическая активность возобновилась в эокембрии 600 миллионов лет назад. Магма поднималась через земную кору, но остановилась из-за зоны высокой плотности и через процесс фракционной кристаллизации, остыла, образовав базальт . Вышележащие породы расплавились, образовав гранитную магму, и изверглись в виде риолита на северном конце Голубого хребта, внедрившись в вышележащие гранулит и чарнокит. Гранит Робертсон-Ривер с выходом на поверхность длиной 70 миль является остатком этого фельзитового плавления.
К западу от Голубого хребта песчаники группы Чилхоуи образовали толстые последовательности, отражающие пляжную среду в океане Япет . [2] [3]
В течение 100 миллионов лет в кембрии и ордовике восточная часть Северной Америки была покрыта неглубоким тропическим морем. Параллельно с распространением многоклеточной жизни образовались крупные карбонатные отложения, включая последовательности известняка и доломита , а также отложения песчаника. Закрытие океана Япетус присоединило пояс Внутреннего предгорья и аллохтон реки Смит к предгорью Вирджиния.
Осадки, сброшенные во время таконического орогенеза, покрыли новые террейны, поскольку впадина заполнилась во время силура . Песчаники Тускарора и Массанаттен образовались как массивная отмель в этот период. Геологически недавняя эрозия палеозойских карбонатов образует многочисленные ущелья в провинции Долина и Хребет, а также пещеры.
В период с позднего силура по ранний девон регион был относительно спокоен в течение 40 миллионов лет, с незначительной активностью, за исключением отложения некоторых карбонатных отмелей. Однако океан Япетус все еще закрывался, добавляя в регион дополнительные небольшие террейны, включая тот, который, вероятно, скрыт осадками прибрежной равнины. Горы, поднятые во время акадийской орогенеза , сбрасывают глины, которые образовали сланцевые отложения во время девона в прогибе.
В миссисипский и пенсильванский периоды каменноугольного периода на западе образовались обширные тропические болота, которые периодически покрывались глиной, образуя угольные месторождения.
Ко времени аллеганской орогении 320 миллионов лет назад океан Япет был полностью запечатан. Тектонические силы сформировали синклинорий Массанаттен и другие небольшие синклинали и антиклинали в провинции Долина и Хребет. Надвиг заставил породы Голубого хребта оказаться на вершине долины Шенандоа. В результате скальные образования от кембрия до силура дважды накладываются друг на друга в долине Шенандоа. Песчаники остались нетронутыми, но некоторые сланцы были метаморфизованы в филлит во время аллеганской орогении. Жилы заполнены кварцем, кальцитом и пиритом. [4]
В раннем мезозое рифтовая часть суперконтинента Пангея , образовавшая Атлантический океан, создала крупные рифтовые бассейны, которые заполнились осадками, в конечном итоге образовав Атлантическую прибрежную равнину . Самые старые бассейны в Вирджинии относятся к триасу и юре . Меловые породы Потомакской группы покрывают эти более древние осадочные породы. Потомакская группа подразделяется на формацию Патапско и формацию Патаксент , которые состоят из гравийного конгломерата , песчаников и песчаной глины, которая часто выходит на поверхность вдоль рек. [5]
В юрском периоде вулканическая активность в Голубом хребте сформировала изолированные вулканы, а также дайки и силлы в провинции Долина и Ридж. Примерами служат Мол Хилл к западу от Харрисонбурга и Тримбл Ноб в Монтерее. Региональный парк Нэчурал Чимни сохраняет тонкий базальтовый силл у основания известняковых пиков. [6]
В палеоценовый период кайнозоя высокий уровень моря с мелового периода упал, что привело к увеличению наземной эрозии. Осадочные породы группы Памунки образовались во время морской трансгрессии в эоцене . Составляющие формации Аквиа и Наньемой содержат песок, глину, мелкие кристаллы гипса , зерна зеленого глауконита , а также ископаемые остатки.
35,5 миллионов лет назад в эоцене болид (метеор), который врезался в то, что сейчас является Восточным побережьем Вирджинии, создал ударный кратер Чесапикского залива . Отложив слой брекчии , кратер оказал долгосрочное воздействие на более поздние отложения осадков, сместив место, где в конечном итоге образовался Чесапикский залив. [7]
Уровень моря снова упал во время олигоцена , только чтобы вернуться к широкомасштабному затоплению во время миоцена и плиоцена , отложив два цикла группы Чесапик . Формации Калверт, Чоптанк и Сент-Мэрис являются нижней группой, отложившейся в миоцене, в то время как формации Истовер и Йорктаун отложились с позднего миоцена в плиоцен. Две фазы отложения отмечены песком, глиной и ракушечником . Пещера Корнуоллис размыта в косослоистые ракушечники формации Йорктаун, вместе с морскими скалами в государственном парке Уэстморленд (который также обнажает подстилающие породы Истовер и Чоптанк).
В течение 1,8 миллионов лет плейстоцена уровень моря поднимался и опускался шесть раз, опустившись на 400 футов во время последнего ледникового максимума. Чесапикский залив отсутствовал в первой половине плейстоцена из-за низкого уровня моря. В это время формации Виндзор и Чарльз-Сити образовались вдоль открытой береговой линии. Поверхностная формация Ширли, под тем, что сейчас называется Ньюпорт-Ньюс и Хэмптон, отложилась во время среднего плейстоцена, достигнув устьев рек Йорк и Джеймс. Формация Табб образовалась во время позднего плейстоцена. Отложения эстуариев, пляжей и болот стали гораздо более многочисленными за последние 11 000 лет голоцена . [ 8]
В Вирджинии есть только два естественных озера: озеро Драммонд и озеро Маунтин . Происхождение обоих озер неясно. Из-за рыхлых отложений озеро Драммонд должно было очень быстро размываться. Некоторые геологи предполагают, что оно могло образоваться в результате падения метеорита. Озеро Маунтин, по-видимому, является естественной плотиной, образованной песчаником Клинч, которая запрудила горный ручей.
В штате имеется девять крупных речных бассейнов. [9]
В колониальные времена и более ранние периоды американской истории в Вирджинии велась активная добыча свинца, цинка, золота и титана. Однако добыча металлов прекратилась к концу 20 века. В Дэнвилле, штат Вирджиния, находятся крупнейшие месторождения урановой руды в Северной Америке, но добыча урана запрещена законодательством штата Вирджиния.
В 1986 году 850 различных шахт добыли 40 миллионов тонн угля, стоимостью 1,5 миллиарда долларов США в долларах США 1985 года. Нефть и газ добываются в западной провинции Долина и Ридж. В то же время 250-300 карьеров добывали известняк, гранит, сланец, тальковый камень и гравий. В Уиллис-Маунтин , около US 15 между US 60 и US 460, находится крупнейшая в мире шахта по добыче кианита , снабжающая автомобильную промышленность свечей зажигания и высокотемпературных печей. В Вирджинии также производится значительное количество вермикулита . [10]