Войти
Подпровинция долины реки Миннесота столкнулась с провинцией Супериор и вышла за ее пределы Алгоманская орогенез, известная как кеноранская орогенез в Канаде, была эпизодом горообразования (орогенез ) в конце Архейский Эон, который включал повторяющиеся эпизоды континентальных столкновений, сжатия и субдукции. Провинция Сьюпериор и террейн долины реки Миннесота столкнулись примерно от 2700 до 2500 миллионов лет назад. Столкновение сморщило земную кору и произвело достаточно тепла и давления для метаморфизма породы. Блоки были добавлены к провинции Superior вдоль границы 1200 км (750 миль), которая простирается от современной восточной части Южной Дакоты до района озера Гурон. Алгоманская орогенизация завершила Архаен Эон примерно 2,500 миллионов лет назад; он длился менее 100 миллионов лет и знаменует собой серьезное изменение в развитии земной коры.
Канадский щит содержит пояса метавулканических и метаосадочных горных пород, образованных в результате воздействия метаморфизма на вулканические и осадочные породы. Области между отдельными поясами состоят из гранитов или гранитных гнейсов, образующих зоны разломов. Эти два типа поясов можно увидеть в субпровинциях Вабигун, Кетико и Вава ; Вабигун и Вава имеют вулканическое происхождение, а Кетико - осадочное происхождение. Эти три субпровинции лежат линейно в поясах, ориентированных с юго-запада на северо-восток, шириной около 140 км (90 миль) в южной части провинции Сьюпириор.
Провинция рабов и части провинции Наин также пострадали. Примерно между 2000 и 1700 миллионами лет назад они объединились с Саск и Вайоминг кратонами, чтобы сформировать первый суперконтинент, Кенорланд суперконтинент.
По большей части Архей Эон, Земля производила тепло по крайней мере вдвое больше, чем сейчас. Время начала тектоники плит до сих пор обсуждается, но если бы современная тектоника действовала в архее, более высокие тепловые потоки могли бы вызвать более активные тектонические процессы. В результате плиты и континенты могли быть меньше. В Прекембрийских щитах нет широких блоков возрастом 3 млрд лет. К концу архея, однако, некоторые из этих блоков или террейнов объединились, чтобы сформировать более крупные блоки, спаянные вместе зелеными поясами.
Два таких террейна, которые теперь составляют часть Канадский щит столкнулся примерно с 2700-2500 миллионами лет назад. Это были Верхняя провинция и большой террейн долины реки Миннесота, первый состоит в основном из гранита, а второй - из гнейса. Это привело к горообразованию, известному как Algoman orogeny в США (названное в честь Algoma, Kewaunee County, Wisconsin ), и Kenoran orogeny в Канаде. Его продолжительность оценивается от 50 до 100 миллионов лет. Текущая граница между этими террейнами известна как тектоническая зона Великих озер (GLTZ). Эта зона имеет ширину 50 км (30 миль) и простирается по линии длиной примерно 1200 км от середины Южной Дакоты, на восток через середину Верхнего полуострова Мичиган до Садбери, Онтарио. Рифтинг в GLTZ начался около 2,500 миллионов лет назад, в конце альгоманской орогении.
Орогенез затронул прилегающие районы северной Миннесоты и Онтарио в Верхней провинции, а также Раб и восточную часть провинции Наин, гораздо более широкая область влияния, чем в последующие орогении. Это самая ранняя датируемая орогенез в Северной Америке, завершившая архейский эон. Конец архейского эона знаменует собой серьезное изменение в развитии земной коры : кора по существу сформировалась и достигла толщины около 40 км (25 миль) под континентами.
Столкновение между террейнами искривляло земную кору и произвело достаточно тепла и давления, чтобы преобразовать существовавшую тогда породу. Неоднократные столкновения континентов, сжатие по оси север-юг и субдукция привели к восстанию Альгоманских гор. За этим последовали интрузии гранита плутонов и куполов батолита в гнейс около 2700 миллионов лет назад; двумя примерами являются гранит Священного сердца юго-запада Миннесоты и метагаббро Watersmeet Domes (метаморфизованный габбро ), которые находятся на границе Висконсина и Мичигана Верхнего полуострова. После затвердевания интрузий новые напряжения в зеленокаменном поясе вызвали движение по горизонтали по нескольким разломам и передвинули огромные блоки коры по вертикали относительно соседних блоков. Эта комбинация складчатости, вторжения и разломов создала горные цепи по всей северной Миннесоте, северному Висконсину, Верхнему полуострову Мичигана и самому южному Онтарио. Магматические и высокосортные метаморфические породы связаны с орогенезом.
Экстраполируя ныне эродированные и наклонные пласты вверх, геологи определили, что эти горы были высотой в несколько километров. Подобные проекции наклонных пластов вниз в сочетании с геофизическими измерениями зеленокаменных поясов в Канаде позволяют предположить, что метавулканические и метаосадочные породы поясов простираются вниз по крайней мере на несколько километров.
Действие метаморфизма на границе между телами гранитов и гнейсов приводит к появлению последовательности метаморфизованных вулканических и осадочных пород, называемых зеленокаменными поясами. Большинство вулканических пород архея сосредоточено в зеленокаменных поясах; зеленый цвет обусловлен минералами, такими как хлорит, эпидот и актинолит, которые образовались во время метаморфизма. После того, как произошел метаморфизм, эти породы были сложены и образовали систему гор в результате альгоманского горообразования.
Вулканические пласты имеют толщину от 8 до 9 км (от 26 000 до 30 000 футов). Около 2700 миллионов лет назад зеленокаменный пояс подвергся новым напряжениям, вызвавшим движение по нескольким разломам. Для деформации зеленокаменного пояса характерны разломы как мелкого, так и крупного масштаба. Эти разломы демонстрируют как вертикальное, так и горизонтальное движение относительно соседних блоков. Крупномасштабные разломы обычно возникают по краям зеленокаменных поясов, где они контактируют с замкнутыми гранитными породами. Вертикальное движение может достигать тысячи метров, а горизонтальное движение на многие километры происходит вдоль некоторых зон разломов.
За некоторое время до 2600 миллионов лет назад, массы магмы вторглись под и внутри магматических и осадочных пород, нагревая и давя на породы, превращая их в твердые зеленовато-зеленые камни. Они начались с трещинных извержений базальтов, продолжились промежуточными и кислыми породами, извергавшимися из вулканических центров, и закончились отложением отложений в результате эрозии вулканической груды. Поднимающаяся магма вытеснилась под неглубоким древним морем, где она остыла и образовала подушкообразные зеленые камни. Некоторые подушки Миннесоты, вероятно, охлаждались на глубине до 1000 м (3300 футов) и не содержали газовых полостей или пузырьков.
Большинство зеленокаменных поясов со всеми их компонентами были свернуты в желобообразные синклинали ; исходная базальтовая порода, которая находилась на дне, находится на внешних краях прогиба. Вышележащие более молодые толщи пород - риолиты и грейвакки - расположены ближе к центру синклинали. Скалы настолько сильно изогнуты, что большинство из них наклонено почти на 90 °, причем вершины слоев на одной стороне синклинального пояса обращены к вершинам слоев на другой стороне; горные породы фактически лежат на боку. Складчатость может быть настолько сложной, что один слой может многократно обнажаться на поверхности в результате последующей эрозии.
В процессе формирования зеленокаменных поясов вулканы извергали тефру в воздух, которые осели в виде отложений и уплотнились в грейвакки и аргиллиты формаций озера Нож и озера Вермилион. Грейвакки представляют собой плохо отсортированные смеси глины, слюды и кварца, которые могут быть образованы в результате разложения пирокластических обломков; присутствие этих обломков предполагает, что некоторая взрывная вулканическая активность произошла в этом районе ранее. Вулканизм происходил на поверхности, а другие деформации - на разной глубине. Многочисленные землетрясения сопровождали вулканизм и разломы.
Субпровинции Вава, Кетико и Вабигун Провинция Супериор составляет ядро как Североамериканского континента, так и Канадского щита и имеет толщину не менее 250 км (160 миль). Его граниты датируются от 2700 до 2500 миллионов лет назад. Он образовался путем слияния множества мелких террейнов, возраст которых уменьшается по мере удаления от ядра. Этот прогресс иллюстрируется возрастом субпровинций Вабигун, Кетико и Вава, который обсуждается в отдельных разделах. Более поздние террейны стыковались с периферией континентальных массивов с геосинклиналями, развивающимися между слитными ядрами и океанической корой. В целом провинция Сьюпериор состоит из простирающихся с востока на запад поясов преимущественно вулканических пород, чередующихся с поясами осадочных и гнейсовых пород.
Из-за деформации вниз вдоль удлиненных зон каждый пояс по существу представляет собой большой блок с опусканием или спуском вниз.. Области между отдельными поясами представляют собой зоны разломов, состоящих из гранитов или гранитогнейсов. Его западная часть содержит региональную структуру, состоящую из гранитных зеленокаменных и метаосадочных поясов (субпровинций), простирающихся с востока на запад, шириной от 100 до 200 км (от 60 до 120 миль). Мантия провинции Западный Верхний осталась нетронутой с момента наращивания субпровинций, произошедшего 2700 миллионов лет назад.
В субпровинциях Вабигун, Кетико и Вава можно увидеть складчатость и разломы. Эти три субпровинции лежат линейно в поясах, ориентированных с юго-запада на северо-восток, шириной около 140 км (90 миль) (см. Рисунок справа). Самая северная и обширная провинция - Вабигун. Он начинается в северо-центральной части Миннесоты и продолжается на северо-восток в центральную часть Онтарио; его частично прерывает Южная провинция. Непосредственно на юг субпровинция Кетико простирается на запад в северо-центральной части Миннесоты и простирается дальше на северо-восток. Он полностью прерывается узкой полосой южной провинции возрастом от 1100 до 1550 миллионов лет к северо-востоку от Тандер-Бей. Подпровинция Вава - самая южная из трех; он начинается в центральной Миннесоте, продолжается на северо-восток до Тандер-Бей, Онтарио, Канада (где его южная граница только проходит на север Тандер-Бей), а затем простирается на восток за пределы озера Верхнее. Северная граница продолжается примерно в северо-восточном направлении, в то время как южная граница опускается на юг, чтобы следовать за северо-восточным берегом озера Верхнее.
Три субпровинции разделены крутым падением зоны сдвига, вызванные продолжающимся сжатием, которое произошло во время альгоманской орогении. Эти границы являются основными зонами разломов.
Граница между субпровинциями Вабигун и Кветико, по-видимому, также контролировалась столкновением плит и последующими транспрессиями. Эта зона разлома Рейни Лейк - река Сена является крупной зоной сдвигов северо-восточного и юго-западного простирания; он имеет тенденцию к северо-востоку на 80 ° в.д., чтобы прорезать северо-западную часть Национального парка Вояджерс в Миннесоте и простирается на запад до International Falls, Миннесота, и Форт-Фрэнсис, Онтарио. Разлом перенес породы в зеленокаменном поясе на значительное расстояние от места их возникновения. Зеленокаменный пояс на островах Семи Сестер составляет от 2 до 3 км (от 0 до 0 миль) в ширину; на западе зеленокаменный камень пересекается со стручками анортозита габбро. Радиометрическое датирование из района Рейни-Лейк в Онтарио показывает возраст около 2700 миллионов лет, которому благоприятствует движущейся модели тектонической плиты для формирования границы.
Самый крупный разлом - Вермилион, разделяющий субпровинции Кетико и Вава. Он имеет направление 40 ° восточной долготы и был вызван внесением масс магмы. Разлом Вермилион прослеживается к западу до Северной Дакоты. Он имел горизонтальное движение на 19 км (12 миль), при этом северный блок двигался на восток и вверх относительно южного блока. На стыке субпровинций Кетико и Вава имеется зона биотита -богатого мигматита, породы, которая имеет характеристики как магматических, так и метаморфических процессов; это указывает на зону частичного плавления, которое возможно только в условиях высокой температуры и давления. Он виден как пояс шириной 500 м (1600 футов). Большинство сплющенных крупных кристаллов в разломе указывают на простое сжатие, а не на сдвиг, сдвиг или вращение, когда две субпровинции состыковываются. Это свидетельствует о том, что субпровинции Кетико и Вава были объединены в результате столкновения двух континентальных плит примерно 2690 миллионов лет назад. Структуры мигматита включают складки и слоистые слои ; слоения пересекают обе стороны складок более ранней фазы. Эти пересекающиеся слоения указывают на то, что мигматит претерпел по крайней мере два периода пластической деформации.
Докембрийская порода в национальном парке Вояджерс, который находится между субпровинциями Вабигун и Кетико. Вабигун субпровинция - это ранее действующая вулканическая цепь островов, состоящая из метавулканических и метаосадочных интрузий. Эти метаморфизованные породы представляют собой зеленокаменные пояса вулканического происхождения, окруженные гранитными плутонами и батолитами. Зеленокаменные пояса субпровинции состоят из кислых вулканитов, кислых батолитов и кислых плутонов возрастом от 3000 до 2670 миллионов лет.
Гнейсовый пояс Кетико простирается примерно на 970 км (600 миль) в поперечнике. Онтарио и некоторые районы Миннесоты. Преобладающими породами в пределах пояса являются сланцы и гнейсы, образованные в результате интенсивного метаморфизма грейвакков и незначительных количеств других осадочных пород. Возраст отложений, щелочных плутонов и кислых плутонов составляет от 2690 до 2680 миллионов лет. Метаморфизм относительно слабый на окраинах и высокий в центре. Компоненты с низким содержанием грейвакков были получены в основном из вулканических пород; Высококачественные породы более крупнозернистые и содержат минералы, отражающие более высокие температуры. Гранитные интрузии в богатых метаосадках образовались в результате субдукции океанской коры и частичного плавления метаосадочных пород. Непосредственно к югу от национального парка Вояджерс и до Вермилионского разлома находится широкая переходная зона, содержащая мигматит.
Гнейсовый пояс Кетико представляет собой аккреционный клин, образовавшийся в траншее во время столкновения нескольких островных дуг. (зеленокаменные пояса). Границы между гнейсовым поясом и прилегающими к нему зеленокаменными поясами на севере и юге являются основными зонами разломов, зонами разломов Вермилион и Рейни-Лейк - река Сена.
Подпровинция Вава является бывшая действующая вулканическая цепь островов, состоящая из метаморфизованных зеленокаменных поясов, окруженных гранитными плутонами и батолитами и прорезанных ими. Эти зеленокаменные пояса состоят из кислых вулканитов, кислых батолитов, кислых плутонов и отложений возрастом от 2700 до 2670 миллионов лет.
Преобладающий тип горных пород - белые, крупнозернистые, слоистые роговая обманка тоналит. Минералы в тоналите представлены кварцем, плагиоклазом, щелочным полевым шпатом и роговой обманкой.
Это показывает расположение провинции Слейв на северо-западе и провинции Наин на северо-востоке. В обширных регионах провинции Слейв на севере Канады магма, которая позже стала батолитом, нагрелась вокруг скалы, образуя метаморфические области, названные ореолами, около 2575 миллионов лет назад. Эти регионы обычно имеют ширину от 10 до 15 км (от 6 до 9 миль). Создание ореолов было непрерывным процессом, но три узнаваемые метаморфические фазы можно соотнести с установленными фазами деформации. Цикл начался с фазы деформации, не сопровождавшейся метаморфизмом. Это превратилось во вторую фазу, сопровождаемую широким региональным метаморфизмом, когда началось термальное купол. При продолжающемся восходящем движении изотерм третья фаза вызвала незначительную складчатость, но вызвала крупную метаморфическую перекристаллизацию, что привело к внедрению гранита в ядро термального купола. Эта фаза происходила при более низком давлении из-за эрозионной разгрузки, но температуры были более экстремальными, примерно до 700 ° C (1300 ° F). По окончании деформации тепловой купол разрушился; незначительные минералогические изменения произошли во время этой фазы распада. С тех пор регион был практически стабильным.
Геохронология нескольких архейских горных пород устанавливает последовательность событий продолжительностью около 75 миллионов лет, ведущую к образованию нового сегмента земной коры. Самые старые породы, возраст которых составляет 2650 миллионов лет, представляют собой основные метавулканиты с преимущественно известково-щелочными характеристиками. Радиометрическое датирование указывает на возраст от 2640 до 2620 миллионов лет, зарегистрированный для син-кинематических кварцевых диоритов батолитов и от 2590 до 2100 миллионов лет для основных тел поздней кинематики. Пегматитовые адамеллиты, возрастом 2,575 ± 25 миллионов лет, являются самыми молодыми плутоническими образованиями.
Метагрейваки и мета пелиты из двух районов, пересекающих один из эти ореолы около Йеллоунайфа были изучены. Большинство пород провинции Слейв представляют собой граниты с метаморфизованными метаосадочными и вулканическими породами Йеллоунайф. Изотопный возраст этих пород составляет около 2,500 миллионов лет назад, во время кеноранского горообразования. Скалы, образующие провинцию Слейв, представляют собой высокий уровень метаморфизма, вторжения и ремобилизации фундамента, типичный для архейских террейнов. Мигматиты, батолитические интрузивные и гранулито-метаморфические породы демонстрируют слоистость и полосчатость состава; скалы однородно твердые и так тщательно деформированы, что слоистости мало. Большинство метаосадков супергруппы Йеллоунайф имеют плотную складчатость (изоклиналь ) или встречаются в погружающихся антиклиналях.
Архейские породы, образующие провинцию Наин на северо-востоке Канады и Гренландии, отделены от Верхний террейн узкой полосой ремобилизованных пород. Гренландия отделилась от Северной Америки менее 100 миллионов лет назад, и ее докембрийские террейны совпадают с террейнами Канады на противоположной стороне Баффинова залива. Южная оконечность Гренландии является частью провинции Наин, это означает, что она была связана с Северной Америкой в конце Кеноранского орогена.
