Orogeneza grenwilijska

Grenwilskich orogeneza jest długi odcinek podźwignięcia gór, związany z konstytucją superkontynentu z Rodinii . Jego wynikiem jest ważny pas orogeniczny, który leży u podstaw znacznej części kontynentu północnoamerykańskiego, od Labradoru po Meksyk , a także część Szkocji .

Skorupa grenwilijska, pochodząca od środkowego do późnego mezoproterozoiku (ok. 1250 do 980  mln lat temu ), występuje na całym świecie, ale generalnie tylko epizody, które miały miejsce na południowych i wschodnich obrzeżach la Laurentia, są kwalifikowane jako „ Grenvilliens ”.

Te epizody są znane jako orogeneza kibariańska w Afryce i orogeneza świętokorweska  (en) w Europie Zachodniej.

Skala czasu

Kwestia datowania orogenezy Grenvillian jest obecnie dobrze rozumiana. Chronologia przedstawiona przez Toby'ego Riversa w jego ostatnich pracach pochodzi z badań dobrze zachowanej prowincji tektonicznej Grenville, która jest jednym z najbardziej szczegółowych świadków tej orogenezy. Jego klasyfikacja zakłada, że ​​klasyczne określenie „Grenvillian (ne)” obejmuje dwa oddzielne cykle orogeniczne; orogenezy Rigolet, Ottawa i Shawinigan tworzą cykl Grenville, podczas gdy orogeneza Elzévirian jest odrębna. Ze względu na duży rozmiar obszaru dotkniętego epizodami Grenvillian, wzdłuż pasa występują różnice czasowe.

Wiek jest szacowany na podstawie aktywności magmowej każdego z cykli orogenezy. Różnice między wiekami cykli kompresji i analizami izotopowymi hornblendów , biotytów i skaleni potasowych sugerują, że wydłużenia występowały, gdy ucisk chwilowo ustał.

W 2008 roku artykuł Toby'ego Riversa dokonuje przeglądu chronologii różnych okresów orogenezy i rekonstruuje skalę czasową na podstawie przestrzennego i czasowego metamorfizmu skał. W tej nowej wersji, będącej syntezą prac Riversa z 1997 r. I Gowera i Krogha z 2002 r., Orogeneza Elzévirian występuje między 1,24 a 1,22  Ga , odcinek Shawinigan trwa 1,19 przy 1,14  Ga i nie jest już częścią Grenville. cykl, epizod Ottawy (obecnie datowany na 1.09-1.02  Ga ) i epizod Rigolet (nadal z 1.01-0, 98  Ga ) stają się fazami zgrupowanymi razem w orogenezie Grenvillian.

Architektoniczny

Trwa rekonstrukcja wydarzeń orogenezy, ale ogólnie przyjmuje się, że wschodnie i południowe brzegi Laurentii były aktywnymi zbieżnymi marginesami aż do początku zderzenia kontynentalnego. Ten typ subdukcji ma tendencję do tworzenia łuków wulkanicznych wokół lub na krawędzi nakładającej się płyty we współczesnych strefach subdukcji, a dowody na istnienie takich łuków, współczesnych (ok. 1,3-1,2  Ga ) orogenezy, można znaleźć w strefie Grenvillian. Andes Cordillera to nowoczesny przykładem podobnego mechanizmu. Między 1,19 a 0,98  Ga (dokładny okres zależny od lokalizacji) dwa bloki kontynentalne zderzyły się z Laurentią. Uważa się, że te dwie kolizje są podobne do tych, które doprowadziły do ​​niedawnych Himalajów . Przez pewien czas uważano, że jeden z bloków to kontynent Amazonii, ale dowody paleomagnetyczne pokazują, że tak nie było.

Te okresy wzrostu i metamorfizmu nie były ciągłe; przerywały je spokojniejsze epizody, podczas których dochodziło do włamań plutonów „AMCG” ( anortozyt / mangeryt  (en) / charnockite / granit ). Biegunowość subdukcji (która płyta zachodzi na drugą) różni się w zależności od regionu i czasu. Niektóre pozostałości łuków wulkanicznych znajdują się na marginesie Laurentian, a inne były przedmiotem zjawisk akrecyjnych podczas orogenezy.

Chronologię wydarzeń ustalono przy użyciu w terenie technologii „SHRIMP” ( Sensitive High Resolution Ion Microprobe ) i TIMS ( Thermal Ionization Mass Spectrometry ) do datowania uranowo-ołowiowego . Pierwszym okresem aktywności tektonicznej było narastanie łuku wulkanicznego podczas orogenezy elzewirskiej. Wcześniej miała miejsce subdukcja między płytą kontynentalną a przypuszczalną płytą oceaniczną. Siły pociągowe i pękanie pomogły zmniejszyć odległość między łukiem wulkanicznym a lądem. Kąt subdukcji już istniejącej skorupy kontynentalnej doprowadził do zgrubienia litosfery. Około 1,9  Ga basen Elzévirian z łukiem grzbietowym został zamknięty.

Między 1,18 a 1,14  Ga strefa uległa wydłużeniu. Czy to w wyniku ochłodzenia litosfery, zwanego osiadaniem termicznym , czy w wyniku działania kompresji, uskoki zostały ponownie aktywowane, o czym świadczy wiek izotopowy skał. Doszło także do powstania basenów osadowych, co oznacza, że ​​brzegi były na tyle „spokojne”, aby osady mogły się tam gromadzić. Jednak w kilku miejscach, między 1,16 a 1,13  Ga , związanych z rozbudową, istnieją dowody na to, że nadal wywierano siły pchające, co przyczyniło się do powstania terranów.

Modelowanie wskazuje, że ciąg w kierunku zachodnim wystąpił między 1,12 a 1,09  Ga  ; następnie aktywność tektoniczna została zredukowana do rozszerzenia do 1,05  Ga . To właśnie w tym miejscu, że strefa środkowa granulit Terrane pojawiły się i nastąpiło drobne aktywność tektoniczne.

Dokładny powód kompresja przekształcony przedłużenie nie jest znana, ale może wynikać z upadku grawitacyjnie, o rozwarstwienie w płaszczu , tworzenie się pióropusza pod superkontynentu, lub nawet kombinacja tych czynników. Cykl ściskania i rozciągania obszaru jest porównywalny z cyklem Wilsona . W tym regionie cykl Wilsona byłby początkiem basenu Oceanu Protoatlantyckiego, Oceanu Japetus .

Litologia

Obecnie orogeneza Grenvillian charakteryzuje się składanymi i zachodzącymi na siebie pasami , metamorfizmem wysokociśnieniowym i typowym „zestawem AMCG”. Metamorfizm to zwykle facje amfibolitowe i granulitowe , z wietrzeniem od średniej do wysokiej temperatury i ciśnieniem. A éclogitisation meta gabro (a metamorficznych skał tworzą bardzo wysokim ciśnieniem z bazy ultramaficznych ) jest w niektórych miejscach i jest reprezentatywny głębokich obszarów pochówku i / lub kolizji. W trakcie orogenezy te wysokociśnieniowe sekwencje metamorficzne przeplatały się z intruzjami plutonów AMCG, interpretowanymi jako syn- lub posttektoniczne. Plutonizm AMCG jest ogólnie uważany za wzrost astenosfery pod rozrzedzoną częścią litosfery . Wynika to z teorii, że plutonizm AMCG jest wynikiem nagromadzenia się bazaltu wykonanego z oliwinu i toleiitu u podstawy skorupy kontynentalnej podczas fazy tektonicznego rozszerzenia. Litosfera może być rozrzedzona przez konwekcję lub rozwarstwienie dolnej części litosfery. Oba modele zostały zaproponowane dla orogenezy grenwilskiej.

Orogenezę Grenvillian można podzielić na trzy części według kryteriów struktury, litologii i termochronologii. Te trzy części to pas gnejsowy, pas metapodstawowy i granitowy terran ; są oddzielone strefami ścinania.

Pas gnejsowy wykonany jest z gnejsu felsicznego i amfibolitów, które zostały przekształcone w facje granulitowe . Zakładka w tym obszarze została wykonana pod niewielkim kątem. Ścinanie strefy jest ścinaniem ciągliwym, co oznacza, że ​​materiał ostygł i stał się stały, ale nadal pozostawał lepki i plastyczny . Wiek tego pasa wynosi od 1,8 do 1,18  Ga, a metamorfizm od około 1,16 do 1,12  Ga .

Pas metamorfozy składa się głównie ze skał, które przeszły metamorfozę od zielonego łupka do facji granitowej . Podrejony tego pasa to Bancroft, Elzévir, Lake Sharbot, domena Frontenac i nizina Adirondack . Wulkanizm w tej części występował między 1,42 a 1,04  Ga w zależności od lokalizacji. Podobnie jak w przypadku pasa gnejsowego metamorfizm datowany jest na około 1,6  Ga .

Granitowy terran składa się z gnejsu meta-magmowego zawierającego inkluzje anortozytowe  ; formy anortozytowe w plutonach i składa się głównie z plagioklazu . Do tej kategorii zaliczane są skały z prowincji tektonicznej Grenville w Kanadzie. Najstarszy znany wulkanizm w tym miejscu sięga 1,2  Ga . Metamorfizm prowadzący do facji granitowych rozpoczął się około 1,15  Ga i trwał przez około 150 milionów lat, nie wiadomo, czy był on nieprzerwany.

Regionalne różnice

Aby zrozumieć orogenezę, należy oddzielić skale lokalne od dużych. W tym celu orogeneza Grenvillian jest ogólnie podzielona na cztery strefy: południowe rozszerzenie w Teksasie i Meksyku, Appalachy , Adirondacks i bardzo dobrze znaną tektoniczną prowincję Grenville w Kanadzie. Orogeneza pozostawiła ślady w Szkocji, ale ze względu na bliskość tego obszaru i prowincji Grenville przed otwarciem Oceanu Japetus (obecnie Ocean Atlantycki), oba miejsca mają tę samą historię.

Teksas i Meksyk

Teksas i Meksyk tworzą południową margines Laurentia i są one prawdopodobnie zderzył się z innym kontynencie niż jeden udział w kolizji. Orogeneza Zapoteków w Meksyku jest współczesna orogenii grenwilijskiej i są one powszechnie uważane za jedyne. W Meksyku magmowe protolity mezoproterozoiku , przeobrażone w facje granitowe podczas orogenezy, są podzielone na dwie grupy datowane na ≈ 1,235-1,115  Ga i ≈ 1,035-1,01  Ga . Skały ze starej grupy noszą sygnaturę geochemiczną wskazującą na pochodzenie łuku wulkanicznego i basenu łuku tylnego. Nowsza grupa pochodzi z wulkanizmu AMCG. Te skały AMCG są nieco anomalne w pasie orogenicznym Grenvillian, ponieważ nie jest znane żadne wydarzenie orogeniczne, które bezpośrednio poprzedza ich powstanie. Sugerowano, że reżim subdukcji poniżej marginesu Laurentian zakończył się około 1,23  Ga i że polaryzacja subdukcji odwróciła się, powodując zderzenie z północy. Od czasu wypiętrzenia Llano, które ujawnia teksańską historię orogenezy Grenwilli, nie ma dowodów na istnienie łuku wulkanicznego po tym okresie.

Appalachy

W Appalachach znajdują się odosobnieni i drobni świadkowie orogenezy Grenwilli. Największy z nich, Long Range Inlier , obejmuje Long Range Mountains of Newfoundland . Ślady orogenezy Grenvillian można również znaleźć w masywach Shenadoah i French Broad, w tym w górach Blue Ridge w Wirginii . Skały Blue Ridge są formą górnych amfibolitów i gnejsów granitowych, które uległy intruzji przez charnockity i granitoidy. Te skały magmowe zostały rozproszone podczas trzech epizodów: ≈ 1,16-1,14  Ga , 1,112  Ga i ≈ 1,08-1,05  Ga i są od masywnie do słabo foliowanych .

Adirondacks

Region ten jest masywną kopułą skał proterozoicznych w pobliżu granicy między Stanem Nowy Jork a Kanadą . Epizody orogeniczne oldstyle ( ≈ 1,25 do 1,19  Ga ) i Ottawa ( ≈ 1,08 do 1,02  Ga ) znajdują się w Adirondacks, gdzie powstały wysokiej jakości skały metamorficzne. Strefa wysokiego napięcia ścinania o kierunku północno-wschodnim oddziela kopułę między wyżynami na południowym wschodzie a nizinami na północnym zachodzie. Niektórzy twierdzą, że ta strefa ścinania, strefa Kartagina-Colton, była granicą między dwiema różnymi strefami ciśnienia podczas orogenezy ottawskiej, kiedy wyżyny zachodziły na niziny.

Prowincja Grenville Tektoniczna

Nazwa prowincji tektonicznej pochodzi od miejscowości Grenville  ; stanowi najmłodszą część kanadyjskiej tarczy . Ponieważ obszar ten nie przeszedł regionalnej transformacji metamorficznej od czasu orogenezy, jest uważany za idealny do badań orogenezy Grenwilli i wcześniejszej tektoniki. Większość tego, co wiadomo o tej orogenezie, pochodzi z wykonanej tam pracy. Zakres Grenville jest prawdopodobnie wynikiem zderzenia tarczy północnoamerykańskiej i południowoamerykańskiej.

Bibliografia

  1. Tollo i wsp . 2004 .
  2. Rzeki 2002 .
  3. Corrigan i Hanmer 1997 .
  4. DeWolf i Mezger 1994 .
  5. Rzeki 2008 .
  6. Mosher i wsp . 2004 .
  7. Streepey i in . 2004 .
  8. Corriveau 1990 .
  9. Mosher 2008 .
  10. Tollo i wsp . 2004/2 .
  11. Indares and Rivers 1995 .
  12. Emslie 1978 .
  13. Amerykański Program Antarktyczny 2011 .
  14. Darabi i Piper 2004 .
  15. Cameron i wsp . 2004 .
  16. Johnson i wsp . 2004 .

Bibliografia

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne