Orogenèse de Sevier - Sevier orogeny

Géographie de Sevier Orogeny
SunRiver.JPG
Un exemple de chevauchement à peau fine dans le Montana où le calcaire blanc de Madison est répété, avec une occurrence au premier plan (qui se pince avec la distance) et une autre dans le coin supérieur droit et en haut de la photo.
Continent Amérique du Nord
Limites États-Unis et Canada

L' orogenèse de Sevier était un événement de formation de montagnes qui a affecté l'ouest de l'Amérique du Nord, du nord du Canada au nord jusqu'au Mexique au sud.

Emplacement de la ceinture Sevier Fold et Thrust (surlignée en rouge). Après Yonkee et Weil (2015).

L'orogenèse de Sevier était le résultat d' une activité tectonique de frontière convergente , et la déformation s'est produite il y a environ 160 millions d'années (Ma) à environ 50 Ma. Cette orogenèse a été causée par la subduction de la plaque océanique de Farallon sous la plaque continentale nord-américaine . L'épaississement de la croûte qui a conduit à la formation de montagnes a été causé par une combinaison de forces de compression et d'un échauffement conducteur initié par la subduction, qui a conduit à une déformation. La région de la rivière Sevier, dans le centre de l' Utah, porte le nom de cet événement.

Le degré

La ceinture Sevier Fold and Thrust s'étend du sud de la Californie près de la frontière mexicaine jusqu'au Canada. Les failles Basin et Range coupent les failles de chevauchement Sevier plus anciennes. L'orogenèse de Sevier a été précédée de plusieurs autres événements de formation de montagnes, notamment l' orogenèse du Nevada , l' orogenèse de Sonoman et l' orogenèse d'Antler , et se chevauchait partiellement dans le temps et l'espace avec l' orogenèse de Laramide .

Sevier ou Laramide ?

Le chevauchement précoce du Sevier a commencé bien avant la déformation initiale du Laramide, néanmoins, il existe des preuves qui suggèrent que les failles du Sevier tardif étaient actives au début du Laramide. La majorité de la déformation Sevier s'est produite à l'ouest de la déformation Laramide, cependant, il existe un certain chevauchement géographique entre la marge orientale de Sevier et la marge occidentale de Laramide. Dans le sud-ouest de l'Utah, les poussées de Sevier sont peut-être restées actives jusqu'à l'Éocène, tandis que la déformation du Laramide a commencé à la fin du Crétacé .

Étant donné que les orogenèses Sevier et Laramide se sont produites à des moments et des lieux similaires, elles sont parfois confondues. En général, l'orogenèse de Sevier définit un événement de compression plus ancien et plus occidental qui a profité de plans de stratification faibles dans la roche sédimentaire paléozoïque et mésozoïque sus-jacente . Au fur et à mesure que la croûte se raccourcissait, la pression s'est transférée vers l'est le long des couches sédimentaires faibles, produisant des failles de chevauchement « à peau mince » qui rajeunissent généralement vers l'est. En revanche, l'orogenèse du Laramide a produit des soulèvements « noyaux » qui ont souvent profité de failles préexistantes qui se sont formées lors du rifting à la fin du Précambrien lors de la rupture du supercontinent Rodinia ou lors de l' orogenèse des montagnes Rocheuses ancestrales .

Structures géologiques

Carte de l'USGS montrant la province du bassin et de l'aire de répartition aux États-Unis. Basin and Range comprend la partie ouest de l'Utah, essentiellement tout le Nevada - le cœur central du Grand Bassin lui-même - des morceaux du sud de l'Oregon et de l'Idaho, le sud de l'Arizona, le Nouveau-Mexique et l'extrême ouest du Texas, et la frange orientale et la région désertique du sud-est de Californie. Il s'étend également en Basse-Californie et dans d'autres régions du nord-ouest du Mexique.

La ceinture orogénique de Sevier consistait en une série de plaques minces le long de nappes de chevauchement à faible pendage vers l'ouest et se déplaçant d'ouest en est. Ces chevauchements à peau mince ont déplacé vers l'est des roches d' âge précambrien tardif à mésozoïque de la marge passive de la Cordillère. Le Sevier rencontre la ceinture orogénique de Laramide sur son côté oriental. La combinaison Sevier et Laramide est similaire à la marge andine moderne au Chili . Ils sont comparables parce que les failles et les structures plus jeunes de Laramide étaient une réponse géométrique aux poussées de Sevier à faible pendage.

L'emplacement du bord oriental de l'orogenèse de Sevier a été déterminé par des conglomérats composés en grande partie de rochers qui auraient été détachés du bord oriental et le plus escarpé des montagnes montantes. De tels conglomérats peuvent être vus dans tout l'Utah à Echo Canyon, les Red Narrows à Spanish Fork Canyon et à Leamington Canyon près de Delta, dans l'Utah . Aujourd'hui, les failles Sevier à la surface ont été fragmentées et fortement inclinées par rapport à leurs positions initiales légèrement inclinées en raison de l'extension des failles du bassin et de la chaîne . Les premières poussées du Sevier sont situées le plus à l'ouest, chaque nouvelle poussée coupant l'ancienne poussée. Ce modèle a fait que les poussées plus anciennes chevauchaient les poussées plus jeunes lorsqu'elles se déplaçaient vers l'est. La poussée Paris-Willard dans l'Utah a été déterminée comme la plus ancienne poussée de la série utilisant ce modèle. La plus jeune poussée est le Hogback dans le Wyoming.

La ceinture de poussée de Sevier dans l'Utah peut être divisée en deux, au nord de Salt Lake City et au sud de Salt Lake City. Les poussées vers le nord sont beaucoup mieux comprises car le pétrole et le gaz y sont souvent associés. La partie nord traverse l'Utah, l'Idaho et le Wyoming actuels. La partie sud s'arrête autour de Las Vegas . Le raccourcissement total de la croûte de la partie nord était d'environ 60 milles.

Il s'agit d'un diagramme montrant comment les zones transversales relient souvent les failles de chevauchement dans un pli et une ceinture de chevauchement.

La ceinture de Sevier a laissé de nombreuses caractéristiques géologiques distinctives dans la région du Wyoming et de l'Utah, à savoir des creux et des saillants. Des zones transversales peuvent accompagner des failles de chevauchement reliant les segments de la ceinture. L'une de ces zones est la zone transversale de Charleston reliant le saillant de Provo au bras sud de l'arc Uinta/Cottonwood. Bien que l'arc Uinta/Cottonwood soit une structure en laramide, le Sevier a aidé à former l'arc. Une autre zone importante est la zone transversale du mont Raymond reliant le saillant du Wyoming et le bras nord de l'arc.

Alors que les marges continentales sont généralement les plus déformées lors d'événements orogéniques, l'intérieur des plaques continentales peut également se déformer. Dans les événements orogéniques Sevier-laramienne preuve de déformation de la plaque intérieure comprend des plis , clivage et tissus articulaires, déformés fossiles , persistants failles et Calcite jumelages .

Il s'agit d'une coupe transversale du pli de Sevier et de la ceinture de chevauchement ainsi que des principales caractéristiques géologiques qui ont accompagné l'orogenèse.

Comment et quand

Le pli de Sevier et la ceinture de chevauchement étaient actifs entre la fin du Jurassique (201 - 145 Mya) et l' Éocène (56 - 34 Mya). L'âge réel d'initiation de la ceinture n'est pas entièrement convenu par les chercheurs. Cependant, la déformation de Sevier avait commencé par le Jurassique.

La déformation dans la partie sud du pli de Sevier et de la ceinture de chevauchement a commencé vers 160 Ma. La déformation a été transférée vers l'est jusqu'au chevauchement Keystone à 99 Ma. Dans le nord de l'Utah, la nappe de chevauchement Willard s'est mise en place vers 120 Ma. La souche a été progressivement transférée au Hogsback Thrust dans l'ouest du Wyoming. Les failles près du bord d'attaque du Sevier sont restées actives jusqu'à au moins l'Éocène.

A cette époque, la croûte surélevée pénétrait dans le plateau du Colorado . La collision a entraîné une propagation latérale de la déformation et a conduit à un affaiblissement de la lithosphère et à un épaississement de la croûte. Le métamorphisme dû au réchauffement et à l'épaississement de la croûte est répandu entre 90 et 70 Ma dans la région actuelle du Grand Bassin .

Études

Zones transversales et évidement Uinta

Des failles de chevauchement et des plis parallèles constituent une ceinture de chevauchement de plis à l'échelle régionale. A l'échelle locale des segments de la ceinture sont reliés par des zones transversales. La zone transversale de Charleston mentionnée précédemment s'étend perpendiculairement aux failles de chevauchement dans la ceinture de Sevier. Il a été débattu parmi les géologues si cette zone transversale s'est développée pendant l'orogenèse Sevier ou la formation d'arc Uinta/Cottonwood pendant l' orogenèse Laramide . La cartographie du chevauchement de Sevier dans la province du bassin et de la chaîne suggère que les structures de Sevier s'incurvent autour de l'arc Uinta/Cottonwood définissant le renfoncement d'Uinta. Un examen attentif des failles Sevier dans l' American Fork Canyon indique que ces failles sont les plus anciennes de la zone transversale de Charleston, suggérées par les relations transversales observées dans la région.

La province du bassin et de l'aire de répartition s'étendant à travers le Nevada , dans l'ouest de l' Utah et au sud jusqu'au Mexique se compose maintenant de failles normales NS en raison de l'extension de la croûte. Si ces failles normales montrent une extension de la fin de l' Eocène au début du Miocène , cela pourrait être la preuve de l' effondrement de l' événement orogénique de Sevier après la désactivation. On pense que l'épaississement de la croûte dû aux failles Sevier et Laramide a conduit à l'extension actuelle du bassin et de l'aire de répartition tout au long du Cénozoïque. Cela aurait pu provoquer la réactivation de la faille de chevauchement de Charleston en tant que faille d'extension. La zone transversale de Charleston contenait des failles à angle élevé, ce qui suggère qu'elle a été initiée en réponse à la connexion des failles de chevauchement à faible angle du Sevier. La zone transversale de Charleston délimite une rampe latérale principale qui aurait fait partie de la ceinture Sevier.

Au nord de l'arc Uinta/Cottonwood au cours de l'orogenèse de Sevier, il y avait une zone élevée du sous-sol plongeant doucement vers le nord identifiée par les cartes isopach . Ainsi les sédiments se sont épaissis rapidement vers le sud. Au nord, les strates ont changé progressivement tout au long de la poussée et une courbe graduelle s'est développée autour du saillant du Wyoming et au sud autour du saillant de Provo. Les zones transversales de Charleston et du mont Raymond ont formé le renfoncement d'Uinta, ce qui indique que le renfoncement a été initié pendant l'orogénèse de Sevier.

Les résultats ont été interprétés pour soutenir la formation de la zone transversale de Charleston pendant l'orogenèse de Sevier pour s'adapter aux changements géométriques le long de la direction des chevauchements. La zone a servi d'outil de liaison des différents segments de l'orogenèse. La zone transversale variait dans toute la région en termes de profondeur et de déplacement. La zone a ensuite été inclinée et a été réactivée par extension crustale. Les résultats soutiennent également la formation de la cavité Uinta au cours de l'orogenèse de Sevier en raison d'un hébergement crustal géométrique similaire. Le déplacement sur les failles de chevauchement âgées de Sevier a provoqué la formation de la courbure de l'évidement Uinta avant le soulèvement de l'arc Uinta/Cottonwood.

Courroies de poussée associées

En se concentrant sur la partie sud de la ceinture de chevauchement de Sevier, de nombreuses failles de chevauchement peuvent être trouvées. Un système de poussée est connu sous le nom de système de poussée de Garden Valley dans la ceinture de poussée centrale du Nevada. Les poussées au sein de ce système comprennent les poussées Pahranagat, Mount Irish et Golden Gate. Ces poussées étaient corrélées avec la poussée vers le sud de Gass Peak . La poussée de Gass Peak est située dans la chaîne Las Vegas et est une structure d'âge Sevier. Cette poussée peut avoir été responsable du plus grand glissement de la ceinture principale le long de cette latitude. Ces poussées étaient localisées tout le long de la même direction. Cette région a montré une extension à petite échelle au Cénozoïque en raison de la réactivation des poussées. Une telle corrélation suggère que le système de poussée de Garden Valley a un lien direct avec la ceinture de poussée de Sevier. L'interprétation de ces données a conduit à la ceinture de poussée centrale du Nevada comme étant une section intérieure du Sevier. Cette corrélation fournit la preuve que la ceinture de poussée de Sevier était le résultat d'une compression se déplaçant vers l'est à travers la plaque nord-américaine.

Relations d'orogenèse de la Cordillère et du Sevier

L'amincissement de la Cordillère a déjà été considéré comme une preuve et une raison de la subduction plate dans les événements orogéniques de Sevier et Laramide. Cependant, les données isotopiques suggèrent que la préservation de la lithosphère de la Cordillère implique que l'amincissement de la Cordillère n'est pas une réponse suffisante pour la subduction plate de Sevier et Laramide. Cela implique que l'amincissement et le cisaillement de la Cordillère étaient confinés à la région de l'avant-arc. Les données suggèrent que tout au long de la poussée Sevier-Laramide, la croûte a également été soulevée et étendue. La subduction chilienne moderne est considérée comme un modèle parallèle des événements Sevier et Laramide, il y a donc peut-être des réponses à cette question dans ce modèle moderne. Les explications peuvent inclure une combinaison de taux de mouvement de plaque augmentant, la plaque océanique sous-jacente devenant plus jeune à mesure que la partie plus ancienne se subducte, et donc la plaque sous-jacente étant plus chaude et plus flottante.

Raccourcissement de la croûte

Une étude sur les macles de calcite et les relations carbonatées avec la ceinture orogénique de Sevier a montré que les directions de raccourcissement étaient parallèles à la faille chevauchante, qui était une direction EO. Les amplitudes de contraintes différentielles déterminées à partir du macle de calcite ont montré une tendance décroissante exponentielle vers le craton . Les contraintes différentielles provoquant la déformation en compression dans la poussée de Sevier étaient supérieures à 150 MPa. La contraction EW pendant le Sevier est devenue approximativement oblique NS pendant l'événement orogénique Laramide. Le raccourcissement de Sevier a été enregistré dans une grande partie de l'ouest des États-Unis jusqu'au Minnesota dans le calcaire de Greenhorn du Crétacé, tel que préservé par le jumelage de calcite. La distance de transfert des contraintes est à peu près équivalente à plus de 2000 km. Le raccourcissement EW montré dans le mamelage de calcite du Sevier est parallèle aux contraintes principales d'aujourd'hui dans l'intérieur ouest de la plaque nord-américaine.

Volcanisme de Sevier

Un volcanisme volumineux est également associé à l'orogenèse de Sevier. L'activité volcanique peut être observée dans les zones de subduction modernes (comme le long de la côte ouest de l'Amérique du Sud) comme celle qui a causé l'orogénie de Sevier. Plusieurs flambées volcaniques se sont produites dans l'arc de la Sierra Nevada, associées à l'orogénie de Sevier : une de 170 Ma à 150 Ma et une de 100 Ma à 85 Ma . Les centres volcaniques ont migré généralement vers l'est au cours de la progression du Sevier et de la transition vers la déformation du Laramide, et par le volcanisme du Crétacé supérieur lié à la subduction de la plaque Farallon, on pouvait trouver aussi loin à l'est que la ceinture minérale du Colorado, à l'est du bord d'attaque du pli du Sevier. et courroie de poussée.

Sédimentation de l'avant-pays

Au fur et à mesure que les failles de chevauchement de Sevier ont été soulevées, une érosion en nappe de chevauchement s'est produite; ces sédiments érodés se sont ensuite déposés là où l'espace d'hébergement existait. L'affaissement dynamique et la flexion dus à la charge crustale ont créé un espace où les sédiments pourraient s'accumuler. Au fur et à mesure que le chevauchement de Sevier a migré vers l'est, les bassins sédimentaires ont également migré vers l'est. Des coupes équilibrées montrent qu'une érosion importante de ce sédiment synorogénique de l'âge Sevier s'est produite.

Voir également

Les références