Таконический горообразовательный период в Новой Англии.

Введение

Таконическая орогенезия — это период горообразования, завершившийся 440 миллионов лет назад (Ma) и затронувший большую часть современной Новой Англии. Мощная горная цепь сформировалась от восточной Канады и простиралась через территорию, которая сейчас является Пьемонтом восточного побережья Соединенных Штатов. По мере разрушения этой горной цепи в силурийский и девонский периоды, осадочные породы распространились по территории современных Аппалачей и центральной части Северной Америки.

Новая Англия и Канада

Начиная с кембрийского периода, около 550 млн лет назад, океан Япет начал закрываться. Вес накопившихся осадков, в дополнение к силам сжатия в земной коре, заставил восточный край Североамериканского континента постепенно опускаться. Линия Кэмерона извивается на юг из Новой Англии в западный Коннектикут и проходит через южный Нью-Йорк через Бронкс, следуя общему направлению реки Ист-Ривер. Она простирается под осадочным чехлом на острове Статен-Айленд и на юг под прибрежной равниной Нью-Джерси. В целом, коренные породы к западу от линии Кэмерона считаются автохтонными, то есть они не были значительно смещены тектоническими процессами. Скалы к западу от линии Кэмерона включают метаморфизованный осадочный материал, первоначально представлявший собой древние континентальные отложения склона, основания и шельфа. Скалы к востоку от линии Кэмерона являются аллохтонными, что означает, что они были надвинуты на запад на автохтонные коренные породы на десятки, а то и сотни километров. Эти породы изначально откладывались в виде осадков в глубоководном бассейне. Линия Кэмерона представляет собой след зоны субдукции, которая прекратила свою деятельность, когда таконитская островная дуга столкнулась с восточным краем Северной Америки и аккрецировала к нему. Многие скалы к востоку от линии Кэмерона когда-то были частью дна океана Япет. Вместо этого, япетский марж этой части Лаврентии, по-видимому, был обращен к бассейну обратной дуги в ордовикском периоде, что указывает на субдукцию океанической коры Япета под Лаврентию – в отличие от сегментов маржа Новой Англии и Канады, где Лаврентия находилась на субдуцирующей плите. В отличие от ордовикской геологической истории Новой Англии, породы в Алабаме, Джорджии, Теннесси и Северной Каролине – включая породы золотого пояса Далонега (Джорджия и Северная Каролина), пояса Талладега (Алабама и Джорджия) и восточной части Голубых гор (Джорджия, Теннесси и Северная Каролина) – не являются типичными для вулканической дуги в строгом смысле этого слова. Вместо этого эти породы обладают геохимическими и другими характеристиками, типичными для бассейнов обратной дуги, которые формируются за вулканической дугой на наезжающей плите. Согласно этой точке зрения, террейн Куяния представлял собой аллохтонный блок лаврентийского происхождения, оставленный в Гондване. Однако эти взгляды оспариваются, поскольку альтернативно предполагается, что Куяния дрейфовала через океан Япет в качестве микроконтинента, начиная с Лаврентии и затем аккрецируя к Гондване. Третья модель утверждает, что Куяния является пара-автохтонной и достигла своего нынешнего положения в результате сдвигов по разломам, начиная не с Лаврентии, а с Гондваны.

Beginning in Cambrian time, about 550 Ma, the Iapetus Ocean began to close. The weight of accumulating sediments, in addition to compressional forces in the crust, forced the eastern edge of the North American continent to fold gradually downward. Cameron's Line winds southward out of New England into western Connecticut and passes through southern New York across the Bronx, following the general trend of the East River. It extends beneath sedimentary cover on Staten Island and southward beneath the coastal plain of New Jersey. In general, basement rocks to the west of Cameron's Line are regarded as autochthonous, meaning that they have not been significantly displaced by tectonic processes. The rocks to the west of Cameron's Line include metamorphosed sedimentary material originally comprising ancient continental slope, rise, and shelf deposits. The rocks to the east of Cameron's Line are allochthonous, which means they have been shoved westward over autochthonous basement rocks on the order of many tens or even hundreds of kilometers. These rocks were originally deposited as sediments in a deep water basin. Cameron's Line represents the trace of a subduction zone that ceased when the Taconic island arc collided with, and became accreted onto, the eastern margin of North America. Many of the rocks east of Cameron's Line were once part of the floor of the Iapetus Ocean. Instead, the Iapetus margin of this part of Laurentia appears to have faced a back arc basin during the Ordovician, suggesting that Iapetus oceanic crust was subducted beneath Laurentia—unlike the New England and Canadian segments of the margin, where Laurentia was on the subducting plate. In contrast to the Ordovician geologic history of New England, rocks in Alabama, Georgia, Tennessee, and North Carolina—including those of the Dahlonega gold belt (Georgia and North Carolina), Talladega belt (Alabama and Georgia), and eastern Blue Ridge (Georgia, Tennessee, and North Carolina)—are not typical of a volcanic arc in its strictest sense. Instead, these rocks have geochemical and other characteristics typical of back arc basins, which form behind the volcanic arc on the overriding plate. According to this view the Cuyania terrane would be an allochthonous block of Laurentian origin that was left in Gondwana. But such views are challenged since Cuyania is alternatively suggested to have drifted across Iapetus Ocean as a microcontinent starting in Laurentia and accreting then to Gondwana. A third model claims Cuyania is para autochthonous and arrived at its current place by strike slip faults starting not from Laurentia but from Gondwana.

Последствия

По мере того как таконическая орогенезия ослабевала в начале силурийского периода, поднятия и складки в регионе долины Гудзона сглаживались эрозией. На этой поверхности начали накапливаться осадочные породы, образовавшиеся из остаточных поднятий в регионе Новой Англии. Свидетельством этого является силурийский конгломерат Шавангунк – массивное, хребет образующее образование кварцевого песчаника и конгломерата, несогласно лежащее на поверхности более древних слоев досилурского возраста, имеющих от пологих до крутых углов наклона по всему региону. Этот хребет конгломерата Шавангунк простирается на юг от долины Гудзона вдоль восточного склона Катскиллз. Он формирует впечатляющий гребень хребта Шавангункских гор к западу от Нью-Пальца. К югу и западу он становится заметным хребтом, выходящим на поверхность вдоль вершины горы Киттатинни в Нью-Джерси. В силурийский период отложение грубого аллювиального материала сменилось отложением мелкозернистых морских илов в условиях мелководья, а затем – накоплением карбонатных осадков в чистой воде с образованием рифов из известковых водорослей и скелетных остатков кораллов, строматопороидов, брахиопод и другой древней морской фауны. Эпизодические эустатические колебания уровня моря приводили к изменению или латеральному смещению осадочных сред. В результате сохранившиеся остатки фауны, а также характер и состав осадочных слоев, отложенных в конкретном месте, менялись со временем. Текстурные или композиционные различия слоев, а также изменение ископаемой фауны используются для определения многочисленных осадочных формаций силурийского и девонского возраста, сохранившихся в регионе.