Введение

Горное событие, вызванное столкновением Лауренции, Балтики и Авалонии Каледонская орогенезия была циклом горного образования, зарегистрированным в северных частях Британских островов, скандинавских Каледонидах, Шпицберге, восточной Гренландии и некоторых частях северной центральной Европы. Каледонская орогенезия охватывает события, произошедшие с ордовика до раннего девона, примерно 490-390 миллионов лет назад (Ma). Она была вызвана закрытием океана Япет, когда континенты Лауренция и Балтика и микроконтинент Авалония столкнулись. Орогенеза названа в честь Каледонии, латинского названия Шотландии. Термин был впервые использован в 1885 году австрийским геологом Эдуардом Суессом для эпизода горного строительства в северной Европе, предшествовавшего девонскому периоду. Геологи, такие как Эмиль Хауг и Ханс Стиль, рассматривали Каледонское событие как одну из нескольких эпизодических фаз горного строительства, которые произошли в течение истории Земли. Согласно современному пониманию, каледонская орогенеза включает в себя ряд тектонических фаз, которые могут быть поперечно диахронными. Название "каледонский" поэтому не может использоваться для абсолютного периода геологического времени, оно применяется только к серии тектонически связанных событий.

Палеогеографическая эволюция до орогенеза

В неопротерозое большинство земных масс были объединены в суперконтиненте Родиния. Гондвана формировала его основную массу. или 590 млн лет назад. Затем часть между Лаврентией и Гондваной (на восток) открылась около 550 млн лет назад. Его дрейф был направлен в сторону ордовикских позиций Балтики и Лауренции, которые к тому времени были дальше на север. Он также включал потребление как океана Япет, так и океана Торнквист вдоль его северной границы. Движение Авалонии было связано с притяжением плит, созданным субдукцией океана Япет под побережьем Лаврентии на северо-запад, а также, возможно, с толчком хребта, созданным распространением Рейского океана. Он мигрировал через океан Япет ортогонально (под прямым углом). Его дрейф включал вращение до 55° против часовой стрелки по отношению к зоне субдукции к северу, в основном в 470450 Ma. Он двигался значительно быстрее, чем Балтика, но замедлился до скорости, сопоставимой с тем, что последняя в позднем ордовике, когда она приблизилась к нему. Основные фазы каледонской орогенезы были вызваны сближением Балтики, Лаврентии и Авалонии, что привело к закрытию океана Япет.

Ранние орогенные фазы

Маккерроу и др. (2000) дают определение орогенеза Каледонии, которое включает "все тектонические события Кембрийского, Ордовикского, Силурского и Девонского периодов, связанные с развитием и закрытием тех частей океана Япета, которые были расположены между Лауренцией (на северо-западе) и Балтикой и Авалонией (на юго-востоке) и каждое тектоническое событие на протяжении этих 200 миллионов лет может рассматриваться как орогенная фаза". Это включает тектонические события, которые были меньше, локализованы и предшествовали более известным основным фазам этого орогенеза. В этом определении таконические и акадийские орогены в современной Северной Америке включены в фазы каледонской орогены. Некоторые ранние фазы деформации и метаморфизма признаны в скандинавских Каледонидах. Первая фаза, которая часто включается в каледонский орогенез, - это Финмаркский орогенез, который был ранним деформационным событием в Арктической (северной) Норвегии, предшествовавшим скандийской фазе (см. ниже) в этой области. Начало его датируется 500 млн лет назад (поздней кембрийской эпохой). Она продолжалась до 460 млн лет назад и была активирована в Скандийской фазе в ~425415 млн лет назад. van Roermund и Brueckner (2004) предложили отдельное орогенное событие, которое было отдельным и немного моложе, чем у Finnmarkian, которое они датировали 455 млн лет назад. Они назвали это Ямтландийской оргеней. Это включало в себя комплекс Севе-Наппе шведских Каледонидов в центральной Швеции, который интерпретируется как расширенный край Балтики. В отличие от предыдущего мнения, что он был погружен под океанскую островной дугу, они предлагают, что он участвовал в столкновении с континентальным фрагментом. Шелвеевская орогенезия произошла в Шропшире, в восточном Уэльсе и в английских Мидлендсах в позднем ордовике и была связана с таконической орогенезией. Он сформировал Шелв Антиклин и Риттонский замок Синклин и был самым важным тектоническим событием в области между кембрийским и девонским. Складка сопровождалась поздней стадией магматических проникновений. Это событие вызвало значительное несоответствие в Шропшире с значительной эрозией до осаждения осадков в эпоху Лландовири Силурия (444443 млн лет назад). В этом районе не было перебоев в осаждениях до конца раннего девона, вызванного акадийской орогенезией на Британских островах. Это было связано с дестральным (правым боковым) движением скольжения в системе разломов Понтесфорд-Линли и сгибанием в слоях до Ашгилла, поднятием прилегающей к нему антиклины Тови и магматической активностью.

Основные орогенные фазы

Основные орогенные события или фазы Каледонского орогенного цикла были связаны с окончательным закрытием океана Япет. Они были, в последовательном порядке, Грампианская фаза, стыковка Восточной Авалонии с Балтикой, Скандийская фаза и Акадская фаза. Последнее включало: А) стыковку Англии и Уэльса (которые были частью восточной Авалонии) с восточной и южной Ирландией со Шотландией и остальной частью Ирландии (которые были частью Лаврентии). B) объединение терранов Западной Авалонии с восточной границей основной суши Лавренции (см. статью об акадийском орогене для этой орогене. Во время последней части своей миграции на северо-запад Авалония сходилась с Балтикой и Лауренцией на северо-востоке и северо-западе соответственно. После объединения с Восточной Авалонией Балтика сходилась с Лаврентией в западном направлении. Совместное сближение этого микроконтинента и двух континентов создало континентальные столкновения между ними, упомянутые орогенные события и закрытие океанов Япета и Торнквиста. Континентальные столкновения начались в среднем силурии и в горах и закончились в раннем девоне (420405 млн лет назад).

Орогенеза Грампа

Грампианская орогенеза включала столкновения между двумя сушинами Лауренции и океанической островной дугой в океане Япет за бортом главного края тектонической плиты Лауренции (будущей Северной Америки). Две из них - Шотландия и северная и западная Ирландия. Другие части Британских островов (Англия и Уэльс и остальная часть Ирландии) были частью микроконтинента Авалония.

Восточная и Западная Авалония

Были выделены две части Авалонии, западная и восточная. Термин "Западная Авалония" относится к самой западной части микроконтинента, который объединял восточное побережье основной части тектонической плиты Лауренции (ныне Северная Америка) на западе в районе северных Аппалачей и Маритимских островов. Восточная Авалония относится к: а) части, которая объединилась с Балтикой, б) Англии и Уэльса, а также восточной и юго-восточной Ирландии, которые объединились со Шотландией и северной и западной частью Ирландии (которые были частью Лаврентии).

Соединение Восточной Авалонии с Балтикой

Самая восточная часть Восточной Авалонии слилась с Балтикой через наклонный мягкий док, управляемый сближением и сдвигом дестрального удара, а не оргеном, вызывающим жесткое континентальное столкновение. Это подтверждается отсутствием орогенных структур или метаморфических пород под высоким давлением, которые либо отсутствуют, либо зарыты. Это событие произошло в конце ордовика, около 440 млн лет назад. Он соединялся с Балтийскими побережьями в южной Дании, юго-западном углу Балтийского моря и Польши. В его состав вошли Силезия в Польше, северная Германия, Нидерланды, Бельгия и часть северо-восточной Франции (Арденны). Массив Англо-Брабанта или Массив Лондон-Брабант в центральной и южной Англии и в Бельгии представляет собой большой подвальный массив.

Трансевропейская зона швов

Транс-европейская зона швов или зона Торнквиста - это зона швов Балтии и Восточной Авалонии. Она проходит от части Северного моря, близкой к Дании, через южную Данию, часть Балтийского моря между Данией и Польшей (по немецкому острову Руген) и через Польшу. Затем он следует по восточной окраине Восточных Карпат в западной Украине. Наконец, она уходит к Черному морю. Однако в Судетах и Восточных Карпатах он развивался через варрисконские и альпийские орогены, а не через каледонские.

Скандийская фаза

Скандийская фаза включала столкновение между восточной Гренландией на восточной окраине Лаврентии и окраиной Балтоскандийской платформы Фенноскандийского полуострова Балтика. Она включала скандинавские Каледониды в современной Норвегии и шведские районы на ее границе. Она просуществовала с эпохи Венлока Силурия до середины девона (430380 млн лет назад). Да и все такое. (2013) и Ladenberger et al. (2012) предлагают пересмотреть дату начала, установленную в 440 млн лет назад, однако нет консенсуса по этому поводу. Скандийское орогенное событие также привело к образованию гор Земли королевы Луизы (или Земли Дроннинг Луизы) в северо-восточной Гренландии. Это открытая зона тяги NS, которая отмечает западную границу интенсивной каледонской деформации. Доминирующие структуры интерпретируются как результат синустральной транспрессии, которая включала в себя деление напряжения региональной деформации между синустральными движениями скольжения на востоке и направленным на северо-западную сторону наклонным толчком и складыванием дальше на запад. Это орогенное событие также повлияло на Шотландию и внешние Гебриды, вызвав толчок в Северных нагорьях, который завершился развитием Пояса толчков Мойн, толчки Бен-Хоуп и толчки Навер-Сгурр-Биг (435420 млн лет назад) и привел к магматическому вторжению в Галлоуэй и Южные нагорья (около 400 млн лет назад) в Шотландии и расширению батолита Лейк-Дистрикт в северной Англии. Все это охватывало зону Япетского шва (см. ниже). Он также вызвал северо-восточные проломы, такие как пролом Великого Глена, который затронул супергруппу Мойн и скалы Далрадиана в Шотландии и Шетландских островах через пролом Стены, который является северо-восточным продолжением провала Великого Глена.

Акадская позднекаледонская или протоварисканская орогенезия на Британских островах

Как упоминалось выше, Британские острова были разделены и принадлежали к двум различным тектоническим плитам: Лавренция (Шотландия и северная и западная Ирландия) и Авалония (Англия и Уэльс и остальная часть Ирландии). В раннем девонском периоде аккадские события в этой области привели к объединению этих сухопутных масс, сформировав Британские острова, как они есть сейчас. Это произошло в результате субдукции Авалонской океанической коры под южными границами лауренцианских сухопутных масс. С 1980-х годов термин "акадийский", который относится к позднему силурию и раннему девонскому орогенезу в Северных Аппалачах и морских провинциях Канады, применяется к ранней девонской фазе деформации в британских Каледонидах по аналогии с той, которая произошла в современной Северной Америке. Субдукция океана Япет произошла под землей долины Мидленд в Шотландии. Существует трансущественная группа интрузивных плутонов, которые пересекают обе стороны следа Япетской швы в Южных горных районах Шотландии (к северу от шва) и Лейксманской Ленстерской терране северной Англии и восточной Ирландии (к югу от шва), которые находились на полях Лауренции и Авалонии соответственно. Расположение плутонов произошло после окончания субдукции океана Япет. Считается, что терраны Южных Высот являются аккреционным клином. Глубоководная осадочность здесь в ответ на субдукцию началась 455 лет назад и ознаменовала переход от первоначальной субдукции Япетуса под Авалонией к субдукции под Лаврентией. Около 430 млн лет назад аккреция в Южных Высокогорах и Ирландии перешла от ортогональной (под прямым углом) к синустральной (левой боковой) транспрессивной, как показано расщелинами, пересекающими складки против часовой стрелки. Осаждение турбида в океанической траншеи перекрыло земляное покрытие Лейксмана Линстера. Сближение Лаврентии и Авалонии и субдукция Япетского океана прекратились около 420 млн лет назад, о чем свидетельствует ослабление деформации в клин аккреции в середине Силурия. Производство магмы должно быть больше в конвергентных тектонических режимах во время субдукции и заметно уменьшаться с переходом к постсубдукционным коллизионным режимам. Однако во время субдукции Япета (455425 млн лет назад) это было низко, и интрузивные породы в основном отсутствовали во всех терранах в соответствующей области в этот период. Большинство акадских магматических образований произошло после субдукции (425 390 млн лет назад) в региональной тектонической обстановке с чередующимися фазами транпрессии и транстенсии. Высокие темпы образования магмы совпали с фазой синистральной транстенции раннего девона около 418-404 млн лет назад. Это уменьшилось во время аккадской транспрессии 404394 млн лет назад. Это привело к гипотезам, что дуговые породы были разрушены и, следовательно, не были сохранены, что дуга была смещена боковым движением вдоль проломов сдвига удара или что это связано с субдукцией плоских плит, что снижает скорость магматизма. В раннем и среднем ордовике группа Скиддо была глубоким подводным осадочным бассейном, чьи осадочные породы в основном происходили из более ранней континентальной маржинальной вулканической дуги. Он подвергся субдукции связанной с тектоническим подъемом, который вывел его на поверхность воды. Сближение в конечном итоге привело к тому, что ареалы Южных гор Шотландии простирались через зашитый океан Япет. Это вызвало проникновение в группу и проникновение в сланцевый расщепление с широко каледонской тенденцией, наложенной на более раннюю ткань группы. Последний этап сжатия, возможно, также включал в себя реактивацию тяговых сбоев. В среднем и позднем ордовике вулканическая группа Борроудейла (BVG) и вулканическая группа Эйкотта (EVG) претерпели обрушение кальдер, о чем свидетельствуют обрывистые участки блоков. Наложенные деформации Акадии - это региональные моноклины к северу от EVG и к югу от BVG, которые являются частью антиклина озерного округа, ядром которого является группа Скиддоу (которая перекрывается EVG). В ВВД преобладают синклины, а антиклины, как правило, отсутствуют. Это говорит о том, что акадская деформация сжала основные бассейны BGV и сложила его слои, а основные синклины были активированы и сжали вулканические бассейны. На местности накладывался расщеп с тканями, варьирующимися от расстояния до шлифованного и проникающего. Супергруппа Виндермир была предгорным бассейном на краю �...

Япетский швы

Япетский шев - это линия, где Каледонское столкновение закрыло океан Япет. В Ирландии она проходит от устья реки Шеннон на побережье Атлантики до Клогхед на Ирландском море. Он пересекает это море и выявляется в разломе Ниарбил в южной части северного побережья острова Мэн. В Британии она примерно параллельна границе Англии и Шотландии. Он состоит из ряда разломов без следов субдукции, таких как остатки офиолитов или океанические траншеи, полученные из пород. Япетский швы также простирается вдоль побережья Балтоскандийской платформы Фенноскандийского полуострова, которая столкнулась с восточной границей Гренландии вдоль восточной границы Лаврентии в скандийском орогенезе.

Противоречия

По мнению некоторых авторов, Каледонские континентальные столкновения включали в себя другой микроконтинент, Арморику (южная Португалия, большая часть севера Франции и части южной Германии и Чехии), даже меньше Авалонии. Этот микроконтинент, вероятно, не образовывал единой последовательной единицы, а был вместо этого серией фрагментов, из которых наиболее важными являются нынешние Армориканские и Богемские массивы. Океан между объединенной континентальной массой Лавренции, Балтики и Авалонии (называемой Евроамерикой, Лавруссией или старым красным континентом) и Арморикой называется Реическим океаном. Палеогеографическое положение фрагментов коры Арморики между ордовиком и карбоном весьма спорно. Есть признаки того, что Богемский массив начал двигаться на север с ордовика вперед, но многие авторы относят аккрецию армориканских терранов с южной окраиной Лавруссии в карбоновый варисканский орогенезию (около 340 миллионов лет назад). Реногерцинийский бассейн, бассейн обратной дуги, образованный на южной окраине Евроамерики сразу после каледонской орогенезии. По мнению этих авторов, небольшой край Евроамерики откололся, когда образовался этот бассейн. Бассейн закрылся, когда эти деформированные каледонские терраны снова присоединились к Лавруссии во время герцинийской орогенезы.