ワイオミングクラトン

ワイオミングクラトンは、アメリカ合衆国中西部とカナダ西部、具体的にはモンタナ州、ワイオミング州、アルバータ州南部、サスカチュワン州南部、ユタ州北部の一部にまたがるクラトンである。ワイオミング州とも呼ばれ、北アメリカ大陸地殻の最初の核である。

ワイオミングクラトンは、トランスハドソン縫合帯を形成して北アメリカ大陸（ローレンシア）の中心核を形成する造山運動の中で、スペリオルクラトンおよびハーン・レイクラトンと縫合された。約18億6千万年前にローレンシア南西部に組み込まれた。^[1]

360万年から300万年前の片麻岩が局所的に保存されていること、およびこの時代の地殻が若い深成岩体に組み込まれていることの同位体証拠が広範囲に及んでいることから、ワイオミングクラトンは10万km2の中期始生代クラトンとして始まり^、後期始生代の火山性マグマ活動とプレート運動、および原生代の伸張と地溝形成によって変化したことが示唆されている。^[2]

ワイオミング、スペリオル、ハーン・レイの各クラトンは、かつては別々の大陸の一部であったが、現在はすべて一体となっている。これらのクラトンの衝突は約 177 億年前より前に始まり、約 1715 億年前には後テクトニック マグマ活動が始まった (ハーニー ピーク 花崗岩)。このテクトニック マグマ活動の期間は、カナダのトランス ハドソン造山運動におけるハーン・スペリオル衝突で報告されたものより 5000 万～ 6000 万年新しい。

ワイオミング州東部と北部の周辺地域、ダコタ州西部とモンタナ州南東部では、より新しい変成年代（1.81-1.71 Ga）も典型的である。ワイオミング州東部クラトンがローレンシア大陸の一部として最終的に形成されたのは、成長中のクラトンの南縁に沿った島弧付加の約1.78-1.74 Gaの期間である。 ^[3]

ワイオミング州の先カンブリア時代の基盤岩は、主に始生代ワイオミングクラトンまたはワイオミング州、古原生代トランスハドソン造山帯、古原生代コロラド造山帯の 3 つの主要な地質地帯から構成されています。コロラド造山帯は 1.78～1.75 Ga にワイオミングクラトンと衝突しました。コロラド造山帯とトランスハドソン造山帯が始生代クラトンと衝突したことで、ワイオミングクラトンの南縁と東縁に沿って強力な構造的重複が生まれました。

ワイオミングクラトンは、主に2つの粗大岩ユニット、すなわち花崗岩質プルトン（2.8～2.55 Ga）と片麻岩およびミグマタイト、およびそれに付随する（<10%）地殻上変火山性変堆積性岩石から構成されています。花崗岩質岩石は主にカリウム質花崗岩で、主に古い（3.1～2.8 Ga）片麻岩が再加工されて生成されました。花崗岩質岩石と片麻岩の磁気コントラストは、覆われた領域内のこれらの粗大岩ユニットをマッピングする手段を提供します。磁気データによって示された始生代ユニットの全体的な構造パターンは、おおまかに半円形で、北に開いています。^[4]

ワイオミング州の現在の岩石圏構造は、数十億年にわたって続いたと思われる地殻の成長、地殻構造の変化、岩石圏のコントラストの累積的なプロセスの結果です。

ワイオミング州は、古いものから新しいものの順に、モンタナ変堆積岩州、ベアトゥース-ビッグホーン火成岩帯、南部付加地塊の 3 つの亜地域に分けられます。モンタナ変堆積岩州とベアトゥース-ビッグホーン火成岩帯の始生代岩石は、(1) 古さ (岩石の年代は 35 億年前まで、砕屑性 ジルコンの年代は 40 億年前まで、Nd モデル年代は40 億年前を超える)、(2) ²⁰⁷ Pb / ²⁰⁴ Pb 同位体比が明らかに高く、この部分がすでに形成された異質な地塊の融合によって生成されたのではないことを示唆している、(3) 明らかに厚い (15～20 km) 塩基性下部地殻、という特徴があります。モンタナ変堆積岩区とベアトゥース・ビッグホーン火成帯は、約30億～28億年前までにクラトンとして形成されました。地殻の成長は、海洋地殻が隣接するプレート上の大陸地殻の下に沈み込んで弧状の山脈を形成した大陸弧火成活動と、268億～250億年前にこの地域の南縁に沿った南部付加地層の付加が組み合わさって起こりました。始生代末までに、3つの亜地域は現在のワイオミングクラトンの一部として結合しました。約18億～19億年前にワイオミング地殻がローレンシアと融合した後、古原生代地殻（17億～24億年前）がこの地域の南と西の境界に沿って並置されました。ワイオミング地域におけるその後の地殻変動とマグマ活動は、これらの原生代変動帯の下にある地域に集中しています。^[5]

ケビン・チェンバレンら(2003)による分析では、始生代後期の歴史の違いに基づいて、ワイオミング州を 5 つの亜地域に分割しています。始生代核の 3 つ、(1) モンタナ変堆積岩地域、(2) ビッグホーン亜地域、(3) スウィートウォーター亜地域、および他の場所で発生した可能性がある (つまり、3.0 Ga クラトンの異地性) 2 つの始生代地形、(4) シエラマドレ - メディシンボウブロック、および (5) ブラックヒルズ - ハートビルブロックです。「ディーププローブ」分析による画像化に基づくと、厚い下部地殻層がビッグホーン亜地域と地理的に対応しており、約 2.70 Ga の苦鉄質マグマ活動に関連するアンダープレートである可能性があります。スウィートウォーター亜区は、東西方向に伸びる構造粒によって特徴付けられ、これはほぼ同時期に起こった後期始生代の盆地発達、短縮、および島弧マグマ活動の3回以上の波によって形成された。この構造粒は、262億年前のオレゴン・トレイル構造を含み、ララミデ造山運動に関連する原生代のリフトと隆起の位置と方向を制御した。ワイオミング州で30億年前以降に地殻の純成長があったとすれば、それは苦鉄質の基盤形成と島弧マグマ活動の組み合わせによるものである。^[2]

古原生代には、コロラド造山運動に関連する島弧地帯が、ワイオミング・クラトンのシャイアン・ベルトに沿って付加した。シャイアン・ベルトは、ワイオミング州シャイアンにちなんで名付けられた、幅500kmの原生代岩石の帯である。衝突の結果、ワイオミング州の古い始生代の岩石は、今日ララミー山脈によって特徴付けられる縫合線から少なくとも75km内側に渡って激しく変形および変成した。クラトンの東縁に沿って、古原生代のトランスハドソン造山帯との衝突により、ハートビル隆起部の始生代のクラトン岩石が激しく変形した。

ララミー斜長岩複合体の中期原生代（約14億年前）の斜長岩と閃長岩、および花崗岩（チタン鉄鉱を含むシャーマン花崗岩）は、ララミー山脈と隣接するメディシンボウ山脈のコロラド造山帯の岩石に貫入している。斜長岩と花崗岩は両方ともララミデ山脈のシャイアンベルトを横断し、ワイオミング州の結晶質岩に貫入している。これらの貫入岩は、コロラド造山帯全体に広がる14億年前の花崗岩貫入岩の広い帯の最北端を構成している。^[4]

ワイオミングクラトンが形成されたずっと後、その壮大な山岳地帯は主にララミデ造山運動（約60 Ma）の際の地域的な圧縮変形によるものである。先カンブリア時代の岩石からなる基盤岩は変形中に局所的に地殻の高い位置まで隆起し、その後の浸食によって隆起した岩石が現在の起伏の多い地形に形成された。基盤表面の垂直方向の変位は30,000フィート（9250 m）にも及んだ。対照的に、ワイオミング州西部では、ほぼ同じ時代のセビア造山運動に伴う逆断層が薄層で、その地域で磁気異常が乱されていないことから、基盤岩は逆断層運動中にほとんど乱されず、著しく隆起しなかったことがわかる。さらに新しい鮮新世-更新世の高角度断層によって、ティトン山脈が形成されている。山脈の東面の標高は約25,000フィート（7800メートル）である。^[4]

• 北アメリカクラトン
• シャイアンベルト
• コロラド造山運動
• クラトンの西に位置するグラウスクリークブロック
• スペリオルクラトン