în perioada Ordoviciană târzie a timpului geologic, subducția a tras împreună un arc insular vulcanic și America de Nord ancestrală (Laurentia). Rezultatul a fost o centură montană extinsă care a produs o cantitate mare de sedimente erodate. Atât rocile sedimentare rezultate, cât și rocile metamorfice și magmatice care s-au format la rădăcinile centurii montane sunt folosite astăzi de geoscientiști pentru a examina acest episod de construcție montană, cunoscut sub numele de Orogenia Taconiană („Taconică”*).

Pământul așa cum a apărut în perioada Ordoviciană târzie a timpului geologic. Găsiți America de Nord ancestrală („Laurentia”) și notați centura montană de-a lungul marginii sale sudice. Aceasta este centura de munte Taconian. Această vizualizare dinamică a fost creată de Ian Webster folosind hărți tectonice și paleogeografice de către proiectul PALEOMAP al lui C. R. Scotese și este încorporată aici cu permisiune. Prinde-l și învârte-l! Măriți și micșorați! Exploreaza!

context Tectonic

fotografie care prezintă o rocă meta-plutonică cu granulație grosieră, în cea mai mare parte de culoare deschisă, cu o puternică foliere verticală. Un sfert (monedă) oferă un sentiment de scară.
Tonalitul depozitului portuar din comitatul Cecil, Maryland, este o stâncă clasică Taconiană. Are o vârstă de cristalizare magmatică de 515 Ma (U/Pb în zircon) și o vârstă metamorfică de 490-480 Ma (RB/Sr în biotit). S-a format în larg, într-o cameră de magmă sub unul dintre vulcanii din insula vulcanică Taconiană arc, și a fost metamorfozat când acel arc S-a ciocnit cu ancestral America de Nord in timpul Orogenia Taconiană.

cauza Orogeniei Taconiene a fost o coliziune între două plăci tectonice: marginea continentală ancestrală a plăcii nord-americane și o altă placă de afinitate oceanică, acum decedată. Placa oceanică a fost una dintre plăcile care au inundat Oceanul Iapetus și, pe măsură ce se deplasa spre ancestral placa nord-americană, litosfera oceanică care făcea parte din placa nord-americană subductată, în jos și sub placa primordială a litosferei oceanice. Acest lucru a dus la un arc insular vulcanic, în mijlocul oceanului Iapetus.

o parte din contextul orogeniei se află, prin urmare, pe continentul ancestral nord-American, iar o parte se află în arcul insulei vulcanice. Rocile care s-au format în acel arc insular au călătorit spre America de Nord ancestrală și s-au acumulat pe continent în timpul orogenie. Vârstele izotopice reflectă această istorie în două părți: o cristalizare inițială din magmă în arc și o epocă metamorfică ulterioară din orogenie. Tonalitul depozitului portuar, un granitoid metamorfozat, oferă un exemplu frumos. Înainte de Orogenia Taconiană, nu a fost încă metamorfozată: doar un granitoid, sub un vulcan, care se deplasează de-a lungul câtorva cm pe an, apropiindu-se din ce în ce mai aproape de versantul Continental Laurentian.

 desen animat care arată situația anterioară Orogeniei Taconiene, cu subducția litosferei oceanice pe marginea anterioară a plăcii ancestrale nord-americane sub o placă oceanică dominantă. Arcul insular vulcanic rezultat se apropie din ce în ce mai mult, cu o pană acreționară care se formează la șanțul unde începe subducția. Marginea Americii de Nord prezintă straturi sedimentare încă orizontale (inclusiv carbonați de apă puțin adâncă) care s-au format într-o mare epeirică.
situația tectonică care ar duce la Orogenia Taconiană: subducția marginii oceanice a plăcii ancestrale nord-americane a dus la un arc insular vulcanic care s-a apropiat din ce în ce mai mult, construind o pană acreționară de fundul oceanului Iapetan și sedimente de apă adâncă.
fotografie care prezintă ooizi, sfere mici de calcit, într-un calcar. Un sfert (monedă) oferă un sentiment de scară. Ooidele sunt de mărimea nisipului.
Ooizi din pre-Taconian Cambrian-în vârstă de Conococheague formațiune, Județul Shenandoah, Virginia.

înainte de orogenie, marginea Americii de Nord ancestrale era o setare pasivă a marjei: era marginea continentului, dar nu marginea plăcii. Prin Cambrian și până în Ordovician, nu a existat nicio activitate tectonică nicăieri în apropiere și nu a existat de foarte mult timp. Scufundat sub o mare epeirică, a fost locul depunerilor de calcar și dolostone într-un cadru de carbonat asemănător Bahamei. Structurile sedimentare primare, cum ar fi ooizii și stromatolitele, mărturisesc adâncimile superficiale ale apei. Proporția detritusului clastic, cum ar fi argila și nămolul, a fost destul de scăzută. Există calcare fosilifere abundente din acest moment pline de brahiopode, brizoane și alte alimentatoare de filtre paleozoice comune, indicând apă curată: lipsa excesului de scurgere și sedimentare.

dar nu pentru mult timp…

am înțeles?

începe testul

întrebare

răspunsul tău:

răspuns corect:

rădăcinile Munților

întrucât lanțul muntos Taconian în sine a dispărut de mult, putem considera orogenia din două perspective diferite: (1) cea a rădăcinilor erodate ale munților și (2) cea a bazinelor sedimentare „de alături”, care au primit sedimente desprinse erodate din munți.

să examinăm mai întâi rădăcinile munților, care pot fi găsite în provincia geologică piemontană Virginia, Maryland, Washington, D. C., Pennsylvania, New Jersey, și New York, precum și provincii asortate în New England TKTKTKTK. Rocile în cauză sunt rămășițele zdrobite și fierte ale Oceanului Iapetus și ale arcului insulei vulcanice Taconiene.

 fotografie care prezintă un pat gradat în meta-turbidite ușor metamorfozate. Unele vene de cuarț sunt de asemenea prezente. Un cuțit de buzunar oferă un sentiment de scară: patul gradat are o grosime de aproximativ 20 cm.
pat gradat Relict în formațiunea Defileului Mather metagraywacke, lângă Potomac, Maryland.

rocile din Piemont au fost metamorfozate în diferite grade, de la facies greenschist până la topirea parțială. Protolitii lor variază de la bazalt și gabbro (crustă oceanică) la piatră de noroi, gri și calcar (sedimente oceanice), precum și roci vulcanice din arc insular vulcanic (atât intruziv, cât și extruziv, atât mafic, cât și felsic). În unele cazuri, recristalizarea metamorfică ulterioară a avut o atingere suficient de ușoară încât structurile primare sunt încă păstrate, atât vulcanice, cât și sedimentare. Paturile clasificate în meta-graywacke a formațiunii Defileului Mather sunt un exemplu frumos de structură sedimentară primară care vorbește în mod specific despre procesele oceanice. Aceste paturi clasificate s-au format din depunerea submarină profundă a sedimentului clastic de către curenții de turbiditate din Oceanul Iapetus.

fotografie a unui afloriment de migmatită de ~1m pe 2m, care prezintă pete wispy de granit roz în mijlocul unei matrice întunecate întinse. Un sfert (monedă) servește ca un sentiment de scară.
Migmatite expuse în Chesapeake & Ohio Canal National Historical Park, lângă Potomac, Maryland.

putem estima calendarul Orogeniei Taconiene analizând vârstele metamorfice pentru aceste roci (metodele K/Ar, ar/Ar și RB/Sr), precum și vârstele de cristalizare pentru migmatitele produse prin topirea parțială (U/Pb). În ambele cazuri, răspunsul returnat este ~460 Ma, o vârstă Ordoviciană târzie. Piemontul găzduiește, de asemenea, mulți plutoni de rocă magmatică felsică, cum ar fi granit Occoquan, Georgetown intruzive Suite, si Tonalitul Kensington, iar toate acestea produc, de asemenea, vârste izotopice în intervalul 474-450 Ma.

Explorați această panoramă gigapixel a unui eșantion de migmatit din Orange County, Virginia și căutați buzunare de granit pătat. Acești „leucozomi” reprezintă porțiunea topită anterior a acestei roci, care altfel este o șist. Topirea parțială similară are loc astăzi sub centurile montane moderne active, cum ar fi Himalaya.

 fotografie care prezintă 6 straturi pliate: 3 straturi de șist (fost noroi) și 3 straturi de metagraywacke (fost metagraywacke). toate sunt îndoite într-un pliu mare în formă de "V". Un ban (monedă) oferă un sentiment de scară.
turbidite metamorfozate pliate: șist alternativ & straturi metagraywacke (fostul șist & graywacke) au fost pliate de Taconian mountain-building. Afloriment în Chesapeake & Parcul istoric național al canalului Ohio, lângă Potomac, Maryland.

deformarea a fost o altă semnătură majoră a construcției montane în regiunea Piemont. Structurile primare au fost distorsionate de falduri și perturbate de defecte, deoarece arcul insulei vulcanice Taconiene a andocat cu America de Nord ancestrală, comprimând sedimentele Iapetan prinse între ele.

în New England, rocile de pe fundul mării Iapetus, incluzând atât litosfera oceanică, cât și depozitele sedimentare de apă adâncă, s-au deplasat în sus pe roci continentale și spre vest pentru o distanță de aproape 5o km. O eroare majoră de împingere a permis această mișcare relativă. Astăzi, urmele acestei defecțiuni se numesc „linia lui Cameron”, după geologul care a descris-o pentru prima dată. Klippen izolat al rocilor overthrust rămân în regiunea omonimă a munților Taconic, dar urmele defecțiunii trec și prin New England și chiar prin centrul orașului New York.

am înțeles?

începe testul

întrebare

răspunsul tău:

răspuns corect:

semnătura sedimentară

când munții sunt ridicați, ei erodează. Eroziunea Munților produce sedimente clastice și multe dintre ele. Deși acest lucru nu se acumulează la fața locului (adică., deasupra centurii montane), bazinele sedimentare vecine pot fi suficient de joase încât să poată primi și păstra acest sediment prin timp geologic. Cu mult înainte ca geologii să înțeleagă originile termice sau tectonice ale rocilor și granitelor metamorfice, orogeniile erau cunoscute din semnătura lor sedimentară clastică. Pietrișul, nisipul și noroiul nu apar doar în mod magic, la urma urmei – necesită o sursă. O cantitate mare de sedimente clastice care apar într-o secvență stratigrafică implică faptul că trebuie să fi existat o mulțime de roci muntoase din apropiere pentru a fi erodate.

sedimentul clastic rezultat (studenților mei le place să-l numească „mătreață de munte”) vine în două soiuri esențiale: un pachet de turbidite marine adânci pe care geologii Alpini îl numesc „flysch” și un pachet terestru cu pat roșu numit „molasse.”Deși acești Termeni europeni sunt puțin în vogă în America modernă, ei rezumă foarte frumos semnătura sedimentară a Orogeniei Taconiene. Găsim atât taconian flysch, cât și Taconian molasse în secvența stratigrafică a rocilor sedimentare din Valea & Provincia Ridge.

Taconian Flysch

o fotografie care prezintă o secvență de 5 unități de rocă, devenind mai întunecată în timp. Cele mai vechi din stânga sunt un Gri deschis curat. Cei mai tineri, din dreapta, sunt gri închis.
de-a lungul regretatului Ordovician, calcarele de mică adâncime de culoare deschisă au dat loc calcarelor și șisturilor din ce în ce mai întunecate.

calcarele pre-orogenice devin din ce în ce mai murdare pe măsură ce se apropie sfârșitul Ordovicianului. Conținutul lor crescut de argilă și nămol este văzut ca primul indiciu al atacului clastic care va veni, ca un miros de fum înainte de un incendiu forestier. De-a lungul timpului, urcând prin secvența stratigrafică, acești carbonați pasivi de marjă cedează șisturilor limice și apoi șisturilor clastice fără calcit și, în cele din urmă, turbiditelor graywacke intercalate cu șisturi. Interpretarea acestui model „murdar în sus” este apropierea și proeminența crescândă a lanțului muntos Taconian, vărsând din ce în ce mai multe sedimente cu cât crește mai mare. Acest flysch în înregistrarea sedimentară marină a clădirii Muntelui Taconian (și eroziune).

 o secțiune transversală de desene animate care arată adâncirea bazinului sedimentar adiacent centurii tinere de munte Taconian, pe măsură ce marginea ancestrală a Americii de nord se flexează în jos. Curenții de turbiditate curg în acest bazin adâncit.
adâncirea bazinului sedimentar adiacent centurii tinere de munte Taconian a fost realizată pe măsură ce marginea continentului ancestral nord-American s-a flexat în jos. Curenții de turbiditate curgeau în acest bazin adâncit, depunând șisturi și graywacke: taconian ” flysch.”

înregistrarea acestor curenți de turbiditate este o serie de paturi clasificate în graywacke, separate prin straturi de șisturi. Aceste secvențe Bouma sunt secvențe sedimentare distincte de mare adâncime care vorbesc despre avalanșă submarină după avalanșă submarină, livrând cantități uriașe de nisip și noroi în adâncul oceanic:

Iată o mostră de mână de rocă care arată o secvență Bouma:

trecerea de la carbonații de apă de mică adâncime pre-Taconieni la turbiditele de apă adâncă în timpul Taconianului sugerează că apa s-a adâncit. S-ar putea să fi existat un rol pentru flexura crustală aici: unde încărcarea tectonică a arcului Taconian și pană acreționară pe marginea ancestrală America de nord a făcut ca crusta să se lase în jos sub această greutate suplimentară, adâncind bazinul sedimentar de alături.

în regiunea Atlanticului Mijlociu a Văii & Provincia Ridge, unitatea geologică majoră care prezintă flysch complet este formația Martinsburg. Fosilele din formația Martinsburg ne permit să constrângem calendarul clădirii montane atât din punct de vedere biotratigrafic, cât și paleoecologic. Pe măsură ce sedimentele platformei de calcar Ordovician devin mai murdare și mai bogate în argilă, alimentatoarele de filtrare a apei de mică adâncime sunt înlocuite cu specii care sunt mai potrivite pentru condiții mai noroioase și mai profunde. Iată două exemple care prezintă faune de apă mai adânci, una care prezintă graptoliți și una care prezintă brahiopode, crinoide și un nautiloid; ambele prezentate ca panorame gigapixel:

fotografie care prezintă un afloriment de bentonită (etichetat) între straturile de calcar. Bentonita este de culoare galben-bronzată și foarte sfărâmicioasă. A fost erodat mai rapid decât straturile de deasupra și de dedesubt, făcând un gol încastrat în afloriment. Straturile sunt toate înclinate moderat spre dreapta. Un geolog se uită la afloriment, și oferă un sentiment de scară.
stratul de bentonită Ordovician târziu între straturile de calcar din Valea & Provincia Ridge din Virginia de Nord.

se păstrează și straturi de cenușă, probabil provenite din apropierea arcului insulei vulcanice. Aceste straturi de cenușă se transformă astăzi într-un material argilos gălbui, sfărâmicios, numit bentonită, dar includ zirconi care pot fi datați și care ajută la constrângerea vârstei straturilor sedimentare de deasupra și dedesubtul bentonitelor. Două paturi de bentonită răspândite, numite bentonita deicke (457 Ma) și bentonita Millbrig (454 Ma), se găsesc într-o vastă zonă de Appalachia și Midwest. Ele pot fi corelate tot drumul de la sudul Minnesota și Texas la Alabama și Georgia la nordul statului New York.

Taconian Molasse

odată ce bazinul flysch s-a umplut, râurile care drenează centura Muntelui Taconian s-au întins peste flysch, ajungând spre vest spre Marea Epeirică Tippecanoe. Pe măsură ce curgeau, transportau sedimente. Sedimentul s-a acumulat în canalele râurilor și în depozitele de câmpie inundabile. În regiunea Mid-Atlantică, acestea apar în principal în formația Juniata.

secțiune transversală de desene animate care arată dezvoltarea pantei clastice Queenston la vest de Centura Muntelui Taconian. Molasa este cea mai groasă și mai grosieră aproape de centura montană la est, și se subțiază și amenzile la vest.
pană Clastică Queenston a fost depus la vest de Centura Muntelui Taconian. Molasa este cea mai groasă și mai grosieră aproape de centura montană la est, și se subțiază și amenzile la vest.

Iată un Google Maps Street View de o astfel de expunere:

rețineți marginea canalului plină de gresie care se ridică din iarba din partea dreaptă a ecranului, ca o jumătate de față zâmbitoare. Există o jumătate de duzină de straturi de gresie roșie/șist în stânga sa. Puțin mai la stânga, puteți vedea doar șisturi roșii (fără gresie). Acesta este un mic instantaneu al relației dintre un râu și Lunca sa inundabilă. Râul este gresia canalului cu forma feței zâmbitoare, iar șistul roșu reprezintă Lunca sa inundabilă. Zona de tranziție cu numeroasele mici cuplete de gresie / șist sunt interpretate ca depozite de crăpătură, locuri în care râul și-a revărsat malurile într-o inundație și s-a revărsat peste propriul dig natural.

formațiunea Juniata face parte dintr-un depozit arcuat mai masiv de depozite terestre, numit Queenston clastic Wedge. Unii geologi o numesc „Delta Queenston”, deși probabil că nu este literalmente exactă. Probabil a fost mai mult ca o câmpie aluvială alimentată de multe râuri care drenează centura de munte Taconiană. În vizualizarea hărții, are o formă mare de fan, dar în secțiune transversală, numele” pană ” are mai mult sens: este cel mai gros (și mai gros) în est și apoi se subțiază sistematic spre vest, ciupindu-se până la o margine de pene în Michigan.

pană Clastică Queenston este considerată a fi aproximativ jumătate din sedimentul care a fost vărsat de pe munții Taconieni (cealaltă jumătate plecând la est de centura montană, în Iapetus). Dacă acest lucru este corect, se poate face o estimare a volumului Munților: 600.000 km cubi de rocă. Deoarece cunoaștem lățimea centurii metamorfice („rădăcinile” Munților, așa cum s-a subliniat în secțiunea anterioară), acest lucru permite până la conversia estimării volumului nostru într-o interpretare a înălțimii. Ca și în cazul estimărilor din presiunile metamorfice, acest calcul sugerează vârfuri Taconiene de ordinul a 4000 m înălțime.

după ce Munții Taconieni au fost epuizați, în Silurian, condițiile au revenit la sedimentarea pasivă a marjei și un nou strat de carbonat a fost așezat în Silurian și în Devonian. Aceasta a fost o amânare temporară de la condițiile de marjă activă, care s-ar relua cu Orogenia acadiană la mijloc până la Devonianul târziu.

am înțeles?

începe testul

întrebare

răspunsul tău:

răspuns corect:

pentru o privire detaliată asupra sedimentelor vărsate de pe centura Muntelui Taconian, a se vedea Massanutten Synclinorium VFE.

concluzie

mai multe linii de dovezi indică acumularea unui arc insular vulcanic cu (ceea ce este astăzi) America de Nord ancestrală estică în perioada Ordoviciană târzie a timpului geologic (aproximativ 460 Ma în regiunea Atlanticului Mijlociu). Această coliziune tectonică, numită Orogenia Taconiană, a dus la o centură metamorfică extinsă care marchează rădăcinile unui lanț montan lung de mii de km. Pe măsură ce au fost epuizați de eroziune, acești munți antici au vărsat cantități abundente de sedimente, care s-au acumulat în bazinele vecine joase (atât marine, cât și terestre).

* ce este într-un nume?

Orogenia Taconiană este, de asemenea, numită „Orogenia Taconică” de către destui geologi încât probabil merită explorate diferitele nume de aici. Autorii acestui text cred că” Taconian „este termenul mai bun și că” Taconic ” este înșelător. Să explicăm pe scurt de ce…

Munții Taconic sunt un lanț muntos mic, modern, în nordul statului New York sunt situate la est de Albany, la granița cu Massachusetts, aproape de colțul de sud-vest a Vermont:

lucrările fundamentale privind înțelegerea construcției montane Ordoviciene au fost finalizate pentru prima dată în acești munți (moderni) și, prin urmare, reperele locale au furnizat numele episodului orogen. Cu toate acestea — și acesta este punctul cheie — întregul lanț montan din Ordovician nu s-a limitat la zona Munților Taconici moderni. În schimb, Munții antici s-au extins din Newfoundland în estul Canadei până în Alabama.

nu numai că munții Taconieni antici erau mult mai lungi decât munții taconieni moderni, dar erau și mai înalți. Cel mai înalt vârf al gamei Taconic de astăzi are doar aproximativ 600 de metri înălțime. În schimb, estimările din mineralele metamorfice formate în timpul Orogeniei Taconiene sugerează că vârfurile gamei Taconiene în vârstă de Ordovician trebuie să fi fost mult mai înalte. Presiunile metamorfice de vârf de 1,5 GPa implică ceva de ordinul a 20 km de material crustal deasupra. Munții Taconieni, cu alte cuvinte, ar fi fost o gamă la scară alpină. În Alpii moderni, Cel mai înalt vârf are o înălțime de peste 4000 de metri.

acei munți antici au dispărut acum, erodați de-a lungul timpului geologic. Putem observa rădăcinile lor erodate și putem observa sedimentul care a rezultat din acea eroziune, dar munții înșiși ca trăsături topografice au dispărut de mult. Această gamă antică își merită propriul nume, iar acest nume ar trebui să fie distinct de Numele care se aplică gamei moderne. Dacă gama modernă este munții Taconic, atunci Munții Ordovician au nevoie de un nume diferit: Taconian.

să rezumăm cu o comparație rapidă și contrast: Munții Taconieni erau o caracteristică peisagistică străveche, lungă de mii de kilometri, cu vârfuri care probabil depășeau cândva 4000 m altitudine și sunt acum complet erodate. Munții Taconic sunt o caracteristică peisagistică modernă, lungă de aproximativ 20 de kilometri, cu o altitudine maximă de doar 400 m, iar munții nu sunt încă complet erodați.

Munții Taconici sunt locul unde Orogenia Taconiană a fost descrisă pentru prima dată, dar nu ar trebui să confundăm lanțul muntos modern cu puternicul său predecesor în vârstă de Ordovician. Foarte diferite în vârstă, înălțime și întindere, merită nume diferite.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.