i den sene Ordoviciske perioden av geologisk tid trakk subduksjon en vulkansk øybue og forfedrenes Nord-Amerika (Laurentia) sammen. Resultatet var et omfattende fjellbelte som produserte en stor mengde eroderte sedimenter. Både de resulterende sedimentære bergarter og de metamorfe og magmatiske bergarter som dannet ved røttene til fjellbeltet, brukes av geoscientists i dag for å undersøke denne episoden av fjellbygging, kjent som Taconian («Taconic»*) Orogenese.

Jorden slik Den så ut i den sene Ordoviciske perioden av geologisk tid. Finn forfedre Nord-Amerika («Laurentia») og merk fjellbeltet langs den sørlige kanten. Dette Er Det Taconske Fjellbeltet. Denne dynamiske visualiseringen ble opprettet Av Ian Webster ved hjelp av tektoniske og paleogeografiske kart Av C. R. Scoteses PALEOMAP-Prosjekt, og er innebygd her med tillatelse. Ta tak i den og spinn den rundt! Zoom inn og ut! Utforsk!

Tektonisk kontekst

 Fotografi som viser en grovkornet, for det meste-lys-farget metaplutonisk stein, med en sterk vertikal foliering. En kvart (mynt) gir en følelse av skala.
Port Deposit Tonalite Av Cecil County, Maryland, er en klassisk Taconian rock. Den har en magmatisk krystalliseringsalder på 515 Ma (U / Pb i zirkon) og en metamorf alder på 490-480 Ma (Rb/Sr i biotitt). Det dannet offshore, i et magmakammer under en av vulkanene I Taconian volcanic island arc, og ble omdannet da den buen kolliderte Med forfedre Nord-Amerika under Den Taconske Orogenesen.

årsaken til Den Taconske Orogenese var en kollisjon mellom to tektoniske plater: den nordamerikanske platens kontinentale forkant, og en annen plate av oceanisk affinitet, nå død. Oseanisk plate var en av platene som floored Iapetushavet, og som det beveget seg mot forfedrenes Nordamerikanske plate, oseanisk litosfæren som var en Del Av Den Nordamerikanske plate subducted, ned og under den overordnede plate av oseanisk litosfæren. Dette resulterte i en vulkansk øybue, midt i Iapetushavet.

En del av konteksten til orogenesen er derfor på det forfedre Nordamerikanske kontinentet, og en del er ute i den vulkanske øybuen. Bergarter som dannet i at øya bue reiste mot forfedrenes Nord-Amerika og accreted til kontinentet under orogenesen. Isotopiske aldre reflekterer denne todelte historien: en innledende krystallisering fra magma i buen, og en senere metamorf alder fra orogenesen. Port Innskudd Tonalite, en metamorphosed granitoid, gir et fint eksempel. Før Den Taconske Orogenesen var Den ennå ikke metamorphosed: bare en granitoid, under en vulkan, beveger seg sammen på noen få cm per år, kommer nærmere Og nærmere den Laurentianske kontinentalskråningen.

Tegneserie som viser situasjonen før Den Taconske Orogenesen, med subduksjon av oseanisk litosfære på forkanten av den forfedre Nordamerikanske platen under en overordnet oceanisk plate. Den resulterende vulkanske øya bue trekker stadig nærmere, med en accretionary kile forming ved grøften der subduksjon begynner. Nord-Amerikas margin viser ennå horisontale sedimentære lag (inkludert grunne karbonater) som har dannet seg i et epeirisk hav.
den tektoniske situasjonen som ville føre Til Den Taconske Orogenesen: subduksjon av havmarginen på forfedrenes nordamerikanske plate resulterte i en vulkansk øy bue som trakk stadig nærmere, bygge opp en accretionary kile Av Iapetan havbunnen og dypvannssedimenter.

Fotografi som viser ooider, små kuler av kalsitt, i en kalkstein. En kvart (mynt) gir en følelse av skala. Ooidene er sand-størrelse.
Ooider fra Den Førtakonske Kambriske alderen Conococheague-Formasjonen, Shenandoah County, Virginia.

før orogenesen var kanten Av forfedrenes Nord-Amerika en passiv margininnstilling: det var kanten av kontinentet, men ikke kanten av platen. Gjennom Kambrium og godt Inn I Ordovicium var det ingen tektonisk aktivitet hvor som helst i nærheten, og det hadde ikke vært veldig lenge. Neddykket under en epeirisk sjø, det var stedet for kalkstein og dolostone deponering i En Bahama-lignende karbonat bank innstilling. Primære sedimentære strukturer som ooider og stromatolitter vitner om grunne vanndybder. Andelen klastisk detritus som leire og silt var ganske lav. Det er rikelig fossiliferous kalkstein fra denne tiden full av brachiopods, bryzoans og andre vanlige Paleozoic filter feeders, indikerer rent vann: mangel på overflødig avrenning og sedimentering.

Men ikke for lenge…

fikk jeg det?

Start Quiz

Spørsmål

Ditt svar:

Riktig svar:

fjellets røtter

Siden Den Taconske fjellkjeden selv er langt borte, kan vi vurdere orogenesen fra to forskjellige perspektiver: (1) den av fjellets eroderte røtter, og (2) den av sedimentære bassenger «naboen», som mottok sloughed-off sediment erodert fra fjellene.

La oss først undersøke fjellets røtter, som finnes I piemonte geologiske provinsen Virginia, Maryland, Washington, D. C., Pennsylvania, New Jersey, Og New York, samt diverse provinser I New England TKTKTKTK. Bergene i spørsmålet er de knuste, kokte restene av Iapetushavet og Den Taconske vulkanske øybuen.

 Fotografi som viser en gradert seng i lett-metamorphosed meta-turbidites. Noen kvartsårer er også til stede. En lommekniv gir en følelse av skala: den graderte sengen er ca 20 cm tykk.
Relikt gradert seng I Mather Gorge Formation metagraywacke, nær Potomac, Maryland.

bergartene I Piemonte har blitt omdannet til ulike grader, fra grønnskjærfacies helt opp til delvis smelting. Deres protolitter spenner fra basalt og gabbro (havskorpen) til mudstein, gråvakke og kalkstein (havsedimenter), så vel som vulkanske bergarter av den vulkanske øybuen (både påtrengende og ekstrusive, både mafiske og felsiske). I noen tilfeller, den påfølgende metamorfe omkrystallisering hadde en lett nok berøring som primære strukturer er fortsatt bevart, både vulkansk og sedimentære. Gradert senger i meta-graywacke Av Mather Gorge Formasjonen er et fint eksempel på en primær sedimentær struktur som taler spesielt av oseaniske prosesser. Disse graderte senger dannet fra dyp undersjøisk avsetning av klastisk sediment av turbiditetsstrømmer i Iapetushavet.

 Fotografi av en ~1m av 2m frembrudd av migmatitt, viser pistrete blobs av rosa granitt midt i en strukket ut mørk matrise. En kvart (mynt) tjener som en følelse av skala.
Migmatitt eksponert I Chesapeake & Ohio Canal National Historical Park, nær Potomac, Maryland.

vi kan estimere tidspunktet For Den Taconske Orogenesen ved å se på metamorfe aldre for disse bergarter (K/Ar, Ar/Ar og rb/Sr-metoder), samt krystalliseringsalder for migmatittene produsert ved delvis smelting (U/Pb). I begge tilfeller er svaret returnert ~460 Ma, en sen Ordovician alder. Piemonte er også hjemsted for mange plutoner av felsisk vulkansk stein som Occoquan Granitt, Georgetown Intrusive Suite og Kensington Tonalite, og disse gir også isotopiske aldre i 474 til 450 Ma-serien.

Utforsk denne gigapixel panorama av et utvalg av migmatitt Fra Orange County, Virginia, og søke etter lommer av flekkete granitt. Disse «leucosomer» representerer den tidligere smeltede delen av denne steinen, som ellers er en skifer. Lignende delvis smelting skjer i dag under aktive moderne fjellbelter som Himalaya.

 Fotografi som viser 6 brettet lag: 3 skifer lag (tidligere gjørme) og 3 metagraywacke lag(tidligere metagraywacke). de er alle bøyd i en stor " V " formet fold. En krone (mynt) gir en følelse av skala.
Foldede metamorphosed turbidites: vekslende skifer & metagraywacke lag (tidligere skifer & graywacke) ble brettet Av Taconian mountain-building. Outcrop I Chesapeake & Ohio Canal National Historical Park, nær Potomac, Maryland.

Deformasjon var en annen stor signatur av fjellbygging I Piemonte-regionen. Primære strukturer ble forvrengt av folder og forstyrret av feil som Taconian vulkansk øy bue dokket med forfedrenes Nord-Amerika, komprimere Iapetan sedimenter fanget i mellom.

I New England, iapetus havbunnsbergarter inkludert både oseanisk litosfære og overliggende dypvanns sedimentære avsetninger flyttet oppover på kontinentale bergarter, og vestover for nær 5o km avstand. En stor trykkfeil tillot denne relative bevegelsen. I dag kalles sporet av denne feilen «Camerons linje», etter geologen som først beskrev den. Isolert klippen av overthrust bergarter forblir i den eponymiske regionen Av Taconic Mountains, men sporet av feilen loper ogsa Gjennom New England og til og med gjennom sentrum Av New York City.

fikk jeg det?

Start Quiz

Spørsmål

Ditt svar:

Riktig svar:

den sedimentære signaturen

når fjell er hevet, eroderer de. Erosjon av fjellene produserer clastic sediment, og mye av det. Selv om dette ikke akkumuleres på stedet (dvs., på toppen av fjellbeltet), kan nærliggende sedimentære bassenger være tilstrekkelig lavtliggende at de kan motta og bevare dette sedimentet gjennom geologisk tid. Lenge før geologer forstått termisk eller tektoniske opprinnelsen til metamorfe bergarter og granitt, orogenies var kjent fra sin klastiske sedimentære signatur. Grus, sand og gjørme kommer ikke bare magisk til eksistens, tross alt-de krever en kilde. En stor mengde klastisk sediment dukke opp i en stratigrafisk sekvens innebærer at det må ha vært mye av nærliggende fjell bergart å bli erodert.

den resulterende clastic sediment (mine studenter liker å kalle det «fjell flass») kommer i to viktige varianter: en dyp marine turbidite pakke Som Alpine geologer kaller «flysch,» og en terrestrisk rød-seng pakke kalt » molasse.»Selv om Disse Europeiske vilkårene er litt ute av moten i moderne Amerika, oppsummerer de veldig pent den sedimentære signaturen til Den Taconske Orogenesen. Vi finner Både Taconian flysch og Taconian molasse i stratigrafisk sekvens av sedimentære bergarter I Dalen & Ridge province.

Taconian Flysch

 et fotografi som viser en sekvens av 5 rock enheter, får mørkere farget gjennom tid. Den eldste til venstre er en ren lys grå. Den yngste, til høyre, er mørkegrå.
i løpet av den sene Ordovician, lys-farget grunne kalkstein banet vei for stadig mørkere dypvanns kalkstein og skifer.

kalksteinene før orogenese blir skitnere og skitnere når Enden av Ordovicium nærmer seg. Deres økte leire og silt innhold er sett på som den første indikasjon på clastic onslaught å komme, som en eim av røyk før en skogbrann. Over tid, går opp gjennom stratigrafisk sekvens, disse passive margin karbonater vike for limy skifer og deretter klastiske skifer uten kalsitt, og til slutt til graywacke turbidites interbedded med skifer. Tolkningen for denne» dirtying oppover » mønster er den økende nærhet og prominence Av Taconian fjellkjeden, shedding mer og mer sediment jo større den vokste. Dette flysch i den marine sedimentære registrering Av Taconian fjell-bygningen (og erosjon).

 en tegneserie tverrsnitt som viser dypere sedimentære bassenget ved siden av den unge Taconian fjellbeltet, som kanten av forfedrenes Nord-Amerika bøyer nedover. Turbiditetsstrømmer strømmer inn i dette utdypede bassenget.
utdypingen av sedimentære bassenget ved siden av det unge Taconske fjellbeltet ble oppnådd da kanten Av forfedrenes Nordamerikanske kontinent ble bøyd nedover. Turbiditetsstrømmer strømmet inn i denne utdypet bassenget, deponering skifer og graywacke: Den Taconske » flysch.»

registreringen av disse turbiditetsstrømmene er en serie graderte senger i graywacke, adskilt av lag av skifer. Disse Bouma-sekvensene er særegne dyphavs sedimentære sekvenser som snakker om ubåtskred etter ubåtskred, og leverer store mengder sand og gjørme inn i havdypet:

Her er en håndprøve av stein som viser En Bouma-sekvens:

overgangen fra pre-Taconian grunt vann karbonater til under-The-Taconian dypvann turbidites tyder på at vannet fikk dypere. Det kan ha vært en rolle for crustal flexure her: hvor tektonisk lasting Av Taconian bue og dens accretionary kile på kanten av forfedrenes Nord-Amerika forårsaket skorpe å synke nedover under denne ekstra vekten, utdype sedimentære bassenget naboen.

I Den Midtatlantiske regionen I Dalen & Ridge-provinsen er Den viktigste geologiske enheten som viser full flysch Martinsburg-Formasjonen. Fossiler I Martinsburg-Formasjonen tillater oss å begrense timingen av fjellbygningen fra både biostratigrafiske og paleoekologiske synspunkter. Som Ordovician kalkstein plattform sedimenter få skitnere og mer leire rik, grunt vann filter feeders er erstattet med arter som er bedre egnet for muddier og dypere forhold. Her er to eksempler som viser dypere vann faunaer, en som viser graptolitter og en som viser brachiopods, crinoids, og en nautiloid; begge vist som gigapixel panoramaer:

Fotografi som viser en frembrudd av bentonitt (merket) mellom kalkstein lag. Den bentonitt er gulaktig-brun i fargen, og veldig smuldrete. Det har blitt erodert bort raskere enn lagene over og under det, noe som gjør en forsenket hul i frembrudd. Lagene er alle vippet moderat til høyre. En geolog ser på frembrudd, og gir en følelse av skala.
Sent Ordovicium bentonitt lag mellom kalkstein lag I Dalen & Ridge provinsen nord-Virginia.

lag av aske er også bevart, antagelig hentet fra den nærliggende vulkanske øybuen. Disse aske lag vær i dag til en gulaktig, smuldrete leire materiale kalt bentonitt, men de inkluderer zirkoner som kan dateres, og som bidrar til å begrense en alder av sedimentære lag over og under bentonitter. To utbredte bentonitt senger, kalt Deicke bentonitt (457 Ma) Og Millbrig bentonitt (454 Ma), finnes i et stort skår Av Appalachia og Midtvesten. De kan korreleres hele veien fra sørlige Minnesota Og Texas Til Alabama Og Georgia til upstate New York.

Taconian Molasse

da flyschbassenget var fylt opp, strakte elver som drenerte Det Taconske fjellbeltet seg ut over flysch og nådde vestover mot Tippecanoe epeiriske hav. Da de strømmet, transporterte de sediment. Sedimentet bygget opp i elv kanaler og flom vanlig innskudd. I Den Midtatlantiske regionen forekommer disse hovedsakelig I Juniata-Formasjonen.

Tegneserie tverrsnitt som viser utviklingen av Queenston Clastic Kile vest For Taconian mountain belt. Molasse er tykkest og grovest nær fjellbeltet i øst, og tynner og bøter i vest.
Queenston Clastic Wedge ble avsatt vest for Det Taconske fjellbeltet. Molasse er tykkest og grovest nær fjellbeltet i øst, og tynner og bøter i vest.

Her Er En Google Maps Street View av en slik eksponering:

Legg Merke til sandstein fylt kanal kanten poking opp fra gresset på høyre side av skjermen, som et halvt smilefjes. Det er et halvt dusin røde sandstein / skifer lag til venstre. Litt lenger til venstre, kan du se bare rød skifer (ingen sandstein). Dette er et lite øyeblikksbilde av forholdet mellom en elv og dens flod. Elva er kanalen sandstein med smiley-ansiktsform, og den røde skifer representerer sin flom. Overgangssonen med de mange små sandstein/skiferkoblingene tolkes som spredningsavsetninger, steder der elven fløt over sine banker i en flom, og spilt over sin egen naturlige dike.

Juniata-Formasjonen er en del av en mer massiv bueformet deponering av terrestriske forekomster, kalt Queenston Clastic Wedge. Noen geologer dubbe det «Queenston Delta,» selv om det er sannsynligvis ikke bokstavelig nøyaktig. Det var trolig mer som en elveslette matet av mange elver drenering Taconian fjellbeltet. I kartvisning har den en stor fanlignende form, men i tverrsnitt er navnet «kile» mer fornuftig: det er tykkeste (og groveste) i øst, og tynner systematisk mot vest, klemmer ut til en fjærkant I Michigan.

Queenston Clastic Wedge er regnet for å være omtrent halvparten av sedimentet som ble kastet av Taconian Mountains (med den andre halvdelen gått av øst for fjellbeltet, inn I Iapetus). Hvis dette er riktig, kan et estimat av fjellets volum gjøres: 600.000 kubikk km stein. Siden vi kjenner bredden på det metamorfe beltet (fjellets» røtter», som beskrevet i forrige avsnitt), tillater dette opp til å konvertere vårt volumestimat til en tolkning av høyde. Som med estimatene fra metamorfe trykk, foreslår denne beregningen Taconske topper i størrelsesorden 4000 m høye.

etter At De Taconske Fjellene hadde blitt slitt ned, i Silurian, returnerte forholdene til passiv margin sedimentering, og et nytt lag karbonat ble lagt ned i Silurian og I Devonian. Dette var en midlertidig utsettelse fra aktive marginforhold, som ville fortsette Med Den Akadiske Orogenesen i midten til slutten Av Devon.

fikk jeg det?

Start Quiz

Spørsmål

Ditt svar:

Riktig svar:

For en detaljert titt på sedimentene kaste Av Taconian mountain belt, se Massanutten Synclinorium VFE.

Konklusjon

Flere linjer med bevis peker på tilveksten av en vulkansk øybue med (hva som i dag er) østlige forfedre Nord-Amerika i løpet Av den sene Ordovicium-perioden av geologisk tid (ca. 460 Ma I Midtatlantisk region). Denne tektoniske kollisjonen, Kalt Den Taconske Orogenesen, resulterte i et omfattende metamorfisk belte som markerte røttene til en fjellkjede tusenvis av km lang. Da de ble slitt ned av erosjon, kaster disse gamle fjellene store mengder sediment, som akkumuleres i nærliggende lavtliggende bassenger (både marine og terrestriske).

* Hva er i et navn?

Den Taconske Orogenese kalles også «Den Taconske Orogenese» av nok geologer at det sannsynligvis er verdt å utforske de forskjellige navnene her. Forfatterne av denne teksten mener at «Taconian» er det bedre begrepet, og at «Taconic» er misvisende. La oss kort forklare hvorfor…

Taconic Mountains er en liten, moderne fjellkjede i delstaten New York ligger øst For Albany, på grensen Til Massachusetts, nær det sørvestlige hjørnet Av Vermont:

Grunnleggende arbeid med Å forstå Ordoviciums fjellbygging ble først fullført i disse (moderne) fjellene, og dermed ga de lokale landemerkene navnet på den orogene episoden. Men-og dette er nøkkelpunktet – hele fjellkjeden Fra Ordovician var ikke begrenset til området av de moderne Taconiske Fjellene. I stedet, de gamle fjellene utvidet Fra Newfoundland i østlige Canada hele veien ned Til Alabama.

ikke bare var de gamle Taconske Fjellene mye lengre som en rekkevidde enn de moderne Taconske Fjellene, de var også høyere. Den høyeste toppen Av Taconic Range i dag er bare ca 600 meter høy. I motsetning, estimater fra metamorfe mineraler dannet under Taconian Orogenese tyder på at toppene I Ordovicium-alderen Taconian Range må ha vært mye høyere. Peak metamorfe trykk på 1,5 GPa innebærer noe i størrelsesorden 20 km overliggende skorpemateriale. De Taconske Fjellene, med andre ord, ville ha vært En Alpin skala. I De Moderne Alpene er den høyeste toppen mer enn 4000 meter høy.

de gamle fjellene er borte nå, erodert bort over geologisk tid. Vi kan observere deres eroderte røtter, og vi kan observere sedimentet som resulterte fra den erosjonen, men fjellene selv som topografiske trekk er langt borte. Det gamle området fortjener sitt eget navn, og det navnet skal være forskjellig fra navnet som brukes på det moderne området. Hvis det moderne området Er Taconic Mountains, Trenger De Ordoviciske fjellene et annet navn: Taconian.

la oss oppsummere med en rask sammenligning og kontrast: De Taconske Fjellene var en gammel landskapsfunksjon, tusenvis av kilometer lang, med topper som sannsynligvis en gang oversteg 4000 m høyde, og er nå helt uthulet bort. De Taconiske fjellene er en moderne landskapsfunksjon, ca 20 kilometer lang, med maksimal høyde på bare 400 m, og fjellene er ennå ikke helt erodert bort.

De Taconiske Fjellene er der Den Taconske Orogenesen først ble beskrevet, men vi bør ikke forveksle den piddly moderne fjellkjeden med sin mektige Ordovicium-alderen forgjenger. Svært forskjellig i alder, høyde, og omfang, de fortjener forskjellige navn.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.