Льюис Овертраст
— Надвиг Льюиса это геологическая разлома структура Скалистых гор, обнаруженная на границе национальных парков Глейшер в Монтане , США, и озер Уотертон в Альберте , Канада. Структура была создана в результате столкновения тектонических плит около 59-75 миллионов лет назад, в результате чего клин докембрийской породы толщиной в несколько миль продвинулся на 50 миль (80 км) на восток, в результате чего он перекрыл более мягкую породу мелового возраста, составляющую от 1300 до 1400 миллионов лет. лет моложе.
Декольте и можно увидеть с перевала Мариас как тонкую коричневую линию скалы примерно на полпути к вершине горы Саммит горы Литл-Дог .
География
[ редактировать ]Канадских Скалистых гор Надвигово-складчатый пояс представляет собой сужающийся к северо-востоку деформационный пояс, состоящий из мезопротерозойских , палеозойских и мезозойских толщ. Надвиговый покров Льюиса — одна из основных структур надвигового и складчатого пояса, простирающегося на 280 миль (450 км) от горы Кидд возле Калгари, штат Авиабаза, в юго-восточных канадских Кордильерах, до горы Стимбот , расположенной к западу от Грейт-Фолс, на северо-западе Монтаны, в Соединенные Штаты. [ 1 ] [ 2 ] Надвиг Льюиса дает научное представление о геологических процессах, происходящих в других частях мира, таких как Анды и Гималаи .
Геология и тектоника
[ редактировать ]Тектоническое зарождение и Канадские Кордильеры
[ редактировать ]Начало Кордильерского орогенеза началось в среднеюрское время в результате распада Пангеи и движения Северо-Американской плиты к зонам субдукции на западной окраине. [ 3 ] Большая часть Канадских Кордильер сегодня состоит из многочисленных тектоностратиграфических террейнов , которые были приращены к стабильной окраине Северной Америки от юрского до раннего третичного периода в результате дрейфующих на восток и север островных дуг, которые столкнулись с континентальной литосферой Северной Америки. [ 4 ] Эти террейны образовались в результате отделения пород верхней коры от более плотной нижней коры и прото-тихоокеанской верхней мантийной литосферы, которая была погружена под Северо-Американский кратон. [ 5 ] Аллохтонные - террейны верхней коры располагались друг над другом и над западной окраиной Северо-Американского кратона вдоль системы взаимосвязанных крупных надвигов, простирающихся на северо-востоке и юго западе . [ 5 ]
Подъем Скалистых гор и образование надвигово-складчатого пояса Скалистых гор.
[ редактировать ]Начало деформации складчато -надвигового пояса Скалистых гор было обусловлено коллизионными тектоническими силами, возникшими на западном краю Северо-Американского кратона. Этот надвиговый и складчатый пояс был поднят к востоку от Канадских Кордильер и образовался между средней юрой и ранним эоценом в пределах сужающегося к востоку клина осадочных пород мезопротерозоя и раннего кайнозоя, которые отложились в осадочном бассейне Западной Канады. [ 6 ] Глубокое несогласие отделяет осадочный чехол от архейской до палеопротерозойской кристаллической коры Северной Америки. [ 6 ] Этот надвиговый и складчатый пояс имеет тонкостенную геометрию, о чем свидетельствует ряд надвигов, которые чередуются и перекрываются по простиранию и пересекают пласты под низким или умеренным углом, которые выравниваются с глубиной, повторяют одну и ту же стратиграфию от кембрия до триаса от надвига к надвигу. лист и сливаются в общий базальный декольте — базальный декольте Скалистых гор. [ 7 ] Надвиговый и складчатый пояс Скалистых гор распространялся с запада на восток, допуская горизонтальное сокращение до 120 миль (200 км) возле границы с Канадой и США и около 43 миль (70 км) в северных частях Британской Колумбии и Монтаны. Восточная граница складчато-надвигового пояса отмечена наиболее восточными деформированными толщами, известными в обнажениях и/или в недрах. Поскольку пласты, подстилающие равнины Альберты, пологие, трудно определить край деформации на этой стороне пояса. На западной стороне Скалистые горы ограничены желобом Скалистых гор , где, как предполагается, желоб перекрывает западные, опустившиеся блоки основных разломов, которые отделяют южные Скалистые горы от гор Перселл . [ 6 ]
Горизонтальное сокращение тонкокожих отложений, лежащих над разломом отделения, из-за тектонической конвергенции, должно компенсировать это горизонтальное сокращение, и это произошло за счет образования крупных надвигов с большим смещением, крупнейшим из которых является надвиг Льюиса. Надвиговые щиты, участвующие в надвиговом и складчатом поясе форланда Канадских Скалистых гор, состоят из пластов разного возраста, что указывает на значительную деформацию с течением времени. Доминирующей структурой деформационного пояса является серия надвигов, преимущественно листрического характера и северо-восточной или восточной вергентности. Эти надвиги следуют за длинными параллельными отрывами напластования, разделенными пандусами. В результате образуется серия вышележащих надвигов, которые следуют за связанными с ними отрывами разломов. Кроме того, существует падающий на запад базальный отряд, который простирается до метаморфического ядра Кордильеров на уровнях средней коры. Считается, что пласты из разных сред осадконакопления были соскоблены с нижележащего Северо-Американского кратона и срослись с вышележащим Северо-Американским кратоном. Межгорный террейн во время сближения тектонических плит в период поздней юры и палеоцена. Исследования и современное датирование показали, что распространение надвига на восток происходило в виде четырех отдельных импульсов, разделенных относительным тектоническим затишьем. 40 с/ 39 Ar-даты указывают на то, что эти импульсы происходили в позднеюрском (163-146 млн лет), среднем меле (103-99 млн лет), позднем мелу (76-68 млн лет) и позднем палеоцене-начале эоцена (57-51 млн лет), разделенных периодами покоя >40 млн лет, >20 млн лет и >10 млн лет соответственно. [ 6 ]
Скалистые горы были подняты во время Ларамидского складчатого образования , которое произошло между 80 и 55 миллионами лет назад в период от позднего мела до раннего палеоцена в результате субдукции плит Кула и Фараллон под североамериканский континент. [ 8 ] Кроме того, первые радиометрические возрасты, полученные путем прямого датирования надвиговых разломов на передних хребтах южных канадских Скалистых гор, выявили два отдельных эпизода деформации, названных «импульс Рандла» и «импульс МакКоннелла». [ 6 ] Эти импульсы были датированы и интерпретированы как произошедшие 72 и 52 млн лет назад соответственно. [ 6 ]
Система тяги Льюиса
[ редактировать ]Надвиг Льюиса представляет собой пологий надвиг, в котором докембрийские отложения были надвинуты на более молодые меловые отложения. [ 9 ] Упорный лист ограничен боковыми пандусами с обеих сторон. На юге это происходит возле перевала Мариас, штат Монтана, где геометрия пандуса параллельна направлению движения листа. [ 9 ] На севере упорный лист поднимается вверх и проходит по наклонному склону возле перевала Кутеней в Британской Колумбии. Общая форма надвигового щита при его движении на северо-восток имеет общую выпуклую форму в сторону форланда. [ 9 ]
Лист Льюиса несет надвиг Льюиса, где сжатие и надвиги (в южных предгорьях Канадских Скалистых гор и хребтах Восточного фронта) были связаны с косой правосторонней конвергенцией между Межгорным террейном и Северо-Американским кратоном. Эта транспрессия в позднем мелу привела к тектонической инверсии Кордильерского миогеоклина и бассейна Бельт-Перселл, поскольку пласт Льюиса начал изгибаться и складываться, где пласты затем переворачивались до тех пор, пока не образовался разрыв или разлом. Это привело к отторжению от кристаллического фундамента мощных толщ палеозойских пород, составляющих кориллерийский миогеоклин, и нижележащих неопротерозойских пород; сместились вверх по рампе пассивной маржи, вдоль которой они скопились; и накладываются на плоскую поверхность Северо-Американского кратона, образуя структурную кульминацию, определяющую основные хребты Канадских Скалистых гор. [ 8 ] Перселла Точно так же густая последовательность мезопротерозойских пластов, состоящая из супергруппы Белт-Перселл, следовала той же последовательности событий, которая привела к структурной кульминации, наблюдаемой в южном конце антиклинория . [ 8 ]
Надвиг Льюиса разрезается двумя основными системами разломов растяжения: разломом Флэтхед и системой разломов желоба Скалистых гор. Оба из них имеют возраст от позднего эоцена до миоцена. [ 5 ] Однако степень сокращения, произошедшего на надвиге, не связана с эоценовым расширением из-за системы разломов желоба Скалистых гор и разлома Флэтхед, не оказывающего позиционного влияния на отсечки подошвы и висячего борта надвига Льюиса. [ 5 ] Вместо этого эта транспрессия была заменена транстензией в раннем эоцене, включающей растяжение коры с востока на запад и тектоническую эксгумацию, в результате которой на поверхность были обнажены метаморфические породы средней коры. Кроме того, этот переход от транспрессии к транстензии привел к быстрому охлаждению метаморфических комплексов ядра, когда они были эксгумированы и вынесены на поверхность. Правое растяжение по внутриконтинентальным сдвигам на северо-востоке и юго-западе Британской Колумбии завершилось эксгумацией среднекорового метаморфического ядра в середине эоцена. Это приводит к обнажению базального деколлемента и ассоциации с разломами с севера на юг, внедрением даек и объемным магматизмом, что, в свою очередь, знаменует прекращение сокращения земной коры. [ 7 ] Палеотемпературы и геотермические градиенты указывают на то, что надвиг Льюиса имел толщину 7,5–8,4 миль (12–13,5 км), когда началось надвиг. [ 6 ]
Дуплексы
[ редактировать ]
Надвиговые разломы часто связаны с тремя типами структур: черепитчатыми веерными структурами, рампообразными структурами и дуплексными структурами, все из которых наблюдаются в пределах надвига Льюиса и надвига и складчатого пояса Скалистых гор. Дуплексные структуры являются обычным явлением и были расположены во многих местах вдоль надвига Льюиса. Эти структуры отличаются структурно перекрывающимися линзовидными слоями надвигов. Ярким примером является территория, простирающаяся от перевала Кутеней к северу от границы до перевала Мариас в Монтане. На этом разрезе показан надвиг Льюиса, следующий за серией горизонтов отрыва, параллельных наслоению, с довольно тонким стратиграфическим интервалом вблизи основания супергруппы Перселла, которая также является основанием среднепротерозойского пояса. [ 10 ] Два окна в этом разрезе показывают обнажения пластов верхнего мела, обнаженные под надвигом Льюиса, расположенные рядом с разломом Флэтхед. Внутри этих окон надвиг Льюиса сложен вместе с вышележащими и нижележащими слоями в серию антиклинальных кульминаций северо-западного простирания, которые простираются на всю длину западной стороны выступа. [ 10 ] Кроме того, в этом разрезе можно увидеть два различных структурных уровня: верхний уровень, составляющий большую часть массы надвига Льюиса, который характеризуется широкими открытыми складками в относительно недеформированных породах, и довольно тонкий нижний уровень, состоящий из сложенных черепитчатых плит. обращенные на юго-запад сигмоидальные надвиги, ограниченные снизу надвигом Льюиса, а сверху отдельным надвигом, параллельным наслоению, называемым надвигом Надгробия. [ 10 ] Эти кульминации постепенно складываются друг в друга и компенсируют значительное латеральное сокращение земной коры, связанное со сжатием вдоль надвига Льюиса. Еще один чрезвычайно похожий участок этого дуплекса можно увидеть на другом обнажении в районе Уотертон-Лейкс на юго-западе Альберты. [ 10 ] В дополнение к дуплексам, видимым в окнах, надвиг Льюиса также показывает изолированные остатки восточного края верхней плиты ( клиппы ), расположенные у горы Чиф в Монтане и горы Кроуснест в Альберте. Эрозия с течением времени придала горам их характерную форму, возвышающуюся над соответствующими прериями.
Геохронология
[ редактировать ]Движение по разлому надвига Льюиса датируется на основе самого старого возраста движения, определяемого самыми молодыми отложениями на подошве, возраст которых, как говорят, составляет около 65 миллионов лет. Анализ треков деления урансодержащих минералов, таких как цирконы и апатит, который включает датирование радиоактивного урана, обнаруженного в отложениях вдоль надвига Льюиса, с использованием изотопных соотношений урана, обеспечивает ограничения позднего преддеформационного палеогеотермического градиента и толщины слоя Льюиса. [ 11 ] Эти данные после калибровки по геологическому возрасту привели к выводу, что максимальное захоронение и нагрев в надвиге Льюиса произошло во время кампана за интервал времени менее 15 миллионов лет до начала движения надвига. Данные по трекам деления апатита показали резкую смену палеотемператур от высоких к низким температурам и связанные с этим изменения концентраций урана по мере прекращения захоронения и нагревания и начала движения и эксгумации, что показало, что смещение мезопротерозойских толщ супергруппы Бельта-Перселла вдоль Надвиг Льюиса пришел в движение примерно 75 млн лет назад. [ 11 ] [ 7 ] Это подтверждается местоположениями южнее вдоль надвигового разлома в Монтане, где разломы на передней кромке прорезают вулканический маркер возрастом 76 млн лет, что доказывает, что начало движения разлома должно быть моложе 76 млн лет назад. [ 7 ]
Самое молодое движение по разлому или, другими словами, окончание движения надвигов основано на стратиграфических и структурных особенностях раннеэоценовых отложений и ограничено возрастом сбросов, рассекающих надвиги, и связанных с ними отложений, обнаруженных в пределах этих отложений. обычные неисправности. Кроме того, считается, что охлаждение метаморфических комплексов ядра, которые возникли и были эксгумированы, знаменует конец деформации надвигового пояса, что было выполнено с использованием радиометрического урана в цирконах для обеспечения возраста охлаждения, соответствующего тектоническому переходу от сжатия к растяжению. . U-Pb датирование цирконов из различных деформированных и секущих среднекоровых гранитных пород на юге центральной части Британской Колумбии обеспечило возраст охлаждения 59 млн лет назад. Более того, переход от надвига и складчатости к растяжению земной коры привел к быстрому охлаждению метаморфических комплексов ядра реки Прист, где возраст охлаждения, обнаруженный в биотите, дал возраст >55 млн лет благодаря K-Ar и 40 с/ 39 Методы датирования. [ 12 ] Кроме того, было обнаружено, что те же разломы в Монтане, которые разрезали вулканический маркер, были пересечены порфировыми дайками возрастом 59 млн лет назад. [ 7 ] Это ограничивает самый молодой возраст движения - 59 млн лет назад. В совокупности даты, выявленные для самого старого и самого молодого движения вдоль разлома, показывают, что общее движение надвига Льюиса произошло в течение примерно 15 млн лет назад в периоды от позднего мела до раннего палеоцена между 75 и 59 млн лет назад.
Палеотемпературы были получены на основе отражательной способности витринита путем измерения процента падающего света, отраженного от поверхности частиц витринита в осадочной породе формации верхней юры-нижнего мела вдоль надвига Льюиса. Результаты показали, что додеформационный палеогеотермический градиент находится в диапазоне от <30 до 11 °C/км по сравнению с 18–22 °C/км во время пика углефикации и максимальных температур. Эти результаты указывают на то, что последовательность надвиговых щитов Льюиса была перекрыта по меньшей мере 3 км дополнительными позднемеловыми слоями, наряду с последовательностью толщиной 8 км, что указывает на то, что надвиговый щит Льюиса имел приблизительную толщину 12–13,5 км до движения надвигов.
Геологическое движение
[ редактировать ]Для определения движения по надвиговому покрову также использовались геофизические методы в виде сейсмического анализа. В одном исследовании сейсмические данные, зарегистрированные вдоль параллели 49° с.ш. (граница между Канадой и США), были зафиксированы от разлома траншеи Скалистых гор в поясе форленда до восточного склона антиклинали Мойи антиклинория Перселла, который, как полагают, это место, где разлом Льюиса сужается. Полученные сейсмические данные показали общее смещение надвигового покрова Льюиса на 115 км. [ 5 ] Это было сделано путем определения положения отреза подошвы пласта Льюиса, который на сейсмическом разрезе интерпретируется как усеченные отражатели на глубине 11–15 км, подстилающие антиклинорий Перселла и перекрывающие отражатели фундамента. [ 5 ] В 75 км к востоку по профилю находится обнажение разлома Льюис в районе Уотертон, который непосредственно соединяется с наиболее смещенной частью висячей стены. [ 9 ] Измерив расстояние между отсечкой подошвы и обнажением разлома на поверхности Земли, было определено общее перемещение надвиговой пластины Льюиса. Результаты показали, что произошло 75 км прямого перемещения надвигового щита по разлому Льюиса и еще 40 км перемещения за счет образования дуплексов предгорий и доменов. [ 5 ] Хотя в этом исследовании не учитывалась вероятность того, что надвиг Льюиса продвинулся дальше на восток вдоль прерий и был размыт, данные оказались высокого качества, поскольку они позволили установить превосходные связи с предыдущими буровыми скважинами. картированные структуры, измеренная стратиграфия и существующие геологические и сейсмические данные. [ 5 ] Это исследование послужило подкреплением предыдущей работы и очень соответствовало предыдущим собранным данным. [ 5 ] Кроме того, представленные сейсмические данные важны с точки зрения растяжения, поскольку прямая связь между отражающими горизонтами на западной и восточной сторонах желоба Скалистых гор коррелирует с одной и той же стратиграфической единицей, где растяжение может быть восстановлено, и было рассчитано расстояние растяжения около 10 км. по разнице до расширения и после расширения. [ 5 ]
Существуют разногласия по поводу того, как произошло надвиговое движение и какое влияние это движение оказало на окружающую геологию. Точнее, попытка определить, было ли движение толчка непрерывным или же движение было более прерывистым, остается безрезультатным. Однако аномально высокие значения отражательной способности витринита, полученные при надвиге Льюиса на перевале Мариас, надвиге МакКоннелла на горе Ямнуска, разломе Коулман на Уинтеринг-Крик и некоторых других, указывают на то, что во время надвига были созданы температуры 350–650 °C. Более того, эти высокие значения отражательной способности витринита были ограничены чрезвычайно узкими участками, прилегающими к зонам разломов и внутри них. Это свидетельствует о том, что высокие температуры были довольно кратковременными. Таким образом, высокие температуры интерпретируются как результат фрикционного нагрева во время прерывистого разлома. Свидетельства локальных высоких температур в зоне разлома указывают на то, что должны были существовать локальные области фрикционного напряжения, причем возможно, что это произошло из-за наклонов в плоскости разлома, где мог произойти дренаж с высоким поровым давлением. Более того, образцы из висячей стенки, собранные в непосредственной близости от плоскости разлома, не обнаруживают признаков нагревания при постепенном захоронении отложений. Отсутствие признаков нагрева во время разломов свидетельствует о низком напряжении трения и, следовательно, о низкой скорости скольжения. [ 13 ] Это показывает четкое согласие с эволюцией надвигового и складчатого пояса форланда Канадских Скалистых гор, включая надвиговый щит Льюиса, который, как интерпретируется, развился и начал движение импульсами. [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Файнштейн, Шимон; Кон, Барри; Осадец, Кирк; Прайс, Рэймонд А. (1 января 2007 г.). «Термохронометрическая реконструкция преднадвигового палеогеотермического градиента и начальной мощности надвига Льюиса, юго-восточный пояс канадских Кордильер». Специальный документ 433: Откуда горы? Исследования эволюции орогенных систем: Том в честь Раймонда А. Прайса . Специальные документы GSA. Том. 433. стр. 167–182. дои : 10.1130/2007.2433(08) . ISBN 978-0-8137-2433-1 . ISSN 0072-1077 .
- ^ Кастонге, Себастейн; Прайс, Рэймонд А. (1 сентября 1995 г.). «Тектоническая наследственность и тектоническое расклинивание вдоль наклонного висячего склона стены: южное окончание Туманного надвига, южные канадские Скалистые горы». Бюллетень Геологического общества Америки . 107 (11): 1304–1316. Бибкод : 1995GSAB..107.1304C . doi : 10.1130/0016-7606(1995)107<1304:thatwa>2.3.co;2 .
- ^ Миалл, Эндрю Д. «Геологические регионы» . Канадская энциклопедия . Проверено 6 апреля 2017 г.
- ^ Пелье, Энн Х.; Рейсберг, Лори; Ладден, Джон; Фрэнсис, Дон (2000). «Изотопная систематика Os в мантийных ксенолитах; возрастные ограничения литосферы Канадских Кордильер» (PDF) . Химическая геология . 166 (1–2): 85–101. Бибкод : 2000ЧГео.166...85П . doi : 10.1016/s0009-2541(99)00187-4 – через Elsevier.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Фельден, Ари Дж. ван дер; Кук, Фредерик А. (1 сентября 1994 г.). «Смещение надвига Льюиса на юго-западе Канады: новые данные по данным сейсмического отражения». Геология . 22 (9): 819–822. Бибкод : 1994Geo....22..819V . doi : 10.1130/0091-7613(1994)022<0819:dotlts>2.3.co;2 . ISSN 0091-7613 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Пан, Д.И.; ван дер Плюйм, бакалавр (2014). «Орогенные импульсы в Скалистых горах Альберты: радиометрическое датирование основных разломов и сравнение с региональными тектоно-стратиграфическими данными». Бюллетень Геологического общества Америки . 127 (3–4): 480–502. Бибкод : 2015GSAB..127..480P . дои : 10.1130/b31069.1 .
- ^ Jump up to: а б с д и Симони, Филип С.; Карр, Шэрон Д. (1 сентября 2011 г.). «Эволюция юго-восточных канадских Кордильер от мела до эоцена: непрерывность систем надвигов Скалистых гор с зонами «последовательного» потока в средней коре». Журнал структурной геологии . 33 (9): 1417–1434. Бибкод : 2011JSG....33.1417S . дои : 10.1016/j.jsg.2011.06.001 .
- ^ Jump up to: а б с «Академический документ (PDF): Предварительная палинспастическая карта мезопротерозойского пояса / супергруппы Перселла, Канада и США: последствия для тектонической обстановки и структурной эволюции антиклинория Перселл и месторождения Салливан» . Исследовательские ворота . Проверено 11 апреля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с д Прайс, Питер Р. Фермор, Раймонд А. (1 января 1983 г.). «Стратиграфия нижней части супергруппы Бельт-Перселл (средний протерозой) на надвиге Льюиса Южной Альберты и Британской Колумбии» . Бюллетень канадской нефтяной геологии . 31 (3). ISSN 0007-4802 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д Прайс, Питер Р. Фермор, Раймонд А. (1 января 1987 г.). «Мультидуплексная структура у основания надвига Льюиса в Скалистых горах южной Канады» . Бюллетень канадской нефтяной геологии . 35 (2). ISSN 0007-4802 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Осадец, КГ; Кон, БП; Файнштейн, С.; О'Салливан, ПБ (6 мая 2002 г.). «Термическая история канадского бассейна Уиллистон на основе термохронологии следов деления апатита - последствия для нефтяных систем и геодинамической истории». Тектонофизика . Низкотемпературная термохронология: от тектоники к эволюции ландшафта. 349 (1–4): 221–249. Бибкод : 2002Tectp.349..221O . дои : 10.1016/S0040-1951(02)00055-0 .
- ^ ван дер Плюйм, Бен А.; Холл, Крис М.; Вролийк, Питер Дж.; Пивир, Дэвид Р.; Кови, Майкл С. (2001). «Датировка неглубоких разломов земной коры» (PDF) . Природа . 412 (6843): 172–175. дои : 10.1038/35084053 . hdl : 2027.42/62567 . ПМИД 11449270 . S2CID 4309649 .
- ^ Бастин, РМ (1983). «Нагрев при надвиговых разломах в скалистых горах: трение или фикция?». Тектонофизика . 95 (3–4): 309–328. Бибкод : 1983Tectp..95..309B . дои : 10.1016/0040-1951(83)90075-6 .
- «Полевые заметки по геологии: Национальный парк Глейшер, Монтана» . Служба национальных парков Природа и наука . Архивировано из оригинала 1 марта 2006 г. Проверено 25 апреля 2006 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
