Геология Аляски

Геология Аляски магматические и метаморфические породы , включает докембрийские образовавшиеся на морских террейнах и добавленные к западной окраине Северной Америки с палеозоя до наших дней. Этот регион находился под водой на протяжении большей части палеозоя и мезозоя и сформировал обширные запасы нефти и газа благодаря тектонической активности в Северном Ледовитом океане. Аляска была практически свободна ото льда В плейстоцене , что позволило людям мигрировать в Америку.

Геологическая история, стратиграфия и тектоника

По сравнению с другими районами Североамериканского континента, Аляска образовалась в недавнем геологическом прошлом. Еще 200 миллионов лет назад западная часть Северной Америки заканчивалась Скалистыми горами, на 120 миль дальше от суши, чем нынешняя береговая линия, до тех пор, пока к ней не присоединился Юкон-Тананский террейн.

Сланец Берч-Крик — старейшая порода во внутренних районах Аляски, образующая ядро ​​Юкон-Тананского террейна, состоящая из мусковит - кварцевого сланца , слюдяного кварцита и графитового сланца. Эта сильно складчатая горная единица простирается от Фэрбенкса до территории Юкон в Канаде и образовалась между 800 и 600 миллионами лет назад в протерозое в результате метаморфизма сланца , песчаника и аргиллита вдоль западной окраины континента.

Другой сланцевый пояс может лежать в основе хребта Брукс и известен из глубоких скважин в окрестностях залива Прадхо, достигая зеленых и голубых сланцев в последовательности метаморфических фаций . Докембрийские метаосадочные гнейсы встречаются в горах Киглуайк на полуострове Сьюард, а на юго-востоке Аляски дополнительные докембрийские породы залегают под островом Принца Уэльского .

Палеозой (539-251 млн лет назад)

На протяжении палеозоя морская шельфовая среда доминировала на западной окраине прото-североамериканского континента Лаврентия , со временем становясь глубже и испытывая широко распространенный вулканизм на площади более 5000 квадратных километров, а также отложение карбонатов, аргиллитов и песчаников. Вулканические породы сохранились в формации Киви-Пик на хребте Северной Аляски и метаморфизировались в сланец Тотатланика внутри, а также в Александровском террейне на юго-востоке.

Мезозой (251-66 миллионов лет назад)

В мезозое Северная Америка отделилась от суперконтинента Пангея , образовавшегося в позднем палеозое. Океанические плиты в Тихом океане погружаются в траншеи на море, унося с собой летучие вещества, такие как вода и углекислый газ, что приводит к плавлению горных пород и вулканической активности. Интенсивный вулканизм сформировал горы Аляски до тех пор, пока извержения не замедлились в позднем меловом периоде около 80 миллионов лет назад.

В среднем триасе три крупных террейна — Врангелийский, Александровский и Стикинский — оставались на шельфе в виде отдельных островных дуг, еще не присоединившихся к континенту. Террейны Врангелия и Александр объединились на море в средней юре и испытали складчатость и разломы во время столкновения с Аляской в ​​меловом периоде. Добавление террейнов вызвало метаморфизм и привело к внедрению огромного количества гранита в прибрежные хребты. К концу мелового периода к Аляске состыковался четвертый массив суши — Чугачский террейн. Геологи интерпретировали Александровский террейн как цепь вулканических островов, окруженную коралловыми атоллами, учитывая вулканические породы, кремень и известняк палеозоя. Скалы в Ледниковом заливе и на островах Хесета-Туксекан к западу от острова Принца Уэльского сохранили раковины моллюсков и рифовую жизнь. Во многих местах известняк Александровского террейна покоится на вершине конгломерата, состоящего из пляжных валунов. Вулканические породы, карбонаты и филлиты залегают над этими нижними породами, прорванными юрскими магматическими породами. Многие участки террейна сильно метаморфизованы и разбиты на более мелкие блоки разломами, такими как разлом Чатемского пролива, который смещает породы на расстояние до 120 миль. Стикинский террейн включает палеозойские вулканические породы с прослоями морских сланцев, известняков и песчаников, перекрытых юрскими и меловыми осадочными и магматическими породами. Надвиги и разлом Чатемского пролива отделяют небольшой террейн Таку от соседних террейнов. Он отмечен метаморфизованными андезит , риолит и базальт с небольшим количеством известняка, мрамора и конгломерата. На вершине батолита Прибрежного хребта находятся остатки метаморфических пород из гнейсов, сланцев и мрамора с преобладанием террейна Трейси-Арм.

Террейн Врангелия, один из крупнейших на Аляске, образовался 300 миллионов лет назад в Пенсильванском периоде и был застроен базальтом, карбонатом и филлитом в триасовый период (эти породы простираются от Аляскинского хребта до гор Врангеля). Возникнув как вулканическая островная дуга, Врангелия исчерпала запасы магмы и начала погружаться, хотя возобновившийся вулканизм поднял над уровнем воды базальт и зеленокаменный Николаи, пока новая земля снова не затонула, покрывшись известняком и глубоководными отложениями. Чугачский террейн, напротив, сложен турбидитовыми отложениями мезозоя, а также конгломератами, сланцами и вулканическими породами. Данные термохронологии апатита и циркона показывают, что магматические дуги начали остывать с поздней юры до раннего мела, после чего последовала длительная медленная фаза охлаждения и небольшое поднятие.

В течение мелового периода тектоническая активность в Северном Ледовитом океане создала серию заполненных осадками бассейнов, в которых сейчас находятся залежи нефти и газа, подстилающие континентальный шельф северной Аляски. Богатые органическими веществами сланцы залегают на крупном несогласии в этом районе и служат материнской породой для углеводородов. Вращение плит привело к образованию хребта Брукса, при этом столкновение плит было видно на поверхности реки Кобук. Палеозойские и мезозойские породы отделились от нисходящей плиты, оставив в хребте Брук залежи полезных ископаемых, связанные с более древними породами.

Кайнозой (66 миллионов лет назад-настоящее время)

к В горах Талкитна северу от Анкориджа сохранились граниты, образовавшиеся в результате магматической деятельности во время кайнозойской аккреции Чугачского террейна. В эоцене террейн Принца Уильяма присоединился к Аляске. Эоцен внес изменения в движение Тихоокеанской плиты, отмеченные изгибом линейной цепи вулканов Императорская подводная гора – Гавайские острова. Небольшая плита Кула, которая в мезозое была перекрыта Евразийской и Северо-Американской плитами, «застряла» на месте, образовав шельф Берингова моря. В Беринговом проливе сформировались и заполнены осадками георгиевская и Наваринская котловины растяжения.

Данные термохронологии помогают ограничить время аккреции террейнов, остывания магматических тел и эксгумации континентальной коры. После постепенного охлаждения позднемезозойских вулканических тел сложного ландшафта Врангеллия в позднем палеоцене-раннем эоцене началась вторичная фаза охлаждения в преддуге, совпавшая с субдукцией спредингового хребта. Это инициировало значительную реорганизацию границ и движения плит, что привело к региональному прекращению магматизма, быстрому поднятию и разрушению кровли к северу от зоны разлома Денали, образованию трансформных трансгрессионных разломов и субдукции Тихоокеанских и Якутских микроплит под североамериканскую окраину. Столкновение микроплиты, начавшееся в эоцене, привело к деформации и эксгумации вулканических и метаморфических пород с глубин не менее 10 км. Скорость, с которой происходило это поднятие, оценивается примерно в 5 км в миллион лет, что намного быстрее, чем в среднем по региону.

На протяжении большей части кайнозойского периода на Аляске наблюдались очень холодные условия, сохранившиеся благодаря окаменелостям в земных отложениях толщиной 5000 футов формации Чикалун в заливе Кука. 10–13 миллионов лет назад образовались горные ледники. Устойчивое поступление влаги из Тихого океана поддерживало прибрежные ледники, возникшие пять миллионов лет назад, что зафиксировано ледниковыми аргиллитами формации Якатага вдоль залива Аляска.

В течение плейстоцена внутренняя часть Аляски оставалась свободной ото льда, за исключением возвышенности Юкон-Танана к западу от Фэрбенкса, которая пережила шесть фаз оледенения (на западе Аляскинского хребта произошло такое же количество, а на хребте Брукса — четыре). К северу от хребта Брукс образовалась полярная пустыня с песчаными дюнами, переносимыми ветром. Мамонтовые степи позволили человеку проникнуть в Северную Америку из Сибири.

Возвращение к холодным условиям 3000 лет назад в голоцене привело к значительному наступлению ледников в Ледниковом заливе и Ледяном проливе, достигнув новых максимумов к 1750 году, прежде чем начать отступать.

В настоящее время Аляска переживает продолжающееся столкновение террейнов с поднятием гор Святого Ильи Якутатским блоком , вулканизмом и глубоким образованием гранита.