オンタリオ州の地質

オンタリオ州の地質学は、カナダで最も人口の多い州の岩石層を研究する学問です。この州には、地球上で最も古い岩石がいくつか存在します。オンタリオ州の地質は、より新しい堆積岩と土壌の下にある古代の先カンブリア時代の火成岩と変成岩で構成されています。

オンタリオ州の約 61% は、カナダ楯状地で覆われています。楯状地全体はさらに 3 つのセクションに分けられ、これらは州として知られています。楯状地の北西部は、サドベリーの北と西に位置し、スペリオル州として知られています。これは 3 つのセクションの中で最大で、オンタリオ州のカナダ楯状地部分の 70% を占めています。南部州は、スーセントマリーからカークランド レイクまでの狭い地域です。南中央部は、グレンヴィル州に占められていますが、顕生代の物質の 2 つの盆地が隣接しています。

ここには豊富な鉱床があり、そのため広範囲に採掘されています。

オンタリオ州の約61%はカナダ楯状地で覆われており、そのほとんどは先カンブリア時代の岩石です。^[1] カナダ楯状地はオンタリオ州北部の大部分に広がっており、スペリオル、サザン、グレンヴィルの3つの主要な地質学的地域に分かれています。^[2]

スペリオルクラトンまたはスペリオル州は始生代 クラトンである。これは、40億3100万年前から現在までの間に形成された安定した大陸地殻の厚さ160マイルの部分であり、スペリオル湖の北に位置するカナダ楯状地の核を形成し、その名が付けられている。サドベリーの北西に位置している^[1]。

クラトンはケベック州北西部からハドソン湾東岸に沿って南にオンタリオ州北部を通りヒューロン湖とスペリオル湖の北岸まで広がっている。ハドソン湾の南のオンタリオ州北西部を横切り、マニトバ州南東部の大部分の下にある。南にはノースダコタ州東部とサウスダコタ州、ミネソタ州西部まで広がっている。^[3]

スペリオル州は3つの地域の中で最大で、オンタリオ州のシールド地域の約70％を占めています。^[4]

スペリオル州には、東西に走る火山岩、堆積岩、片麻岩の帯があります。^[5] スペリオル州の最北部は、主に花崗岩と片麻岩です。^[4]

オンタリオ州とケベック州にまたがる26億7700万年前のアビティビ緑色岩帯は、地球上で最大の始生代緑色岩帯の一つであり、カナダ楯状地の一部を連続的に形成するスペリオルクラトンの中で最も新しい部分の一つである。^[6]

オンタリオ州の金、銅、亜鉛などの金属鉱物資源はアビティビ/ワワ準州から産出されます。^[5]

南部州はスーセントマリーからカークランド湖までの狭い地域で、18億年から24億年前の岩石でできています。^{[1]カナダ楯状地の北に位置するハドソン湾低地は、主に}シルル紀 の堆積岩でできていますが、一部はオルドビス紀とデボン紀のものもあります。^[1]この地域は州の25％を占めています。ハドソン湾低地の岩盤のほとんどは、石灰岩と炭酸塩を主成分とする堆積岩で構成されています。^[7]

オンタリオ州のほか、ミシガン州とミネソタ州の岩盤の一部も形成している。中部地溝帯は、クラトンが分裂してスペリオル湖の盆地を形成した11億年前に形成された。スペリオル湖地域では、この溶岩の湧出は三重会合点を作ったホットスポットの結果であった可能性がある。^[8]

グレンヴィル地域は、オンタリオ州の露出したカナダ楯状地の約20％を占め、サドベリーの南に位置し、10億年から16億年前のもので、堆積岩が大部分を占め、後に変成しました。^[1]これらの岩石は、9億9000万年前から10億8000万年前の間に変成しました。

地質学者はグレンヴィル地方を川沿いのアロクトンとより北のパラオートクトンに区分している。 ^[9]

アロクトン層は、10億9千万年前から9億8500万年前のグレンヴィル造山運動サイクル中にパラオートクトン層と並置されました。アロクトン層は、古原生代から中原生代の岩石で構成されています。西部では、主に大理石、珪岩、泥質のプラットフォームレベルと中原生代の両閃岩級の岩石です。また、変堆積岩や正片麻岩を横切るチャーノッカイトや斜長岩の貫入もあります。中央部では、ミグマタイト、石英長石質正片麻岩、マンゲライトが優勢です。東部では、主にさまざまな組成と起源の片麻岩、変堆積岩、花崗岩の貫入岩、斑レイ岩、斑レイノーライト、斜長岩で構成されています。また、異地性岩石帯全体には斜長岩の貫入岩も散在している。^[9]

パラオートクトンは、グレンヴィル・フロントと平行に走る帯で、幅はラブラドールからヒューロン湖のジョージアン湾北東部まで変化します。パラオートクトンの岩石は、グレンヴィル造山運動の過程で緑色片岩からグラニュライト相に達した、高度に変形した深成岩および変成した表層地殻（変堆積岩および変火山岩）である古代始生代および原生代の岩石で構成されています。これらの岩石は、スペリオル地方のグレンヴィル・フロントの北にある最も変形の少ない岩石と相関しており、東西方向の横方向の拡張の兆候を示しています。^[9]

サドベリー盆地は、18億4900万年前に直径約10～15km（6.2～9.3マイル）の隕石がヌナ超大陸に衝突して形成された^[10]。

サドベリー盆地は、南アフリカの300 km（190マイル）のフレデフォート衝突構造と、メキシコのユカタン半島の150 km（93マイル）のチクシュルーブ・クレーターに次いで、地球上で3番目に大きいクレーターです。^[10]

サドベリー火成岩複合体は、この衝突によって形成された衝突溶融物であり、高圧と高温により周囲の岩石が溶けました。^[11]

NASAはこの場所を利用して、アポロ宇宙飛行士に、角礫岩のような非常に大きな衝突の結果として形成された岩石を認識するための地質学的訓練を行った。月面でこの訓練を受けた宇宙飛行士には、アポロ15号のデビッド・スコットとジェームズ・アーウィン、アポロ16号のジョン・ヤングとチャーリー・デューク、アポロ17号のジーン・サーナンとジャック・シュミットがいる。著名な地質学者のインストラクターには、ウィリアム・R・ミュールバーガーがいる。^[12]

オンタリオ州には世界最大級の岩脈群が数多くあります。岩脈群とは、大陸地殻内に貫入した平行、直線、または放射状に伸びた岩脈 の主要グループからなる大規模な地質構造です。単一の貫入イベント中にほぼ同時に形成された数個から数百個の岩脈で構成されています。岩脈群は、マントルプルームの活動を示すことがよくあります。

岩脈群は幅と長さが400km（250マイル）以上に及ぶこともあります。地球上で知られている最大の岩脈群は、オンタリオ州にあるマッケンジー岩脈群で、幅500km（310マイル）、長さ3,000km（1,900マイル）です。^[13]

オンタリオ州の堤防群は、

• グレンヴィル岩脈群
• マッケンジー岩脈群
• マラソン岩脈群（オンタリオ州北西部）
• マタチェワン岩脈群（オンタリオ州東部）
• ミスタシーニ堤防群（ケベック州西部）
• サドベリー岩脈群（オンタリオ州北東部）

オルドビス紀、シルル紀、デボン紀の岩石や化石が州の南部と北部の盆地で発見されています。^[14]

ハドソン湾低地は、カナダ楯状地とハドソン湾およびジェームズ湾の南岸の間に位置する広大な湿地帯です。^{[15]ここには、大規模な}クロム鉱石採掘および製錬開発プロジェクトが計画されているリング・オブ・ファイア と呼ばれる地域があります。^[16]

2011年秋までに、リング・オブ・ファイアは「オンタリオ州で最大の潜在的鉱物埋蔵量の一つ」とみなされ、「35社以上の中堅・中堅の採掘・探査会社が約150万ヘクタールの面積をカバーしている」とされた。^[16]

セントローレンス低地は、ウィンザーからケベック市まで広がる、非常に肥沃な土壌を持つ盆地です。

ウィスコンシン氷河期はおよそ 75,000 年前～ 11,000 年前まで続きました。氷河の面積が最大になったのは、およそ 25,000～21,000 年前、最終氷期極大期にあたります。

ナイアガラの滝となった地形は、約1万年前のウィスコンシン氷河作用によって形成されました。同じ力によって、北米の五大湖とナイアガラ川も形成されました。^{[14]これらすべては、この地域を流れてきた大陸}氷床によって削られ、いくつかの川の水路が深くなって湖が形成され、他の川は岩屑でせき止められました。^[17]

氷が溶けると、五大湖の上流の水はナイアガラ川に流れ込み、ナイアガラ川はナイアガラ断崖の地形の変化に沿って流れた。やがて、川は北向きの断崖、つまりケスタに峡谷を作った。^[14] 3つの主要な岩石層の相互作用により、岩床は均等に浸食されなかった。最上部の岩石層は、ロックポート層の浸食に強い石灰岩とドロマイトで構成されていた。この硬い石の層は、その下の材料よりもゆっくりと浸食された。^[14]

崖の約3分の2を占める硬い岩層のすぐ下には、より弱く、より柔らかく、傾斜したロチェスター層（シルル紀前期）がありました。^{[14]この層は主に}頁岩で構成されていましたが、薄い石灰岩の層もいくつかありました。また、古代の化石も含まれています。^[14]やがて、川は硬い層を支えていた柔らかい層を浸食し、硬い岩盤を削り取り、大きな塊となって崩れ落ちました。このプロセスが数え切れないほど繰り返され、最終的に滝が削り出されました。

下流の谷の川に沈んで見えていないのは、頁岩と細かい砂岩でできたクイーンストン層（オルドビス紀後期）です。^[14]これら3つの層はすべて古代の海で形成されたもので、その特徴の違いはその海内の変化する条件に由来しています。

約10,900年前、ナイアガラの滝は現在のオンタリオ州クイーンズトンとニューヨーク州ルイストンの間にあったが、滝頂の浸食により、滝は南に約6.8マイル（10.9 km）後退した。^[18]幅約2,600フィート（790 m）のホースシュー滝も、浸食の過程で形状が変化し、小さなアーチから馬蹄形の湾曲、そして現在の巨大なV字型に進化した。^[19]滝の現在の場所のすぐ上流では、ゴート島がナイアガラ川の流れを分割し、その結果、西側のほとんどがカナダ滝であるホースシュー滝と、東側のアメリカ滝とブライダルベール滝が分離している。^[14]工学的措置により、浸食と後退が遅くなった。^[20]

現在の浸食速度は年間約30センチメートル（1フィート）で、過去の平均である年間0.91メートル（3フィート）より減少している。遠い未来のタイムラインによると、およそ5万年後にはナイアガラの滝はエリー湖までの残りの32キロメートル（20マイル）を浸食し、消滅するだろう。^[21]

オンタリオ州では、130年以上にわたって硬岩採掘が行われてきました（2012年現在）。オンタリオ州の鉱業は、30種類以上の金属および非金属鉱物を生産しており、カナダのニッケル、金、銅、白金族金属生産の大部分を占めています。^[22]金属鉱物の採掘はオンタリオ州北部に集中しており、州の南部では塩、石膏、石灰、霞石閃長岩、構造材料（砂、砂利、石）、および石油を生産しています。2014年の時点で、鉱業は約110億ドル相当の鉱物を生産しました。^[23]州の経済発展の義務に沿って、政府は探鉱ライセンス（25.50ドル）^[24]と探査許可（無料）に対して法外な料金を請求しています^[25]。探査許可プロセスは、地表の土地所有者などの利害関係者に鉱山労働者の活動を通知する手段として意図されています。^[25]鉱山開発は「高度な探査」から「生産」段階へと進み、その法律はオンタリオ州鉱業法に詳しく規定されており、硬岩鉱山、骨材鉱山、ダイヤモンド鉱山、石油鉱山を対象としている。^[26]