Невадская орогенезис происходил вдоль западной окраины Северной Америки в период с поздней юры по ранний меловой период , примерно от 155 до 145 млн лет назад. [1] На протяжении всего этого орогенеза наблюдалось по крайней мере два различных типа орогенезисных процессов. На ранних стадиях орогенеза континентальная магматическая дуга «андийского типа» образовалась из-за субдукции океанической плиты Фараллон под Североамериканскую плиту. [2] На более поздних стадиях орогенеза, напротив, наблюдалось наращивание нескольких океанических дуговых террейнов на западную окраину Северной Америки в аккреционном орогене «кордильерского типа». [2] Деформация, связанная с аккрецией этих вулканических дуговых террейнов, в основном ограничивается западными регионами образовавшихся горных хребтов ( горный хребет Кламат и Сьерра-Невада ) и отсутствует в восточных регионах. [3] Кроме того, деформация, испытываемая в этих горных хребтах, в основном вызвана невадской орогенезом, а не другими внешними событиями, такими как более поздние орогенезы Севьер и Ларамид . [4] Отмечено, что горы Кламат и Сьерра-Невада имеют схожую стратиграфию, что указывает на то, что они оба были сформированы невадской орогенезом. [5] [6] По сравнению с другими орогенезами, по-видимому, невадская орогенез произошла довольно быстро, заняв всего около 10 миллионов лет по сравнению с сотнями миллионов лет для других орогенезов по всему миру (например, Транс-Гудзонская орогенез ). [7]
Невадский орогенез начался с формирования континентальной вулканической дуги из-за погружения плиты Фараллон на восток под Североамериканскую плиту. [1] Продолжающаяся субдукция океанической коры перенесла несколько океанических дуговых террейнов к западному краю Северной Америки, где они были аккрецированы на краю континента. [1] Во время аккреции дуговых террейнов на Северную Америку осадочный и коровый материал между Северной Америкой и входящим дуговым террейном был надвинут на континент, образуя офиолитовые последовательности, которые сохранились как в горах Кламат, так и в Сьерра-Неваде. Эти горные хребты расположены в северной Калифорнии - южном Орегоне и центральной Калифорнии соответственно. [5] Аккреция дуговых террейнов привела к образованию трех отдельных поясов в Сьерра-Неваде: Западного пояса, Центрального пояса и Восточного пояса. [1] Горы Кламат несколько сложнее по своей общей структуре, чем Сьерра-Невада. [5]
Восточный пояс Сьерра-Невады состоит из Северного Сьерра-Террейна. [8] [1] Северный Сьерра-Террейн образовался в результате вулканизма на западном краю Северной Америки из-за субдукции океанической плиты, что в конечном итоге привело к присоединению террейнов Туолумне-Ривер и Слейт-Крик к Северной Америке. [8] Это аналогично «андийскому» стилю орогенеза, где субдукция океанической плиты примерно на 110 км под поверхностью Земли приводит к плавлению нисходящей плиты и конвекции астеносферы. [9] Это плавление может быть обусловлено присутствием воды в том, что известно как плавление потока . [9] Затем расплав из плиты поднимается через астеносферу и через кору, создавая крупные батолиты и вулканизм.
Хотя деформация в западных и центральных регионах Сьерра-Невады широко распространена, деформация от невадской орогении в Восточном поясе несколько ограничена. [10] Было определено, что деформация была минимальной в Восточном поясе, путем изучения даек, которые внедрились в породы, которые, по-видимому, были в основном недеформированными. [10] Эти в основном недеформированные дайки были датированы с использованием метода K-Ar и были определены как имеющие возраст от 169 до 209 млн лет, что означает, что они были размещены задолго до того, как могла произойти какая-либо деформация, связанная с невадской орогенией. [10] Поскольку возраст этих даек старше деформации невадской орогении, очевидно, что большая часть деформации произошла по направлению к западной стороне Сьерра-Невады, а не в восточных регионах. [10]
Центральный пояс Сьерра-Невады состоит из пород из террейна Туолумне-Ривер, которые были аккрецированы на западной окраине Северной Америки в более раннее время (>150 млн лет назад), чем породы террейна Слейт-Крик. В целом в Центральном поясе есть две различные зоны, которые являются комплексом зеленых сланцев Калаверас и комплексом Шу-Флай . [2]
Комплекс Калаверас-зеленосланцевый расположен в западной половине Центрального пояса и в основном состоит из пород вулканической дуги с небольшим количеством кремня и аргиллита. [2] Комплекс Шу-Флай находится к востоку от комплекса Калаверас-зеленосланцевый и в нем преобладает кварцевый песчаник с небольшим количеством известняка и филлита. [2]
Датирование террейна реки Туолумне методом K-Ar показывает, что его возраст составляет от 190 до 170 млн лет. [8] В это время в районе зоны столкновения как террейна реки Туолумне, так и нынешнего Северного Сьерра-террейна могли наблюдаться значительные объемы складчатости и сбросовых нарушений. [1] [8] Однако большая часть деформации, которая могла возникнуть при столкновении, была ограничена террейном реки Туолумне, поскольку минимальная деформация наблюдается в Восточном поясе. [10]
Породы Западного пояса состоят в основном из осадочных пород, включая граувакку и аргиллиты, которые подверглись деформации. [1] В южной части Западного пояса породы подверглись складчатости как основному типу деформации. [1] Западный пояс в целом отделен от Центрального пояса зоной разлома Мелонес, которая также различает метаморфические породы Западного и Центрального поясов Сьерра-Невады. [1]
Породы Западного пояса интерпретируются как часть террейна Слейт-Крик, который был аккретирован на западной окраине Северной Америки примерно 150 млн лет назад. [8] Возраст этих пород был определен с помощью калий-аргонового датирования (K-Ar). [8]
В западных предгорьях Сьерра-Невады есть многочисленные дайки , которые внедрились в породы, возраст которых колеблется от 148 до 155 млн лет. [11] Предполагается, что эти дайки образовались, когда Североамериканская плита претерпела изменение направления движения, так что субдукция больше не происходила в северо-восточном направлении, а в юго-восточном. [11] Направление сдвига вдоль даек является левым направлением сдвига, что указывает на более позднюю юго-восточную субдукцию океанической плиты. [11]
Горы Кламат рассказывают похожую историю со Сьерра-Невада, поскольку они являются продуктом множества различных аккреционных событий островных дуговых террейнов. Текущая предлагаемая модель формирования гор Кламат включает несколько стадий. Первой стадией формирования гор Кламат был дуговой магматизм на западном побережье Северной Америки, который привел к образованию террейна Западный Хейфорк. [12] После того, как был сформирован террейн Западный Хейфорк (и впоследствии прекратил свое формирование), регион был прорван мафическими дайками, приписываемыми некоторой форме растяжения примерно 160 млн лет назад. [12] После того, как растяжение в этом районе прекратилось, снова началось сжатие, что привело к закрытию очень маленького заднего дугового бассейна, образованного растяжением, и аккреции офиолитовых последовательностей, наблюдаемых в горах Кламат со времени невадского орогенеза (офиолит Джозефин 155 млн лет назад). [12] Продолжающаяся конвергенция в районе гор Кламат в конечном итоге привела к размещению даек и силлов в пределах офиолитов Джозефина примерно 153 млн лет назад. [12] Самым молодым из аккреционных офиолитовых последовательностей в горах Кламат, по-видимому, является офиолит Джозефина, возраст которого датируется примерно 155–150 млн лет с использованием методов аргон-аргон (Ar-Ar) и свинцово-уранового (Pb-U) анализа. [13] Вместо того, чтобы быть надвинутым на вершину Северной Америки, офиолит Джозефина был аккретирован посредством другого процесса, который включал в себя надвигание под Северную Америку и затем в конечном итоге эксгумацию на поверхность. [13] В горах Кламат также было замечено, что есть два других плутона горных пород, которые были аккретированы во время невадской орогении, слюдяные сланцы Абрамс и Салмон формации Стюарт-Форк. [3] С использованием метода изотопного датирования филлитов калий-аргоновым (K-Ar) методом было установлено, что возраст метаморфизма в формации Стюарт-Форк составляет около 148 млн лет. [3] Метаморфизм, связанный с филлитом в формации Стюарт-Форк, произошел из-за более древних слюдяных сланцев Абрамс и Салмон, надвинутых на породы Стюарт-Форк в конце Невадской орогении. [3]
Сьерра-Невада и горы Кламат были результатом континентальной магматической дуги, а затем океанической дуги аккреции во время Невадской орогении между 155 и 145 млн лет назад. [12] [2] [1] Почти в то же время, когда формировался Восточный пояс Сьерра-Невады, формировался Западный террейн Хейфорк гор Кламат. [8] [12] По мере развития Невадской орогении террейн реки Туолумне был аккрецирован к Сьерра-Неваде примерно в то же время, что и формирование офиолита Джозефин в горах Кламат (150-155 млн лет назад). [12] [2] На последних стадиях орогенеза осадочные породы Западного пояса были аккрецированы к Сьерра-Неваде, в то время как слюдяные сланцы Абрамс и Салмон были надвинуты на вершину формации Стюарт-Форк в горах Кламат. [8] [3]