Геология Онтарио — это изучение скальных образований в самой густонаселенной провинции Канады , где находятся одни из самых старых горных пород на Земле. Геология Онтарио состоит из древних докембрийских магматических и метаморфических пород, которые залегают под более молодыми осадочными породами и почвами.
Около 61% территории Онтарио покрыто Канадским щитом . Щит в целом можно разделить на три части, называемые провинциями. Северо-западные части Щита, расположенные к северу и западу от Садбери , известны как Провинция Супериор . Это самый большой из трех участков, охватывающий 70% части Канадского щита в Онтарио. Южная провинция представляет собой узкий регион от Су-Сент. Мари к озеру Киркланд . В южно-центральной части преобладает провинция Гренвилл, но по бокам расположены два бассейна фанерозойских материалов.
Здесь обнаружены многочисленные месторождения полезных ископаемых, поэтому их широко добывают.
Около 61% территории Онтарио покрыто Канадским щитом, в основном состоящим из докембрийских пород. [1] Канадский щит охватывает большую часть северного Онтарио и подразделяется на три основные геологические провинции; Супериор, Саузерн и Гренвилл. [2]
Кратон Супериор или Супериорская провинция — архейский кратон . Это участок стабильной континентальной коры толщиной 160 миль, образовавшийся начиная с (4,031 миллиарда лет назад) и образующий ядро Канадского щита, лежащего к северу от озера Верхнее , в честь которого он назван. Он расположен примерно к северу и западу от Садбери [1].
Кратон простирается от северо-западного Квебека вдоль восточной стороны Гудзонова залива на юг через Северный Онтарио до северных берегов озер Гурон и Верхнее. Он простирается через северо-запад Онтарио к югу от Гудзонова залива и лежит в основе большей части юго-восточной Манитобы . Он простирается на юг через восточную часть Северной и Южной Дакоты и западную Миннесоту . [3]
Провинция Супериор — самая крупная из трех частей, занимающая около 70% территории Щита в Онтарио. [4]
Провинция Супериор имеет простирающиеся с востока на запад полосы вулканических, осадочных и гнейсовидных пород. [5] Самая северная часть провинции Супериор состоит в основном из гранитных и гнейсовых пород. [4]
Зеленокаменный пояс Абитиби возрастом 2677 миллионов лет в Онтарио и Квебеке является одним из крупнейших архейских зеленокаменных поясов на Земле и одной из самых молодых частей кратона Супериор, который последовательно образует часть Канадского щита. [6]
Металлические минеральные богатства Онтарио, такие как золото, медь и цинк, происходят из субпровинции Абитиби/Вава. [5]
Южная провинция представляет собой узкий регион от Су-Сент. От Мари до озера Киркланд состоит из горных пород, возраст которых составляет от 1,8 до 2,4 миллиардов лет назад. [1] Низменности Гудзонова залива, расположенные к северу от Канадского щита, в основном состоят из осадочных пород силурийского периода , хотя некоторые части датируются ордовикским и девонским периодами. [1] Эта территория занимает 25% территории провинции. Большая часть коренных пород низменностей Гудзонова залива состоит из известняка и осадочных пород с преобладанием карбонатов. [7]
Помимо Онтарио, он также является частью Мичигана и Миннесоты . Рифтовая система Среднего континента образовалась 1,1 миллиарда лет назад, когда Кратон раскололся и образовал бассейн озера Верхнее . В районе озера Верхнее подъем этой расплавленной породы мог быть результатом горячей точки , образовавшей тройное соединение . [8]
Провинция Гренвилл составляет около 20 процентов обнаженного Канадского щита в Онтарио и расположена к югу от Садбери, ее возраст составляет от 1,0 до 1,6 миллиарда лет, и в ней преобладают осадочные породы, которые позже метаморфизировались. [1] Эти породы подверглись метаморфизации между 990 миллионами лет и 1,08 миллиарда лет назад.
Геологи подразделяют провинцию Гренвилл на Аллохтон вдоль самой реки и более северный Параавтохтон. [9]
Аллохтон соседствовал с Параавтохтоном во время Гренвиллского цикла складчатости с 1,09 по 985 миллионов лет назад. Аллохтон сложен палеопротерозойскими и мезопротерозойскими породами. В западной части это преимущественно мраморные , кварцитовые и пелитовые платформенные уровни и мезопротерозойские породы амфиболитового типа. Имеются также интрузии чарнокита и анортозита , пересекающие метаосадки и ортогнейсы . В центре преобладают мигматиты , кварцо-полевошпатовые ортогнейсы и мангериты. В своей восточной части он состоит преимущественно из гнейсовидных пород различного состава и происхождения, метаосадочных пород, гранитоидных интрузий, габбро , габброноритов и анортозитов . По всему поясу Аллохтона также разбросано несколько анортозитовых интрузий. [9]
Параавтохтон — полоса, идущая параллельно Гренвильскому фронту , ширина которой варьируется от Лабрадора до северо-восточной части залива Джорджиан на озере Гурон . Параавтохтонные породы состоят из древних архейских и протерозойских пород, которые представляют собой сильно деформированные плутонические и метаморфизованные супракрустальные (метаосадочные и метавулканические) породы, достигшие зеленосланцевой и гранулитовой фации в последовательности метаморфических фаций во время гренвильской складчатости . Эти породы коррелируют с наименее деформированными породами к северу от Гренвиллского фронта в провинции Супериор и демонстрируют признаки латерального растяжения с востока на запад. [9]
Бассейн Садбери образовался в результате удара болида диаметром примерно 10–15 км (6,2–9,3 мили) о суперконтинент Нуна , произошедшего 1849 миллионов лет назад [10].
Бассейн Садбери — третий по величине кратер на Земле после ударной структуры Вредефорт длиной 300 км (190 миль) в Южной Африке и кратера Чиксулуб длиной 150 км (93 мили) под Юкатаном в Мексике . [10]
Магматический комплекс Садбери представляет собой ударный расплав, образовавшийся в результате этого удара, а высокое давление и температура расплавили окружающую породу. [11]
НАСА использовало это место для геологического обучения астронавтов Аполлона распознаванию горных пород, образовавшихся в результате очень сильного удара, таких как брекчии . Среди астронавтов, которые будут использовать эту тренировку на Луне, были Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин из Аполлона-15 , Джон Янг и Чарли Дьюк из Аполлона-16 , а также Джин Сернан и Джек Шмитт из Аполлона-17 . Среди известных преподавателей-геологов был Уильям Р. Мюльбергер . [12]
В Онтарио находится множество крупнейших в мире массивов дамб . Рой даек — это крупная геологическая структура, состоящая из основной группы параллельных, линейных или радиально ориентированных даек , внедренных в континентальную кору . Они состоят из нескольких или сотен даек, возникших более или менее одновременно в ходе одного интрузивного события. Рой даек часто демонстрирует активность мантийных плюмов .
Рой даек может простираться более чем на 400 км (250 миль) в ширину и длину. Самый большой рой даек, известный на Земле, - это рой даек Маккензи в Онтарио, ширина которого составляет 500 км (310 миль) и длина 3000 км (1900 миль). [13]
Рой даек в Онтарио:
Ордовикские, силурийские и девонские породы и окаменелости можно найти в бассейнах на юге и севере провинции. [14]
Низменности Гудзонова залива — это обширные водно-болотные угодья , расположенные между Канадским щитом и южными берегами Гудзонова залива и залива Джеймса . [15] Они содержат территорию под названием « Огненное кольцо» , которая представляет собой масштабный запланированный проект по добыче и выплавке хромита . [16]
К осени 2011 года «Огненное кольцо» считалось «одним из крупнейших потенциальных запасов полезных ископаемых в Онтарио» с «более 35 младшими и средними горнодобывающими и геологоразведочными компаниями, занимающими площадь около «1,5 миллиона гектаров». [16]
Низменность Святого Лаврентия представляет собой бассейн, простирающийся от Виндзора до Квебека, с очень богатой почвой.
.JPG/1280px-Plate_53_-_Glacial_Lakes_Duluth,_Chicago,_and_Lundy_(USGS_1915).JPG)
Оледенение Висконсина продолжалось примерно с 75 000 до 11 000 лет назад. Максимальная протяженность льда произошла примерно 25 000–21 000 лет назад во время последнего ледникового максимума .
Особенности, которые стали Ниагарским водопадом, были созданы оледенением Висконсина около 10 000 лет назад. Те же силы создали Великие озера Северной Америки и реку Ниагара. [14] Все они были вырыты континентальным ледяным покровом , который проезжал через этот район, углубляя некоторые речные русла, образуя озера, а другие заграждая обломками. [17]
Когда лед растаял, верхние районы Великих озер влились в реку Ниагара, что последовало за изменением топографии Ниагарского откоса . Со временем река прорезала ущелье через скалу, обращенную на север, или куэсту . [14] Из-за взаимодействия трех основных горных пород каменистый пласт не размывался равномерно. Верхняя часть скальной породы состояла из устойчивого к эрозии известняка и доломита формации Локпорт . Этот твердый слой камня разрушался медленнее, чем лежащие под ним материалы. [14]
Непосредственно под формацией твердых пород, составляющей около двух третей скалы, лежала более слабая, мягкая, наклонная формация Рочестер (нижний силурийский период). [14] Это образование состояло в основном из сланца , хотя в нем есть несколько тонких слоев известняка. Он также содержит древние окаменелости . [14] Со временем река разрушила мягкий слой, который поддерживал твердые слои, подрезав твердую покрышку, которая развалилась большими кусками. Этот процесс повторялся бесчисленное количество раз, в конечном итоге образуя водопад.
Погруженная в реку в нижней части долины, скрытая от глаз, находится формация Квинстон (верхний ордовик), сложенная сланцами и мелкими песчаниками . [14] Все три образования были заложены в древнем море, их различия в характере проистекают из меняющихся условий внутри этого моря.
Около 10 900 лет назад Ниагарский водопад находился между современным Квинстоном, Онтарио , и Льюистоном, штат Нью-Йорк , но эрозия его гребня привела к тому, что водопады отступили примерно на 6,8 миль (10,9 км) к югу. [18] Водопад «Подкова», ширина которого составляет около 2600 футов (790 м), также изменил свою форму в процессе эрозии; развиваясь от небольшой арки до подковообразного изгиба, до нынешнего гигантского V. [19] Сразу вверх по течению от нынешнего местоположения водопада Козий остров разделяет течение реки Ниагара, в результате чего происходит разделение преимущественно канадского водопада Подкова на запад от водопада «Американский» и «Фата» на восток. [14] Инженерное дело замедлило эрозию и спад. [20]
Текущая скорость эрозии составляет примерно 30 сантиметров (1 фут) в год, по сравнению с историческим средним значением 0,91 м (3 фута) в год. Согласно графику далекого будущего , примерно через 50 000 лет Ниагарский водопад разрушит оставшиеся 32 километра (20 миль) до озера Эри и прекратит свое существование. [21]
Добыча твердых пород ведется в провинции уже более 130 лет (по состоянию на 2012 год). Горнодобывающая промышленность Онтарио производит более 30 различных металлических и неметаллических минеральных продуктов и отвечает за основной процент производства в Канаде никеля , золота , меди и металлов платиновой группы. [22] Добыча металлических полезных ископаемых сосредоточена в Северном Онтарио, в то время как южная часть провинции производит соль, гипс, известь, нефелиновый сиенит и конструкционные материалы (песок, гравий, камень), а также немного нефти. По состоянию на 2014 год горнодобывающая промышленность добыла полезных ископаемых на сумму около 11 миллиардов долларов. [23] Правительство взимает смехотворные сборы за лицензии на разведку (25,50 долларов США) [24] и разрешения на разведку (ноль), [25] в соответствии с обязанностью экономического развития провинции. Процесс выдачи разрешений на разведку задуман как средство уведомления заинтересованных сторон, таких как землевладельцы, о деятельности горнодобывающих компаний. [25] Разработка рудника осуществляется через «передовую разведку» до «производственного» статуса, законодательство для которого подробно описано в Законе о горном деле Онтарио; сюда входят добыча твердых пород, заполнителей, алмазов и нефтяных рудников. [26]