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グレンヴィル造山運動は、超大陸ロディニアの形成と関連した中原生代に長期間続いた造山運動である。その記録は、ラブラドルからメキシコ、そしてスコットランドまで、北アメリカ大陸のかなりの部分にわたる顕著な造山帯である。
中期から後期原生代（約12億5000万年前から9億8000万年前）のグレンヴィル造山地殻は世界中で発見されているが、一般的にはローレンシア山脈の南縁と東縁で発生したものだけが「グレンヴィル」の名で知られている。[1]これらの造山運動は、アフリカではキバラン造山運動、西ヨーロッパではダルスランディアン造山運動としても知られている。
タイムスケール
グレンヴィル造山運動の時期の問題は、議論の余地がある領域である。2002年にトビー・リバーズが概説したタイムスケールは、保存状態の良いグレンヴィル地域から導き出されたもので、造山運動の最も詳細な記録の1つである。[2]この分類では、古典的なグレンヴィルの指定が2つの別々の造山運動サイクルをカバーするものとみなされている。リゴレット、オタワン、ショーウィンギアン造山運動はグレンヴィルサイクルを構成し、エルゼビリアン造山運動は独立したものである。グレンヴィルのイベントの影響を受けた地域は広大であるため、造山帯全体で時期に多少のばらつきがある。[1]
年代は、造山運動の個々のサイクルに関連するマグマ活動から概算されます。圧縮サイクルの年代のギャップと、角閃石、黒雲母、カリウム長石の同位体分析は、圧縮が一時的に停止したときに伸張が起こっていたことを示唆しています。[3] [4]
Rivers の 2008 年の論文では、造山運動のさまざまな時期のタイミングを検証し、存在する岩石の空間的および時間的変成作用に基づいてタイムラインを再構築しています。Rivers 1997 と Gower および Krogh 2002 を合成したこの新しいタイムラインによると、エルゼビリアン造山運動は 1240 Ma から 1220 Ma に発生し、Shawinigan 造山運動は 1190 Ma から 1140 Ma に発生し、もはや Grenville サイクルの一部ではありません。Ottawan (現在 1090–1020 Ma) と Rigolet (依然として 1010–980 Ma) は、Grenvillian 造山運動にグループ化される段階になります。[5]
一般的なテクトニクス
造山運動の出来事の再現は現在も進行中であるが、大陸衝突が始まるまでローレンシアの東縁と南縁は活発な収束縁であったというのが一般的な見解である。このタイプの沈み込み（Bタイプ）は、現代の沈み込み帯で、上に乗るプレートの縁またはその近くにマグマ弧を配置する傾向があり、同時代（約1300〜1200 Ma）の島弧の証拠はグレンヴィル造山帯全体で見ることができる。南アメリカのアンデス山脈は現代の類似物と考えられている。[1]約1190〜980 Ma（実際の時期は地域によって異なる）に、2つの別々の大陸ブロックがローレンシアに衝突した。これらの衝突イベントは両方とも、現代のヒマラヤ山脈の成長を引き起こした衝突に類似していると考えられている。[1] [6]しばらくの間、ブロックの1つはアマゾン大陸であると信じられていましたが、古地磁気の証拠により、そうではないことが証明されました。[7]
これらの衝上作用と変成作用の期間は連続的ではなく、比較的静かな期間によって中断され、その間にAMCG（斜長岩/マンゲライト/チャーノッカイト/花崗岩）のプルトンが母岩に侵入しました。[1]沈み込みの極性（どのプレートがどのプレートを覆ったか）は地域と時期によって異なります。島弧の残骸の中にはローレンシャン縁辺に定着したものもあれば、造山運動中に付加したものもありました。[8] [9]これらのイベントの時期は、現場で観察された横断的関係、およびSHRIMP（高感度高解像度イオンマイクロプローブ）とTIMS（熱イオン化質量分析）によるウラン鉛年代測定によって制限されています。[10]
最初の地殻活動期は、エルゼビア造山運動のどこかの時点で起こった島弧の付加でした。[7]島弧の付加が起こる前に、大陸プレートとおそらく海洋プレートの間の沈み込みが起こっていました。スラブの引きと、尾根の押し出しなどの遠方からの推進力が、島弧と大陸の距離を縮めるのに役立っていました。沈み込みの角度によっては、大陸地殻の変形がすでに起こっており、リソスフェアが厚くなっていました。11億9千万年前までに、エルゼビア背弧盆地は閉じていました。[3]
118億年から114億年にかけて、この地域では伸張が起こっていた。[3]熱沈下としても知られるリソスフェアの冷却、あるいはこの地域の圧縮活動により、伸張断層が再活性化した。伸張は前述の岩石の同位体年代で特徴づけられる。さらに、堆積盆地の形成があり、これは堆積物が堆積できるほど周辺が静穏であったことを意味する。しかし、伸張と同時期の116億年から113億年にかけて、一部の地域では、依然として衝上断層とテレーンの設置が起こっていた証拠がある。[3]
あるモデルによれば、西向きの衝上断層運動は112億年から109億年の間に起こり、その後105億年までは伸張が主な地殻活動であった。[3]中央グラニュライト地帯が露出し、小規模なマグマ活動が発生したのはこの時点である。[7]圧縮から伸張への変化の理由は不明であるが、重力崩壊、マントルの剥離、超大陸下のプルームの形成、応力分布に対する遠方場駆動要因の変化、あるいは地球が動的であるという事実に起因する理由の組み合わせの結果である可能性がある。[7]この地域の周期的な圧縮と伸張の歴史は、ウィルソンサイクルに似ている。この地域では、ウィルソンサイクルによってイアペトゥス海の盆地が形成されていると考えられる。
一般的な岩石学
今日、グレンヴィル造山帯は、北西方向に広がる褶曲・断層帯と高圧変成岩、および特徴的なAMCG群火成活動によって特徴づけられる。変成作用は一般に両閃岩相とグラニュライト 相であり、中〜高圧の変質作用である。エクロジャイト化したメタガブロ（非常に高圧の超塩基性変成岩）はいくつかの場所で発見されており、最も深い埋没および/または最も激しい衝突の領域を表している可能性が高い。[11]造山帯全体にわたって、これらの高圧変成岩のシーケンスは、一般にテクトニック同時またはテクトニック後と解釈される貫入AMCG群プルトンによって切断されている。AMCGプルトン活動は一般に、薄くなったリソスフェアの下でのアセノスフェアの湧昇と関連している。[1] [12]これは、AMCG深成岩活動が、地殻伸張中に大陸地殻の底部にオリビンソレアイト玄武岩が溜まることで引き起こされるという理論から導かれたものである。 [3]リソスフェアは、対流によって薄くなるか、リソスフェアの底部が剥がれる層間剥離によって薄くなる可能性がある。両方のモデルがグレンヴィル造山運動に対して提案されている。[3]
グレンヴィル造山運動は、構造、岩相、熱年代学に基づいて3つのセクションに分類できます。それぞれ片麻岩帯、変堆積岩帯、グラニュライト・テレーンと呼ばれる3つのセクションはすべて剪断帯によって区切られています。[4] [7]片麻岩帯は、上部の両閃岩相からグラニュライト相に変成した珪長質片麻岩と両閃岩で構成されています。このセクションの衝上断層運動は低角度でしたが、継続して進化するにつれて角度が増し、回転する可能性があります。この地域の剪断は延性剪断と呼ばれ、物質が冷却されて固体になりましたが、粘性または塑性挙動を示していました。この帯の年代はおよそ18億年から118億年である。この地域はおよそ14億年前に広域変成作用によって変形し、およそ116億年から112億年前には変成断層運動によって変形したと考えられている。[4] [7]
変成岩帯は主に堆積岩と火山岩で構成され、緑色片岩からグラニュライト相への変成作用を受けています。この帯の下位区分には、バンクロフト、エルゼビア、シャーボット湖、フロンテナック領域、アディロンダック低地が含まれます。この帯では、場所に応じて1.42〜1.04 Gaに火成活動が発生したことが知られています。片麻岩帯と同様に、変成作用は約1.16 Gaに発生したと考えられています。[4] [7]グラニュライト・テレーンは、斜長岩山塊を含む変火成片麻岩で構成されています。斜長岩は深成岩で形成され、主に斜長石で構成されています。カナダのグレンヴィル地方の岩石はこのカテゴリに含まれます。この地域で知られている最も古い火成活動は、約1.32 Gaに遡ります。グラニュライト相の変成作用は115億年前に始まり、開始後約1億5000万年間続いたが、変成作用の連続性は確定されていない。[4] [7]
地域による違い
造山運動を理解するには、造山帯の局所的な地殻変動史と大規模な地殻変動史を区別することが重要だ。この目的のため、グレンヴィル造山帯は一般に、テキサス州とメキシコの南部、アパラチア山脈、アディロンダック山脈、グレンヴィル地方の4つの地域に分けられる。造山帯の一部はスコットランドにあるが、イアペトゥス海が開く前はスコットランドがグレンヴィル地方に近かったため、両者はほぼ同じ歴史を共有している。[1] [13]
テキサスとメキシコ
テキサスとメキシコはローレンシアの南縁にあたり、東側の衝突に関与した大陸とは異なる大陸と衝突した可能性が高い。[6]メキシコのサポテカン造山運動はグレンヴィル造山運動の後期と同時期に起こり、一般的には同一と考えられている。[14]中原生代火成岩原岩（造山運動中にグラニュライト相に変成）は、メキシコでは約1235～1115 Maと約1035～1010 Maの2つの年代グループに分類される。前者のグループの岩石は、島弧と背弧盆地起源を示唆する地球化学的特徴を有する。後者のグループはAMCGマグマ活動を表す。これらのAMCG岩石はグレンヴィル造山帯全体で多少異常であり、それらの配置の直前の造山運動イベントは知られていない。[14]
ローレンシャン縁辺（現在はテキサス州、付加したメキシコ大陸の北側）の沈み込み帯は12億3000万年前後に終了し、沈み込みの極性が逆転して衝突大陸が北に移動したと示唆されている。これは、テキサス州のグレンヴィルの歴史を記録しているラノ隆起に、この時期以降の島弧マグマ活動の証拠がないことによる。[9]
アパラチア山脈
アパラチア山脈には、グレンヴィル造山帯の小規模で孤立した露出部がある。これらのうち最大のものはロングレンジ・インライアで、ニューファンドランド島のロングレンジ山脈を構成している。その他の露出部には、バージニア州ブルーリッジ地方を構成するシェナンドー山塊とフレンチ・ブロード山塊がある。ブルーリッジの岩石は、チャーノッカイトと花崗岩が貫入した上部両閃岩相とグラニュライト相のさまざまな片麻岩から構成されている。これらの火成岩は、約1160～1140 Ma、約1112 Ma、約1080～1050 Maの3つの期間に貫入しており、塊状から弱葉状の組織である。 [ 1]
アディロンダック
この地域は、ニューヨーク州とカナダの国境にある原生代岩石の巨大なドームから成っています。アディロンダック山脈では、エルゼビリアン造山運動 (約 1250～1190 Ma) とオタワン造山運動 (約 1080～1020 Ma) の両方が記録されており、高品位の変成岩を生み出しています。北西方向に伸びる高ひずみ剪断帯が、ドームを南東の高地と北西の低地に分けています。剪断帯 (カルタゴ-コルトン) は、高地が低地を押しのけたオタワン造山運動の際のトランスプレッション境界であったと考えられています [7 ] [15] 。 [1]
グレンヴィル州
グレンヴィル地方はケベック州グレンヴィルにちなんで名付けられ、カナダ楯状地の最も新しい部分を構成している。この地域は造山運動以来広域的な変成作用を受けていないため、グレンヴィル時代およびそれ以前の時代のテクトニクスの研究に理想的な地域であると考えられている。そのため、造山運動とその過程について知られていることのほとんどは、グレンヴィル地方から得られたものである。[1]ローレンシャン山脈は、この地方の一部である。
参照
参考文献
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外部リンク
- グレンヴィル
- 「グレンヴィル地方の鉱床生成の可能性のある環境」。カナダ地質調査所。2010 年 4 月 20 日にオリジナルからアーカイブ。2010年 9 月 5 日に閲覧。
- グレンヴィルフロントの地殻構造
- グレンヴィル造山帯におけるヒマラヤ型シンタクシス
- 南ローレンシャン・グレンヴィル造山帯のテクトニック進化
- 最初の超大陸 2016-03-03ウェイバックマシンにアーカイブ
- グレンヴィル造山運動の変成作用