Южная Оклахома
Южная Оклахома | |
---|---|
Стратиграфический диапазон : ранний-средний кембрий. | |
![]() Схема Авлакогена | |
Область | Примерно 42 500 квадратных миль (110 000 км²). 2 ) |
Расположение | |
Координаты | 35 ° 00' с.ш. 99 ° 18' з.д. / 35 ° с.ш. 99,3 ° з.д. . |
Страна | Соединенные Штаты |
Южный Оклахома Аулакоген рифт или несостоявшийся рифтовый рукав ( авлакоген ) тройного соединения , которое стало океана Япет раскидистыми хребтами . Это важная геологическая особенность на западе и юге Соединенных Штатов. Он образовался где-то в начале и середине кембрийского периода и охватывает горы Уичито , Таоваян долину , бассейн Анадарко и бассейн Хардеман на юго-западе Оклахомы . [ 1 ] Авлакоген Южной Оклахомы в основном состоит из базальтовых даек , габбро и гранитных пород. [ 2 ]
представляет собой несостоявшийся
Описание
[ редактировать ]Авлакоген Южной Оклахомы простирается примерно на 500 миль в длину (805 км) и на ~ 80–90 миль в ширину (129–145 км). Два оставшихся пограничных рукава континентальных плит тройного соединения, из которых образовался авлакоген Южной Оклахомы, стали зонами распространения океана Япет во время распада суперконтинента Родиния , который, по оценкам, произошел в криогенный период , примерно 750 миллионов лет назад. назад. [ 3 ] Эти рукава закрылись в пенсильванский период (~323,2–298,9 млн лет назад) и образовали часть орогенного пояса Уачита . По оценкам, площадь Аулакогена Южной Оклахомы составляет более 250 000 км . 3 из магматической породы. [ 4 ] Авлакоген перевернут: вместо того, чтобы простираться по поверхности, он проникает в Северо-Американский кратон . [ 3 ] и расположен на северной окраине глубоко погребенного протерозойского бассейна неопределенного происхождения, который мог образоваться в результате магматических наслоений или отложений. [ 5 ] Аулакоген заканчивается при контакте с орогенным поясом Уачита . Аулакоген Южной Оклахомы связан с широко распространенной аномальной областью, в которой сейсмические волны распространяются медленнее. [ 6 ] Этот авлакоген часто сравнивают с Днепровско-Донецким авлакогеном в Балтике, поскольку оба они представляют собой значительные внутрикратонные рифты. [ 7 ]
Авлакоген Южной Оклахомы содержит многочисленные магматические породы . Среди этих пород имеется множество габбро , в том числе анортозитовые , богатые титаном , богатые железом , богатые фосфором и биотитовые габбро. [ 2 ] Также включены риолиты и граниты . Этот комплекс очень близок среднепротерозойским анортозит - мангерит - чарнокит - гранитным (АМГГ) комплексам Северной Америки, но в нем отсутствуют грубые массивные анортозиты. Это важно, поскольку комплексы AMCG имеют тенденцию формироваться на огромных глубинах земной коры и, таким образом, остывают медленнее, что позволяет анортозитам массива образовываться крупнозернистыми. Подобный магматический комплекс позволяет предположить, что магмы , образовавшие магматические породы Авлакогена Южной Оклахомы, быстро охладились до точки кристаллизации или около нее , гораздо быстрее, чем магмы комплексов AMCG, что привело к образованию более мелкозернистых анортозитов. [ 2 ]
Совсем недавно различные интерпретации сейсмических данных и данных обнажений , а также стратиграфии в этом районе привели к тому, что некоторые исследования предположили, что эта формация в конце концов может быть не авлакогеном, а системой трансформных разломов . [ 8 ]
Тектоническая эволюция
[ редактировать ]
Авлакоген Южной Оклахомы образовался где-то в позднем протерозое , между 525 и 550 миллионами лет назад. [ 9 ] во время рифтинга суперконтинента Лаврентия или Северо-Американского кратона, геологического ядра Северной Америки. Его формирование и бимодальная магматическая деятельность происходили одновременно с двумя определенными эпизодами магматической активности, основным и кислым , первый из которых состоял в основном из габбро-тяжелой магмы, а второй этап - в основном из риолитовой магмы. Предполагается, что между основным и кислым этапами магматической активности произошло существенное поднятие, что коррелирует с отсутствием представленных ранее крупнозернистых анортозитов массива. [ 2 ] Остальные два рукава его первоначального тройного соединения стали зонами распространения зарождающегося океана Япет . Авлакоген проник в кратон, в результате чего образовались нормальные разломы в том, что стало бассейном Анадарко . [ 5 ]
Авлакоген претерпел укорочение и инверсию коры где-то в период от Миссисипи до раннего пермского периода , примерно 330–280 миллионов лет назад. Это совпадает с закрытием зон спрединга Япета и надвигом поднятия на Уачита бассейн Анадарко, образуя горы Уичито . [ 5 ] Это также привело к реактивации кембрийских рифтовых разломов, часто становившихся взбросами или листрическими надвигами . [ 3 ] Антиклинали образовались в слоях осадочных пород бассейна, способствуя формированию глубокого углеводородного резервуара бассейна Анадарко. Образование этих листрических разломов и антиклиналей свидетельствует о значительном сокращении земной коры — до 10–15 км и более. [ 5 ]
Магматические породы, обнаруженные в авлакогене, также были подняты во время поднятия Уачита и впоследствии перезахоронены как местными, так и перенесенными отложениями. эры серьезных деформаций средней части Северной Америки не произошло Поскольку в мезозойскую и кайнозойскую , структура авлакогена и рифтовый комплекс в основном сохранились. Эрозия в последние эпохи привела к эрозии отложений, покрывающих часть плутонических и вулканических пород, которые когда-то составляли основу авлакогена, и в результате этот авлакоген является «одним из наиболее хорошо сохранившихся и наиболее обнаженных» образцов магматических результатов древней рифтовой деятельности. . [ 2 ] Следовательно, Аулакоген Южной Оклахомы является обозначенным типом в Соединенных Штатах. [ 5 ]
Основные породы
[ редактировать ]Основные породы авлакогена Южной Оклахомы можно разделить на две основные группы: габбро Рэггеди-Маунтин и дайки позднего диабаза. Габбро горы Рэггеди можно разделить на две подгруппы на основе петрографического анализа и картографирования полей. Этими подгруппами являются Слоистый комплекс Глен-Маунтинс и Рузвельт-Габброс . [ 2 ]
- ( Слоистый комплекс Глен-Маунтинс GMLC), который считается старейшим поверхностным подразделением авлакогена, занимает площадь около 2000 квадратных километров и включает несколько основных подразделений, включая плагиоклаза кумулат , плагиоклаз- оливин - пироксен и плагиоклаз-пироксен, перекрывающий слой плагиоклаза. -оливин кумулирует. Эти породы были описаны как толеитовые . [ 10 ] Кристаллы плагиоклаза , обнаруженные на этом участке, содержат долю анортита, значительно превышающую среднее содержание для анортозитов массивного типа . содержание плагиоклаза в среднем колеблется от An 40 до An 65 В анортозитах массивного типа . В кристаллах плагиоклаза ГМЛК содержание анортита в среднем составляет An 70 и колеблется от An 57 до An 80 . [ 2 ] Породы этого района обычно содержат гораздо больше оксида алюминия и оксида кальция и меньше оксида кремния и оксида натрия , чем средние массивы, что связано с содержанием анортозита. крупные кристаллы клинопироксена Здесь встречаются (десятки сантиметров), а также в кумулятивной и интеркумулятивной фазах, хотя интеркумулятивный клинопироксен встречается реже. [ 2 ] Габбро Рузвельта представляют собой небольшую последовательность содержащих биотит плутонов и даек водных габбро, которые вторгаются в слоистый комплекс гор Глен. Эти плутоны содержат различные отдельные слои, такие как богатые железом биотит-роговообманково-кварцевые диориты , слои тоналита и слои оливиновых габбро. пегматиты Также присутствуют с дейтерическими изменениями. Эти характеристики соответствуют неглубокой, водной габброидной магме. Однако это противоречит слоистому комплексу Глен-Маунтинс, и поэтому предполагается, что две подгруппы образовались из отдельных магматических тел, одно из которых является безводным, а другое - водным. [ 2 ]
- Дайки позднего диабаза представляют собой мелкозернистые порфировые базальтовые дайки , пересекающие территорию авлакогена Южной Оклахомы. Поскольку дайки обычно прорывают почти все типы магматических пород, обычно считается, что они связаны с заключительной фазой магматической активности на определенной территории, особенно с рифтом. Однако уникальное строение даек позднего диабаза позволяет предположить, что их внедрение произошло одновременно со всем периодом рифтогенеза. Структура даек уникальна тем, что частично расплавленные отложения гранита горы Скотт внедряются рядом с одной из даек, что указывает на высокую температуру окружающей среды во время ее внедрения, что указывает на то, что внедрение диабазовой дайки произошло почти сразу после внедрения гранита горы Скотт. . Это, наряду с фрагментами даек диабаза, обнаруженными в других местных гранитных образованиях, по-видимому, согласуется с гипотезой одновременного внедрения даек. По минеральному комплексу дайки можно разделить на три группы. К этим группам относятся микродиорит, микрогаббро и поздний диабаз. Дайки микродиоритов обычно сложены амфиболом и натриевым плагиоклазом. Дайки микрогаббро в основном сложены оливином и биотитом. Дайки позднего диабаза содержат авгит и кальциевый плагиоклаз. [ 2 ]
Фельзитовые породы
[ редактировать ]Кислые породы авлакогена Южной Оклахомы разбиты на две основные единицы: группу риолитов Карлтона и группу гранитов Уичито. В слоях гранита наблюдается отчетливое изменение текстуры: ранее отложившиеся слои были очень мелкозернистыми по сравнению с более поздними, крупнозернистыми слоями гранита. [ 11 ]
- Группа риолитов Карлтона представляет собой очень мощную последовательность субаэральных потоков , туфов , базальтовых потоков и агломератов, обнаженных на поверхности в виде таблитчатых слоев мощностью от 80 до 400 метров. Однако риолит Карлтон сформировался в виде исключительно толстых толщ этих пластинчатых слоев, иногда толщиной до двух километров. [ 12 ] В этом районе имеются ограниченные обнажения риолитов Карлтона, но под поверхностью они довольно обширны. Используя U-Pb-датирование , возраст карлтонского риолита был установлен примерно от 500 до 550 миллионов лет. анализ циркона Геотермометрический показывает, что риолит Карлтона кристаллизовался при температуре около 950 °C. Группа риолитов Карлтона также содержит высокотемпературные разновидности кавернозного такие кварца, как β- кристобалит . Это предполагает, что исходная магма риолита Карлтон представляла собой высокотемпературную кислую лаву. Риолит Карлтона содержит относительно крупные кристаллы различных кислых минералов, таких как плагиоклаз, кварц и щелочной полевой шпат , хотя он также содержит ограниченное количество темноцветных минералов, таких как пироксен. [ 2 ]
- Группа гранитов Уичито представляет собой участок обширных гранитных плит, самая длинная из которых простирается более чем на 55 км, но имеет толщину всего 0,5 км. [ 13 ] Группа гранитов Уичито организована в соответствии с контактами группы с другими горными группами в этом районе, в частности с GMLC и Carlton Rhyolite Group. Эта толща гранитов имеет уникальные контакты с этими двумя группами. Он пересекает группу риолитов Карлтон и имеет интрузивные дайки, которые вторгаются в слоистый комплекс гор Глен и могут частично сливаться со слоями в группе габбро Рэггеди-Маунтин, поскольку вблизи контакта между ними были обнаружены гибридные основные и кислые породы. В целом группа гранитов Уичито состоит из средне- и мелкозернистого щелочного полевого шпата, хотя встречаются и отдельные блоки крупнозернистых гранитов. [ 2 ]
Были выдвинуты некоторые мысли относительно соответствующей основной интрузии, необходимой для образования этих кислых пород, либо за счет частичного плавления прилегающей коры, либо за счет фракционной кристаллизации самой основной магмы. Гилберт (1982) [ 10 ] предполагает, что причиной этого может быть магматическое тело, связанное с дайками позднего диабаза, несмотря на геохимические различия между «влажными» дайками и «сухими» кислыми породами. Гилберт также указывает, что предсказанное существование основной магмы-предшественника кислого состава исключает предположение о том, что положительная гравитационная аномалия Буге обусловлена только основными породами, наблюдаемыми в настоящее время в авлакогене. [ 10 ]
Значение для разведки нефти
[ редактировать ]Благодаря своей уникальной структуре и разломам на территории внутри и вокруг авлакогена образовались очень глубокие бассейны (такие как бассейн Анадарко ), образующие отличные источники нефти. Отложения магматических пород часто образуют висячие стены антиклинальных взбросов в этой области, что приводит к бурению необычного количества нефтяных скважин, чтобы получить доступ к расположенным ниже слоям нефтеносных пород. [ 13 ] График геотермальной истории Аулакогена в Южной Оклахоме предполагает, что участки горных пород в этом районе в какой-то момент могли находиться в температурном диапазоне «жидкого окна», диапазоне температур, которые идеальны для образования нефти. Изотермы этого окна колеблются от 65°С до 150°С. Это также предполагает, что этот район мог служить пластом нефтяных пластов до позднего ордовикского импульса миграции флюидов. [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перри-младший, Уильям Дж. «Тектоническая эволюция региона бассейна Анадарко, Оклахома» (PDF) . USGS.gov . Геологическая служба США.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Хоган, Джон П.; Гилберт, М. Чарльз (май 1995 г.). Тектоника фундамента 12: Центральная Северная Америка и другие регионы . Академическое издательство Клювер. стр. 39–69. ISBN 978-0-7923-5192-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хэнсон, Ричард Э.; Пакетт-младший, Роберт Э.; Келлер, Рэнди Г.; Брюсеке, Мэтью Э.; Булен, Кейси Л.; Мерцман, Стэнли А.; Финеган, Шейн А.; Макклири, Дэвид А. (1 августа 2013 г.). «Внутриплитный магматизм, связанный с открытием южной части океана Япет; кембрийская магматическая провинция Уичито в рифтовой зоне Южной Оклахомы». Литос . 174 : 57–70. Бибкод : 2013Litho.174...57H . дои : 10.1016/j.lithos.2012.06.003 .
- ^ Пакетт-младший, Роберт Э.; Хэнсон, Р.; Брюсеке, М.; Келлер, Дж. Рэнди; Эшбергер, Эми М.; Булен, Кейси Л.; Мерцман, Стэнли А. (март 2013 г.). «Новое понимание раннекембрийской магматической и осадочной истории Авлакогена Южной Оклахомы на основе проникновения скважин в фундамент». Рефераты с программами . 45 (3). Геологическое общество Америки: 30.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Брюэр, Дж. А. «Исследование Аулакогена Южной Оклахомы с использованием профилей глубокого сейсмического отражения COCORP» (PDF) . www.ogs.ou.edu . Геологическая служба Оклахомы.
- ^ Эванция, Доминик А.Д.; Пуллиам, Джей; Эйнсворт, Райан; Гуррола, Гарольд; Пратт, Кевин (15 сентября 2014 г.). «Сейсмическая томография Vp и Vs Техаса и Оклахомы с акцентом на окраину побережья Мексиканского залива». Письма о Земле и планетологии . 402 : 148–156. Бибкод : 2014E&PSL.402..148E . дои : 10.1016/j.epsl.2013.12.027 .
- ^ Келлер, Дж. Рэнди; Стивенсон, Рэнделл А. (2007). «Южная Оклахома и Днепровско-Донецкие авлакогены; сравнительный анализ». Мемуары - Геологическое общество Америки . Мемуары Геологического общества Америки. 200 : 127–143. дои : 10.1130/2007.1200(08) . ISBN 978-0-8137-1200-0 .
- ^ Тэйв, Мэтью; Гуррола, Гарольд (март 2013 г.). «Литосферная структура Авлакогена Южной Оклахомы и окружающего региона, определенная на основе широкополосной сейсмологии и гравитации». Рефераты с программами - Геологическое общество Америки . 45 (3): 4.
- ^ Будник, Рой Т. (1986). «Леватеральная внутриплитная деформация вдоль Скалистых гор предков: последствия для движений плит позднего палеозоя». Тектонофизика . 132 (1–3): 195–214. Бибкод : 1986Tectp.132..195B . дои : 10.1016/0040-1951(86)90032-6 .
- ^ Перейти обратно: а б с Чарльз Гилберт, М. (1982). «Время и химия вулканических событий, связанных с Авлакогеном Южной Оклахомы» . Тектонофизика . 94 (1–4): 439–455. дои : 10.1016/0040-1951(83)90028-8 . ISSN 0040-1951 .
- ^ Хоган, Джон П.; Гилберт, М. Чарльз; Прайс, Джон Д. (2000). «Кристаллизация мелко- и крупнозернистых гранитных листов А-типа Аулакогена Южной Оклахомы, США». Труды Эдинбургского королевского общества: Науки о Земле . 91 (1–2): 139–150. дои : 10.1017/s0263593300007331 . S2CID 128678149 .
- ^ Хэнсон, Ричард Э.; Пакетт, Роберт Э.; Буркхолдер, Барбара К.; Эшбергер, Эми М.; Финеган, Шейн А.; Фрейзер, Стивен Дж.; Макклири, Дэвид А.; Филипс, Кристин М.; Поллард, Джули Б. «Объемные риолиты А-типа в крупной, в значительной степени погребенной кембрийской рифтовой зоне на юге Оклахомы». Геологическое общество Америки Рефераты с программами . 43 (5): 651.
- ^ Перейти обратно: а б Хэнсон, Ричард Э.; Пакетт, Роберт Э.; Макклири, Дэвид А.; Брюсеке, Мэтью Э.; Булен, Кейси Л.; Мерцман, Стэнли А. (ноябрь 2011 г.). «Кембрийская бимодальная крупная магматическая провинция Уичито в рифтовой зоне Южной Оклахомы». Комиссия по Большим магматическим провинциям .
- ^ Файнштейн, Шимон (декабрь 1981 г.). «Проседание и термическая история Аулакогена Южной Оклахомы: последствия для разведки нефти». Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников . 65 : 2521–2533. doi : 10.1306/03b599f9-16d1-11d7-8645000102c1865d .