stringtranslate.com

Комплекс Дулут

Изображение затененного рельефа, показывающее комплекс Дулут, протянувшийся дугой от Дулута до мыса Пиджен, прерывающий и разделяющий хребты Месаби и Ганфлинт.

Комплекс Дулут , связанный с ним комплекс Бивер-Бей [1] и связанная с ним вулканическая группа Северного берега — это скальные образования, которые составляют большую часть фундаментной породы северо-восточной части американского штата Миннесота в центральной части Северной Америки. [2] [3] Комплексы Дулут и Бивер-Бей — это интрузивные породы, образовавшиеся около 1,1 миллиарда лет назад во время Среднеконтинентального разлома ; они примыкают и перемежаются с экструзивными породами вулканической группы Северного берега, образовавшимися во время того же геологического события. Эти образования являются частью физико-географического региона Верхней возвышенности Соединенных Штатов, который связан с Лаврентийской возвышенностью Канадского щита [4] , ядром Североамериканского кратона .

Расположение

Комплекс Дулут включает большую часть региона Арроухед в Миннесоте к северу от озера Верхнее . С запада около Дулута, штат Миннесота , он изгибается на север и северо-восток примерно до 48° северной широты к югу от озера Найф, продолжается на восток на этой широте примерно в пяти-двадцати километрах от и к югу от границы Канады и США примерно до 90° западной долготы, где он соединяется с границей у реки Пиджен , и оттуда идет на восток около и вдоль границы до озера Верхнее. [5] Комплексы Дулут и Бивер-Бей лежат к югу от этой линии.

Около озера Верхнее эти интрузивные образования переплетаются в сложную мозаику со скалами связанных с ними вулканов Северного побережья, которые также являются реликтами рифтогенеза Мидконтинента. [6] Комплексы Дулут и Бивер-Бей простираются на небольшое расстояние под озером Верхнее к югу от нынешнего берега озера, но в большинстве мест вдоль и около этого берега их южные пределы перекрыты вулканической группой Северного побережья. [7]

Формирование

Горы Зубчатая Пила возвышаются над озером Верхнее.
Вулканические образования Северного побережья: Палисейд-Хед (на переднем плане) и Шовел-Пойнт (на среднем плане), оба риолитовые экструзии Мидконтинентального разлома; горы Саутут на горизонте.
Слоистое габбро около Дулута

Около 1100 миллионов лет назад ( млн лет назад ) североамериканский кратон начал раскалываться в разломе Мидконтинент. [8] В течение периода от 15 до 22 миллионов лет магма поднималась через земную кору , разделяя старые формации и охлаждаясь в новую породу в области разлома. [9] Созданные таким образом последовательности пород известны как супергруппа Кевинаван . [10] Породы этой группы к северу от озера Верхнее представляют собой слои вулканической группы Северного берега и прилегающие формации комплексов Дулут и Бивер-Бей.

Вулканизм Северного берега возник около 1109–1096 млн лет назад [11] из сотен отдельных лавовых потоков, образующих шесть отдельных наклонных и частично сложенных друг на друга плато, общая толщина которых составляет более 8000 метров. Они наклонены к синклинали под озером Верхнее, как показано на соседнем изображении гор Sawtooth Mountains , склоны которых отражают склоны прибрежных пород. Хотя эти потоки в основном базальтовые , они также включают риолиты и другие типы. [12] Как часть среднепротерозойской последовательности Keweenawan, эти вулканические слои являются частью одной из старейших, крупнейших и наиболее хорошо сохранившихся плато лавовых провинций в мире. [13]

Эти вулканы создали «кровельные породы», в которые были помещены основные формации комплекса Дулут. Первоначально образованные после 1102 млн лет назад , [14] самые старые формации находятся около Дулута, а самые молодые на северо-востоке около Тофте . [15] Изолированная вышележащей кровельной породой, поднимающаяся магма остывала медленно, и поэтому основная порода, в которую она остывала, была крупнозернистой. Эти интрузии образовали порог толщиной около 16 км, [16] в основном из габбро , но со значительным количеством анортозита и других родственных гранитных пород. [17] Комплекс Дулут является одной из крупнейших интрузий габбро на Земле, [18] и одной из крупнейших известных слоистых основных интрузий . Он занимает площадь 4715 км 2 . [19] Верхние дифференцированные части интрузии включают ильменитсодержащие лабрадоритовые анортозиты . [19] Нижняя часть вдоль северо-западной окраины состоит из ультрамафических кумулятов с сопутствующими выделениями никеля, меди и элементов платиновой группы . Эти металлические руды привлекли внимание ресурсных компаний, и их попытки добывать их встречают сопротивление со стороны защитников окружающей среды. [20] [21] [22]

Вдоль своей северной границы комплекс Дулут примыкает к более древним структурам, зеленокаменным породам Архейн -Эли (которые когда-то считались самой древней обнаженной породой на Земле) [23] и рудоносным железным хребтам Месаби и Ганфлинт, отложившимся как часть группы Анимики в результате пенокейского орогенеза , горообразования в палеопротерозойские времена. [24] Считается, что эти два среднедокембрийских хребта составляли единую формацию, но вторгшаяся магма комплекса Дулут обожгла и поглотила центр горной цепи, разделив ее на два хребта, существующих сегодня, [25], как показано на изображении в верхней части этой страницы.

На востоке комплекс примыкает и вторгается в формацию Роув , более старую структуру осадочных пород. Структуры габбро и диабаза комплекса Дулут простираются в основном с юго-запада на северо-восток, а дифференциальная эрозия оставила ряд хребтов, включающих эти более твердые основные породы, поднимающиеся из более мягких осадочных пород формации Роув. Во многих из этих впадин лежат удлиненные озера.

К югу от озера Верхнее пласты горных пород комплексов Дулут и Бивер-Бей перемежаются и лежат под экструзивной породой вулканической группы Северного берега. [26] Комплекс Бивер-Бей занимает центр вулканической группы Северного берега и немного моложе по возрасту, чем другие основные породы комплекса Дулут, датируемые примерно 1096 млн лет назад . [27] Когда-то считалось, что вулканические породы и более поздние осадочные породы залегают под комплексом Дулут через озеро Верхнее до Висконсина, где также существуют габбровые образования. [28] Комплекс Дулут считался гигантским лополитом , линзообразной структурой, вдавленной в центре, соединяющей выходы габбро на противоположных сторонах озера, [29] но теперь признано, что он простирается всего на несколько километров к югу от Северного берега озера Верхнее. [30]

Современные формы рельефа

Башня Энгер в Дулуте , построенная из местных пород Кевинаван, на вершине габбрового выступа (на переднем плане) [31]
Большой анортозитовый ксенолит в офитовом ильменитовом габбро в Дулуте
Суровые холмы Мисква

Докембрийская коренная порода комплекса Дулут и вулканов Северного берега находится близко к поверхности или на поверхности, а не погребена под слоями более поздних осадочных пород, как это обычно бывает южнее. Ледники смыли более ранние почвы, и, как это типично для Канадского щита, новые верхние слои почвы тонкие и бедные, поскольку они получены из породы под ней или поблизости, а не из глубоких слоев ледникового тилла , который прерывист и относительно неглубок на большей части региона. [32] Следовательно, большая часть коренной породы обнажена, за исключением осадков и ледникового тилла в водоразделе рек Сент-Луис и Клоке на западе. [33]

Выходы габбро закрепляют оба конца комплекса. Они доминируют над городом, который дал комплексу Дулут его название, [34] а также являются частью Пиджен-Пойнт , самой восточной точки Миннесоты. Между тем, береговая линия Супериора от Дулута до международной границы была уподоблена одному длинному вулканическому выходу, [35] хотя и прерываемому частями комплекса Бивер-Бей, такими как анортозитовые скалы у маяка Сплит-Рок, прилегающие к базальтовым потокам. [36] Известные реликты вулканизма включают риолитовые скалы у мыса Палисейд-Хед , базальтовые потоки лавы у водопада Гусберри и горы Сотут дальше на восток. Вдоль берега озера можно найти кварцевые полосчатые томсониты и агатовые драгоценные камни, созданные минеральным заполнением газовых полостей, образовавшихся при охлаждении потоков лавы. [37]

Внутренние возвышенности включают гору Игл и холмы Мисква . [27] Большая часть восточной части Национального леса Superior и его пограничной зоны каноэ (BWCAW) расположена на комплексе Дулут, и ее обнаженные позднедокембрийские коренные образования являются характерными чертами региона. Внутренние озера лежат в впадинах, образованных дифференциальной эрозией интрузий габбро. Эти впадины получили свою окончательную форму в результате ледниковой эрозии во время недавних ледниковых периодов, создав озера неправильной формы и со скалистыми берегами, которые являются отличительными чертами дикой природы. [38]

Смотрите также

Ссылки

  1. ↑ Бурбум, Терри; Миллер, Джим; и Грин, Джон, «Геологические особенности нового картирования юго-западной последовательности вулканической группы Северного побережья и комплекса залива Бивер» в книге «Грин, вулканические и осадочные породы» (2004), стр. 47.
  2. ^ Джирса и Саутвик, Минеральный потенциал (2000)
  3. ^ Джирса, Бурбум и др., Геологическая карта Миннесоты: карта геологии коренных пород, доступ к которой можно получить через веб-страницу тем геологии Миннесоты, выбрав вкладку «+Геология коренных пород» и выбрав там «Геологическая карта геологии коренных пород Миннесоты в формате PDF».
  4. ↑ Гобелен времени и местности. Архивировано 15 мая 2006 г. в Wayback Machine (2003).
  5. ↑ Jirsa & Southwick, Mineral Potential. Архивировано 23 июля 2008 г. в Wayback Machine (2000); Heinselman (1996), пластина 1.
  6. ↑ Миллер, Грин, Северсон, Чандлер и Петерсон, Геологическая карта комплекса Дулут. Архивировано 26 февраля 2009 г. на Wayback Machine (2001).
  7. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 52, 55–56.
  8. ↑ Ojakangas & Matsch (1982), стр. 49–50, 55–57; Tapestry of Time and Terrain Архивировано 15 мая 2006 г. в Wayback Machine (2003).
  9. ^ Schneider, Holm & Chandler, A Superior Swath: Proterozoic Geology of the North American Midcontinent (2006) (Аннотация); Ojakangas, Morey & Green, Mesoproterozoiic Midcontinent Rift System (2001), Аннотация. doi :10.1016/S0037-0738(01)00085-9
  10. ^ Оджакангас и Дикас, 1,1-Ga Срединно-континентальная рифтовая система, центральная часть Северной Америки (2002), Аннотация. doi :10.1016/S0037-0738(01)00185-3
  11. ^ Налдретт (2004), стр. 244 (рис. 4.49).
  12. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 50–54.
  13. ^ Шмидт, Региональные и локальные закономерности низкосортного метаморфизма (2008), Реферат; Зеленые, вулканические и осадочные породы (2004), стр. 52.
  14. ^ Грин, Вулканические и осадочные породы (2004), стр. 52; Налдретт (2004), стр. 244 (рис. 4.49), 246.
  15. ↑ Фрей и Робинсон (1999), стр. 157–58.
  16. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 55–57.
  17. ↑ Jirsa & Southwick, Mineral Potential. Архивировано 23 июля 2008 г. на Wayback Machine (2000); Topinka, America's Volcanic Past. Архивировано 10 января 2009 г. на Wayback Machine (2003); Miller, Green, Severson, Chandler, & Peterson, Geologic Map of the Duluth Complex. Архивировано 26 февраля 2009 г. на Wayback Machine (2001).
  18. ^ Шварц и Тиль (1963), стр. 114.
  19. ^ ab Гилберт, Джон М. и Чарльз Ф. Парк, младший, Геология рудных месторождений , Freeman, 1986, стр. 314-346, ISBN 0-7167-1456-6 . 
  20. ↑ Кракер, Дэн, «Медно-никелевый рудник компании PolyMet возрождает многолетние дебаты по вопросам охраны окружающей среды», Minnesota Public Radio News, 5 декабря 2013 г.
  21. ↑ Кракер, Дэн, «Федералы вновь открывают леса около Boundary Waters для добычи полезных ископаемых», Minnesota Public Radio, 7 сентября 2018 г.
  22. ^ Табучи, Хироко ; Эдер, Стив (25 июня 2019 г.). «План по добыче полезных ископаемых в дикой природе Миннесоты зашел в тупик. Затем Трамп стал президентом». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 25 июня 2019 г.
  23. ^ Чандлер (2005), Геофизическое исследование пояса Эли Гринстоун, стр. 4-5. Более древние породы с тех пор были найдены в Миннесоте ( гнейс Мортона на юго-западе Миннесоты), Гренландии и Лабрадоре, Ojakangas & Matsch (1982), стр. 24, и в Квебеке. Самые старые породы мира найдены в Квебеке Архивировано 2008-09-26 в Wayback Machine , The Gazette , CanWest MediaWorks Publications Inc., 25 сентября 2008 г.
  24. ^ Лаберж (1994), с. 157; Оджакангас и Матч (1982), стр. 56–57.
  25. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 35–36, 39, 55–57.
  26. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 52, 56.
  27. ^ ab Miller, Green, Severson, Chandler, & Peterson, Геологическая карта комплекса Дулут (2001).
  28. ^ Лаберж (1994), стр. 159–160.
  29. ^ Шварц и Тиль (1963), стр. 114–15. Комплекс Дулут считался архетипом лополита.
  30. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 55–56.
  31. ^ Сэнсом (1983), стр. 20–23.
  32. ^ Хайнзельман (1996), стр. 13–14.
  33. ^ Обобщенная плотность выходов коренных пород. Архивировано 20 июля 2011 г. на Wayback Machine (карта) (2001).
  34. ^ Сансом (1983), стр. 24–25; Оджакангас и Матч (1982), стр. 167–68.
  35. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 50.
  36. ↑ Информация о государственном парке «Маяк Сплит-Рок». Архивировано 11 февраля 2009 г. на Wayback Machine (2013).
  37. ^ Оджакангас и Матч (1982), стр. 53–54.
  38. ^ Оджакангас и Матч (1982), с. 161; Хайнзельман (1996), стр. 12–13, 200.

Источники

Внешние ссылки