Кратон Вайоминга — кратон в западно-центральной части США и западной Канаде, а именно в Монтане , Вайоминге , южной Альберте , южном Саскачеване и частях северной Юты . Также называемый провинцией Вайоминг , он является начальным ядром континентальной коры Северной Америки.
Кратон Вайоминг был соединен вместе с кратонами Сьюпириор и Херн - Рей в горообразовательном эпизоде , который создал Транс-Гудзонскую шовную зону, чтобы сформировать ядро Северной Америки ( Лаурентия ). Он был включен в юго-западную Лаврентию примерно 1,86 миллиарда лет назад. [1]
Локальная сохранность гнейсов возрастом 3,6–3,0 млрд лет и широко распространенные изотопные свидетельства того, что кора этого возраста включена в более молодые плутоны, указывают на то, что кратон Вайоминга возник как среднеархейский кратон площадью 100 000 км2 , который был изменен позднеархейским вулканическим магматизмом и движением плит, а также протерозойским растяжением и рифтогенезом . [2]
Кратоны Вайоминг, Супериор и Херн-Рэй когда-то были частями отдельных континентов, но сегодня они все спаяны вместе. Столкновения этих кратонов начались до ок. 1,77 млрд лет назад , с посттектоническим магматизмом ок . 1,715 млрд лет назад ( гранит Харни-Пик ). Этот тектоно-магматический интервал на 50–60 миллионов лет моложе, чем тот, который сообщался для столкновения Херн-Супериор Трансгудзонского орогения в Канаде.
Более молодые метаморфические даты (1,81–1,71 млрд лет) также характерны для восточной и северной периферии провинции Вайоминг в западной Дакоте и юго-восточной Монтане . Окончательное формирование восточного кратона Вайоминга как части континента Лаврентия началось примерно в интервале 1,78–1,74 млрд лет назад островной дуги аккреции вдоль южной окраины растущего кратона. [3]
Докембрийский фундамент Вайоминга в основном состоит из трех основных геологических террейнов , архейского кратона или провинции Вайоминг, палеопротерозойского Трансгудзонского орогена и палеопротерозойского орогена Колорадо . Ороген Колорадо столкнулся с кратоном Вайоминг в 1,78–1,75 млрд лет назад. Столкновение орогена Колорадо и Трансгудзонского орогена с архейским кратоном привело к сильному структурному наложению вдоль южной и восточной окраин кратона Вайоминг.
Кратон Вайоминга в основном состоит из двух крупных единиц горных пород — гранитоидных плутонов (2,8–2,55 млрд лет) и гнейсов и мигматитов — вместе с подчиненными (<10 процентов) супракрустальными метавулканически-метаосадочными породами. Гранитоидные породы в основном представляют собой калиевый гранит и были получены в основном из переработанного более древнего (3,1–2,8 млрд лет) гнейса. Магнитный контраст между гранитоидными породами и гнейсами дает возможность картировать эти крупные единицы горных пород на покрытых территориях. Общая структурная схема архейских единиц, показанная магнитными данными, грубо полукруглая и открытая на север. [4]
Современная литосферная архитектура провинции Вайоминг является результатом кумулятивных процессов роста земной коры, тектонических изменений и литосферных контрастов, которые, по-видимому, сохранялись на протяжении миллиардов лет.
Провинцию Вайоминг можно разделить на три субпровинции, а именно, от самой старой к самой молодой, метаседиментационная провинция Монтаны, магматическая зона Beartooth-Bighorn и южные аккретированные террейны. Архейские породы метаседиментационной провинции Монтаны и магматической зоны Beartooth-Bighorn характеризуются (1) своей древностью (возраст пород до 3,5 млрд лет, возраст обломочного циркона до 4,0 млрд лет и модельный возраст Nd , превышающий 4,0 млрд лет); (2) отчетливо обогащенной изотопной сигнатурой 207 Pb / 204 Pb , что позволяет предположить, что эта часть провинции не была образована путем объединения уже сформированных экзотических террейнов; и (3) отчетливо толстой (15–20 км) мафической нижней корой. Метаседиментационная провинция Монтана и магматическая зона Биртус-Бигхорн были созданы как кратоны примерно 3,0–2,8 млрд лет назад. Рост земной коры происходил за счет сочетания континентально-дугового магматизма, возникшего в результате субдукции океанической коры под континентальную кору на соседней плите, что создало дугообразный горный пояс, вместе с аккрецией террейнов в южных аккреционных террейнах вдоль южной окраины провинции в 2,68–2,50 млрд лет назад. К концу архея три субпровинции были объединены в часть того, что сейчас является кратоном Вайоминга. После объединения коры Вайоминга с Лаврентией примерно в 1,8–1,9 млрд лет назад палеопротерозойская кора (1,7–2,4 млрд лет назад) была сопоставлена вдоль южных и западных границ провинции. Последующий тектонизм и магматизм в регионе Вайоминга сосредоточены в областях, подстилаемых этими протерозойскими подвижными поясами. [5]
Анализ Кевина Чемберлена и др. (2003) на основе различий в позднеархейской истории подразделяет провинцию Вайоминг на пять субпровинций: три в архейском ядре, (1) метаседиментационная провинция Монтана, (2) субпровинция Бигхорн и (3) субпровинция Суитуотер, и две архейские территории, которые могли возникнуть в другом месте (то есть аллохтонные кратону 3,0 млрд лет), (4) блок Сьерра-Мадре – Медисин-Боу и (5) блок Блэк-Хиллс – Хартвилл. На основе изображений, полученных с помощью анализа «Deep Probe», толстый нижний слой земной коры географически соответствует субпровинции Бигхорн и может быть подплитой, связанной с мафическим магматизмом возрастом около 2,70 млрд лет. Субпровинция Суитуотер характеризуется тектоническим зерном, простирающимся с востока на запад, которое было установлено тремя или более приблизительно одновременными поздними архейскими импульсами развития бассейна, сокращения и дугового магматизма. Это тектоническое зерно, включая структуру Орегонского следа возрастом 2,62 млрд лет, контролировало местоположение и ориентацию протерозойского рифтинга и поднятий, связанных с орогенезом Ларамида . Если и был какой-либо чистый рост коры провинции Вайоминг с 3,0 млрд лет, то он включал комбинацию мафического андерплейтинга и дугового магматизма. [2]
В палеопротерозое островодужной террейн, связанный с орогенезом Колорадо, аккретировал к кратону Вайоминг вдоль пояса Шайенн , пояса протерозойских пород шириной 500 км, названного в честь Шайенна, штат Вайоминг . В результате столкновения более древние архейские породы провинции Вайоминг были интенсивно деформированы и метаморфизованы по крайней мере на 75 км внутрь от сутуры, которая сегодня отмечена горами Ларами. Вдоль восточного края кратона столкновение с палеопротерозойским Трансгудзонским орогеном интенсивно деформировало архейские кратонные породы в поднятии Хартвилл.
Мезопротерозойские (~1,4 млрд лет) анортозиты и сиениты комплекса анортозитов Ларами и гранит ( гранит Шермана, содержащий ильменит ) внедряются в породы орогена Колорадо в горах Ларами и прилегающих горах Медисин-Боу . Как анортозиты, так и граниты пересекают пояс Шайенн в горах Ларамид и внедряются в кристаллические породы провинции Вайоминг. Эти интрузии составляют самый северный сегмент широкого пояса гранитных интрузий возрастом 1,4 млрд лет, которые встречаются по всему орогену Колорадо. [4]
Спустя долгое время после своего формирования кратон Вайоминга обязан своими впечатляющими горными террейнами в основном региональному эпизоду компрессионной деформации во время орогенеза Ларамид (около 60 млн лет назад). Блоки фундамента, состоящие из докембрийских пород, были локально подняты на высокие уровни в земной коре во время деформации, а последующая эрозия превратила поднятые породы в неровный современный рельеф. Вертикальное смещение поверхности фундамента составило около 30 000 футов (9250 м). Напротив, в западном Вайоминге надвиг , связанный с орогенезом Севьер примерно того же возраста, был тонкокожим, и отсутствие нарушения магнитных аномалий в регионе указывает на то, что породы фундамента были мало нарушены и не были значительно подняты во время надвига. Еще более молодой крутонаклонный сброс плиоцен - плейстоценового возраста сформировал хребет Тетон . Вертикальный рельеф на восточной стороне гор составляет около 25 000 футов (7800 м). [4]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )