Orogenia acadiense

La orogenia acadia es un evento duradero de formación de montañas que comenzó en el Devónico medio y alcanzó un clímax a principios del Devónico tardío. Estuvo activo durante aproximadamente 50 millones de años, comenzando hace aproximadamente 375 millones de años, con eventos deformacionales, plutónicos y metamórficos que se extendieron hasta el Misisipi temprano. La orogenia acadia es la tercera de las cuatro orogenias que formaron el orógeno de los Apalaches y la cuenca posterior. Las orogenias anteriores consistieron en la orogenia Potomac y Taconic, que siguió una etapa de ruptura/deriva en el Neoproterozoico tardío. La orogenia acadia implicó la colisión de una serie de fragmentos continentales avalónicos con el continente laurasiático. Geográficamente, la orogenia acadiana se extendió desde las provincias marítimas canadienses y migró en dirección suroeste hacia Alabama. Sin embargo, la región de los Apalaches del Norte, desde Nueva Inglaterra hacia el noreste hasta la región de Gaspé en Canadá, fue la región más afectada por la colisión.

Fue más o menos contemporáneo con la fase bretónica de la orogenia varisca de Europa, con eventos metamórficos en el suroeste de Texas y el norte de México, y con la orogenia Antler de la Gran Cuenca.

Paleogeografía

Durante la época de la orogenia acadia, Devónico medio (385 Ma), la paleolatitud de Laurentia estaba en el hemisferio sur cerca del ecuador, entre 0° y 30°S de latitud. Laurentia no cambió mucho con respecto a la paleolatitud durante el Devónico. Gondwana, por otro lado, viajó una gran distancia, de modo que en el Ordovícico el polo Sur estaba ubicado en el norte de África, donde luego se desplazó al oeste del sur de Chile durante el Silúrico, y regresó a África central durante el Devónico. Sin embargo, una investigación más reciente, de Scotese & McKerrow, sugiere que a finales del Devónico, el Polo Sur estaba en el centro-norte de Argentina en lugar del norte de África, lo que estaba respaldado por evidencia paleoclimática. La paleolatitud de Gondwana durante el Devónico medio a tardío residía alrededor de latitudes intermedias de aproximadamente 50 ° S.

La colisión que inició la orogenia acadia resultó en el cierre del océano sur de Jápeto y la formación de un cinturón de alta montaña. Después de que tuvo lugar la colisión acadia, Gondwana comenzó a retirarse de Laurentia dejando atrás los terrenos avalonianos recién acumulados. A medida que Gondwana se alejó, se abrió un nuevo océano, el Océano Rheico, durante el Devónico medio a tardío, y posteriormente su cierre daría como resultado la formación de la orogenia Alleghaniana.

Laurencia

Laurentia es el paleocontinente de América del Norte, que también incluye el actual noroeste de Irlanda, Escocia, Groenlandia, la vertiente norte de Alaska y la península de Chukotsk en el noreste de Rusia. Durante el Ordovícico-Devónico, Laurentia permaneció en la misma paleolatitud, ligeramente al sur del ecuador en el hemisferio sur, con relativamente la misma paleolongitud. Los principales eventos tectónicos definitorios incluyen la secuencia de rift neoproterozoico a partir de la ruptura de las rocas del basamento de Grenville, el hundimiento térmico relacionado con la secuencia de deriva del Cámbrico temprano al Ordovícico medio durante la apertura del océano Jápeto, los eventos de acreción de los Apalaches hacia el margen continental oriental y los eventos de acreción resultantes. cuenca de antepaís y cuñas clásticas.

Terrenos Avalonianos

Los terrenos avalonianos que constituyen Avalonia son las siguientes regiones modernas: el norte de Francia, Bélgica (las Ardenas), Inglaterra, Gales, el sureste de Irlanda, el este de Terranova, Nueva Escocia, el sur de Nuevo Brunswick y algunas partes costeras de Nueva Inglaterra. El basamento estaba formado por rocas de arco del Precámbrico tardío y se cree que proviene del margen de Gondwana, en algún momento del Ordovícico temprano. Avalonia se separó de Gondwana durante el inicio de la actividad ígnea en las Ardenas, Gales y el sudeste de Irlanda que consumió la corteza oceánica del mar de Tornquist. Se desvió en dirección norte y probablemente chocó con Báltica en el Ordovícico tardío, y luego con Laurentia en el Devónico tardío. La evidencia de esto es consistente con datos paleomagnéticos que ubican a Avalonia en una latitud templada durante el Ordovícico y en una latitud subtropical durante el Ordovícico Tardío hasta el Devónico.

Resumen de los eventos orogénicos

La orogenia acadia resultó de una convergencia oblicua o un importante movimiento transcurrente a lo largo de una gran falla de deslizamiento que representa la zona de convergencia entre los terrenos de Laurussia/Laurentia (América del Norte) y Avalon. Uno o más de los terrenos de Avalonian se acumularon en el margen oriental de Laurentia, probablemente comenzando a finales del Devónico temprano.

La evidencia de la orogenia acadia es abundante y extendida en los Apalaches del norte, registrada por el plutonismo y la migración del frente de deformación de los Apalaches del norte hacia el cratón. En los Apalaches del centro al sur, la evidencia de la orogenia acadia es pobre y se encuentra principalmente en el plutonismo de Blue Ridge y el metamorfismo del terreno Cat Square.

La orogenía acadiana experimentó al menos tres fases principales de deformación, y en lugares se reconocieron inconformidades. Estas fases fueron llamadas tectofases, y representaron la secuencia de colisiones que ocurrieron desde los terranes avalonianos acrecentando a Laurentia. Como resultado de estos tectofases, los deltas se desarrollaron en las partes adyacentes del cratón estable, margen oriental de Laurentia. Estos deltas son descritos como tejas de tierra-básina, cuchillas de delta-complex, que son responsables de los grandes volúmenes de entrada de sedimentos en la cuenca de Appalachian.

Colisión

Como se mencionó anteriormente, la orogenia acadia se formó a partir de la convergencia oblicua o movimiento transcurrente importante a lo largo de una gran falla de deslizamiento que se movía en dirección sureste. Los terrenos avalónicos se acumularon en el margen oriental de Laurentia durante el Devónico tardío al medio. Esta fue una colisión continente-continente con Báltica/Avalonia subduciéndose oblicuamente por debajo del margen oriental de Laurentia, que cerró el océano sur de Jápeto y construyó un cinturón de altas montañas.

La colisión inició una secuencia de eventos en los que las rocas más antiguas de Laurentia y Avalonia sufrieron deformación, plutonismo, metamorfismo y levantamiento que se produjo en una gran área del este de Laurentia (Naylor). Durante el transcurso de la orogenia se formaron nuevas fallas, mientras que se reactivaron fallas más antiguas. La deformación y el metamorfismo acadianos eran asimétricos a lo largo del rumbo del orógeno. Los plutones acadianos invadieron todos los cinturones, a diferencia de la deformación/metamorfismo de Avalonia, que no sufrió mucha de la alteración mostrada en otras localidades (Bradley). Durante el Devónico Medio, se formaron centros de volcanes y levantamientos en la región de Nueva Inglaterra y arrojaron material clástico de grano fino en una vía marítima interior que cubría una gran parte del sur y centro de los Apalaches. Hoy en día, partes de la antigua masa continental de Avalonia se encuentran en cinturones de afloramientos dispersos a lo largo del margen oriental de América del Norte. Un cinturón se encuentra en Terranova, otro forma el lecho rocoso de gran parte de la región costera de Nueva Inglaterra desde el este de Connecticut hasta el norte de Maine, donde se lo conoce como el Bloque Litotectónico Costero.

La colisión entre los terrenos Laurentia y Avalonian es en realidad más compleja de lo descrito anteriormente. La colisión se divide en tres, o posiblemente cuatro tectofases, que representan una colisión sucesiva de los terrenos avalónicos con el este de Laurentia.

Tectofases

Debido a que las principales cuñas clásticas y depósitos de cuenca se distribuyen en una progresión hacia el suroeste, se supone que se originaron en áreas cercanas a promontorios, áreas a lo largo del margen continental donde se concentra la deformación. Como se mencionó anteriormente, se postuló que hay tres, posiblemente cuatro tectofases que representan una mayor convergencia o posible colisión entre los promontorios del margen continental y los terrenos de Avalon. La tectofase más antigua se ubicó en el promontorio de San Lorenzo en el norte de Nueva Inglaterra y en las provincias marítimas de Canadá. La tectofase de San Lorenzo estuvo activa durante el Devónico temprano al medio con una intensa deformación transpresional que formó una cuenca en la península de Gaspé, el norte de Nuevo Brunswick y el norte de Nueva Inglaterra. En esta área había cuñas clásticas, pero la evidencia de ellas ha sido destruida en su mayor parte por el tectonismo posterior.

La segunda tectofase, durante el Devónico Medio, representa la colisión con el promontorio de Nueva York. La migración de deformación hacia el sur reflejó la tercera tectofase, que marca la colisión de los terrenos de Avalon con el promontorio de Virginia en el Devónico medio y tardío. Los efectos de los promontorios de Nueva York y Virginia produjeron juntos el complejo del Delta de Catskill.

A medida que la migración de la deformación continuó hacia el sur a lo largo de la zona de la falla, durante la época del Misisipi temprano, se produjo la colisión final con el promontorio de Alabama. Ettensohn más tarde se refiere a la cuarta tectofase como la tectofase del Mississippi de la orogenia acadia, ya que demostró una duración inusualmente larga (Mississippian-Pensilvania temprana). Posteriormente, el Pocono & cuñas clásticas equivalentes esencialmente llenaron el mar epicontinental. La deposición de carbonatos del Medio Mississippi marca el final del complejo de orogenia acadiana y delta de Catskill.

La cuenca del antepaís acadiense

Las cuencas de antepaís son producto de la carga deformación tectónica, o del engrosamiento de la corteza a lo largo del orógeno, una consecuencia del empuje excesivo y el plegamiento. La cuenca del antepaís de Acadia se clasifica como una cuenca del antepaís de retroarco, que se produce en la litosfera continental predominante, adyacente a un cinturón plegado-empuje del antepaís detrás de un arco de margen continental. El resultado inicial de la carga es un abultamiento hacia afuera y un levantamiento del antepaís, lo que genera una discordancia localizada. La distribución de discordancias muestra un patrón asimétrico en relación con los promontorios. El hundimiento sigue al movimiento de abultamiento y elevación, y se produce en el lado cratónico del orógeno debido al ajuste isostático regional a la carga por parte de la litosfera. Una vez que la propagación del empuje disminuye, las redes sustanciales de alivio y drenaje han tenido tiempo de desarrollarse y, como resultado, el sedimento clástico más grueso se erosiona y se transporta a la cuenca del antepaís.

Las estructuras de basamento de la cuenca del antepaís de los Apalaches al inicio de la orogenia acadia se reactivaron durante la flexión litosférica del antepaís. Estas estructuras afectaron la evolución de la cuenca del antepaís y los patrones de sedimentación, y las fallas preexistentes dividieron la cuenca en regiones de levantamiento y depocentros controlados por fallas.

El complejo del delta de Acadia

La cuenca de los Apalaches, durante el Devónico medio y el Misisipio temprano, se caracteriza por grandes volúmenes de rocas sedimentarias deltaicas que se depositaron en la cuenca del antepaís de Acadia como respuesta a la orogenia acadia. Estos depósitos se extienden desde el centro de Nueva York y Pensilvania hacia el oeste hasta Ohio, y hacia el sur a lo largo de las Montañas Apalaches a través de Virginia y Tennessee hasta Alabama. El complejo del delta de Acadia se clasifica en dos deltas, el delta de Catskill de edad del Devónico medio y superior, y el delta de Price-Rockwell (Pocono) de edad del Devónico tardío y del Misisipi temprano. El complejo del delta de Acadia está acoplado a las cuatro tectofases de la orogenia acadia, tanto en términos de procedencia como de entornos deposicionales. El relieve resultante de la orogenia fue la fuente fundamental de los sedimentos deltaicos.

El complejo del delta de Catskill consiste en una secuencia ascendente de rocas cada vez más gruesa. Su espesor es mayor en el este de Pensilvania y se adelgaza hacia el oeste hacia Ohio. La paleogeografía de Catskill parece consistir en muchos pequeños arroyos, que depositaron su carga sedimentaria a lo largo de una llanura aluvial costera de cientos de kilómetros de largo.

Los estratos siliciclásticos del Devónico medio al Bajo Mississippi, depositados por el delta de Catskill, incluyen lutitas negras, lutitas grises, areniscas, lechos rojos y calizas arcillosas menores. Los estratos se depositan en un patrón de cuatro etapas que se observa en cada tectofase. La formación de la cuenca del antepaís a través de un rápido hundimiento inició secuencias transgresivas que depositaron lutitas negras de cuenca. Después de que se depositan las lutitas negras, la migración de la deformación continúa hacia el sur y domina la regresión, particularmente en el lado este de la cuenca. A medida que la colisión se intensificó, el hundimiento en la cuenca del antepaís disminuyó y la sedimentación fue reemplazada por una afluencia de lutitas limosas calcáreas y carbonatos. Estos depósitos reflejan pequeños ciclos transgresivos-regresivos en entornos de frente delta y plataforma delta. La tercera etapa está representada por el levantamiento regional, que acompañó la colisión de un terreno de Avalon con un promontorio y, posteriormente, desarrolló una discordancia regional. La cuarta y última etapa está representada por la inactividad tectónica con una deposición generalizada de carbonatos en un mar que transgrede lentamente.