ローレンシア

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北米のクラトンとも呼ばれるローレンシア

ローレンシアまたは北アメリカのクラトンは、北アメリカの古代の地質学的コア形成する大きな大陸のクラトンです。過去に何度も、ローレンシアは別の大陸であり、現在は北アメリカの形をしていますが、もともとはグリーンランドのクラトン地域とスコットランドの北西部、ヘブリディアンテレーンとして知られています。過去の他の時期には、ローレンシアはより大きな大陸と大陸の一部であり、それ自体は初期のネットワーク上に組み立てられた多くのより小さなテレーンで構成されています原生代の 造山帯。小さな微小大陸と海洋の島々が、成長を続けるローレンシアと衝突して縫合し、今日見られる安定した先カンブリア時代のクラトンを形成しました。[1] [2] [3]

クラトンは、ローマのローレンスにちなんで名付けられたセントローレンス川からその名前が付けられたローレンシャン山脈を通って、ローレンシャンシールドにちなんで名付けられました。[4]

インテリアプラットフォーム

カナダ東部と中央部では、安定したクラトンの多くが、100万平方マイルを超える先カンブリア時代の岩石の領域であるカナディアンシールドとして地表に露出しています。これには、カナダのアキャスタ片麻岩の始生代の岩石(40.4億年(Gya))やグリーンランドのイスタック片麻岩(38億年)など、地球上で最も古い岩石が含まれます。[5]地下の拡張を考慮すると、より広い用語のローレンシャンシールド構造の大部分がカナダ国外に広がっているため、より一般的です。米国では、クラトンの岩盤は中西部グレートプレーンズ地域の広い内部プラットフォームで堆積岩で覆われており、ミネソタ州北部、ウィスコンシン州、ニューヨーク州アディロンダック山地、およびミシガン州のアッパー半島でのみ露出しています。[6]堆積岩のシーケンスは、厚さが約1,000mから6,100m(3,500〜20,000フィート)を超えるまでさまざまです。クラトン岩は変成岩または火成岩であり、その上にある堆積層は主に石灰岩砂岩で構成されています、および頁岩[7]これらの堆積岩は、主に6億5000万年から2億9000万年前に堆積した。[8]

始生代の奴隷レイハーンワイオミングスーペリアナインの各州に割り当てられた最古の岩盤は、ローレンシアの北部3分の2にあります。原生代初期の間、それらは堆積物で覆われていましたが、そのほとんどは現在侵食されています。[1]

グリーンランドはローレンシアの一部です。島は現在、ネアズ海峡によって北アメリカ本土から隔てられていますが、これは更新世の侵食の特徴です。海峡は大陸地殻で覆われており、熱イベントや海路テクトニズムの兆候は見られません。[9] [10]グリーンランドは主に始生代から原生代の地殻で構成されており、北縁には下部暁新世の陸棚層があり、西縁と東縁にはデボニアンから古第三紀の層があります。カレドニア造山運動の間、東と北の縁は大きく変形しました[11] [10]

グリーンランド西部のイスア緑色岩帯は、シート状の岩脈複合体を含む海洋地殻を保護しています。これらは、中央海嶺が3.8Gya存在したという証拠を地質学者に提供します。スーペリア州アビティビゴールドベルトは、カナディアンシールドで最大のグリーンストーンベルトです。[12]

地殻変動の歴史

組み立て

ローレンシアの地下岩

ローレンシアは、始生代の地殻の6つまたは7つの大きな断片から、約2.0〜1.8Gyaで最初に組み立てられました。[3] [13]組み立ては、スレーブクラトンがレイハーンクラトンと衝突し、レイハーンクラトンがすぐ後にスーペリアクラトンと衝突したときに始まりました。次に、これらは、ワイオミング、メディシンハット、サスカチュワン、マーシュフィールド、ナインのブロックなど、始生代の地殻のいくつかの小さな断片と融合しました。この一連の衝突により、トランスハドソン造山帯の山々が隆起しました。これは、現代のヒマラヤ[3]や、カナダ北西部のウォプメイ造山帯に類似している可能性があります。[14]

ローレンシアのコアの組み立て中に、縞状鉄鉱層がミシガン、ミネソタ、およびラブラドールに堆積しました。[15]

結果として生じたローレンシアの核は、大部分が始生代の地殻を作り直したものでしたが、火山弧の形をしたいくつかの幼い地殻がありました。若年性地殻は、古い地殻岩からリサイクルされるのではなく、地球のマントルから新たに抽出されたマグマから形成された地殻です。[3]トランスハドソン造山帯の強烈な山岳建築も、クラトンの下に厚くて安定した根を形成しました[3]おそらく、低密度の物質を上に動かし、高密度の物質を下に動かす「練り」のプロセスによって。[16]

次の9億年にわたって、ローレンシアは島弧や他の幼い地殻、そして時折古い地殻の破片(モハベブロックなど)の堆積によって成長しました。この降着は、長寿命の収束プレート境界があったローレンシアの南東縁に沿って発生しました。主な降着エピソードには、1.71〜1.68 GyaのYavapai造山帯が含まれ、1.8〜1.7 GaYavapai州がローレンシアに溶接されました。1.65〜1.60 GyaのMazatzal造山帯、1.71〜1.65 GaMazatzal州の降着。[3] 1.49〜1.45 GyaPicuris造山帯、 [17] 1.50〜1.30Gaの花崗岩-流紋岩州をローレンシアに溶接した可能性があります。そしてその1.30から0.95Gyaのグレンヴィル造山運動は、1.30から1.00 GaLlano-Grenville州をローレンシアに付加しました。特に、Picuris造山運動は、大量の花崗岩質マグマが幼い地殻に貫入し、地殻を成熟させてつなぎ合わせるのに役立ったことが特徴でした。1.70および1.65Gyaでのスラブのロールバックにより、クラトンの南縁に特徴的な珪岩-流紋岩層が堆積しました。この長い降着のエピソードは、ローレンシアのサイズを2倍にしましたが、比較的弱く、含水で、肥沃な(マグマの抽出のために熟した)マントルリソスフェアの下にあるクラトンを生成しました。[3]沈み込み大陸の南東縁の下で、グレンビル州の造山帯の下のリソスフェアマントルの濃縮を引き起こした可能性があります。[18]

1.1 Gyaあたりで、クラ​​トンの中心は中央大陸リフトシステムに沿ってほとんど裂けていました。これにより、洪水玄武岩が銅鉱石に富むケウィーナワンスーパーグループが生まれました。[19]

ロディニアの形成と崩壊

750 Maのロディニア大陸の再建案。1.1Ga年代の造山帯が緑色で強調表示されています。赤い点は1.3〜1.5 GaAタイプの 花崗岩を示します。[20]

ローレンシアは、構造的に活発な世界を形成しました。[21] [3]大陸の南東縁の下での沈み込みは、主要な超大陸ロディニアの形成に貢献したと考えられています。[18] [22] [23]米国南西部と東南極またはSWEATの仮説によれば、ローレンシアは超大陸の中核となった。東南極とオーストラリアを北(現在は西)、シベリアを東(現在の北)、バルティカと、現在の方向と比較して時計回りに約90度回転しました。そして南にアマゾニア(現在の東)、南西にコンゴ(現在の南東)。グレンヴィル造山運動は、コンゴ、アマゾニア、バルティカと衝突したローレンシアの南西(現在の南東)縁全体に沿って広がっていました。ローレンシアは赤道に沿って横たわっていた。[24]

最近の証拠によると、南アメリカとアフリカはロディニアに非常に近い場所にありましたが、ロディニアに完全に参加することはありませんでした。新しい再建により、ローレンシアは現在の方向に近くなり、西は東南極とオーストラリア、北西は中国南部、東はバルティカ、南はアマゾニアとリオプラタになります。[25]

ロディニアの崩壊は、ローレンシア西部に多数の苦鉄質 岩脈群が設置された780Myaまでに始まりました。[26]リフトの初期段階では、12 km(7.5マイル)を超える厚さのベルトスーパーグループが生成されました。[27] 750マイアまでに分裂はほぼ完了し、ゴンドワナの小さな超大陸(今日の南大陸のほとんどで構成されている)は、赤道近くに孤立したままになっていたローレンシアから離れて回転した。[26]

ロディニアの崩壊は、深刻な氷河期のエピソードを引き起こした可能性があります(スノーボールアースの仮説)。[25]

パノティア以降

Pannotia 545 Ma、南極を中心としたビュー。[28]

ロディニアの断片が原生代の最後にある別の短命の超大陸、パノティアに集まったといういくつかの証拠があります。この大陸はほぼ同時に崩壊し、ローレンシアは465 Myaあたりで南アメリカから離れ、再び赤道近くの孤立した大陸になり、西イアペトゥス海によってゴンドワナから隔てられました。約4億3000万年前のカンブリア紀初期のある時期に、アルゼンチンはローレンシアから離れてゴンドワナ大陸に付着しました。[29]

パノティアの崩壊により、ローレンシア、バルティカ、カザフスタニア、シベリア、中国、ゴンドワナの6つの主要な大陸が生まれました。[30]ローレンシアは、シルル紀中期まで独立した大陸であり続けた。[10]

オルドビス紀初期から中期にかけて、現在の北アメリカの大西洋岸に沿って、いくつかの火山弧がローレンシアと衝突しました。これは、タコニック造山運動と呼ばれる造山のエピソードを引き起こしました[31]タコニック造山帯によって隆起した山々がその後侵食されたとき、それらはクィーンストン層の岩石に記録された巨大なクィーンストンデルタを生み出した。[30]ミルバーグ/ビッグベントナイトの火山灰層を生成した噴火を含む、激しい火山活動もありました。このイベントでは、約1,140立方キロメートル(270立方マイル)の灰が噴出しました。しかし、これは大量絶滅を引き起こしたようには見えません。[32] [33]

古生代初期を通して、ローレンシアは、海に氾濫した構造的に安定した内部と、周辺の造山帯によって特徴づけられました。[30]重要な特徴は、カナディアンシールドの低地から南西に走る大陸横断アーチでした。盾とアーチは、古生代初期の大部分を通して水上にあった大陸の唯一の部分でした。[34]古生代初期には、ソーク族とティッペカヌー族の2つの主要な海進(大陸の洪水のエピソード)があった。この間、西コルディレラはパッシブマージンでした。[30]地下の複合体の上に堆積した堆積岩は、静かな海と川の水の設定で形成されました。ミシシッピ時代の大部分の間、クラトンは、主に石灰岩といくつかのドロミテと蒸発岩が堆積した広大な海洋炭酸塩台地の場所でした。このプラットフォームは、現在のアパラチア山脈またはミシシッピバレーから現在のグレートベースンまで拡張されました。クラトンは、棚の端で最大深度がわずか約60 m(200フィート)の浅くて暖かい熱帯の大陸外海またはクラトン海(文字通り「クラトン上」を意味する)で覆われていました。[35]

ローレンシア大陸におけるオルドビス紀後期 458〜  約 4億  4400万年前)の赤道の位置は、広範な貝殻層の記録によって決定されています。[36]オルドビス紀の間に起こった大陸の洪水は、海の生物の成功のために浅い暖かい水を提供し、したがって貝の炭酸塩の殻のスパイクを提供しました。今日、ベッドは化石化した貝殻または巨大な層状のタラシノイデス相(MBTF)と緩い貝殻または非アマルガメート腕足動物の貝殻床(NABS)で構成されています。[36]これらの層は、22.1°S±13.5°で赤道の10°の内側にあるハリケーンのない赤道気候帯の存在を意味します。[36]この生態学的結論は、この赤道の位置を確認する以前の古地磁気学的発見と一致します。[36]

ラウロシア

シルル紀中期、約430Maの地球の古地理。アバロニアとバルティカはローレンシアと融合してローレンシアを形成しました。

カンブリア紀の終わり、約490マイアで、アバロニアの微小大陸はゴンドワナから離れて漂流しました。オルドビス紀の終わりまでに、アバロニアはバルティカと合併し、2つはカレドニア造山運動のシルル紀(約420マイア)の終わりにローレンシアに融合した[31]これにより、ラウロシア大陸が生まれました。[31] [10]

この間、いくつかの小さな大陸の破片がクラトンの他の縁と融合しました。これらには、初期デボン紀の間に合併したアラスカのノーススロープが含まれていました[37]デボン紀後期から中生代にかけて堆積したいくつかの小さな地殻の破片が、西コルディレラを形成した。[38]

オルドビス紀の間に西コルディレラは収束プレートマージンになり、大陸横断アーチは水没しましたが、デボン紀に再び現れました。[39]デボン紀はまた、チャタヌーガ頁岩[40]、西コルディレラのアントラー造山帯の堆積を見た。[41]

パンゲアの形成

石炭紀後期、約310Maの地球の古地理。ローロシアはゴンドワナと融合してパンゲアを形成しました。

石炭紀と二畳紀の間に、ラウロシアはゴンドワナと融合してパンゲアの超大陸を形成しました。結果として生じたアレゲニー造山運動は、中央パンゲアン山脈を作り出しました[42] [43] [10]山々は赤道の近くに位置し、年間を通じて大雨のゾーンを生み出し、米国のアパラチア山脈の石炭層を含む広大な石炭層の堆積を促進した。[44]その間、ゴンドワナ大陸は南極に漂流し、大規模な氷河作用のサイクルは、サイクロセムと呼ばれる海洋と石炭の湿地を交互に繰り返す特徴的なパターンを生み出した。[45]

ペンシルバニアン時代、ローレンシアの南西部に先祖代々のロッキー山脈が隆起しましこれは、ゴンドワナ大陸との衝突[46]か、南西からの大陸縁辺での沈み込みのいずれかに起因している。[47]

古生代後期には、カスカスキアとアブサロカという2つの追加の海進が発生しました。[30]

パンゲアの大きな大陸の塊は、気候パターンに強く影響しました。[44]ペルム紀は比較的乾燥しており、蒸発岩はペルム紀盆地に堆積した[48]三畳紀初期に南西に堆積した堆積層は河川性であったが、三畳紀後期には風成層に取って代わった。[49]

パンゲアは、三畳紀の開始時に約250Myaの高さに達しました[50]

パンゲアの崩壊

パンゲアの崩壊は三畳紀に始まり、赤色層花崗質砂岩、および湖頁岩の堆積物を生成した現在の米国の東海岸に沿ってリフトしました。[49]中央大西洋は約180マイアで開き始めた。[50]パンゲアの集会前にゴンドワナの一部であったフロリダは、中央大西洋の開通中にローレンシアに残された。この旧ゴンドワナ大陸の断片には、カロライナスレートベルトとアラバマの一部が含まれています。[10]

メキシコ湾は、三畳紀後期とジュラ紀の間に開きました。これは、後に今日重要な石油貯留層である岩塩ドームを生じさせた蒸発岩層の堆積を伴いました。ヨーロッパは北アメリカから140から120マイアの間で漂流し[ 50] 、ローレンシアは古第三紀に北大西洋が開かれたことで再び独立した大陸の中核となった[10]

西コルディレラの中生代では、ソノマネバダンセビアララミーの4つの造山運動が発生しました。ネバダの造山運動は、シエラネバダ山脈の広大なバソリスを据え付けました[51]

ジュラ紀後期のサンダンス海の後退は、脊椎動物の化石で有名なモリソン累層の堆積を伴いました。[49]

白亜紀の間に、西部内陸海路はメキシコ湾から北極海まで走り、北アメリカを東と西の陸地に分割しました。時々、陸塊や山の鎖がクラトンの遠い端に立ち上がってから侵食され、風景全体に砂を流しました。[52]ニオブララ累層の白亜層がこの時期に堆積し、地殻の破片の堆積が西コルディレラに沿って続いた。[49]

新生代で

メキシコ北東部は、比較的最近の地質時代に北米のクラトンに追加されました。このブロックは中生代から現在に至るまで形成され、初期の基盤岩の小さな断片のみが含まれていました。パンゲアが崩壊した後、それは首尾一貫したユニットとして動いた。[10]

大西洋岸と湾岸は新生代で8回の違反を経験しました。[53]そしてララミー変動は現在のロッキー山脈を暁新世に引き上げ続けた。[53]西コルディレラは、新生代中期のベイスン・アンド・レンジ州の形成やコロラド高原の隆起など、構造変形に苦しみ続けた。コロラド高原は、ほとんど変形せずに隆起しました。コロンビア高原の洪水玄武岩も新生代の間に噴火しました。[53]

ローレンシアの南西部は、大陸衝突によって変形した先カンブリア時代の基盤岩で構成されています。この地域は、ベイスンアンドレンジ州としてかなりのリフトにさらされており、元の幅の100%まで引き伸ばされています。[54]この地域は多数の大規模な火山噴火を経験した。

バハカリフォルニアは中新世の間に北アメリカから離れて漂流しました[50]この地殻のブロックは、原生代から古生代初期の棚と中生代の弧状火山層で構成されています。[55] [10]

新生代は氷河期で終わり、現代の完新世間氷期であり、広範な氷河期のエピソードの間の暖かい呪文でした。[53]

古環境の変化

顕生代の間にローレンシアでいくつかの気候イベントが発生しましたカンブリア紀後期からオルドビス紀にかけて、氷冠が溶けて海面が変動した。「地球規模の超温暖化」、つまり高強度の温室効果ガス条件の9つのマクロスケール変動が発生しました。[56]海面変動のために、これらの間隔は、イベントの記録として機能するローレンシアの泥岩堆積物につながりました。[56]オルドビス紀後期は冷却期間をもたらしたが、この冷却の程度はまだ議論されている。[57] 1億年以上後、ペルム紀では、全体的な温暖化傾向が発生した。[58]化石化した無脊椎動物によって示されるように、ローレンシアの西縁は、持続する南向きの冷たい流れの影響を受けました。この流れは、テキサス地域の水温とは対照的でした。[58]この反対は、ペルミの地球温暖期の間、パンゲア北部と北西部(ローレンシア西部)が比較的涼しいままであったことを示唆している。[58]

地史

  • 4.03〜3.58  Ga付近で、地球上で最も古い無傷の岩層であるアキャスタ片麻岩が、現在のノースウェスト準州で形成されました(古い個々の鉱物粒子は知られていますが、岩全体ではありません)。[59]
  • およそ2.565Gaで、Arcticaは独立した大陸として形成されました。
  • およそ2.72から2.45Gaで、アークティカは超大陸ケノーランドの一部でした。[説明が必要]
  • ケノーランドが崩壊した2.1から1.84Gaあたりで、北極クラトンはバルティカ大陸と東南極大陸とともに陸塊ネナの一部でした。
  • 1.82 Gaあたり、ローレンシアは超大陸コロンビアの一部でした。
  • 1.35〜1.3 Gaあたり、ローレンシアは独立した大陸でした。
  • 1.3 Ga前後で、ローレンシアは陸地のプロトロディニアの一部でした。
  • 1.07 Gaあたり、ローレンシアは超大陸ロディニアの一部でした。
  • 約750Maで、ローレンシアは陸地のプロトロラシアの一部でした。ローレンシアはほとんどバラバラになりました。
  • エディアカラン( 635〜541 ±0.3 Ma)では、ローレンシアは超大陸のパノティアの一部でし
  • カンブリア紀541±0.3から485.4±1.7Ma)では、ローレンシアは独立した大陸でした。
  • オルドビス紀485.4±1.7から443.8±1.5Ma)では、ローレンシアは縮小し、バルティカは拡大していました。
  • デボン紀419.2±2.8から358.9±2.5Ma)で、ローレンシアはバルティカと衝突し、陸塊のユーラメリカ大陸を形成しました。
  • ペルム紀298.9±0.8〜252.17±0.4 Ma)では、すべての主要な大陸が互いに衝突し、超大陸パンゲアを形成しました。
  • ジュラ紀(201.3±0.6〜145±4 Ma)では、パンゲアはローラシア大陸とゴンドワナ大陸の2つに分裂しました。ローレンシアは、陸地のローラシア大陸の一部でした。
  • 白亜紀145±4〜66 Ma)では、ローレンシアは北アメリカと呼ばれる独立した大陸でした。
  • 新第三紀(今日まで23.03±0.05 Ma、または2.588 Maで終わる)では、北アメリカの形をしたローレンシアが南アメリカと衝突し、陸地アメリカを形成しました。

も参照してください

  • 北大西洋クラトン –西グリーンランド南部、ラブラドールのナイン州、スコットランド北西部のルーイシアン複合岩体に露出した始生代のクラトン

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外部リンク

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