Севьерская складчатость была событием горообразования, которое затронуло западную часть Северной Америки от северной Канады на севере до Мексики на юге.
Севьерская складчатость была результатом конвергентной пограничной тектонической активности, а деформация происходила примерно от 160 миллионов лет (млн лет назад) [2] до примерно 50 млн лет назад. [3] Эта складчатость была вызвана субдукцией океанической плиты Фараллон под континентальную Северо-Американскую плиту . Утолщение земной коры , приведшее к горообразованию, было вызвано сочетанием сжимающих сил и кондуктивного нагрева, инициированного субдукцией, что привело к деформации. [4] Район реки Севьер в центральной части Юты является тезкой этого события.
Севьерский складчато-надвиговый пояс простирается от южной Калифорнии недалеко от границы с Мексикой до Канады. [1] Разломы бассейна и хребта отсекают старые надвиги Севье. [4] Севьерской складчатости предшествовало несколько других горообразующих событий, включая Неваданскую складчатость , Сономанскую складчатость и Антлерскую складчатость , и они частично перекрывались во времени и пространстве с складчатостью Ларамида .
Раннее надвиг Севьера началось задолго до первоначальной деформации Ларамида. Однако есть свидетельства того, что поздние разломы Севьера были активны во время раннего Ларамида. [5] [6] [7] [3] Большая часть деформации Севьера произошла к западу от деформации Ларамида, но существует некоторое географическое перекрытие между восточной окраиной Севьера и западной окраиной Ларамида. [8] На юго-западе штата Юта надвиги Севьера, возможно, оставались активными до эоцена, [7] [6] в то время как деформация Ларамида началась в позднем меловом периоде . [5]
Поскольку складчатости Севьера и Ларамида произошли в одно и то же время и в одном месте, их иногда путают. [8] В целом, севьерская складчатость определяет более древнее, более западное событие сжатия, которое воспользовалось слабыми плоскостями напластования в перекрывающих палеозойских и мезозойских осадочных породах. По мере сокращения земной коры давление переносилось на восток вдоль слабых осадочных слоев, образуя « тонкокожие » надвиги , которые обычно молодеют к востоку. Напротив, Ларамидская складчатость привела к образованию поднятий с «ядром фундамента», которые часто использовали ранее существовавшие разломы, образовавшиеся во время рифтинга в позднем докембрии во время распада суперконтинента Родиния или во время складчатости Предковых Скалистых гор . [8]
Севьерский орогенный пояс состоял из ряда тонких плит, расположенных вдоль полого падающих на запад надвиговых пластин и перемещающихся с запада на восток. [9] Эти тонкокожие надвиги переместили породы позднего докембрия и мезозоя пассивной окраины Кордильер на восток. На своей восточной стороне Севьер встречается с орогенным поясом Ларамид. [10] Комбинация Севьера и Ларамида похожа на современную окраину Анд в Чили . Они сопоставимы, поскольку более молодые разломы и структуры Ларамида представляли собой геометрическую реакцию на мелкопадающие надвиги Севьера. [11]
Местоположение восточного края Севьерского складчатого образования определялось конгломератами , состоящими в основном из валунов, которые должны были сброситься с восточного и самого крутого края поднимающихся гор. Такие конгломераты можно увидеть по всей Юте в каньоне Эхо, Красных узких полосах в каньоне Спэниш-Форк и в каньоне Лимингтон недалеко от Дельты, штат Юта . Сегодня разломы Севьер на поверхности были разбиты и круто наклонены от своего первоначального положения с пологим падением из-за расширения разломов Бассейна и Хребта . Самые ранние надвиги Севьера расположены дальше всего на запад, причем каждый новый надвиг отсекает старый. Эта закономерность привела к тому, что более старые надвиги двигались поверх более молодых по мере их продвижения на восток. Удар Париж-Уиллард в штате Юта был определен как самый старый удар в серии, использующей эту схему. Самая молодая точка — Хогбак в Вайоминге. [4]
Надвиговый пояс Севьера в штате Юта можно разделить на две части: к северу от Солт-Лейк-Сити и к югу от Солт-Лейк-Сити. Надвиги на север гораздо лучше изучены, поскольку с ними часто связаны нефть и газ. Северная часть проходит через нынешние Юта, Айдахо и Вайоминг. Южная часть останавливается вокруг Лас-Вегаса . Общее сокращение земной коры северной части составило примерно 60 миль. [4]
Пояс Севьер оставил после себя множество отличительных геологических особенностей в регионе Вайоминга и Юты, а именно углубления и выступы. Поперечные зоны могут сопровождать надвиги, соединяющие сегменты пояса. Одной из таких зон является поперечная зона Чарльстона, соединяющая выступ Прово с южным рукавом арки Уинта/Коттонвуд. Хотя арка Уинта/Коттонвуд представляет собой конструкцию из ларамида, Севьер помог сформировать арку. Другая важная зона — поперечная зона горы Рэймонд, соединяющая выступ Вайоминга и северное плечо арки. [12]
Хотя континентальные окраины обычно наиболее деформируются в результате орогенных событий, внутренняя часть континентальных плит также может деформироваться. В орогенных событиях Севьер-Ларамида свидетельства деформации внутренней плиты включают складки , расщепление и соединительные ткани, искаженные окаменелости , стойкие разломы и кальцитовые двойники . [11]
Севьерский складчатый и надвиговый пояс действовал в период с поздней юры (201–145 млн лет назад) до эоцена (56–34 млн лет назад). [13] Фактический возраст зарождения пояса не совсем согласован исследователями. [13] Однако деформация Севьера началась в юрском периоде. [14] [1]
Деформация южной части Севьерского складчато-надвигового пояса началась около 160 млн лет назад. [2] Деформация была перенесена на восток к надвигу Кистоун к 99 млн лет назад. [15] На севере штата Юта надвиговый щит Уилларда был установлен около 120 млн лет назад. [16] Штамм постепенно был перенесен на Хогсбэк-Трос в западном Вайоминге. [3] Разломы вблизи переднего края Севьера оставались активными, по крайней мере, до эоцена. [7] [6] [3]
В это время приподнятая кора упиралась в плато Колорадо . Столкновение привело к латеральному распространению деформации и привело к ослаблению литосферы и утолщению земной коры. [17] Метаморфизм из-за нагревания и утолщения земной коры преобладает между 90 и 70 млн лет назад в нынешнем регионе Большого бассейна . [17]
Параллельные надвиги и складки образуют складчато-надвиговый пояс регионального масштаба. В локальном масштабе сегменты пояса соединены поперечными зонами. Упомянутая ранее поперечная зона Чарльстона проходит перпендикулярно надвигам в пределах пояса Севьер. Среди геологов ведутся споры о том, возникла ли эта поперечная зона во время складчатости Севьера или образования арки Уинта / Коттонвуд во время складчатости Ларамида . [10] Картирование надвигов Севьера в провинции Бассейна и Хребта позволяет предположить, что структуры Севьера изгибаются вокруг арки Уинта/Коттонвуд, определяющей углубление Уинта. При внимательном рассмотрении разломов Севьер в каньоне Американ-Форк видно, что эти разломы являются самыми старыми в поперечной зоне Чарльстона, о чем свидетельствуют перекрестные связи, наблюдаемые в этом районе. [12]
Провинция Бассейнов и хребтов, простирающаяся через Неваду , в западную Юту и на юг до Мексики, теперь состоит из нормальных разломов в северном направлении из-за расширения земной коры. Если эти нормальные разломы проявят какое-либо распространение в период от позднего эоцена до раннего миоцена , это может свидетельствовать об обрушении орогенного события Севьер после дезактивации. [10] Считается, что утолщение земной коры из-за разломов Севьер и Ларамид привело к нынешнему расширению бассейна и хребта на протяжении всего кайнозоя. [18] Это могло привести к реактивации Чарльстонского разлома как разлома растяжения. Поперечная зона Чарльстона содержала большие угловые разломы, что позволяет предположить, что она возникла как реакция на соединение пологих надвиговых разломов Севьера. Поперечная зона Чарльстона очерчивает главный скат боковой стенки, который мог быть частью пояса Севье. [10]
К северу от арки Уинта/Коттонвуд во время севьерской складчатости располагалась область возвышения фундамента, плавно падающая на север, отмеченная картами изопахит . Таким образом, осадки быстро сгущались на юге. К северу пласты постепенно менялись на протяжении всего надвига, и вокруг выступа Вайоминг развивалась постепенная кривая, а к югу - вокруг выступа Прово. Поперечные зоны Чарльстона и горы Рэймонд образовали углубление Уинта, что указывает на то, что углубление возникло во время складчатости Севьера. [12]
Результаты были интерпретированы как подтверждение того, что поперечная зона Чарльстона сформировалась во время складчатости Севьера, чтобы учесть геометрические изменения по простиранию надвигов. Зона служила связующим звеном различных сегментов складчатости. Поперечная зона варьировалась по всему региону по глубине и смещению. Позже зона была наклонена и реактивирована за счет расширения земной коры. [10] Результаты также подтверждают образование углубления Уинта во время складчатости Севьера из-за аналогичной геометрической аккомодации земной коры. Смещение по надвиговым разломам возраста Севье привело к формированию кривизны углубления Уинта до поднятия арки Уинта / Коттонвуд. [12]
Если сосредоточить внимание на южной части Севьерского надвигового пояса, можно обнаружить множество надвигов. Одна система надвигов известна как надвиговая система Гарден-Вэлли в надвиговом поясе центральной Невады. Надвиги в этой системе включают надвиги Пахранагат, Маунт-Ирландский и Золотые Ворота. Эти надвиги коррелировали с надвигом Гасс-пика на юг . Надвиг Гасс-Пик расположен в хребте Лас-Вегас и представляет собой возрастную структуру Севье. Этот надвиг, возможно, был ответственен за самое большое смещение основного пояса на этой широте. Эти надвиги располагались по всему простиранию. В кайнозое этот регион демонстрировал небольшое расширение из-за реактивации надвигов. Такая корреляция позволяет предположить, что надвиговая система Гарден-Вэлли имеет прямую связь с надвиговым поясом Севьера. Интерпретация этих данных привела к выводу, что центральный надвиговый пояс Невады является внутренней частью Севьера. Эта корреляция свидетельствует о том, что надвиговый пояс Севьера возник в результате сжатия, продвигавшегося на восток через Северо-Американскую плиту. [11]
Ранее считалось, что утончение Кордильеров является свидетельством и причиной плоской субдукции в орогенных событиях Севьер и Ларамид. Однако изотопные данные позволяют предположить, что сохранение литосферы Кордильер предполагает, что утончение Кордильер не является достаточным ответом на плоскую субдукцию Севьера и Ларамида. Это означает, что утончение и сдвиг Кордильеров ограничивались преддуговой областью. [17] Данные свидетельствуют о том, что на протяжении Севьер-Ларамидского надвига кора также поднималась и расширялась. [18] Современная чилийская субдукция считается параллельной моделью событий Севьера и Ларамида, поэтому, возможно, в этой современной модели есть ответы на этот вопрос. Объяснения могут включать сочетание увеличения скорости движения плит, того, что нижележащая океаническая плита становится моложе по мере погружения более старой части, и, таким образом, нижележащая плита становится более горячей и плавучей. [17]
Исследование двойников кальцита и взаимоотношений карбонатов с Севьерским орогенным поясом показало, что направления сокращения были параллельны надвиговым нарушениям, которые были направлены на юго-запад. Величины дифференциальных напряжений , определенные по двойникованию кальцита, показали тенденцию к экспоненциальному уменьшению по направлению к кратону . Дифференциальные напряжения, вызывающие деформацию сжатия в надвиге Севьера, превышали 150 МПа. Во время орогенного события Ларамид направление восточно-западного сжатия во время Севьера сменилось примерно на северо-меридиональное. Укорочение Севьера было зарегистрировано на большей части запада Соединенных Штатов вплоть до Миннесоты в меловом известняке Гринхорн, сохранившемся за счет двойников кальцита. Расстояние передачи напряжения примерно эквивалентно более 2000 км. Сокращение EW, показанное в кальцитовых двойниках Севьера, параллельно сегодняшним главным напряжениям в западной части Северо-Американской плиты. [11]
С Севьерской орогенией также связан мощный вулканизм. Вулканическую активность можно наблюдать в современных зонах субдукции (например, вдоль западного побережья Южной Америки), подобных той, которая вызвала Севьерскую складчатость. В дуге Сьерра-Невада, связанной с Севьерской орогенией, произошло несколько вулканических вспышек: одна от 170 до 150 млн лет, и одна от 100 до 85 млн лет. [1] Вулканические центры мигрировали, как правило, на восток во время развития Севьера [1] и перехода к деформации Ларамида, а к концу мелового периода вулканизм, связанный с субдукцией плиты Фараллон, можно было обнаружить даже на востоке, вплоть до Минерального пояса Колорадо, к востоку от передний край Севьерского складчато-надвигового пояса. [19]
Когда Севьерские надвиги были подняты, произошла эрозия надвигового покрова; эти эродированные отложения затем откладывались там, где существовало жилое пространство. [15] [20] Динамическое проседание и изгиб из-за нагрузки на земную кору создали пространство, где могли накапливаться отложения. [1] По мере того, как надвиг Севьера мигрировал на восток, осадочные бассейны также мигрировали на восток. [21] Сбалансированные разрезы показывают, что произошла значительная эрозия синорогенных отложений севьерского возраста. [22]