Géologie de l'Amérique du Nord - Geology of North America

Carte géologique USGS de l'Amérique du Nord (haute résolution, cliquez pour zoomer)
Carte en relief montrant l'âge variable du substrat rocheux sous - jacent à l'Amérique du Nord . (Cliquez pour agrandir) Voir la légende ci-dessous
C'est la légende de la carte géologique nord-américaine ci-dessus.
Carte géologique de l'Amérique du Nord

La géologie de l'Amérique du Nord est un sujet de géologie régionale et couvre le continent nord-américain , le troisième plus grand au monde. Les unités et processus géologiques sont étudiés à grande échelle pour obtenir une image synthétisée du développement géologique du continent.

Les divisions de la géologie régionale sont tracées de différentes manières, mais sont généralement décrites par une histoire géologique commune, un voisinage géographique ou des frontières politiques. La géologie régionale de l'Amérique du Nord englobe généralement les régions géographiques de l' Alaska , du Canada , du Groenland , des États-Unis continentaux , du Mexique , de l'Amérique centrale et des Caraïbes . Les parties de la plaque nord-américaine qui ne sont pas occupées par les pays nord-américains ne sont généralement pas abordées dans le cadre de la géologie régionale. Les régions qui ne sont pas géographiquement nord-américaines mais qui résident sur la plaque nord-américaine comprennent des parties de la Sibérie (voir la géologie de la Russie ), de l' Islande et des Bermudes . Une discussion sur la géologie nord-américaine peut également inclure d'autres plaques continentales, y compris les plaques Cocos et Juan de Fuca subductées sous l'ouest de l'Amérique du Nord. Une partie de la plaque du Pacifique sous - tend la Basse Californie et une partie de la Californie à l' ouest de la faille de San Andreas .

Craton nord-américain

Le noyau stable du continent est le craton nord-américain . Une grande partie de celui-ci était également au cœur d'un supercontinent antérieur, Laurentia . La partie du craton où la roche du socle est exposée s'appelle le Bouclier canadien . Autour de celui-ci se trouve une plate-forme stable où le sous-sol est recouvert de sédiments; et ses environs qui sont une série de zones orogéniques.

bouclier canadien

Sur une carte ne montrant que des roches métamorphiques, le Bouclier canadien forme un motif circulaire au nord des Grands Lacs autour de la baie d'Hudson .

Le Bouclier canadien est une vaste zone de roches ignées et métamorphiques archéennes à protérozoïques dans l'est du Canada et le centre-nord et le nord-est des États-Unis.

La première partie du bouclier est constituée de roches archéennes métamorphosées , d'origine volcanique . De nombreux terranes se sont accrétés sur ce noyau archéen au Protérozoïque pour former le Bouclier canadien. La province archéenne méridionale est le Craton Supérieur , il est formé par la combinaison d'une pierre verte -granite et d'un terrane de gneiss. Les marges du Bouclier canadien ont été recouvertes de roches sédimentaires, comme au Michigan où une série de sédiments s'est remplie dans le bassin du Michigan . Les sections exposées sont souvent là où les glaciers ont enlevé ce régolithe sus-jacent pour révéler la roche cristalline sous-jacente marquée par les glaciers.

Plateforme stable

La plate-forme stable est une zone dans laquelle le craton nord-américain forme un sous - sol et est recouvert de sédiments. Cette région forme maintenant une grande partie des plaines intérieures et la pente des Appalaches sous les montagnes proprement dites. Cette zone a été couverte par une mer intérieure peu profonde , qui est devenue le site de dépôt de la plupart des roches sédimentaires sus-jacentes. La mer s'est retirée à mesure que le continent s'élevait et se couvrait de dépôts de ruisseaux , de lacs et de vent . Orogenèses dans les provinces voisines ont eu peu d' effet sur le craton, ce qui en fait une région epeirogenic , et, en tant que telle, la plate - forme stable est la plupart du temps un sous - sol cristallin, couvert par des roches sédimentaires, interrompues seulement par occasionnels dômes , comme l' Arc Cincinnati , Wisconsin Dome et Ozark Dome .

Système de rift Midcontinent

Il y a un milliard d'années, le Midcontinent Rift System a commencé à s'étendre le long d'un chemin de 2 000 kilomètres (1 200 mi), à la fois à travers le Bouclier canadien et la plate-forme stable. La faille a échoué, puis le mouvement de la croûte s'est inversé. Une plage s'est formée puis s'est érodée, formant des bassins de part et d'autre d'un horst . Ces roches ont été enfouies sous des sédiments dans de nombreuses régions, mais sont exposées dans certaines régions, en particulier autour du lac Supérieur .

Orogène de Grenville

L' orogène de Grenville s'est développé au Protérozoïque le long des marges est et sud du craton nord-américain. Le plus grand affleurement de roches de l'âge de Grenville est une bande d'environ 400 kilomètres (250 mi) de large au sud-est du front de Grenville qui s'étend de la côte centrale du Labrador au sud-ouest du sud du Québec et du sud - est de l' Ontario jusqu'à la baie Georgienne sur le lac Huron . La limite sud-est de cette zone correspond approximativement au fleuve Saint-Laurent . Les rochers du Grenville affleurent dans les Adirondacks du nord de New York et dans les Appalaches. Le soulèvement de Llano dans le centre du Texas et les monts Franklin et Hueco dans l'ouest du Texas ont été corrélés avec le Grenville, tout comme des occurrences au Mexique.

Orogène des Appalaches

Carte des provinces géologiques des Appalaches

La ceinture de pli et de poussée des Appalaches est continuellement exposée sur 2000 kilomètres (1200 mi) de la Pennsylvanie à l' Alabama . Au sud, il s'étend sous la plaine côtière , mais est recouvert de sédiments mésozoïques . Au nord de cette ceinture de plis et de poussée, l' orogène acadien du Dévonien moyen est une zone où la déformation a exposé des plutons granitiques . Le centre de la chaîne est une paire de provinces parallèles nord et sud l'une à l'autre, la province orientale de Blue Ridge et les provinces occidentales de Valley et Ridge . Celles-ci sont entourées par le plateau des Appalaches à l'ouest et la province du Piémont à l'est. Les failles s'étendent dans toute la région et sont causées par de nombreuses sources spatialement et temporellement variées.

Boutonnières de fin mésoprotérozoïque âge sont présents à l'ouest du noyau des Appalaches, et ces boutonnières sont associés à l' orogenèse Grenville . Pendant le Protérozoïque, des terranes ont été accrédités sur la province. Pendant l' orogenèse taconique il y a 445 à 435 millions d'années, l'accrétion s'est poursuivie, un arc insulaire est entré en collision avec le continent nord-américain et des montagnes ont été soulevées. Ces montagnes se sont lentement érodées et ont déposé des sédiments dans le delta de Catskill , s'étendant de New York à la Pennsylvanie.

Piémont

La partie orientale de l'orogène est constituée du plateau du Piémont , une zone d'altitude de 150 à 300 mètres (490 à 980 pieds) composée de sédiments marins et volcaniques du Paléozoïque déformés en roches métamorphiques cristallines et intrusées par des dômes de granit.

Au cours du Protérozoïque, une série de terranes s'est accrochée au craton nord-américain, formant le Piémont des Appalaches centrales. Suite à l'orogenèse de Grenville, les montagnes se sont érodées et les sédiments de cette érosion se sont déposés sous les montagnes. Le substrat rocheux du plateau s'est formé il y a environ 470 millions d'années pendant l' orogenèse taconique , lorsqu'un arc d'île volcanique est entré en collision avec le continent nord-américain ancestral.

Marge passive

Avec l'ouverture de l'océan Atlantique, la côte atlantique est passée d'une marge active à une marge passive. Les terranes n'étaient plus accrochés sur la marge, au lieu de cela, les sédiments érodés au large des Appalaches ont commencé à se déposer sur la côte, formant une plaine côtière et un plateau continental . Au cours du Jurassique et du Trias , des sédiments marins et autres se sont déposés pour former la côte atlantique. Le sédiment a formé un coin clastique constituant la majeure partie de la plaine côtière et du plateau continental.

La marge passive du golfe du Mexique est une série de dépôts sédimentaires provenant des zones de hautes terres entourant la marge. L'environnement de dépôt de ces sédiments a changé, variant dans l'espace et dans le temps. Lorsque le niveau de l'océan était élevé, des dépôts marins peu profonds se sont produits; quand ils étaient faibles, les dépôts fluviaux et deltaïques forment la majorité de la masse. Du Trias jusqu'au Jurassique précoce, faute localisée comme faute d'extension et faute de clé. Au fur et à mesure que le sous-sol s'affaissait, les sédiments se sont accumulés, au cours du Mésozoïque et du Cénozoïque , formant le coin moderne, contenant des bassins salins .

La marge passive dans l'est du Mexique est constituée d'une série de bassins. Ces bassins sont pour la plupart des roches ignées ou métamorphiques couvertes de sédiments, sauf dans le bassin de Burgos, où un volcanisme cénozoïque s'est produit. Une grande partie des sédiments provient de l'érosion des ceintures de poussée à l'ouest de la marge.

La péninsule du Yucatán est une plate-forme carbonatée du Crétacé à l' Oligocène . Le soulèvement a commencé dans l'Oligocène et a duré jusqu'au Pléistocène . Aujourd'hui la plateforme est exposée et sous l'influence de la karstification .

Cordillère nord-américaine

Sur une carte ne montrant que des roches volcaniques, la côte ouest de l'Amérique du Nord montre une remarquable structure continue nord-sud, la cordillère américaine.

La cordillère nord-américaine s'étend le long de la côte nord-américaine et à peu près des grandes plaines vers l'ouest jusqu'à l' océan Pacifique , se rétrécissant quelque peu du nord au sud. Il comprend les Cascades , la Sierra Nevada , et la province de bassin et de gamme ; les montagnes Rocheuses sont parfois exclues de la cordillère proprement dite, malgré leur histoire tectonique. La géologie de l' Alaska est typique de celle de la cordillère.

Une rupture à Rodinia il y a 750 millions d'années a formé une marge passive dans l'est du Pacifique Nord-Ouest. L'éclatement de la Pangée il y a 200 millions d'années a commencé le mouvement vers l'ouest de la plaque nord-américaine, créant une marge active sur le continent occidental. Au fur et à mesure que le continent dérivait vers l'ouest, l'accrétion de divers terranes sur la côte ouest s'est produite. Lorsque ces accrétions se sont produites, un raccourcissement de la croûte les a accompagnées pendant l' orogenèse de Sevier et pendant le Mésozoïque jusqu'au début du Cénozoïque, et s'est accompagnée de failles. Au Cénozoïque, l'extension crustale a commencé accompagnée d'un magmatisme qui est venu caractériser une grande partie de la région.

montagnes Rocheuses

Les montagnes Rocheuses ont été formées par une série d'événements, dont le dernier est l' orogenèse Laramide . L'une des caractéristiques les plus remarquables des montagnes Rocheuses est la distance entre la chaîne et une plaque subductrice ; cela a conduit à la théorie selon laquelle l'orogenèse Laramide a eu lieu lorsque la plaque de Farallon subductible à un angle faible, provoquant un soulèvement loin de la marge sous laquelle la plaque subductible.

La lithologie des montagnes Rocheuses dans l'ouest du Canada comprend un pli à peau mince et une ceinture de poussée comprenant des séries de carbonates , de schistes , d' argilites et de grès du néoprotérozoïque au Mississippien .

Le plateau du Colorado est une région stable datant d'au moins 600 millions d'années. En tant que plaine relative, elle avait été un site de dépôt pour les sédiments érodés des régions montagneuses environnantes. Puis, au cours de l'orogenèse Laramide, tout le plateau a été soulevé jusqu'à il y a environ six millions d'années. L'érosion pendant et après le soulèvement a enlevé les sédiments du plateau. Cette suppression de charge a entraîné un soulèvement isostatique et une seconde élévation passive du plateau.

Province Intermontane

Cedar Breaks National Monument, Utah .

Entre les montagnes Rocheuses et les chaînes côtières se trouve une zone dominée par les forces d'extension. L'extension de cette région s'est produite à la fois régionalement et localement lors d'événements commençant au Jurassique; cependant, la majeure partie de l'extension a été localisée jusqu'au Miocène moyen . Ces événements locaux se sont produits au Jurassique, à la fin du Crétacé et un événement s'étendant de l' Éocène jusqu'à l'Oligocène. L'extension régionale s'est produite au milieu du Miocène d'il y a environ 20 millions d'années jusqu'à il y a 10 millions d'années.

La province du bassin et de la chaîne est une série de montagnes de failles de blocs linéaires avec des vallées défaillées adjacentes remplies de sédiments, causées par l'extension de la croûte il y a environ 17 millions d'années. Les fonds des vallées sont constitués d'épais dépôts de sédiments qui se sont érodés au large des montagnes et ont rempli les vallées, de sorte que la région est une série régulière de crêtes espacées par des vallées sédimentaires plates.

Côte

Sur la côte ouest de l'Amérique du Nord, les chaînes côtières et la plaine côtière forment la marge, qui est partiellement délimitée par la faille de San Andreas , une frontière transformée de la plaque du Pacifique . La plupart des terres sont constituées de terranes qui ont été accréditées sur la marge. Au nord, la ceinture insulaire est un terrane accrété, formant la marge. Cette ceinture s'étend du Wrangellia Terrane en Alaska au groupe Chilliwack du Canada.

Le moment de l'accrétion de la ceinture insulaire est incertain, bien que la fermeture n'ait eu lieu qu'il y a au moins 115 millions d'années. Les autres terranes du Mésozoïque qui se sont accrus sur le continent comprennent les montagnes Klamath , la Sierra Nevada et le super-terrane Guerrero de l'ouest du Mexique. Il y a 80 à 90 millions d'années, la plaque de subduction de Farallon s'est divisée et a formé la plaque de Kula au nord. Bon nombre des principaux batholites datent de la fin du Crétacé. Comme l'orogenèse laramidique s'est terminée il y a environ 48 millions d'années, l'accrétion du terrane Siletzia a commencé dans le nord-ouest du Pacifique. Cela a commencé l'activité volcanique dans la zone de subduction de Cascadia , formant la chaîne des Cascades moderne , et a duré jusqu'au Miocène . Alors que l'extension dans la province du bassin et de l'aire de répartition a été ralentie par un changement dans le mouvement des plaques nord-américaines il y a environ 7 à 8 millions d'années, le rift a commencé dans le golfe de Californie .

Cordillère méridionale

Les chaînes de montagnes de la Sierra Madre du Mexique sont séparées par le plateau mexicain et traversées par la ceinture volcanique trans-mexicaine . L'étendue sud de la cordillère américaine comprend l'ouest du Mexique et le nord de l'Amérique centrale. Cela comprend la Sierra Madre occidentale , la Sierra Madre del Sur et la ceinture volcanique trans-mexicaine .

La Cordillère se termine au sud par une ceinture de miogéoclines , y compris la ceinture de plis et de poussée de la Sierra Madre orientale , la Mesa Central et des parties de la Sierra Madre del Sur . Cette ceinture s'étend également au Guatemala et au Honduras en Amérique centrale .

Voir également

Références

Lectures complémentaires