Геология Скалистых гор — это прерывистая серия горных хребтов с различным геологическим происхождением. В совокупности они составляют Скалистые горы , горную систему, которая простирается от северной Британской Колумбии через центральную часть Нью-Мексико и которая является частью большой горной системы, известной как Североамериканские Кордильеры .
Каменистые ядра горных хребтов в большинстве мест образованы из кусков континентальной коры, которым более миллиарда лет. На юге более старая горная цепь образовалась 300 миллионов лет назад, а затем размылась. Породы этой более старой цепи были преобразованы в Скалистые горы.
Скалистые горы сформировались в период интенсивной активности тектонических плит , что привело к формированию большей части пересеченного ландшафта западной части Северной Америки . Орогенез Ларамида , около 80–55 миллионов лет назад, был последним из трех эпизодов и был ответственен за подъем Скалистых гор. [1] Последующая эрозия ледниками привела к образованию нынешней формы гор.
Породы в Скалистых горах были сформированы до того, как горы были подняты тектоническими силами. Самая старая порода - докембрийский кратон Вайоминга , который образует ядро североамериканского континента. Кратон Вайоминга возник как среднеархейский кратон площадью 100 000 км2 , который был изменен позднеархейским вулканическим магматизмом и движением плит, а также протерозойским растяжением и рифтингом . [2] Кратон Вайоминга в основном состоит из двух породных единиц: гранитоидных плутонов (2,8–2,55 млрд лет) и гнейсов и мигматитов . Гранитоидные породы в основном состоят из калиевого гранита и произошли в основном из переработанного более древнего (3,1–2,8 млрд лет) гнейса. [3]
В палеопротерозое островная дуга, связанная с орогенезом Колорадо, срослась с кратоном Вайоминга вдоль пояса Шайенн , пояса протерозойских пород шириной 500 км, названного в честь Шайенна, штат Вайоминг . В результате столкновения более старые архейские породы кратона Вайоминга были интенсивно деформированы и метаморфизованы по крайней мере на 75 км внутрь от шва, который сегодня отмечен горами Ларами . [ 3] Орогения Колорадо, вероятно, была частью более крупного орогения Явапаи , которое простиралось через Северную Америку и, вероятно, на другие континенты, которые были присоединены к Северной Америке как часть суперконтинента Колумбия . [ 4]
В палеопротерозое террейны также накапливались на западной стороне кратона Вайоминга, образуя террейн Селуэй в Айдахо. [5]
Мезопротерозойские (~1,4 млрд лет) анортозиты и сиениты комплекса анортозитов Ларами и гранит 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. [3]
Распад суперконтинента Родиния привел к образованию рифтов между 900 и 600 миллионами лет назад в неопротерозое . Эти глубокие разломы фундамента, такие как рифтовая впадина Юинта, были заполнены осадками, и были повторно активированы в недавнее время в истории Земли орогенезом. Формация Юинта и формация Ункомпагре являются примерами остатков докембрийского рифтового бассейна. [ требуется ссылка ] Конец неопротерозоя неизвестен из летописи горных пород, что указывает на период длительной земной эрозии, вызванной Великим несогласием , от 1,1 миллиарда до 510 миллионов лет назад. От двенадцати до 24 километров фундаментной породы были размыты. [6]
В палеозое западная часть Северной Америки находилась под неглубоким морем, в котором отложились многие километры известняка и доломита . [7]
В южных Скалистых горах, около современных Колорадо и Нью-Мексико , докембрийские и палеозойские породы были нарушены горообразованием примерно 300 млн лет назад, во время пенсильванского периода . Это горообразование создало Предковые Скалистые горы . [8] : 1 Поднятие образовало два больших гористых острова, известных геологам как Фронтрангия и Ункомпагрия, расположенных примерно в нынешних местах расположения Передового хребта и гор Сан-Хуан . Они состояли в основном из докембрийских метаморфических пород , вытесненных вверх через слои известняка, отложенного в мелководном море. [9] Горы подвергались эрозии на протяжении позднего палеозоя и раннего мезозоя , оставив обширные отложения осадочных пород . [8] : 6
Мезозойское осадконакопление в Скалистых горах происходило в смеси морских, переходных и континентальных сред, поскольку местные относительные уровни моря менялись. К концу мезозоя , от 10 000 до 15 000 футов (от 3000 до 4500 м) осадка накопилось в 15 признанных формациях . Самые обширные неморские формации были отложены в меловой период, когда западная часть Западного внутреннего морского пути покрывала регион. [10]
Террейны начали сталкиваться с западным краем Северной Америки в миссисипскую эпоху (приблизительно 350 миллионов лет назад), вызвав орогенез Антлера . [11] Во второй половине мезозойской эры большая часть сегодняшних Калифорнии , Британской Колумбии , Орегона и Вашингтона была присоединена к Северной Америке . Западная часть Северной Америки пострадала от последствий повторяющихся столкновений, когда плиты Кула и Фараллон погрузились под континентальный край. Куски континентальной коры, увлекаемые субдуцирующими океаническими плитами, были сметены в зону субдукции и соскоблены на западный край Северной Америки. [12]
Эти террейны представляют собой разнообразные тектонические среды. Некоторые из них являются древними островными дугами, похожими на Японию, Индонезию и Алеутские острова; другие представляют собой фрагменты океанической коры, надвинутые на континентальную окраину , а третьи представляют собой небольшие изолированные срединно-океанические острова. [13]
Магма , образовавшаяся над субдуцирующей плитой, поднялась в североамериканскую континентальную кору примерно на 200–300 миль (300–500 км) вглубь страны. Большие дугообразные вулканические горные хребты, известные как Сьерранская дуга , выросли, когда лава и пепел выплеснулись из десятков отдельных вулканов . Под поверхностью огромные массы расплавленной породы были введены и затвердели на месте. [12]
В течение 270 миллионов лет последствия столкновений плит были сосредоточены очень близко к краю границы Североамериканской плиты , далеко на западе от региона Скалистых гор. [11] Только 80 млн лет назад эти последствия начали достигать Скалистых гор. [1]
Современные Скалистые горы были подняты в ходе орогенеза Ларамид между 80 и 55 млн лет назад. [1] Для Канадских Скалистых гор горообразование аналогично ковру, который толкают по деревянному полу: [14] : 78 ковер сбивается в складки и образует складки (горы). В Канаде субдукция плиты Кула и террейны, врезающиеся в континент, — это ноги, толкающие ковер, предковые породы — это ковер, а Канадский щит в центре континента — это деревянный пол. [14] : 78
Дальше на юг, рост Скалистых гор в Соединенных Штатах является геологической загадкой. [1] Горообразование обычно сосредоточено между 200 и 400 милями (300 и 600 км) вглубь суши от границы зоны субдукции . Геологи продолжают собирать доказательства, чтобы объяснить подъем Скалистых гор так далеко вглубь суши; ответ, скорее всего, заключается в необычной субдукции плиты Фараллон , [12] или, возможно, в субдукции океанического плато . [1] [15]
В типичной зоне субдукции океаническая плита обычно погружается под довольно крутым углом, а вулканическая дуга растет над субдуцирующей плитой. Во время роста Скалистых гор угол субдуцирующей плиты мог быть значительно сглажен , перемещая фокус плавления и горообразования гораздо дальше вглубь суши, чем обычно ожидается. [12] Предполагается, что пологий угол субдуцирующей плиты значительно увеличил трение и другие взаимодействия с толстой континентальной массой над ней. Огромные надвиги нагромоздили пласты коры друг на друга, образовав необычайно широкий и высокий хребет Скалистых гор. [12]
Нынешние южные Скалистые горы были вытеснены вверх через слои пенсильванских и пермских осадочных остатков Предковых Скалистых гор. Такие осадочные остатки часто были наклонены под крутыми углами вдоль флангов современного хребта; теперь они видны во многих местах по всем Скалистым горам и отчетливо показаны вдоль Дакотского Хогбака , раннемеловой песчаниковой формации, которая проходит вдоль восточного фланга современных Скалистых гор.
Сразу после орогенеза Ларамида Скалистые горы были похожи на Тибет : высокое плато, вероятно, 6000 метров (20 000 футов) над уровнем моря. За последние 60 миллионов лет эрозия стерла высокие скалы, обнажив исконные породы под ними и сформировав современный ландшафт Скалистых гор. [14] : 80–81
Несколько периодов оледенения произошли в эпоху плейстоцена (1,8 млн–12 000 лет назад), окончательно отступив в эпоху голоцена (менее 11 000 лет назад). Ледниковые периоды оставили свой след в Скалистых горах, сформировав обширные ледниковые рельефы, такие как U-образные долины и цирки . Недавние ледниковые эпизоды включали оледенение озера Булл , которое началось около 150 000 лет назад, и оледенение Пайндейл , которое, вероятно, оставалось в состоянии полного оледенения до 15 000–20 000 лет назад. [16] [17] Девяносто процентов Йеллоустонского национального парка было покрыто льдом во время оледенения Пайндейл. [16] Малый ледниковый период был периодом наступления ледников, который длился несколько столетий, примерно с 1550 по 1860 год. Например, ледники Агассис и Джексон в Национальном парке Глейшер достигли своих самых передовых положений около 1860 года во время Малого ледникового периода . [16]
Все геологические процессы, описанные выше, оставили сложный набор пород, выходящих на поверхность. Например, в Скалистых горах Колорадо есть обширные граниты и гнейсы, относящиеся к Предковым Скалистым горам. В центральных канадских Скалистых горах основные хребты состоят из докембрийских аргиллитов , в то время как передовые хребты состоят из палеозойских известняков и доломитов. [18] Вулканические породы кайнозоя (66 миллионов–1,8 миллиона лет назад) встречаются в горах Сан-Хуан и в других районах. Тысячелетия сильной эрозии в бассейне Вайоминга превратили межгорные бассейны в относительно ровную местность. Тетон и другие северо-центральные хребты содержат складчатые и нарушенные сбросами породы палеозойского и мезозойского возраста, залегающие над ядрами протерозойских и архейских магматических и метаморфических пород, возраст которых колеблется от 1,2 миллиарда лет (например, Тетон) до более чем 3,3 миллиарда лет ( горы Медвежий Зуб ). [16]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
В этой статье использованы материалы из общедоступного источника "Rocky Mountains". Геологические провинции Соединенных Штатов . Геологическая служба Соединенных Штатов . Архивировано из оригинала 22-09-2006 . Получено 10-12-2006 . В этой статье использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, от Stohlgren, TJ. "Скалистые горы". Состояние и тенденции в области биологических ресурсов страны . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 27.09.2006.