a késő Ordovician időszakban a geológiai idő, szubdukció húzta vulkanikus sziget ív és ősi Észak-Amerika (Laurentia) együtt. Az eredmény egy kiterjedt hegyi öv volt, amely nagy mennyiségű erodált üledéket eredményezett. Mind a keletkező üledékes kőzetek, mind a metamorf és magmás kőzetek, amelyek a hegyi öv gyökereiben keletkeztek, a geológusok ma a hegyépítés ezen epizódjának vizsgálatára használják, amelyet Taconian (“Taconic”*) Orogenitásnak neveznek.

a föld, ahogy a késő Ordovician időszakban megjelent geológiai idő. Keresse meg az ősi Észak-Amerikát (“Laurentia”), és vegye figyelembe a hegyi övet a déli szélén. Ez a Taconi hegyi öv. Ezt a dinamikus vizualizációt Ian Webster készítette a C. R. Scotese PALEOMAP projektjének tektonikus és paleogeográfiai térképei segítségével, és engedélyével van beágyazva ide. Fogd meg és forgasd meg! Nagyítás és kicsinyítés! Fedezze fel!

tektonikus kontextus

 fénykép, amely durva szemcsés, többnyire világos színű meta-plutonikus kőzetet mutat, erős függőleges foliációval. A negyed (érme) a skála érzetét biztosítja.
a Marylandi Cecil megye kikötői Betéti Tonalitja klasszikus Taconi szikla. Magmás kristályosodási kora 515 Ma (U/Pb cirkonban), metamorf kora 490-480 Ma (RB/SR biotitban). Offshore-ban alakult ki, egy magmakamrában a Taconian vulkanikus sziget ívének egyik vulkánja alatt, és metamorfózis alakult ki, amikor ez az ív ütközött az ősi Észak-Amerikával a Taconian Orogenitás során.

a Taconian Orogenitás oka két tektonikus lemez ütközése volt: az ősi észak-amerikai lemez kontinentális éle, és egy másik óceáni affinitású lemez, amely most elhunyt. Az óceáni lemez egyike volt azoknak a lemezeknek, amelyek az Iapetus-óceánt elárasztották, és ahogy az ősi észak-amerikai lemez felé haladt, az óceáni litoszféra, amely az észak-amerikai lemez része volt, az óceáni litoszféra legfontosabb lemeze alá süllyedt. Ennek eredményeként vulkáni szigetív alakult ki az Iapetus-óceán közepén.

az orogenitás kontextusának egy része tehát az ősi észak-amerikai kontinensen található, egy része pedig a vulkanikus sziget ívében található. A szigeten kialakult sziklák az ősi Észak-Amerika felé haladtak, és az orogenitás során a kontinensre nőttek. Az izotópos korok tükrözik ezt a két résztörténetet: kezdeti kristályosodás az ívben lévő magmából, későbbi metamorf kor pedig az orogenitásból. A kikötő Betéti Tonalit, egy metamorfizált granitoid, szép példát mutat. A Taconi Orogenitás előtt még nem volt metamorfózis: csak egy granitoid, egy vulkán alatt, évente néhány cm-rel haladva, egyre közelebb kerülve a Laurentiai kontinentális lejtőhöz.

 rajzfilm, amely bemutatja a Taconi Orogenitás előtti helyzetet, az óceáni litoszféra szubdukciójával az ősi észak-amerikai lemez elülső szélén egy felülbíráló óceáni lemez alatt. Az így létrejövő vulkáni szigetív egyre közelebb húzódik, az árokban, ahol a szubdukció kezdődik, akkreditációs ék alakul ki. Észak-Amerika margója még vízszintes üledékes rétegeket mutat (beleértve a sekélyvízi karbonátokat is), amelyek egy epeirikus tenger.
a tektonikus helyzet, amely a Taconian Orogenitáshoz vezetne: az ősi észak-amerikai lemez óceáni peremének szubdukciója egy vulkanikus szigetívet eredményezett, amely egyre közelebb húzódott, felépítve az iapetai óceánfenék és a mélytengeri üledékek növekvő ékét.

fénykép mutatja ooids, kis gömbök kalcit, egy mészkő. A negyed (érme) a skála érzetét biztosítja. Az ooidok homokméretűek.
Ooidok a pre-Taconian kambriumi korú Conococheague formációból, Shenandoah megye, Virginia.

az orogenitás előtt az ősi Észak-Amerika széle passzív margóbeállítás volt: ez volt a kontinens széle, de nem a lemez széle. A Kambriumon át egészen az Ordovíciumig nem volt tektonikus tevékenység a közelben, és nem is volt nagyon hosszú ideje. Az epeirikus tenger alá merítve a mészkő és a doloszton lerakódás helye volt egy Bahama-szerű karbonát-bankban. Az elsődleges üledékes struktúrák, például az ooidok és a sztromatolitok a sekély vízmélységről tanúskodnak. A clastic detritus, például az agyag és az iszap aránya meglehetősen alacsony volt. Rengeteg fosszilis mészkő található ebből az időből, tele brachiopodákkal, bryzoánokkal és más közönséges paleozoikus szűrőadagolókkal, ami tiszta vizet jelez: a felesleges lefolyás és az ülepedés hiányát.

de nem sokáig…

megkaptam?

kvíz indítása

kérdés

a válasz:

helyes válasz:

a hegyek gyökerei

mivel maga a Tacon-hegység már rég eltűnt, az orogenitást két különböző nézőpontból tekinthetjük meg: (1) A hegyek erodált gyökereinek, és (2) a “szomszédban” lévő üledékes medencéknek, amelyek a hegyekből erodált üledéket kaptak.

először vizsgáljuk meg a hegyek gyökereit, amelyek megtalálhatók a piemonti geológiai tartományban, Virginia, Maryland, Washington DC., Pennsylvania, New Jersey és New York, valamint válogatott tartományok New England TKTKTK. A szóban forgó kőzetek az Iapetus-óceán és a Taconian vulkanikus sziget ívének zúzott, szakácsozott maradványai.

 fénykép, amely egy Osztályozott ágyat mutat be enyhén metamorfizált meta-turbiditekben. Néhány kvarc véna is jelen van. A zsebkés méretarányt biztosít: az Osztályozott ágy körülbelül 20 cm vastag.
reliktum Osztályozott ágy Mather Gorge Formation metagraywacke, közel Potomac, Maryland.

a piemonti kőzetek különböző mértékben átalakultak, a greenschist fácies-től egészen a részleges olvadásig. Protolitjaik a bazalttól és a gabbro-tól (óceáni kéreg) a mudstone-ig, a graywacke-ig és a mészkőig (óceáni üledékek), valamint a vulkanikus sziget ívének vulkanikus kőzetei (mind tolakodó, mind extruzív, mind mafic és felsic). Egyes esetekben az ezt követő metamorf átkristályosítás elég könnyű volt ahhoz, hogy az elsődleges struktúrák továbbra is megmaradjanak, mind vulkáni, mind üledékes. A Mather-szurdok képződésének meta-graywacke Osztályozott ágyai szép példa az elsődleges üledékes szerkezetre, amely kifejezetten az óceáni folyamatokról beszél. Ezek az Osztályozott ágyak a klasztikus üledék mély tengeralattjáró lerakódásából alakultak ki zavarossági áramok a Iapetus-óceán.

 fénykép egy ~1m 2m-es migmatitkitörésről, amely rózsaszínű gránit finom foltjait mutatja egy kinyújtott sötét mátrix közepette. A negyed (érme) a skála érzeteként szolgál.
Migmatit kitéve Chesapeake & Ohio Canal Nemzeti Történelmi Park, közel Potomac, Maryland.

meg tudjuk becsülni a Taconi Orogenitás időzítését, ha megvizsgáljuk ezeknek a kőzeteknek a metamorf korát (K/Ar, Ar/Ar és Rb/Sr módszerek), valamint a részleges olvadással előállított migmatitok kristályosodási korát (U/Pb). Mindkét esetben a válasz ~460 Ma, késő Ordoviciai kor. A Piemont számos felsikus magmás kőzetnek is otthont ad, mint például az Occoquan gránit, a Georgetown Intrusive Suite és a Kensington Tonalite, és ezek mindegyike izotópos korokat eredményez a 474-450 Ma tartományban.

fedezze fel ezt a gigapixeles panorámát egy migmatit mintáról Orange County-ból, Virginiából, és keressen pettyes gránitzsebeket. Ezek a “leukoszómák” képviselik ennek a kőzetnek a korábban megolvadt részét, amely egyébként a schist. Hasonló részleges olvadás történik ma az aktív modern hegyi Övek Alatt, mint például a Himalája.

 fénykép, amely 6 hajtogatott réteget mutat: 3 schist réteg (korábbi sár) és 3 metagraywacke réteg (korábbi metagraywacke). mindegyik egy nagy "V" alakú hajtásba van hajlítva. Egy penny (érme) biztosítja a skála érzetét.
hajtogatott metamorfózisú turbiditák: váltakozó schist & metagraywacke rétegek (korábbi pala & graywacke) Taconian mountain-building hajtogatta. Feltárás Chesapeake-ben & Ohio-csatorna Nemzeti Történelmi Park, közel Potomac, Maryland.

a deformáció a piemonti régió hegyépítésének másik fő jele volt. Az elsődleges struktúrákat redők torzították, és hibák zavarták meg, amikor a Taconian vulkanikus sziget íve kikötött az ősi Észak-Amerikával, összenyomva a köztük lévő Iapetai üledékeket.

Új-Angliában az Iapetus tengerfenék kőzetei, beleértve mind az óceáni litoszférát, mind a felszín alatti mélytengeri üledékes lerakódásokat, felfelé mozogtak a kontinentális kőzetekre, és nyugat felé közel 5o km távolságra. Egy nagy tolóerő hiba lehetővé tette ezt a relatív mozgást. Ma ennek a hibának a nyomát “Cameron vonalának” nevezik, miután a geológus először leírta. Az overthrust sziklák elszigetelt klippen-je a Taconic-hegység névadó régiójában marad, de a hiba nyoma New England-en, sőt New York City belvárosán is áthalad.

megkaptam?

kvíz indítása

kérdés

a válasz:

helyes válasz:

az üledékes aláírás

amikor a hegyek felemelkednek, erodálódnak. A hegyek eróziója clastic üledéket hoz létre, és nagyon sok. Bár ez nem halmozódik fel a helyszínen (pl., a hegyi öv tetején), a szomszédos üledékes medencék kellően alacsonyan fekszenek ahhoz, hogy a geológiai idő alatt befogadják és megőrizzék ezt az üledéket. Jóval azelőtt, hogy a geológusok megértették volna a metamorf kőzetek és gránitok termikus vagy tektonikus eredetét,az orogéneket klasztikus üledékes aláírásukból ismerték. A kavics, a homok és a sár nem csak varázslatosan jön létre, elvégre forrásra van szükségük. A rétegtani sorrendben megjelenő nagy mennyiségű klasztikus üledék azt jelenti, hogy a közeli hegyvidéki kőzetnek nagyon sok erodálódnia kellett.

a keletkező klasztikus üledék (a diákjaim “hegyi korpásnak” hívják) két alapvető változatban létezik: egy mély tengeri turbidit csomag, amelyet az alpesi geológusok “flysch”-nek hívnak, és egy földi vörös ágyas csomag, amelyet “molasse” – nak neveznek.”Bár ezek az Európai kifejezések kissé divatosak a modern Amerikában, nagyon szépen összefoglalják a Taconi Orogenitás üledékes aláírását. Mind a Taconian flysch, mind a Taconian molasse megtalálható az üledékes kőzetek rétegtani sorrendjében a völgyben & Ridge tartományban.

Taconian Flysch

 egy fénykép, amely 5 kőzetegység sorozatát mutatja, idővel sötétebb színűvé válik. A legrégebbi a bal oldalon egy tiszta világosszürke. A legfiatalabb, a jobb oldalon, sötétszürke.
a késő Ordovician folyamán a világos színű sekély mészkövek egyre inkább sötét mélytengeri mészköveknek és paláknak adtak helyet.

az Orogenitás előtti mészkövek egyre piszkosabbak lesznek, ahogy az Ordovician vége közeledik. Megnövekedett agyag – és iszaptartalmuk az első jele annak a rögös támadásnak, amely eljön, mint egy füstszag az erdőtűz előtt. Túlóra, felmegy a rétegtani szekvencián, ezek a passzív margós karbonátok utat engednek a mészpala, majd a kalcit nélküli klasztikus paláknak, végül pedig a palával ágyazott graywacke turbiditeknek. Ennek a “dirtying upward” mintának az értelmezése a Taconian hegység növekvő közelsége és kiemelkedése, egyre több üledéket szórva, minél nagyobb lett. Ez flysch a tengeri üledékes rekord Taconian mountain-épület (és az erózió).

 rajzfilm keresztmetszet, amely a fiatal Taconian hegyi övvel szomszédos üledékes medence elmélyülését mutatja, miközben az ősi Észak-Amerika széle lefelé hajlik. Zavarossági áramok áramlanak ebbe a mélyített medencébe.
a fiatal Taconiai hegyi övvel szomszédos üledékes medence elmélyülését az ősi észak-amerikai kontinens széle lefelé hajlott. Zavarosság áramlatok áramlott ebbe a mélyített medencében, letétbe pala és graywacke: a Taconian ” flysch.”

ezeknek a zavarossági áramoknak a rekordja graywacke-ben Osztályozott ágyak sorozata, palarétegekkel elválasztva. Ezek a Bouma szekvenciák jellegzetes mélytengeri üledékes szekvenciák, amelyek a tengeralattjáró lavinájáról beszélnek a tengeralattjáró lavina után, hatalmas mennyiségű homokot és iszapot szállítva az óceáni mélybe:

itt van egy kézi kőzetminta, amely egy Bouma szekvenciát mutat:

az átmenet a pre-Taconi sekélyvízi karbonátokról a Taconi mélytengeri turbiditákra azt sugallja, hogy a víz mélyebbre került. Lehet, hogy szerepe volt a kéreg hajlításának itt: ahol a Taconian ív tektonikus terhelése és annak akkréciós ék az ősi Észak-Amerika szélére a kéreg lefelé süllyedt ezen extra súly alatt, elmélyítve a szomszédos üledékes medencét.

a völgy Közép-Atlanti régiójában & Ridge tartomány, a fő geológiai egység, amely teljes repülést mutat, a Martinsburg-formáció. A Martinsburg-formáció kövületei lehetővé teszik számunkra, hogy korlátozzuk a hegyi épület időzítését mind biostratigráfiai, mind paleoökológiai szempontból. Mivel az Ordovíciumi mészkő platform üledékei piszkosabbak és agyagban gazdagabbak, a sekély vízszűrő adagolókat olyan fajokkal helyettesítik, amelyek jobban megfelelnek a sárosabb és mélyebb körülményeknek. Íme két példa a mélyebb vízi faunákra, az egyik a graptolitokat, a másik a brachiopodákat, a krinoidokat és a nautiloidokat mutatja; mindkettő gigapixel panorámaként látható:

fénykép, amely a mészkőrétegek közötti bentonit (címkézett) kiemelkedését mutatja. A bentonit sárgásbarna színű, nagyon morzsás. Gyorsabban erodálódott, mint a fölötte és alatt lévő rétegek, így egy süllyesztett üreg keletkezett a felszínre. A rétegek mind mérsékelten jobbra vannak döntve. A geológus nézi a kiemelkedés, és biztosítja egyfajta skála.
késő Ordovician bentonit réteg között mészkő rétegek a völgyben & Ridge tartomány Észak-Virginia.

a hamu rétegei is megmaradtak, feltehetően a közeledő vulkáni sziget ívéből származnak. Ezek a hamurétegek ma sárgás, morzsolódó, bentonitnak nevezett agyaganyaggá alakulnak, de tartalmaznak keltezhető cirkonokat is, amelyek segítenek korlátozni a bentonitok feletti és alatti üledékes rétegek életkorát. Két széles körben elterjedt bentonitágy, a Deicke bentonit (457 Ma) és a Millbrig bentonit (454 Ma) az Appalachia és a Középnyugat hatalmas rétegében található. Összefüggésbe hozhatók egészen Dél-Minnesotától és Texastól Alabamáig és Georgiáig New York államig.

Taconian Molasse

miután a flysch-medence megtelt, a Taconian-hegyi övet leeresztő folyók kinyúltak a flysch-en, nyugat felé haladva a Tippecanoe epeiric-tenger felé. Ahogy folytak, üledéket szállítottak. Az üledék a folyócsatornákban és az ártéri lerakódásokban halmozódott fel. A közép-atlanti régióban ezek elsősorban a Juniata formációban fordulnak elő.

 rajzfilm keresztmetszet, amely bemutatja a Queenston Clastic Wedge fejlődését a Taconian mountain belt-től nyugatra. A molasse a legvastagabb és legdurvább a hegyi öv közelében keletre, nyugaton pedig vékony és finom.
a Queenston Clastic éket a Taconian mountain belt-től nyugatra helyezték el. A molasse a legvastagabb és legdurvább a hegyi öv közelében keletre, nyugaton pedig vékony és finom.

itt egy Google Maps Street View egy ilyen expozíció:

vegye figyelembe a homokkővel töltött csatorna szélét, amely a képernyő jobb oldalán lévő fűből lóg fel, mint egy fél mosolygó arc. Fél tucat vörös homokkő / pala réteg van balra. Még egy kicsit balra, csak vörös pala látható (nincs homokkő). Ez egy kis pillanatkép a folyó és az ártér közötti kapcsolatról. A folyó a smiley-arc alakú csatorna homokkő, árterét pedig a vörös pala képviseli. Az átmeneti zóna a sok kis homokkő / pala párocskák értelmezni hasadék splay betétek, helyek, ahol a folyó túlcsordult a bankok egy árvíz, és ömlött át a saját természetes gát.

a Juniata formáció a szárazföldi lerakódások masszívabb íves lerakódásának része, az úgynevezett Queenston Clastic Wedge. Egyes geológusok a “Queenston-Deltának” nevezik, ” bár ez valószínűleg nem szó szerint pontos. Valószínűleg inkább egy hordalékos síkság volt, amelyet sok folyó táplált, amelyek elvezetik a Taconian mountain belt-t. Térképnézetben nagy legyezőszerű alakja van, de keresztmetszetében az “ék” név értelmesebb: Keleten a legvastagabb (és legdurvább), majd szisztematikusan elvékonyodik nyugatra, Michiganben egy tollszélig szorítva.

a Queenston Clastic Wedge a Taconian-hegységről levett üledék körülbelül felének számít(a másik fele a hegyi övtől keletre, a Iapetus). Ha ez helyes, meg lehet becsülni a hegyek térfogatát: 600 000 köbkilométer kőzet. Mivel ismerjük a metamorf öv szélességét (a hegyek” gyökerei”, az előző szakaszban leírtak szerint), ez lehetővé teszi, hogy térfogatbecsülésünket a magasság értelmezésévé alakítsuk. A metamorf nyomások becsléseihez hasonlóan ez a számítás 4000 m magasságú Taconi csúcsokat sugall.

miután a Taconi-hegység elkopott, a Szilurban a körülmények visszatértek a passzív peremes ülepedésbe, és új karbonátréteget fektettek le a Sziluriban és a Devonban. Ez ideiglenes haladékot jelentett az aktív margófeltételek alól, amely az Acadian Orogenitással folytatódna a középtől a késő Devonig.

megkaptam?

kvíz indítása

kérdés

a válasz:

helyes válasz:

a Taconian mountain belt-ről levált üledékek részletes áttekintése, lásd a Massanutten Synclinorium VFE-t.

következtetés

több bizonyíték arra utal, hogy a vulkáni sziget íve (ami ma van) kelet-ősi Észak-Amerikával a késő Ordovician időszakban geológiai idő (körülbelül 460 Ma a közép-atlanti régióban). Ez a tektonikus ütközés, az úgynevezett Taconian Orogenity, kiterjedt metamorf övet eredményezett, amely több ezer km hosszú hegylánc gyökereit jelölte meg. Mivel az erózió elkoptatta őket, ezek az ősi hegyek bőséges mennyiségű üledéket bocsátottak ki, amelyek felhalmozódtak a szomszédos alacsonyan fekvő medencékben (mind tengeri, mind szárazföldi).

*mi van egy névben?

a Taconi Orogenitást “Taconi Orogenitásnak” is nevezik annyi geológus, hogy valószínűleg érdemes itt feltárni a különböző neveket. A szöveg szerzői úgy vélik, hogy a” Taconian “a jobb kifejezés, a” Taconic ” pedig félrevezető. Hadd magyarázzuk el röviden, miért …

a Taconic-hegység egy kicsi, modern hegység New York államban, Albany-tól keletre, Massachusetts határán, Vermont délnyugati sarkához közel:

ezekben a (modern) hegyekben fejezték be először az Ordoviciai hegyépítés megértésének Alapmunkáját, így a helyi tereptárgyak adták az orogén epizód nevét. Azonban-és ez a legfontosabb pont-az Ordovician egész hegylánca nem korlátozódott a modern Taconic-hegység területére. Ehelyett az ősi hegyek a kelet-kanadai Newfoundlandtól egészen Alabamáig terjedtek.

az ősi Taconi-hegység nemcsak sokkal hosszabb volt, mint a modern Taconi-hegység, hanem magasabbak is voltak. A Taconic Range legmagasabb csúcsa ma csak körülbelül 600 méter magas. Ellentétben, a Taconian Orogenitás során képződött metamorf ásványok becslései arra utalnak, hogy az Ordovician korú Taconian tartomány csúcsainak sokkal magasabbnak kellett lenniük. Az 1,5 GPa csúcs metamorf nyomása 20 km-es nagyságrendű kéreganyagot jelent. A Taconian hegység, más szavakkal, alpesi léptékű tartomány lett volna. A modern Alpokban a legmagasabb csúcs több mint 4000 méter magas.

ezek az ősi hegyek már eltűntek, a geológiai idő alatt erodálódtak. Megfigyelhetjük erodált gyökereiket, és megfigyelhetjük az erózióból származó üledéket, de maguk a hegyek, mint topográfiai jellemzők, már rég eltűntek. Ez az ősi tartomány megérdemli a saját nevét, és ennek a névnek különböznie kell attól a névtől, amelyet a modern tartományra alkalmaznak. Ha a modern tartomány a Taconic-hegység, akkor az Ordovician-hegységnek más névre van szüksége: Taconian.

összefoglaljuk egy gyors összehasonlítással és kontraszttal: A Taconian hegység ősi tájkép volt, több ezer kilométer hosszú, csúcsokkal, amelyek valószínűleg egyszer meghaladták a 4000 m magasságot, és most teljesen erodáltak. A Taconic-hegység egy modern tájkép, körülbelül 20 kilométer hosszú, maximális magassága mindössze 400 m, és a hegyek még nem teljesen erodálódott el.

a Taconic-hegység az, ahol a Taconian Orogenitást először leírták, de nem szabad összekeverni a piddly modern hegyláncot hatalmas Ordovician-idős elődjével. Nagyon különböző korban, magasságban és mértékben, különböző neveket érdemelnek.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.