v pozdním Ordovickém období geologického času, subdukce stáhla sopečný ostrovní oblouk a rodovou Severní Ameriku (Laurentia) dohromady. Výsledkem byl rozsáhlý horský pás, který produkoval velké množství erodovaných sedimentů. Jak výsledné sedimentární horniny, tak metamorfované a vyvřelé horniny, které se vytvořily u kořenů horského pásu, dnes geovědci používají k prozkoumání této epizody budování hor, známé jako Taconian („Taconic“*) Orogeny.

země, jak se objevila v pozdním Ordovickém období geologického času. Najděte rodovou Severní Ameriku („Laurentia“) a všimněte si horského pásu podél jejího jižního okraje. Toto je Taconský horský pás. Tuto dynamickou vizualizaci vytvořil Ian Webster pomocí tektonických a paleogeografických map projektu PALEOMAP C. R. Scoteseho a je zde vložen se svolením. Chyť to a roztoč to! Přiblížit a oddálit! Prozkoumat!

tektonický kontext

fotografie ukazující hrubozrnnou, většinou světle zbarvenou metaplutonickou horninu se silnou vertikální foliací. Čtvrtina (mince) poskytuje smysl pro měřítko.
přístavní ložisko tonalit Cecil County, Maryland, je klasická Taconská hornina. Má magmatický krystalizační věk 515 Ma (U/Pb v zirkonu) a metamorfní věk 490-480 Ma (Rb / Sr v biotitu). Tvořil se na moři, v magmatické komoře pod jednou ze sopek Taconského sopečného ostrovního oblouku, a byl metamorfován, když se tento oblouk srazil s rodovou Severní Amerikou během Taconské Orogeny.

příčinou Taconské Orogeny byla kolize mezi dvěma tektonickými deskami: kontinentální náběžná hrana předkové severoamerické desky a další deska oceánské afinity, nyní zesnulá. Oceánská deska byla jednou z desek, které podlahovaly oceán Iapetus, a jak se pohyboval směrem k rodové severoamerické desce, oceánská litosféra, která byla součástí severoamerické desky, subdukoval, dolů a pod převažující deskou oceánské litosféry. To mělo za následek sopečný ostrovní oblouk, uprostřed oceánu Iapetus.

část orogenie je tedy na severoamerickém kontinentu předků a část je v oblouku sopečného ostrova. Skály, které se vytvořily v tomto ostrovním oblouku, putovaly směrem k severní Americe předků a během orogeny se na kontinent dostaly. Izotopové věky odrážejí tuto historii dvou částí: počáteční krystalizace z magmatu v oblouku, a pozdější metamorfní věk z orogeny. Dobrým příkladem je Portský tonalit, metamorfovaný granitoid. Před Taconským Orogeny to ještě nebylo metamorfováno: jen granitoid, pod sopkou, pohybující se rychlostí několika cm za rok, přibližující se a blíž k Laurentianskému kontinentálnímu svahu.

karikatura zobrazující situaci před Taconskou Orogeny, se subdukcí oceánské litosféry na náběžné hraně severoamerické desky předků pod převažující oceánskou deskou. Výsledný sopečný ostrovní oblouk se stále přibližuje, s akrečním klínem, který se tvoří v příkopu, kde začíná subdukce. Okraj Severní Ameriky ukazuje dosud vodorovné sedimentární vrstvy (včetně mělkých uhličitanů), které se vytvořily v epeirickém moři.
tektonická situace, která by vedla k Takonské Orogeny: subdukce oceánského okraje severoamerické desky předků vedla k sopečnému ostrovnímu oblouku, který se stále přibližoval, budování akrečního klínu Iapetského oceánského dna a hlubinných sedimentů.

fotografie ukazující ooidy, malé koule kalcitu, ve vápenci. Čtvrtina (mince) poskytuje smysl pro měřítko. Ooidy jsou velikosti písku.
Ooids z pre-Taconian Cambrian-věku Conococheague formace, Shenandoah County, Virginie.

před orogeny byl okraj předků Severní Ameriky pasivním nastavením okraje: byl to okraj kontinentu, ale ne okraj desky. Přes Kambrian a dobře do ordoviku, nikde poblíž nebyla žádná tektonická aktivita, a tam nebylo po velmi dlouhou dobu. Ponořený pod epeirickým mořem, bylo to místo ukládání vápence a dolostonu v bahamském karbonátovém bankovním prostředí. Primární sedimentární struktury, jako jsou ooidy a stromatolity, svědčí o mělkých hloubkách vody. Podíl klastického detritu, jako je hlína a bahno, byl poměrně nízký. Z této doby jsou hojné fosilní vápence plné brachiopodů, bryzoanů a dalších běžných paleozoických filtračních podavačů, což naznačuje čistou vodu: nedostatek nadměrného odtoku a sedimentace.

ale ne na dlouho…

dostal jsem to?

Start kvíz

otázka

vaše odpověď:

správná odpověď:

kořeny hor

vzhledem k tomu, že samotné pohoří Taconian je dávno pryč, můžeme uvažovat orogenii ze dvou různých perspektiv: (1) o erodovaných kořenech hor a (2) o sedimentárních pánvích „vedle“, které obdržely usazený sediment erodovaný z hor.

pojďme nejprve prozkoumat kořeny hor, které se nacházejí v geologické provincii Piemont ve Virginii, Marylandu, Washingtonu, D. C., Pennsylvania, New Jersey, a New York, stejně jako rozmanité provincie v Nové Anglii TKTKTKTK. Jedná se o drcené, vařené pozůstatky oceánu Iapetus a Taconského sopečného ostrova arc.

fotografie zobrazující odstupňované lůžko v lehce metamorfovaných meta-turbiditech. Některé křemenné žíly jsou také přítomny. Kapesní nůž poskytuje smysl pro měřítko: odstupňované lůžko má tloušťku asi 20 cm.
reliktní tříděná postel v Mather Gorge Formation metagraywacke, poblíž Potomacu, Maryland.

horniny Piemontu byly metamorfovány do různých stupňů, od greenschist facies až po částečné tání. Jejich protolity sahají od čediče a gabro (oceánská kůra) po mudstone, graywacke a vápenec (oceánské sedimenty), stejně jako vulkanické horniny sopečného ostrovního oblouku (rušivé i extruzivní, mafické i felsické). V některých případech měla následná metamorfní rekrystalizace dostatečně lehký dotek, že primární struktury jsou stále zachovány, vulkanické i sedimentární. Odstupňované postele v meta-graywacke formace Mather Gorge jsou pěkným příkladem primární sedimentární struktury, která hovoří konkrétně o oceánských procesech. Tato odstupňovaná lůžka vznikla z hlubokého ponorkového ukládání klastického sedimentu zákalovými proudy v oceánu Iapetus.

 fotografie ~ 1m x 2m výchozu migmatitu, ukazující jemné kuličky narůžovělé žuly uprostřed natažené tmavé matrice. Čtvrtina (mince) slouží jako smysl pro měřítko.
migmatit vystaven v Chesapeake & Národní historický Park Ohio Canal, poblíž Potomacu, Maryland.

můžeme odhadnout načasování Takonské Orogeny při pohledu na metamorfní věk pro tyto horniny (k/Ar, Ar/Ar a Rb / SR metody), stejně jako krystalizační věk pro migmatity produkované částečným tavením (U / Pb). V obou případech je vrácená odpověď ~460 Ma, pozdní Ordovický věk. Piemont je také domovem mnoha plutonů felsické vyvřelé horniny, jako je Occoquan Granite, Georgetown Intrusive Suite a Kensington tonalit, a to vše také přináší izotopové věky v rozmezí 474 až 450 Ma.

prozkoumejte toto gigapixelové panorama vzorku migmatitu z Orange County ve Virginii a hledejte kapsy skvrnité žuly. Tyto „leukosomy“ představují dříve roztavenou část této horniny, která je jinak schist. K podobnému částečnému tání dochází dnes pod aktivními moderními horskými pásy, jako jsou Himaláje.

fotografie zobrazující 6 složených vrstev: 3 vrstvy břidlice (bývalé bahno) a 3 vrstvy metagraywacke (bývalé metagraywacke). všechny jsou ohnuté do velkého záhybu ve tvaru" V". Penny (mince) poskytuje smysl pro měřítko.
složené metamorfované turbidity: střídavé břidlice & metagraywacke vrstvy (bývalé břidlice & graywacke) byly složeny Taconskou horskou budovou. Outcrop v Chesapeake & Ohio Canal National Historical Park, poblíž Potomac, Maryland.

deformace byla dalším významným signálem stavby hor v oblasti Piemontu. Primární struktury byly zkresleny záhyby a narušeny poruchami, když Taconský sopečný ostrovní oblouk zakotvil s rodovou Severní Amerikou, stlačování Iapetských sedimentů chycených mezi nimi.

v Nové Anglii se Iapetus seafloor rocks včetně oceánské litosféry a překrývajících se hlubinných sedimentárních ložisek pohybovaly vzhůru na kontinentální skály a na západ téměř 5o km vzdálenosti. Velká chyba tahu umožnila tento relativní pohyb. Dnes se stopa této chyby nazývá „Cameronova linie“ po geologovi, který ji poprvé popsal. Izolovaný klippen svržených hornin zůstává ve stejnojmenné oblasti pohoří Taconic, ale stopa poruchy vede také přes novou Anglii a dokonce i přes centrum New Yorku.

dostal jsem to?

Start kvíz

otázka

vaše odpověď:

správná odpověď:

sedimentární podpis

když jsou hory zvednuty, erodují se. Eroze hor produkuje klastický sediment a hodně z toho. I když se to nehromadí na místě (tj., na vrcholu horského pásu), sousední sedimentární pánve mohou být dostatečně nízko položené, aby mohly tento sediment přijímat a uchovávat geologickým časem. Dlouho předtím, než geologové pochopili tepelný nebo tektonický původ metamorfovaných hornin a žul, orogenie byly známy z jejich klastického sedimentárního podpisu. Štěrk, písek a bláto nejsou jen magicky pramení do existence – po všem-vyžadují zdroj. Velké množství klastického sedimentu, které se objevuje ve stratigrafické sekvenci, znamená, že muselo být erodováno mnoho blízkých horských skal.

výsledný klastický sediment (moji studenti to rádi nazývají „horskými lupinami“) přichází ve dvou základních variantách: balíček hlubokých mořských turbiditů, který alpští geologové nazývají „flysch“, a pozemský balíček červených postelí nazvaný “ molasse.“Ačkoli tyto Evropské pojmy jsou v moderní Americe trochu mimo módu, velmi pěkně shrnují sedimentární podpis Taconské Orogeny. Ve stratigrafické sekvenci sedimentárních hornin v údolí & najdeme Taconian flysch i Taconian melasse.

Taconian Flysch

 fotografie ukazující sekvenci 5 skalních jednotek, které se časem ztmavnou. Nejstarší vlevo jsou čisté světle šedé. Nejmladší, vpravo, jsou tmavě šedé.
v průběhu pozdního ordoviku ustoupily světlé mělké vápence stále tmavším hlubinným vápencům a břidlicím.

pre-orogeny vápence jsou špinavější a špinavější, jak se blíží konec ordoviku. Jejich zvýšený obsah jílu a bahna je považován za první náznak klastického náporu, který přijde, jako závan kouře před lesním požárem. Přesčas, jít nahoru přes stratigrafickou sekvenci, tyto pasivní okrajové uhličitany ustupují vápnitým břidlicím a pak klastickým břidlicím bez kalcitu, a nakonec graywacke turbidity propletené břidlicemi. Interpretací tohoto“ špinavého vzestupného “ vzoru je rostoucí blízkost a výtečnost pohoří Taconian, čím více sedimentů roste, tím větší je. Tento flysch v mořském sedimentárním záznamu Taconské horské stavby (a eroze).

kreslený průřez ukazující prohloubení sedimentární pánve přiléhající k mladému Taconskému horskému pásu, jak se okraj Severní Ameriky ohýbá dolů. Do této prohloubené pánve proudí zákalové proudy.
prohloubení sedimentární pánve přiléhající k mladému Taconskému horskému pásu bylo provedeno, když se okraj severoamerického kontinentu ohnul dolů. Do této prohloubené pánve proudily zákalové proudy, ukládání břidlic a graywacke: Taconian “ flysch.“

záznam těchto zákalových proudů je řada odstupňovaných lůžek v graywacke, oddělených vrstvami břidlic. Tyto Bouma sekvence jsou výrazné hlubinné sedimentární sekvence, které hovoří o podmořské lavině po podmořské lavině a dodávají obrovské množství písku a bahna do oceánské hloubky:

zde je ruční vzorek horniny ukazující Bouma sekvenci:

přechod z pre-Taconských mělkých vodních uhličitanů na during-the-Taconian hlubinné turbidity naznačuje, že voda se prohloubila. Možná zde byla role pro ohyb kůry: kde tektonické zatížení Taconského oblouku a jeho akreční klín na okraj předkové Severní Ameriky způsobily, že se kůra pod touto extra váhou prohloubila dolů, prohloubení sedimentární pánve vedle.

ve Středoatlantické oblasti údolí & provincie Ridge je hlavní geologickou jednotkou, která vykazuje plný flysch, Martinsburgský útvar. Fosílie ve formaci Martinsburg nám umožňují omezit načasování horské stavby z biostratigrafického i paleoekologického hlediska. Vzhledem k tomu, že sedimenty ordovické vápencové platformy jsou špinavější a bohatší na hlínu, podavače mělkých vodních filtrů jsou nahrazeny druhy, které jsou vhodnější pro blátivější a hlubší podmínky. Zde jsou dva příklady ukazující hlubší vodní fauny, jeden ukazující graptolity a jeden ukazující brachiopody, krinoidy, a nautiloid; oba zobrazeny jako gigapixelová panoramata:

fotografie ukazující výchoz bentonitu (značený) mezi vrstvami vápence. Bentonit má nažloutlou barvu a je velmi drobivý. To bylo erodováno pryč rychleji než vrstvy nad a pod ním, dělat zapuštěnou dutinu ve výchozu. Všechny vrstvy jsou mírně nakloněny doprava. Geolog se dívá na výchoz a poskytuje smysl pro měřítko.
pozdní Ordovická bentonitová vrstva mezi vápencovými vrstvami v údolí & hřebenová provincie Severní Virginie.

vrstvy popela jsou také zachovány, pravděpodobně pocházejí z blížícího se oblouku sopečného ostrova. Tyto vrstvy popela dnes počasí nažloutlé, drobivý jílový materiál zvaný bentonit, ale zahrnují zirkony, které lze datovat, a to pomáhá omezit věk sedimentárních vrstev nad a pod bentonity. Dvě rozšířená bentonitová lůžka, pojmenovaná deicke bentonit (457 Ma) a millbrig bentonit (454 Ma), se nacházejí v rozsáhlém pásmu Appalachie a Středozápadu. Mohou být korelovány celou cestu od jižní Minnesoty a Texasu po Alabamu a Gruzii až po New York.

Taconian Molasse

jakmile se flyschská pánev naplnila, řeky odvodňující Taconský horský pás se táhly přes flysch a dosáhly na západ směrem k Tippecanoe epeiric sea. Jak tekly, přepravovaly sediment. Sediment se vybudoval v říčních kanálech a ložiscích nivy. Ve Středoatlantické oblasti se vyskytují hlavně ve formaci Juniata.

kreslený průřez ukazující vývoj Queenstonského klastického klínu západně od Taconského horského pásu. Molasse je nejhrubší a nejhrubší v blízkosti horského pásu na východ, a tenčí a pokuty na západ.
Queenstonský klastický klín byl uložen západně od Taconského horského pásu. Molasse je nejhrubší a nejhrubší v blízkosti horského pásu na východ, a tenčí a pokuty na západ.

zde je Google Maps Street View jedné takové expozice:

Všimněte si okraje kanálu vyplněného pískovcem, který se vynořuje z trávy na pravé straně obrazovky, jako polovina smajlíka. Vlevo je půl tuctu červených pískovcových / břidlicových vrstev. Ještě o kousek dál je vidět jen červená břidlice (bez pískovce). Toto je malý snímek vztahu mezi řekou a její nivou. Řeka je kanálový pískovec s tvarem smajlíku a červená břidlice představuje jeho nivu. Přechodová zóna s mnoha malými pískovcovými / břidlicovými dvojverší je interpretována jako štěrbinová splayová ložiska, místa, kde řeka přetékala své břehy v povodni a přelévala se přes vlastní přírodní hráz.

formace Juniata je součástí masivnějšího obloukovitého ložiska suchozemských ložisek, nazývaného Queenstonský klastický klín. Někteří geologové to dabují „Queenston Delta,“ i když to pravděpodobně není doslova přesné. Pravděpodobně to bylo spíš jako aluviální pláň napájená mnoha řekami odvodňujícími Taconský horský pás. V pohledu na mapu má velký vějířovitý tvar, ale v průřezu dává název „klín“ větší smysl: je nejtlustší (a nejhrubší)na východě a pak se systematicky ztenčuje na západě a v Michiganu se přitiskne k okraji peří.

Queenstonský klastický klín je považován za asi polovinu sedimentu, který byl vyloučen z Taconských hor (druhá polovina odešla východně od horského pásu do Iapetu). Pokud je to správné, lze odhadnout objem hor: 600 000 kubických km horniny. Protože známe šířku metamorfního pásu („kořeny“ hor, jak je uvedeno v předchozí části), umožňuje to převést náš odhad objemu na interpretaci výšky. Stejně jako u odhadů z metamorfních tlaků tento výpočet naznačuje Taconské vrcholy o výšce řádově 4000 m.

po vyčerpání Taconských hor se v siluru podmínky vrátily k pasivní sedimentaci a nová vrstva uhličitanu byla položena v siluru a do Devonu. Jednalo se o dočasný odklad od aktivních maržových podmínek, který by pokračoval s Acadian Orogeny ve středním až pozdním Devonu.

dostal jsem to?

Start kvíz

otázka

vaše odpověď:

správná odpověď:

podrobný pohled na sedimenty prolévané z Taconského horského pásu, viz Massanutten Synclinorium VFE.

závěr

více řádků důkazů ukazuje na nárůst sopečného ostrovního oblouku s (co je dnes) východní předky Severní Ameriky během pozdního ordovického období geologického času (asi 460 Ma ve Středoatlantické oblasti). Tato tektonická kolize, nazývaná Taconian Orogeny, vyústila v rozsáhlý metamorfní pás označující kořeny horského řetězce tisíce km dlouhého. Jak byly opotřebovány erozí, tyto starobylé hory vylučovaly velké množství sedimentů, které se nahromadily v sousedních nízko položených pánvích (mořských i suchozemských).

* co je v názvu?

Taconian Orogeny je také nazýván“ Taconic Orogeny “ dost geologů, že je to pravděpodobně stojí za prozkoumání různých jmen zde. Autoři tohoto textu se domnívají, že “ Taconian „je lepší termín a že“ Taconic “ je zavádějící. Pojďme stručně vysvětlit, proč …

Taconic hory jsou malé, moderní pohoří v severní části státu New York se nachází východně od Albany, na hranici s Massachusetts, v blízkosti jihozápadního rohu Vermontu:

v těchto (moderních) horách byla poprvé dokončena základní práce na porozumění horskému stavitelství Ordoviků, a proto místní památky poskytly název pro orogenní epizodu. Nicméně — a to je klíčový bod-celý horský řetězec z ordoviku nebyl omezen na oblast moderních Taconických hor. Namísto, starověké hory sahaly od Newfoundlandu ve východní Kanadě až do Alabamy.

nejenže byly starověké Taconské hory mnohem delší než moderní Taconské hory, ale byly také vyšší. Nejvyšší vrchol Taconic Range je dnes vysoký jen asi 600 metrů. V porovnání, odhady z metamorfovaných minerálů vytvořených během Taconské Orogeny naznačují, že vrcholy ordovického věku Taconského rozsahu musely být mnohem vyšší. Špičkové metamorfní tlaky 1,5 GPa znamenají něco řádově 20 km překrývajícího se krustálního materiálu. Taconské hory, jinými slovy, by byly alpským rozsahem. V moderních Alpách je nejvyšší vrchol vysoký více než 4000 metrů.

tyto starověké hory jsou nyní pryč, erodované pryč v geologickém čase. Můžeme pozorovat jejich erodované kořeny, a můžeme pozorovat sediment, který byl výsledkem této eroze, ale samotné hory jako topografické rysy jsou dávno pryč. Tato starodávná řada si zaslouží své vlastní jméno, a toto jméno by se mělo lišit od názvu, který se používá pro moderní řadu. Pokud je moderní pohoří Taconic Mountains, pak ordovické hory potřebují jiné jméno: Taconian.

shrňme si rychlé srovnání a kontrast: Taconské hory byly starodávným krajinným prvkem, dlouhé tisíce kilometrů, s vrcholy, které pravděpodobně kdysi přesáhly nadmořskou výšku 4000 m, a nyní jsou zcela erodovány. Taconic mountains jsou moderní krajinný prvek, asi 20 kilometrů dlouhý, s maximální nadmořskou výškou pouhých 400 m, a hory ještě nejsou úplně erodovány.

Taconské hory jsou místem, kde byl poprvé popsán Taconský Orogeny, ale neměli bychom si plést piddly moderní pohoří s jeho mocným předchůdcem Ordoviků. Diametrálně odlišný věk, výška, a rozsah, zaslouží si různá jména.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.