Введение
Геология Австралийской столичной территории включает породы, датируемые ордовикским периодом, возрастом около 480 миллионов лет, однако большинство пород относятся к силурийскому периоду. В ордовикский период этот регион, как и большая часть восточной Австралии, являлся частью океанического дна. В этом районе находится формация Питтмана, состоящая преимущественно из кварцевых песчаников, алевритов и сланцев; а также отложения Адаминаби и формация Актон Shale. Большинство более молодых пород – это пирокластические отложения, образовавшиеся в результате взрывных извержений вулканов, однако формация Ярралумла представляет собой осадочную формацию, сложенную грязевыми сланцами и алевритами, сформировавшуюся около 425 миллионов лет назад. В 1840-х годах в ручье Вулшед близ Дантрона преподобный Уильям Бранвайт Кларк обнаружил окаменелости брахиопод и трилобитов силурийского периода. В то время это были самые древние окаменелости, найденные в Австралии, хотя этот рекорд впоследствии был значительно превышен. К другим интересным геологическим объектам относятся выемка State Circle и антиклиза Дин. Первое европейское название этого района – «Известняковые равнины». В 1820 году, после открытия озера Джордж и реки Ясс, губернатор Лаклан Маккуори решил отправить экспедицию с провизией на один месяц для поиска реки Муррумбиджи. Джозефа Уайлда сопровождали констебль Джеймс Воган и Чарльз Тросби Смит, племянник исследователя Чарльза Тросби. Подробные инструкции исследователям дал Чарльз Тросби, который ранее в этом году участвовал в экспедиции к озеру Джордж. Им предоставили кислоту для определения наличия известняка. 7 декабря 1820 года Смит записал в своем дневнике: «Прибыли к одной из равнин, которые мы видели в 11 часов. В полдень с половиной пришли к очень обширной равнине с хорошей, богатой почвой и обилием травы. Вышли к прекрасной реке, протекавшей через равнины в юго-западном направлении, у ее берегов мы и заночевали. Когда сегодня вечером мы построили хижину, мы увидели несколько кусков камня, которые, по всей видимости, были обожжены. Я осмотрел некоторые из них, и оказалось, что это известняк. На поверхности района известняка немного, но есть выход в Актоне, недалеко от Музея Австралии, на берегу озера Берли Гриффин. Эти формации обнажились, когда дно океана поднялось в результате мощной вулканической активности в девонском периоде, сформировав большую часть восточного побережья Австралии. Большая часть западной и южной частей Австралийской столичной территории (ACT) сложена гранитоподобными породами, образовавшимися из интрузии Муррумбидже Батолита в конце силурийского или начале девонского периода.
The geology of the Australian Capital Territory includes rocks dating from the Ordovician around 480 million years ago, whilst most rocks are from the Silurian. During the Ordovician period the region—along with most of eastern Australia—was part of the ocean floor. The area contains the Pittman Formation consisting largely of quartz rich sandstone, siltstone and shale; the Adaminaby Beds and the Acton Shale. Most of the younger rocks are pyroclastic deposits from explosive volcanic eruptions, but the Yarralumla Formation is a sedimentary mudstone/siltstone formation that was formed around 425 million years ago. In the 1840s fossils of brachiopods and trilobites from the Silurian period were discovered at Woolshed Creek near Duntroon by the Reverend William Branwhite Clarke. At the time these were the oldest fossils discovered in Australia, though this record has since been far surpassed. Other specific geological places of interest include the State Circle cutting and the Deakin anticline. The early European name for the district was "Limestone Plains". In 1820, following the discovery of Lake George and the Yass River, Governor Lachlan Macquarie decided to send a party, with provisions for one month, to discover the Murrumbidgee River. Joseph Wild was accompanied by James Vaughan, a constable, and Charles Throsby Smith, a nephew of the explorer Charles Throsby. Detailed instructions had been given to the explorers by Charles Throsby, who had accompanied the Lake George exploration party earlier in the year. They were provided with acid to test for limestone. On 7 December 1820, Smith recorded in his journal: Came on to one of the plains we saw at 11 o’clock. At half past 1, came to a very extensive plain, fine Rich Soil and plenty of grass. Came to a Beautiful River plains that was running thro’ the plains in a S. W. direction, by the side of which we slept that night. When we made the Hut this evening, we saw several pieces of stone that had been burnt by all appearances. I then examined some of it, which proved to be limestone. There is little limestone evident at the surface in the district, but an outcrop at Acton, near the Museum of Australia, by the shores of Lake Burley Griffin. These formations became exposed when the ocean floor was raised by a major volcanic activity in the Devonian forming much of the east coast of Australia. Much of the western and southern parts of the Australian Capital Territory (ACT) are made from granite like rocks. These are from the Murrumbidgee Batholith intruding during the late Silurian or early Devonian times.
Тектонический контекст
Тектоника объясняет крупномасштабную структуру земной коры и составляющих ее пород, рассматривая их как блоки, перемещающиеся вдоль разломов, поднятые в горсты или опущенные в грабены. Территория ACT расположена на Австралийском континенте, который когда-то был частью суперконтинента Гондвана. ACT находится в пределах Тасманидов – деформированных пород орогена, составляющих ядро древней горной цепи, формирующей Австралийский континент к востоку от Тасманской линии. Эти породы являются добавлением к протерозойскому ядру континента. Тасманиды образовались в результате сжатия, горизонтального укорочения и вертикального утолщения различных "терранов", таких как небольшие континентальные фрагменты и вулканические островные дуги, которые накладывались на первоначальный континентальный край в результате движений тектонических плит. Тасманиды простирались также в Антарктиду на юге и в Северный Китай на севере, поскольку эти континентальные блоки были соединены с Австралией в то время, в Гондване. ACT является частью Восточного складчатого пояса Лаклан, который расположен на терране, известном как терран Бенамбра в штате Виктория, и как терран Молонг-Монаро в штате Новый Южный Уэльс.
Ордовик
Плита с фрагментом континента на борту столкнулась с восточным побережьем современной Австралии, образовав Деламерскую орогенезу. Остатки гор этой орогенезы можно найти вблизи Брокен-Хилла, а также в восточной части Южной Австралии, западной Виктории и западной Тасмании. Это произошло между 520 и 480 миллионами лет назад, в кембрийский период. Никакой сопутствующий океанический фундамент не сохранился в результате обдукции в ACT. В палеозойскую эру было субдуцировано по меньшей мере несколько тысяч километров океанического дна, что заняло около ста миллионов лет. Осадочные отложения накапливались на дне океана в виде веерных отложений, сформированных турбидными потоками со склона континента. Поток был направлен на север, что указывает на расположение континентального склона к югу. Эти отложения сформировались в ордовикский период. Океаническое дно находилось на значительном расстоянии от континентального источника осадочного материала. К концу этого периода существовали изолированные участки, куда не доходили турбидные потоки, и там откладывались только мелкая глина, органические остатки животных и кремнезем в глубоких, обедненных кислородом водах. Этот океанический бассейн получил название бассейн Монаро. К северо-западу располагалась вулканическая островная дуга – дуга Маккуори, с сопутствующей подводной траншеей. Тихоокеанская плита была старой, холодной и плотной, легко погружаясь в мантию под крутым углом. Зона отрыва плиты также со временем мигрировала в сторону океана. Таким образом, траншея отступала в океан, а старая траншея и океаническое дно становились частью континентальной плиты. Вулканы формировались с внутренней стороны траншеи. Часть океанической плиты, присоединенная к континенту, подверглась сжатию, а субокеаническая кора значительно сократилась и утолщилась, образовав дуплексную структуру. Это произошло в конце ордовикского периода и в начале силурийского периода. Осадочные породы были сильно сложены и сброшены, что привело к значительному укорочению земной коры. В районе Канберры осадочные отложения поднялись над уровнем моря и подверглись эрозии. Земля к западу (в районе Вагга-Вагга) поднялась выше. В результате возникло несогласие между формацией Питтман и шельфовыми породами State Circle и песчаником Black Mountain, отложенными поверх них.
Силурианское осаждение
Сланцы формации State Circle и песчаник Black Mountain отлагались в морской среде в виде турбидитов. Источник песка Black Mountain находился неподалеку, с запада, в районе Вагга-Вагга. Район Канберры располагался на прото-Канберрско-Ясском шельфе. К востоку от Канберры глубоководные отложения бассейна Монаро сохранились в районе Капитанс-Флэт. Второе несоответствие произошло после поднятия и эрозии песчаника Black Mountain в конце раннего силура. Это несоответствие получило название Кидонганская деформация. Формация Канберра отлагалась в мелководье с образованием известняка и сланцев. На этом этапе наблюдалась незначительная вулканическая активность, с включением слоев дацита и пепельного туфа. За этим последовало несколько стадий вулканизма. На первом этапе извергались кислотные лавовые вулканы формаций Paddys River, Walker Volcanics в западной Канберре, Hawkins Volcanics на севере и Ainslie Volcanics в северо-восточной части. Следующей стадией были вулканические породы формаций Mount Painter в центральной Канберре и Colinton Volcanics к югу от Куинбейана и вблизи Уильямсдейла. Затем наступила пауза в вулканизме в начале верхнего силура, связанная с осадочными отложениями формаций Yarralumla и Yass. Вулканическая активность возобновилась с формацией Deakin Volcanics в северо-западной и южной частях Канберры. Сначала извергался риодацит, затем туф, больше риодацита, туф с некоторыми подводными отложениями и завершающий этап – риолит. По крайней мере четыре крупных извержения сформировали это вулканическое образование. Вышележащее, на западе, вблизи реки Мюррамбиджи, произошло еще одно мощное вулканическое извержение, известное как Laidlaw Volcanics. К западу от Мюррамбиджи наблюдается иная геологическая обстановка. Тектонический блок называется Cotter Horst. Вероятно, его положение относительно Канберры отличалось от современного. Здесь, в ордовикском периоде, происходило отложение турбидитов на дне океана. Осадочные породы были глубоко погребены, сжаты и разломлены. Плавление происходило в глубоких отложениях и в базальтовой океанической коре под ними. Магмы смешивались и поднимались вверх. Сформировался Муррумбиджский батолит с многочисленными интрузиями. Разломы были обратными, и граниты из батолита поднялись вверх.
Девонский период
Небольшие гранитные интрузии внедрялись в породы Канберрского грабена около 408 миллионов лет назад. Терран Молонг-Монаро был перемещен в положение на восточном побережье Австралии. Деформация Боунинга вызвала северо-южные разломы и протяженные складки в районе, окружающем АКТ. Эта деформация была связана с присоединением террана к континенту. На этой стадии происходил метаморфизм. В Канберрском грабене и Кулларинском блоке метаморфизм в основном достиг верхней стадии зелёного сланца, при небольшом погребении и температуре ниже 350 °C. Это привело к изменениям в вулканических и осадочных породах, таким как серицитизация, соуссуритизация, превращение плагиоклаза в альбит и биотита в хлорит, титанит, эпидот и непрозрачные минералы. На западной окраине, в юго-западной части Белконнена, Даффи и Камба, в вулканических породах Лейдлоу и Уокера, температура была ниже и достигла фации прехнита-помпеллита. Этого было недостаточно для превращения плагиоклаза в альбит. Более интенсивный метаморфизм произошел к востоку от плотины Гугонг, к востоку от АКТ, на хребте Молонгло, пике Ярроу и холмах Талиэсин. Там встречаются псаммитовые и пеллитовые сланцы. В этой области есть два параллельных пояса узловатых сланцев, еще сильнее нагретых до температуры выше 525 °C. Температурный градиент в этом районе был высоким – 70 °C на километр. На восточной стороне Кулларинского блока, в восточном отростке АКТ, Таббераберранская орогения также достигла верхней стадии зелёного сланца. Восточно-западное давление вызвало разрывы, образовавшие разломы Винслейд и Дикин, а также другие разломы северо-западного или северо-восточного направления. Дайка оливинового тесхенита вторглась в район Красных скал реки Муррумбиджи. Поднятие Козиушко подняло землю в районах Снежных гор и Южного нагорья. Это поднятие активировало разлом Муррумбиджи, разлом Куинбейан и разлом озера Джордж.
Добыча полезных ископаемых
В течение всей истории в регионе велась небольшая добыча полезных ископаемых, как драгоценных металлов, включая золото, серебро, свинец и медь, так и строительных материалов. В настоящее время здесь действуют только карьер Стокманса в Пиаллиго, где добывают песчаник Камп-Хилл, и крупный карьер на горе Мугга-Мугга, где добывают порфир Мугга-Мугга для производства гравия и бетонной смеси. Около 1894 года в золотой шахте Балконнелл был проложен штрек для разработки месторождения галенита и карбоната меди. Однако значительных запасов золота там так и не было обнаружено. Шахта располагалась в 200 м ниже по течению реки Молонгло на реке Муррумбиджи, с координатами 35° ю.ш. 14' 38.3", 148° в.д. 58' 13.6". Рудник Паддис-Ривер, также известный как медный рудник Коули, находится в 700 м выше по течению реки Паддис. Разработкой месторождения служил скарн, образовавшийся в результате выпекания известняка из вулканических пород реки Пэдди гранитоидом Шеннонс Флат. Основным минералом здесь является магнетит, но другие сульфиды, а также минералы меди, свинца, цинка и серебра привлекали старателей. Томас Койл начал разработку шахты в 1895 году, добыв 2,6 тонны меди и 26,1 кг серебра. В 1907 году компания Cowley Copper Syndicate Ltd возобновила работы, пробив еще два штрека и винца. К 1909 году разработки были прекращены из-за низкой концентрации полезных компонентов в руде. В шахте осталось более миллиона тонн магнетита. На этом участке были обнаружены различные минералы, такие как аурихальцит, бронханит, каледонит, церуссит, гемиморфит, гидроцинкит, линарит, самородное серебро, розенит и цинксилит.
Гравитационное поле
Гравитационная аномалия над ACT была измерена и опубликована на геологической карте Канберры масштаба 1:100000. Наибольшие значения в гравитационном поле наблюдаются в истоке реки Ясс, к северу от восточной части ACT, и составляют –320 мкм·с−2. Поскольку 1 мкм·с−2 равен 0,1 миллигаль, это соответствует –32 миллигаль. Другой максимум –330 мкм·с−2 расположен к северу от самой северной точки ACT. Контуры гравитационного поля в ACT ориентированы в направлениях северо-запад – юго-восток. В районе Канберры GPO значение составляет около −440, в плотине Скривнер –510, в плотине озера Туггерананг –600, а в Банкс –590. Самое низкое значение в Канберре (-610) зафиксировано в западной части Камбаха. В районе Окс Эстейт значение составляет −400, самые высокие значения в столичной зоне наблюдаются в Уотсон и Митчелл (-350), а на Маллиганс Флат –345. Это означает, что человек весом 50 кг, при измерении силы тяжести с помощью динамометра, а не весов, казалось бы, весил бы на 1,3 грамма больше в Уотсоне, чем в западной части Камбаха. На горе Стромло расположена высокочувствительная гравиметрическая станция, позволяющая измерять изменения гравитационного поля во времени. Гравитационные минимумы обусловлены Муррумбиджийским батолитом, сложенным более легкими породами.
Почва
Большинство почв в АКТ – подзолы. Они имеют двухслойную структуру с красным или коричневым глинистым слоем. Типичная мощность составляет 2 метра.