セビア造山運動

セビア造山運動の地理

モンタナ州の薄皮衝上断層の例。白いマディソン石灰岩が繰り返されており、前景に 1 つ (遠ざかるにつれて狭くなります)、写真の右上隅と上部にもう 1 つ発生しています。
大陸	北米
国境	米国およびカナダ

セビア造山運動は、北はカナダ北部から南はメキシコまで北アメリカ西部に影響を及ぼした造山運動であった。

セビア造山運動は収束境界地殻変動の結果であり、変形は約1億6千万年前^[2]から約5千万年前^[3]まで起こった。この造山運動は海洋ファラロンプレートが大陸北アメリカプレートの下に沈み込むことによって起こった。地殻の肥厚による山脈形成は、沈み込みによって引き起こされた圧縮力と伝導加熱の組み合わせによって引き起こされ、変形をもたらした。^[4]ユタ州中央部のセビア川地域はこの出来事にちなんで名付けられた。

セビア褶曲・断層帯は、メキシコ国境近くの南カリフォルニアからカナダまで伸びている。^[1]ベイスン断層とレンジ断層は、より古いセビア逆断層を切断した。^{[4]セビア造山運動に先立って、}ネバダ造山運動、ソノマン造山運動、アントラー造山運動など、いくつかの他の造山運動があり、ララミデ造山運動と時間的にも空間的にも部分的に重なっている。

初期セビア断層運動は、ララミデの初期変形よりかなり前に始まった。しかし、後期セビア断層が初期ララミデの時代に活動していたことを示す証拠がある。^{[5] [6] [7] [3]}  セビア変形の大部分はララミデ変形の西側で発生したが、セビア東部縁辺とララミデ西部縁辺の間には地理的に一部重複がある。^[8]ユタ州南西部では、セビア断層運動は始新世まで活動していた可能性があるが、^{[7] [6]}ララミデ変形は白亜紀後期に始まった。^[5]

セビア造山運動とララミデ造山運動は似たような時期と場所で発生したため、混同されることがある。^[8] 一般的にセビア造山運動は、より古く、より西側の圧縮運動であり、その上にある古生代と中生代の堆積岩の弱い層理面を利用したものである。地殻が短縮するにつれ、圧力は弱い堆積層に沿って東に伝わり、「薄皮の」逆断層が作られ、一般的に東に行くほど若くなる。対照的に、ララミデ造山運動は「基盤核型」隆起を生み出し、それはしばしば超大陸ロディニアの分裂中、または先祖ロッキー山脈造山運動中の先カンブリア代後期の地裂き中に形成された既存の断層を利用したものであった。^[8]

セビア造山帯は、緩やかに傾斜する西断層シートに沿って西から東へ移動する一連の薄いプレートから構成されています。^[9]これらの薄い皮の断層は、コルディレラ非活動縁辺の先カンブリア時代後期から中生代にかけての岩石を東に移動させました。セビアは東側でララミデ造山帯と接しています。[ 10 ]^{セビアとララミデの組み合わせは、}チリ の現代のアンデス縁辺に似ています。これらは、より新しいララミデの断層と構造が、浅く傾斜するセビアの断層に対する幾何学的応答であったため、比較できます。^[11]

セビア造山運動の東端の位置は、隆起した山脈の東端と最も急峻な端から崩れ落ちたであろう巨石を主成分とする礫岩によって決定された。このような礫岩は、ユタ州のエコー・キャニオン、スパニッシュ・フォーク・キャニオンのレッド・ナローズ、ユタ州デルタ近郊のリーミントン・キャニオンで見ることができる。今日、地表のセビア断層は、ベイスン・アンド・レンジ断層の延長により、元々の緩やかな傾斜の位置から分裂し、急傾斜している。セビアの最も古い衝上断層は最も西に位置し、新しい衝上断層が古い衝上断層を切断している。このパターンにより、古い衝上断層は東に移動するにつれて、新しい衝上断層の上に乗ることになる。ユタ州のパリス・ウィラード衝上断層は、このパターンを使用して一連の衝上断層の中で最も古いものであると決定された。最も新しい突堤はワイオミング州のホグバックである。^[4]

ユタ州のセビア断層帯は、ソルトレイクシティの北と南の2つに分けられます。北の断層帯は石油やガスと関連していることが多いため、よりよく理解されています。北の部分は現在のユタ州、アイダホ州、ワイオミング州を通っています。南の部分はラスベガス付近で止まります。北の部分の地殻短縮は合計で約60マイルでした。^[4]

セビアベルトは、ワイオミング州とユタ州地域に、陥没部と突出部という多くの特徴的な地質学的特徴を残した。横断帯は、ベルトの各セグメントを結ぶ逆断層を伴うことがある。そのような帯の 1 つが、プロボ突出部とユインタ/コットンウッド アーチの南腕を結ぶチャールストン横断帯である。ユインタ/コットンウッド アーチはララミデ構造であるが、セビアはアーチの形成を助けた。もう 1 つの重要な帯は、ワイオミング突出部とアーチの北腕を結ぶマウント レイモンド横断帯である。^[12]

大陸縁辺部は典型的には造山運動で最も変形するが、大陸プレートの内部も変形することがある。セビア・ララミデ造山運動では、内部プレート変形の証拠として褶曲、劈開、節理構造、歪んだ化石、持続的な断層運動、方解石の双晶形成などが見られた。^[11]

セビア褶曲断層帯はジュラ紀後期（2億100万年前 - 1億4500万年前）から始新世（5600万年前 - 3400万年前）にかけて活動していた。^[13] この帯が始まった実際の年代については研究者の間でも意見が一致していない。^[13]しかし、セビアの変形はジュラ紀までに始まっていた。^{[14] [1]}

セビア褶曲断層帯の南部の変形は、およそ1億6000万年前に始まった。^[2]ひずみは、9900万年前までに東のキーストーン断層に伝達された。^[15]ユタ州北部では、ウィラード断層シートがおよそ1億2000万年前に形成された。^[16]ひずみは、ワイオミング州西部のホッグスバック断層に徐々に伝達された。^[3]セビアの先端付近の断層は、少なくとも始新世まで活動していた。^{[7] [6] [3]}

この時点で隆起した地殻はコロラド高原に衝突した。衝突により変形が横方向に広がり、リソスフェアの弱体化と地殻の肥厚が生じた。^{[17]地殻の加熱と肥厚による} 変成作用は、現在のグレートベースン地域で9000万年から7000万年前の間に広く起こった。^[17]

平行する逆断層と褶曲は、地域規模で褶曲逆断層帯を形成する。地域規模では、この帯のセグメントは横断帯でつながっている。前述のチャールストン横断帯は、セビアベルト内の逆断層に垂直に走っている。この横断帯がセビア造山運動中に形成されたのか、ララミデ造山運動中に形成されたのかは、地質学者の間で議論されている。^[10]ベイスン・アンド・レンジ州 におけるセビアの逆断層運動の地図作成は、セビア構造がユインタ陥没部を定義するユインタ/コットンウッドアーチの周りを曲がっていることを示唆している。アメリカンフォークキャニオンのセビア断層をよく見ると、これらの断層は、その地域で観察された横断関係から示唆されるチャールストン横断帯で最も古いものであることがわかる。^[12]

ネバダ州からユタ州西部、南はメキシコまで広がるベイスン・アンド・レンジ地域は現在、地殻の伸張による南北正断層で構成されている。これらの正断層が始新世後期から中新世前期にかけて伸張を示している場合、これはセビア造山運動が非活動化した後に崩壊した証拠となる可能性がある。^[10] セビア断層とララミデ断層による地殻の肥厚が、新生代を通じて現在のベイスン・アンド・レンジの伸張につながったと考えられている。^[18] これにより、チャールストン逆断層が伸張断層として再活動した可能性がある。チャールストン横断帯には高角度の断層が含まれていたため、セビアの低角度逆断層との接続に反応して発生したと考えられる。チャールストン横断帯は、セビアベルトの一部であったと思われる主要な側壁ランプの輪郭を描いている。^[10]

セビア造山運動の際、ユインタ/コットンウッド アーチの北には、等厚線図で特定された北に緩やかに傾斜する基盤高地があった。そのため、堆積物は南に向かって急速に厚くなった。北の地層は断層全体で徐々に変化し、ワイオミング突出部周辺と南のプロボ突出部周辺では緩やかな曲線が形成された。チャールストンとマウント レイモンドの横断帯はユインタ陥没部を形成し、陥没部がセビア造山運動中に始まったことを示している。^[12]

結果は、セビア造山運動中に、断層の走向に沿った幾何学的変化に対応するためにチャールストン横断帯が形成されたことを裏付けるものと解釈された。この横断帯は、造山運動のさまざまなセグメントを結びつけるツールとして機能した。横断帯は、深さと変位の点で地域全体で異なっていた。この横断帯は後に傾斜し、地殻の伸張によって再活性化した。^[10] また、結果は、同様の幾何学的地殻の適応により、セビア造山運動中にユインタ陥没が形成されたことを裏付けている。セビアの年代を経た断層の変位は、ユインタ/コットンウッドアーチの隆起の前に、ユインタ陥没の曲率の形成を引き起こした。^[12]

セビア断層帯の南部に焦点を当てると、多くの断層が見つかります。1 つの断層系は、ネバダ州中央部断層帯にあるガーデン バレー断層系として知られています。この系内の断層には、パラナガット、マウント アイリッシュ、ゴールデン ゲート断層があります。これらの断層は、南向きのガス ピーク断層と相関していました。ガス ピーク断層はラスベガス山脈にあり、セビア時代の構造です。この断層は、その緯度に沿った主要ベルトの最大のずれの原因であった可能性があります。これらの断層はすべて同じ走向に沿って位置していました。この地域は、断層の再活性化により、新生代に小規模な拡大を示しました。このような相関関係は、ガーデン バレー断層系がセビア断層帯に直接つながっていることを示唆しています。このデータの解釈により、ネバダ州中央部の逆断層帯はセビア断層帯の内部であると結論づけられました。この相関関係は、セビア断層帯が北アメリカプレートを東に移動する圧縮の結果生じたものであるという証拠となります。^[11]

コルディレラ山脈の薄化は、これまでセビア造山運動とララミデ造山運動における平坦な沈み込みの証拠であり理由であると考えられてきた。しかし、同位体データによると、コルディレラ山脈の岩石圏が保存されていることから、コルディレラ山脈の薄化だけではセビア造山運動とララミデ造山運動の平坦な沈み込みの十分な答えにはならない。これは、コルディレラ山脈の薄化とせん断が前弧領域に限定されていたことを意味する。^[17] データは、セビア-ララミデ断層運動を通じて地殻も隆起し、拡張されたことを示唆している。^[18] 現代のチリの沈み込みは、セビア造山運動とララミデ造山運動の並行モデルであると考えられているため、この現代モデルにはこの質問に対する答えがある可能性がある。説明としては、プレート運動速度の増加、古い部分が沈み込むにつれて下にある海洋プレートが若くなり、その結果、下にあるプレートがより高温で浮力が高くなるという組み合わせが挙げられる。^[17]

セビア造山帯における方解石双晶と炭酸塩の関係に関する研究では、短縮方向は東西方向の逆断層と平行であることが示された。 方解石双晶から決定された差応力の大きさは、クラトンに向かって指数関数的に減少する傾向を示した。セビア逆断層で圧縮変形を引き起こす差応力は150 MPa以上であった。セビア造山帯の東西収縮は、ララミデ造山運動中にほぼ南北斜めに変化した。セビア造山帯の短縮は、方解石双晶によって保存された白亜紀のグリーンホーン石灰岩中に、はるか東のミネソタ州まで、米国西部の大部分で記録されている。応力伝達距離は、およそ2000 km以上に相当します。セビア造山帯の方解石双晶に見られる東西短縮は、北米プレートの西部内部の現在の主応力と平行です。^[11]

セビア造山運動には大規模な火山活動も伴う。セビア造山運動を引き起こした火山活動のような火山活動は、現代の沈み込み帯（南米西海岸沿いなど）で観察される。セビア造山運動に関連して、シエラネバダ弧では1億7000万年前から1億5000万年前、1億年から8500万年前にかけて火山活動が数回発生した。^{[ 1]}セビア造山運動の進行とララミデ変形への移行の間、火山の中心は概ね東方に移動し、白亜紀後期にはファラロンプレート沈み込みに関連する火山活動が、セビア褶曲および断層帯の先端の東、コロラド鉱物ベルトの東まで見られるようになった。^[19]

セビア逆断層が隆起すると、逆断層面の侵食が起こり、侵食された堆積物は収容空間が存在する場所に堆積しました。 ^{[15] [20]}地殻荷重による動的沈下とたわみにより、堆積物が蓄積できる空間が生まれました。^[1]セビア逆断層が東に移動するにつれて、堆積盆地も東に移動しました。^[21]バランスの取れた断面は、このセビア時代の造山運動堆積物の著しい侵食が起こったことを示しています。^[22]

• 盆地と山脈の地形
• ロッキー山脈の地質