stringtranslate.com

Орогения рогов

Скользкая поверхность разлома надвига горы Робертс (Невада) из Антлерской складчатости

Роговая орогения была тектоническим событием, которое началось в начале позднего девона с широкомасштабными последствиями, продолжавшимися в Миссисипи и раннем Пенсильвании . [1] [2] [3] Большая часть доказательств этого события находится в Неваде, но пределы его распространения неизвестны. Большой объем конгломератных отложений преимущественно миссисипского возраста в Неваде и прилегающих районах [4] свидетельствует о существовании важного тектонического события и предполагает наличие близлежащих областей поднятия и эрозии, но природа и причина этого события неясны и спорны. . [5] Хотя это явление известно как складчатость (событие горообразования), некоторые из классических особенностей складчатости, как ее обычно определяют, такие как метаморфизм и гранитные интрузивные образования [6], не были связаны с ней. Несмотря на это, это событие повсеместно обозначается как складчатость, и эта практика здесь продолжается. В этой статье описывается то, что известно и неизвестно об орогении Рога, и описываются три современные теории относительно его природы и происхождения.

Две фации нижнепалеозойских пород

В Неваде есть две основные фации нижнепалеозойских пород . [1] В восточной части штата простирающийся на север богатый ископаемыми карбонатный шельф от ордовика до девона , называемый карбонатным или восточным комплексом, уступает место на запад одновременному пространству кремнистых осадочных отложений и второстепенных основных вулканических пород , называемых кремнистый или западный комплекс. [2] Краффорд отнес эти две фации соответственно к шельфу и бассейну. [3] Темный цвет западного комплекса, нехватка карбонатных пород и почти полное отсутствие раковинных окаменелостей обычно интерпретируются как указание на относительно глубоководную среду отложения. [2] [3] Западный комплекс также отличается от восточного комплекса его компонентами слоистых кремней , базальтовых тел, месторождений барита и сульфидных месторождений. [3] Природа двух комплексов и их связь друг с другом имеют решающее значение для понимания складчатости рогов. Обычно считается, что комплекс западных фаций смещен с запада и представляет собой верхнюю плиту обширного надвига — надвига гор Робертс. Предполагается, что комплекс восточной фации простирается на запад под надвиговой плитой. [1] Основанием для этого убеждения является то, что область западной фации усеяна аномальными глыбистыми обнажениями одновременных шельфовых толщ восточной фации, некоторые размером с гору, окруженными обнажениями пород западной фации. [2] Почти повсеместно они интерпретировались как обнажения фаций карбонатного шельфа в окнах надвигового щита гор Робертс и как доказательство существования этого надвигового покрова. [2] [3]

Тектоника плит

С самого начала [7] геологи пытались объяснить наличие в Неваде и прилегающих районах орогенных отложений Антлер, не достигая консенсуса. Появление теории тектоники плит предоставило множество возможных механизмов, с помощью которых можно было объяснить надвиг гор Робертс и орогенические отложения, но ни один из них не получил общепринятого признания. Как показано в следующих параграфах, движение плит вдоль западной окраины Северо-Американского континента в позднем девоне было предложено в качестве причины складчатости, и были опробованы три его разновидности — субдукция , падающая на восток , субдукция, падающая на запад, и субдукция, падающая на запад. сдвиговое движение. Ни один из них не лишен серьезных проблем [5] , а природа и движущая сила складчатости остаются неопределенными.

Текущие знания

Вот что известно о орогенезе Рогов:

  1. Большие объемы обломочных пород отложились в Неваде и прилегающих районах как в комплексах западной, так и восточной фаций; [4] [8]
  2. Возраст почти всех орогенных отложений варьируется от позднего девона до середины пенсильвании; некоторые могут иметь возраст среднего девона; [8]
  3. Орогенные отложения находятся в целом несогласно по отношению к подстилающей толще; [8]
  4. Некоторые области в пределах западной фациальной области сначала были подняты и размыты, затем были депрессированы и покрыты покровом конгломератовых отложений; [8]
  5. Некоторые обломки в этих отложениях произошли из областей за пределами домена западной фации, но основная масса была получена из комплекса западной фации; [4] [5] [8]
  6. Глыбовые обнажения карбонатных пород восточной фации от кембрия до девона разбросаны по территории западной фации; [2]
  7. Никакие метаморфические породы, вулканические дуги или гранитные интрузивы, связанные с Антлерской складчатостью, не были напрямую коррелированы с Антлерской складчатостью; однако есть некоторые свидетельства дугового магматизма в северной Калифорнии, которые можно объяснить. Интрузивные тела включают батолит озера Боумен, гранитный шток Вулф-Крик и более мелкие гипабиссальные кислые тела. Эти магматические тела проникают в комплекс Шу-Флай и датируются эпохой рогового складчатости. [9]
  8. Возраст самых ранних из известных орогенных отложений примерно совпадает с возрастом импактного события Аламо раннего позднего девона [5] — возможно, это существенное совпадение.

Происхождение терминологии

Основываясь на стратиграфических связях вблизи пика Антлер в горах Бэтл , Робертс ввел термин «роговая орогения» в абстрактном виде следующим образом: Самая ранняя складчатость, названная здесь «роговой складчатостью», ... имела место в течение Миссисипи (?) и ранней Пенсильвании. [10] За этим тезисом в 1951 году последовала его геологическая карта четырехугольника Антлер-Пик, в тексте которой он подробно описал горообразование Антлера и несколько уточнил его возрастной диапазон : Ордовик-Миссисипи (?) были сложны в складках и разломах. Поскольку эти породы несогласно перекрыты формацией Батл раннего пенсильванского (Де-Мойн) возраста, складчатость, вероятно, имела место в позднемиссисипском периоде. Однако орогения могла продолжаться и в раннем пенсильванском периоде, поскольку грубые конгломераты Боевой формации указывают на то, что они произошли из пересеченной горной местности. [11] В последующей влиятельной статье Робертс и другие скорректировали возраст горообразования Антлера следующим образом: Теперь известно, что этот пояс был местом интенсивных складчатости и разломов во время горообразования Антлера в позднем девоне или раннем Миссисипи. [1] В той же работе авторы установили связь Антлерской складчатости с крупным надвигом следующим образом: Пояс вдоль меридианов 116°-118° — Антлерский орогенный пояс — был местом интенсивных складчатых и разломных нарушений . кульминацией стал надвиг на горы Робертс... Этот возрастной диапазон и связь с надвигом на горы Робертс были подтверждены в широко цитируемой статье Зильберлинга и Робертса: В течение позднего девона или раннего Миссисипи... орогенный пояс Антлера был сильно складчатым и произошел разлом, и во время Миссисипи был установлен напорный щит гор Робертс. [12] Результатом этого пересмотра возраста горообразования было исключение свидетельств в четырехугольнике Антлер-Пик, упомянутых выше, для периода от позднего Миссисипи до середины Пенсильвании, на котором первоначально была основана концепция горообразования Антлера, и чтобы установить традиционный возраст этой складчатости - от позднего девона до раннего Миссисипи.

Первоначальная дата надвига гор Робертс была постпалеозойской. [13] Однако с публикацией цитированных выше статей 1958 и 1962 годов авторы пересмотрели возраст надвига гор Робертс, чтобы он совпадал с позднедевонским и Миссисиписким складчатым рогом, и расширили название далеко за пределы гор Робертс .

Теории

В течение 22 лет в различных журналах были опубликованы многочисленные отчеты, касающиеся складчатости Антлера и наступления гор Робертс на сближение плит, и, поскольку их основные положения получили широкое признание, здесь они называются традиционными теориями. Самая ранняя попытка связать тектонику плит именно с складчатостью Антлера была кратко изложена Э. М. Мурсом : существующие континентальные окраинные породы Антлерской складчатости. [14]

Две принципиальные контрастирующие тектонические теории были более подробно опубликованы в период с 1972 по 1992 год, как описано ниже. Одна из теорий предполагала закрытие задугового бассейна между западной окраиной континента и вулканической дугой над зоной субдукции, падающей на восток. Вторая теория предполагала столкновение континента с островной дугой над зоной субдукции, опускающейся на запад. Оба были основаны на базовом понимании того, что комплекс западных фаций состоит из океанических отложений и что он подстилается обширным надвигом.

Субдукция, падающая на восток

Берчфилд и Дэвис представили первую подробную статью, в которой объяснялась складчатость Антлера и надвиг гор Робертс с точки зрения субдукционного аспекта тектоники плит, утверждая: ... палеогеография этой части Кордильерской геосинклинали, вероятно, состояла из прибрежного островного комплекса, разделенного от материкового склона и шельфа небольшой океанской котловиной задугового типа. Первоначальная региональная деформация в пределах Кордильерской геосинклинали — среднепалеозойская Антлерская складчатость — характеризовалась смещением на восток (надвиг гор Робертс) эвгеосинклинальных образований изнутри небольшого океанского бассейна по миогеосинклинальным толщам, отложенным на континентальном шельфе. [15] Их ныне устаревшие термины эвгеосинклинальный и миогеосинклинальный относятся соответственно к западным фациальным и восточным фациальным областям. В этой статье Берчфилд и Дэвис задали параметры для будущих дискуссий о природе и происхождении Антлерской складчатости и связанных с ней надвигов. Их основная концепция субдукции, падающей на восток, была отражена в измененной форме другими, в том числе Миллером и другими. [16] [17]

Субдукция, падающая на запад

Дикинсон и другие выступали за противоположную теорию, согласно которой фундаментальными процессами были субдукция, опускающаяся на запад, и столкновение вулканической дуги с континентом . [18] [19] В реферате своего отчета 1983 года они заявили, что аллохтон гор Робертс, вероятно, был субдукционным комплексом или аккреционной призмой внутриокеанической системы дуговых желобов Антлера, обращенной на восток (падающей на запад), с субдукцией вниз. на запад. Его внедрение в результате надвига на Кордильерский миогеоклинальный террейн нижних палеозойских пластов произошло в раннее время Миссисипи во время предполагаемого столкновения дуги и континента, которое началось в позднем девоне и получило название Антлерской складчатости. [19] Их термин «миогеоклинальный террейн» относился к восточнофациальному комплексу. За этим последовали статьи, предлагающие модифицированные версии той же теории. [20] [21] [22] Другие статьи предоставили исчерпывающие обзоры и подтвердили горообразование Антлера в результате конвергенции плит. [17] [23] [24]

Сдвиговые нарушения

В качестве альтернативы двум традиционным теориям, описанным выше, Кетнер предположил, что (1) двигателем палеозойской тектоники в регионе был левосторонний сдвиг вдоль западной окраины Североамериканского континента, а не конвергенция плит; (2) аллохтон гор Робертс как таковой не существует, а комплекс западных фаций от ордовика до девона откладывался практически на месте; и (3) блоки шельфовых карбонатных пород, ранее считавшиеся обнажениями шельфа в окнах аллохтона гор Робертс, представляют собой оползневые блоки карбонатного шельфа. Скользящие блоки, вероятно, были смещены в результате удара Аламо в позднем девоне. [5] В этой схеме глубоководные аспекты западного фациального комплекса обусловлены повышением уровня моря в кембрии [25] [26] , а не смещением из океанского бассейна. [8]

Осадочные последствия горообразования Антлера хорошо известны и хорошо описаны во многих опубликованных отчетах, [2] [3] [4] [27], но точная природа этого события и движущая сила остаются невыясненными. Среди вопросов, оставшихся без ответа, есть такие: какой аспект тектоники плит имел место; какой эффект имел удар по Аламо; почему в зоне общего поднятия возникли морские бассейны; почему в западном фациальном комплексе, а не в восточном, присутствуют слоистые кремни, тела базальтов, месторождения барита и сульфидные месторождения.

Рекомендации

  1. ^ abcd Робертс, Р.Дж.; Хотц, ЧП; Гиллули, Джеймс; Фергюсон, Х.Г. (1958). «Палеозойские породы северо-центральной Невады». Бюллетень AAPG . 42 : 2813–2857. doi : 10.1306/0BDA5C21-16BD-11D7-8645000102C1865D.
  2. ^ abcdefg Стюарт, Дж. Х. (1980). Геология Невады. Рино, Невада: Бюро горной промышленности и геологии Невады. Специальная публикация №. 4.
  3. ^ abcdef Crafford, AEJ (февраль 2008 г.). «Палеозойские тектонические области Невады: интерпретационная дискуссия, сопровождающая геологическую карту Невады». Геосфера . 4 (1): 260–291. Бибкод : 2008Geosp...4..260J. дои : 10.1130/GES00108.1 .
  4. ^ abcd Пул, ФГ (1974). «Отложения Флиша в бассейне Антлер-Форленд, запад США» (PDF) . В Дикинсоне, WR (ред.). Тектоника и седиментация . Общество экономических палеонтологов и минералогов. стр. 58–82. Специальная публикация 22.
  5. ^ abcde Ketner, KB (2012). Альтернативная гипотеза среднепалеозойского складчатости рогов в Неваде (PDF) . Геологическая служба США. Профессиональная бумага 1790.
  6. ^ Нойендорф, ККЕ; Мель, Дж. П. младший; Джексон, Дж.А. (2005). Глоссарий геологии (Пятое изд.). Американский геологический институт. п. 457. ИСБН 9780922152766.
  7. ^ Нолан, ТБ (1928). «Позднепалеозойская положительная область в Неваде». Американский научный журнал . 5-й. 16 (92): 153–161. Бибкод : 1928AmJS...16..153N. дои : 10.2475/ajs.s5-16.92.153.
  8. ^ abcdef Кетнер, КБ (2013). Стратиграфия нижних и средних палеозойских пород северной Невады и складчатости Антлера. Геологическая служба США. Профессиональная бумага 1799.
  9. ^ Пауэрман, Владислав; Хэнсон, Ричард; Носова, Анна; Гирти, Гэри Х.; Хуриган, Джереми; Третьяков, Андрей (16 декабря 2019 г.). «Природа и время возникновения островодужного магматизма позднего девона – начала Миссисипи в террейне Северной Сьерры и последствия для региональной тектоники палеозойских плит». Геосфера . 16 (1): 258–280. дои : 10.1130/ges02105.1 . ISSN  1553-040X. S2CID  214466880.
  10. ^ Робертс, Р.Дж. (1949). «Структура и стратиграфия четырехугольника Антлер-Пик, северо-центральная Невада (аннотация)». Бюллетень Геологического общества Америки . 60 (12, часть 2): 1917. Бибкод : 1949GSAB...60.1869A. doi :10.1130/0016-7606(1949)60[1869:AOPPAT]2.0.CO;2.
  11. ^ Геология четырехугольника Антлер-Пик (Карта). Робертс, Р.Дж., 1951.
  12. ^ Силберлинг, Нью-Джерси; Робертс, Р.Дж. (1962). Дотретичная стратиграфия и строение северо-западной Невады. Геологическое общество Америки. ISBN 9780813720722. Специальный доклад 72 Геологического общества Америки.
  13. ^ Мерриан, CW; Андерсон, Калифорния (1942). «Рекогносцировка гор Робертс, Невада». Бюллетень Геологического общества Америки . 53 (12_1): 1675–1726. Бибкод : 1942GSAB...53.1675M. дои : 10.1130/gsab-53-1675.
  14. ^ Мурс, EM (1970). «Ультрамафика и складчатость с моделями Кордильер США и Тефии» (PDF) . Природа . 228 (5274): 837–842. Бибкод : 1970Natur.228..837M. дои : 10.1038/228837a0. PMID  16058720. S2CID  4243830. Архивировано из оригинала 8 марта 2014 г.{{cite journal}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  15. ^ Берчфилд, Британская Колумбия; Дэвис, Джорджия (1972). «Структурная основа и эволюция южной части Кордильерского орогена, запад США». Американский научный журнал . 272 (2): 97–118. Бибкод : 1972AmJS..272...97B. дои : 10.2475/ajs.272.2.97 .
  16. ^ Миллер, Эл.; Холдсворт, Британская Колумбия; Уайтфорд, Всемирный банк; Роджерс, Д. (1984). «Стратиграфия и структура толщи Шуновер, северо-восток Невады - последствия для палеозойской тектоники окраин плит». Бюллетень Геологического общества Америки . 95 (9): 1063–1076. Бибкод : 1984GSAB...95.1063M. doi :10.1130/0016-7606(1984)95<1063:SASOTS>2.0.CO;2.
  17. ^ аб Миллер, Эл; Миллер, ММ; Стивенс, Швейцария; Райт, Дж. Э.; Мадрид, Рауль (1992). «Позднепалеозойская палеогеографическая и тектоническая эволюция западных Кордильер США». В Берчфилде, Британская Колумбия; Липман, П.В.; Зобак, М.Л. (ред.). Кордильерский ороген: совпадающие территории США . Геология Северной Америки. Том. G-3страницы=57-106. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки.
  18. Дикинсон, WR (22 апреля 1977 г.). Стюарт, Дж. Х.; Стивенс, CH (ред.). Палеозойская тектоника плит и эволюция Кордильерской континентальной окраины. Симпозиум по палеогеографии тихоокеанского побережья. Том. 1. Тихоокеанская секция Общества экономических палеонтологов и минералогов. стр. 137–155. {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )
  19. ^ аб Дикинсон, WR; Харбо, Д.В.; Саллер, АХ; Хеллер, А.Х.; Снайдер, Польша; Снайдер, WS (1983). «Обломочные формы верхнепалеозойских песчаников, полученных из Антлерского орогена в Неваде - значение для природы Антлерского орогена». Американский научный журнал . 283 (6): 481–509. Бибкод : 1983AmJS..283..481D. дои : 10.2475/ajs.283.6.481 .
  20. ^ Джонсон, Дж.Г.; Пендергаст, А. (1981). «Время и способ размещения аллохтона гор Робертс, складчатость рогов». Бюллетень Геологического общества Америки . 92 (1): 648–658. Бибкод : 1981GSAB...92..648J. doi :10.1130/0016-7606(1981)92<648:TAMOEO>2.0.CO;2.
  21. ^ Скорость, RC; Сон, Нью-Хэмпшир (1982). «Роговая складчатость и прибрежный бассейн - модель». Бюллетень Геологического общества Америки . 93 (9): 815–828. Бибкод : 1982GSAB...93..815S. doi :10.1130/0016-7606(1982)93<815:AOAFBA>2.0.CO;2.
  22. ^ Скорость, RC; Элисон, МВт; Черт возьми, Франция (1988). «Фанерозойская тектоническая эволюция Большого бассейна». В Эрнсте, WG (ред.). Метаморфизм и эволюция земной коры запада Соединенных Штатов . Руби. Том. VII. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. стр. 572–605.
  23. ^ Пул, ФГ; Стюарт, Дж. Х.; Палмер, Арканзас; Сандберг, Калифорния; Мадрид, Рауль; Росс, Р.Дж. младший; Хинтце, Л.Ф.; Миллер, ММ; Вруке, Коннектикут (1992). «От последнего докембрия до позднего девона — развитие континентальной окраины». В Берчфилде, Британская Колумбия; Липман, П.В.; Зобак, М.Л. (ред.). Кордильерский ороген — граничащая с США территория . Геология Северной Америки, Десятилетие геологии Северной Америки. Том. Г-3. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 9–56.
  24. ^ Берчфилд, Британская Колумбия; Коуэн, Д.С.; Дэвис, Джорджия (1992). «Тектонический обзор Кордильерского орогена на западе США». В Берчфилде, Британская Колумбия; Липман, П.В.; Зобак, М.Л. (ред.). Кордильерский ороген — граничащие с США . Десятилетие геологии Северной Америки, Геология Северной Америки. Том. Г-3. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 407–480. ISBN 978-0813752174.
  25. ^ Слосс, SL (1963). «Последовательности в кратонах внутренней части Северной Америки». Бюллетень Геологического общества Америки . 74 (2): 93–114. Бибкод : 1963GSAB...74...93S. doi :10.1130/0016-7606(1963)74[93:SITCIO]2.0.CO;2.
  26. ^ Лохман-Балк, Кристина (1972). «Кембрийская система». В Мэллори, WW (ред.). Геологический атлас региона Скалистых гор . Ассоциация геологов Скалистых гор. стр. 60–75. ОСЛК  123201439.
  27. ^ Харбо, Д.В.; Дикинсон, WR (1981). «Осадочные фации обломочных пород Миссисипи, бассейн Антлер-Форленд, центральная часть Даймонд-Маунтинс, Невада». Журнал осадочной петрологии . 51 (4): 1223–1234.