Каролинский террейн
Каролинский террейн , также называемый Каролинским супертеррейном или Каролинией , является экзотическим террейном. [1] проходит примерно 370 миль (600 км) примерно с севера на юг от центральной Джорджии до центральной Вирджинии в Соединенных Штатах. Он составляет большую часть восточной провинции Пьемонт .
Террейн, вероятно, образовался как субдукцией. связанная с вулканическая островная дуга, [2] [3] у берегов Южной Америки (тогда Гондваны ) в период от неопротерозоя до раннего кембрия (625–550 млн лет назад). [4] Тектоника плит переместила его через океан Япета , пока он не состыковался с Лаврентией (ныне восточное побережье Северной Америки). Дата стыковки неизвестна, но она могла произойти во время Таконской , Акадской или Аллеганской складчатости.
Террейн включает метаосадочные и метамагматические породы от неопротерозоя до раннего кембрия, прорванные позднепалеозойскими плутонами . Протолиты метамагматических пород включают основные, средние и кислые вулканиты и плутоны. [5] Эти породы претерпели как минимум четыре метаморфических/деформационных события, поэтому их первоначальная текстура и минералогия были значительно изменены.
Как и родственные ему перигондванские террейны (например, Авалония и Гандер ), Каролинский террейн играл важную роль в тектонической эволюции восточного побережья Северной Америки в палеозое. Он представляет собой самый большой экзотический террейн в Аппалачах и лежит под огромной территорией юго-востока Соединенных Штатов. [5]
Происхождение и эволюция
[ редактировать ]История Каролинского террейна начинается в неопротерозое, когда суперконтинент Родиния распадался на части:
- Открытие Палеоазиатского океана . Когда суперконтинент Родиния распался , между Балтикой и Гондваной открылся Палеоазиатский океан. [6]
- Формирование островной дуги. Между 625 и 550 млн лет назад в Палеоазиатском океане между Балтикой и Гондваной возникла зона субдукции. В результате субдукции у побережья Гондваны образовалась цепочка вулканических островных дуг, включая террейн Каролина, микроконтинент Авалония и террейн Гандер. [7] Неясно, образовалась ли дуга на океанической или континентальной коре. [5]
- Открытие океана Япет . Поскольку суперконтинент Родиния продолжал распадаться, открылся океан Япет, разделив Лаврентию, Балтику и Гондвану. Открытие могло начаться уже в 760 млн лет назад, хотя большая часть, по-видимому, произошла позже (~610 млн лет назад; Камо и др., 1989; Кавуд и др., 2001), а южная часть (между Лаврентией и нынешней Южной Америкой). возможно, не закончится до 550 млн лет назад. [8]
- Метаморфическое/деформационное событие неизвестной причины : складчатость верхней коры, разломы и минеральное расслоение в позднем неопротерозое / раннем кембрии (612–544 млн лет назад); [9] неясно, представляет ли это региональное или местное событие или событие, каким оно было. Предполагаемые возможные причины включают рифтинг или закрытие задней дуги, субдукцию другого блока или столкновение террейнов Шарлотта и Каролина. [5]
- Миграция островных дуг и открытие Рейского океана . В какой-то момент в позднем кембрии/раннем ордовике (~500 млн лет назад) зона субдукции у берегов Гондваны вызвала рифтогенез задугового бассейна. [10] Новый центр распространения открыл океан Реик между террейнами Каролина-Авалония-Гандер и Гондваной. Сочетание отката плит и толкания хребтов переместило террейны Каролина-Авалония-Гандер на север, через океан Япета, в сторону Лаврентии и Балтики. Авалония состыковалась с Балтикой до того, как они оба столкнулись с Лаврентией; «Каролина Террейн», похоже, не состыковалась с «Балтикой».
- Метаморфическое/деформационное событие неизвестной причины: Каролинский террейн претерпел еще одно метаморфическое событие в позднем ордовике/силурийском периоде (480–450 млн лет назад), в результате которого его породы приобрели фацию зеленых сланцев. [11] Этот период времени в целом соответствует Таконической орогении и может представлять собой стыковку Каролины с Лаврентией.
- Формирование террейна Кэт-Квадрат . Когда Каролинский террейн приблизился к Лаврентии (~ 430–380 млн лет назад), террейн Кэт-Сквер сформировался в океанском бассейне между Лаврентией и приближающимся Каролинским террейном. Возможно, он образовался как аккреционная призма перед террейном Каролина.
- Событие метаморфизма/деформации неизвестной причины: Террейн Каролина претерпел еще одно метаморфическое событие в девоне (358–391 млн лет назад). [5] Этот период времени в целом соответствует Акадской орогении и может представлять собой стыковку Каролины с Лаврентией.
- Стыковка с Лаврентией. Неясно, когда именно «Каролина Террейн» состыковалась с Лаврентией. Гипотезы включают аккрецию во время Таконической складчатости, Акадской складчатости или Аллеганской складчатости. См. краткое изложение доказательств по каждому из них. [5]
- Аллеганов метаморфизм . Каролинский террейн снова подвергся метаморфизации во время Аллеганской складчатости , достигнув зеленосланцевой фации в Восточном сланцевом поясе и амфиболитовой фации в Шарлоттском террейне. [12]
Отношения с близлежащими террейнами
[ редактировать ]Террейн Каролина является частью более крупной зоны Каролина. [13] который включает в себя несколько родственных террейнов: террейн Шарлотта, террейн Фолс-Лейк, террейн Крэбтри, террейн Роли, террейн Спринг-Хоуп, террейн Роанок-Рапидс, террейн Учи, террейн реки Саванна, террейн Огаста, террейн Милледжвилл, террейн Триплет и террейн Дреер-Шолс.
Помимо родственных террейнов зоны Каролина, террейн Каролина примыкает к нескольким, возможно, несвязанным террейнам, в том числе:
- Кошачий квадратный террейн . полоса метаморфизованных осадочных пород к востоку от террейна Тугалу . Эти породы, вероятно, отложились в виде грауваков и пелитов между 430 и ~ 380 миллионами лет назад. Вероятно, первоначально они отложились в мелководном океанском бассейне между Лаврентией и приближающимся террейном Каролина ( обломочные цирконы как из Лаврентии, так и из террейна Каролины были идентифицированы в отложениях Кэт-Сквер).
- Террейн Гухланд : полоса метаморфических пород, проходящая вдоль северо-восточной границы террейна Каролина. Неясно, как эта зона связана с Каролинским террейном. Террейн Роли-Гучленд прорван неопротерозойскими плутонами щелочного гранита, что может быть связано с дуговым вулканизмом Террейна Каролина (в этом случае террейн Роли-Гучленд может представлять собой основание Террейна Каролина), или эти плутоны могут быть связаны с Родинией. -связанный с ним рифтогенез по окраинам Лаврентии (в этом случае он может представлять собой смещенный фрагмент Лаврентии). [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Секор, Дональд Т.; Самсон, Сара Л.; Сноук, Артур В.; Палмер, Эллисон Р. (12 августа 1983 г.). «Подтверждение Сланцевого пояса Каролины как экзотического террейна». Наука . 221 (4611): 649–651. Бибкод : 1983Sci...221..649S . дои : 10.1126/science.221.4611.649 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17787733 .
- ^ Батлер, Дж. Роберт; Рэгланд, Пол К. (1 июня 1969 г.). «Петрология и химия метамагматических пород в районе Альбемарля, сланцевый пояс Северной Каролины». Американский научный журнал . 267 (6): 700–726. Бибкод : 1969AmJS..267..700B . дои : 10.2475/ajs.267.6.700 . ISSN 0002-9599 .
- ^ Самсон, Скотт Д.; Хиббард, Джеймс П.; Вортман, Грег Л. (1 августа 1995 г.). «Изотопные данные Nd для ювенильной коры террейна Каролина, южные Аппалачи». Вклад в минералогию и петрологию . 121 (2): 171–184. Бибкод : 1995CoMP..121..171S . дои : 10.1007/s004100050097 . ISSN 0010-7999 .
- ^ Деннис, Аллен Дж.; Райт, Джеймс Э. (1997). «Террейн Каролина на северо-западе Южной Каролины, США: поздняя докембрийско-кембрийская деформация и метаморфизм в окологондванской океанической дуге». Тектоника . 16 (3): 460–473. Бибкод : 1997Tecto..16..460D . дои : 10.1029/97tc00449 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Хиббард, JP; и др. (2002). «Зона Каролины: обзор перигондванских террейнов от неопротерозоя до раннего палеозоя вдоль восточного склона Южных Аппалачей». Обзоры наук о Земле . 57 (3): 299–339. Бибкод : 2002ESRv...57..299H . CiteSeerX 10.1.1.570.1894 . дои : 10.1016/s0012-8252(01)00079-4 .
- ^ Голонка, Дж.; и др. (2012). «Тектоническая эволюция плит южной окраины Лавруссии в палеозое». Тектоника – последние достижения под редакцией Евгения Шаркова .
- ^ Хэтчер, Р.Д. (2010). «Аппалачский ороген: краткое содержание». Мемуары Геологического общества Америки . 206 : 1.
- ^ Гоше, К.; и др. (2010). «Тектонические события и палеогеографическая эволюция юго-западной Гондваны в неопротерозое и кембрии». В Гоше, Клаудио; Сиал, Алкид; Хаверсон, Гален. Неопротерозойско-кембрийская тектоника, глобальные изменения и эволюция: фокус на юго-западной Гондване. : 295.
- ^ Уортман, Грег Л.; Самсон, Скотт Д.; Хиббард, Джеймс П. (1 мая 2000 г.). «Точные ограничения циркона U-Pb в самой ранней магматической истории террейна Каролина». Журнал геологии . 108 (3): 321–338. Бибкод : 2000JG....108..321W . дои : 10.1086/314401 . ISSN 0022-1376 . ПМИД 10769159 .
- ^ Нэнс, РД; и др. (2010). «Эволюция Рейского океана». Исследования Гондваны . 17 (2–3): 194–222. Бибкод : 2010GondR..17..194N . дои : 10.1016/j.gr.2009.08.001 .
- ^ Батлер, младший (1991). «Метаморфизм». В Хортоне, Дж. У. младшем, и Зулло, Вирджиния, редакторы, «Геология Каролины: Ноксвилл, University of Tennessee Press : 127».
- ^ Баркер, Калифорния; и др. (1998). «Возраст и деформация метагранита Лонгтаун, Южная Каролина, Пьемонт: возможное ограничение происхождения террейна Каролина». Журнал геологии . 106 (6): 713–726. Бибкод : 1998JG....106..713B . дои : 10.1086/516055 .
- ^ Хиббард, Дж (2002). «Зона Каролина: обзор перигондванских террейнов от неопротерозоя до раннего палеозоя вдоль восточного фланга южных Аппалачей». Обзоры наук о Земле . 57 (3–4): 299–339. Бибкод : 2002ESRv...57..299H . CiteSeerX 10.1.1.570.1894 . дои : 10.1016/s0012-8252(01)00079-4 .
- ^ Варфоломей, Мервин Дж.; Толло, Ричард П. (2004). «Северное происхождение террейна Гуклэнд как смещенного фрагмента Лаврентии». Геология . 32 (8): 669. Бибкод : 2004Geo....32..669B . дои : 10.1130/g20520.1 .