Южная Оклахома Авлакоген - Southern Oklahoma Aulacogen

Южная Оклахома Авлакоген
Стратиграфический диапазон: С раннего до середины Кембрийский
Ussoamap.png
Наброски Авлакогена
ПлощадьПриблизительно 42 500 квадратных миль (110 000 км2)
Место расположения
Координаты35 ° 00′N 99 ° 18'з.д. / 35 ° с. Ш. 99,3 ° з. / 35; -99.3.
СтранаСоединенные Штаты

В Южная Оклахома Авлакоген Об этом звуке(а-ла-ког-джин) (помощь ·Информация ) это неудачный трещина, или неудавшаяся рукава разрыва (авлакоген ), из тройной стык это стало Япет Океан раскидистые хребты. Это важный геологический объект в Западный и Южный Соединенные Штаты. Он сформировался где-то в начале и в середине Кембрийский Период и охватывает Уичито горы, Таоваян Долина, Бассейн Анадарко, и бассейн Hardeman в Юго-западная Оклахома.[1] Авлакоген в Южной Оклахоме в основном состоит из базальтовый дамбы, габбро, а единицы гранитный камень.[2]

Грубый план предполагаемых границ авлакогена в Южной Оклахоме

Описание

Авлакоген в Южной Оклахоме простирается примерно на 500 миль в длину (805 км) и на ~ 80–90 миль в ширину (129–145 км). Два оставшихся граница континентальной плиты рукава тройного перекрестка, от которого Южная Оклахома авлакоген образовались зоны распространения для распространения Япет Океан во время распада суперконтинента, Родиния, предположительно произошедшие в Криогенный период, примерно 750 миллионов лет назад.[3] Эти руки сомкнулись в Пенсильванский период (~ 323,2–298,9 млн лет) и входил в состав Орогенный пояс уашита. Авлакоген в Южной Оклахоме, по оценкам, включает более 250 000 км3 вулканической породы.[4] Авлакоген перевернут: вместо того, чтобы распространяться по поверхности, он проникает в Североамериканский кратон,[3] и совмещен с северным краем глубоко погребенного Протерозойский бассейн неопределенного происхождения, который мог образоваться в результате наслоения вулканических пород или отложений.[5] Авлакоген прекращается при контакте с Орогенный пояс уашита. Авлакоген в Южной Оклахоме связан с широко распространенной аномальной зоной, в которой сейсмические волны путешествовать медленнее.[6] Обычное сравнение проводится от этого авлакогена до Днепр-Донецкий Авлакоген в Балтика потому что оба являются значительными внутрикратонными трещинами.[7]

Авлакоген в Южной Оклахоме содержит множество Магматические породы. Среди этих скал множество габбро, включая анортозит, титан -богатые, утюг -богатые, фосфор -богатые и биотит габбро.[2] Также включены риолиты и граниты. Этот комплекс очень похож на средний протерозойский возраст. анортозит -мангерит -чарнокит -гранит (AMCG) комплексов Северной Америки, но из-за отсутствия грубых массив анортозиты. Это важно в том смысле, что комплексы AMCG имеют тенденцию образовываться на огромных глубинах в земной коры и, таким образом, охлаждение происходит медленнее, позволяя анортозитам массива сформироваться крупнозернистым. Подобный магматический комплекс предполагает, что магмы которые сформировали магматические породы авлакогена в южной части Оклахомы, быстро остыли до их кристаллизация точки, намного быстрее, чем магмы комплексов AMCG, что приводит к более мелкозернистым анортозитам.[2]

В последнее время различные интерпретации сейсмических и обнажение данные, а также стратиграфия в этой области привели некоторые исследования к постулату, что это образование может быть не авлакогеном, а системой преобразовать разломы.[8]

Тектоническая эволюция

Иллюстрация вероятной истории формирования авлакогена Южной Оклахомы. В, вулканы формируются вдоль границы континентальной плиты. B показывает основной вид тройного стыка после его образования. C показывает, что одно из трех «рукавов» не разделилось, в то время как два других раскололись, переходя в D, в котором формируется Океан Япета.

Авлакоген в Южной Оклахоме сформировался где-то в конце Протерозойский эон, между 525 и 550 миллионами лет назад,[9] во время раскола Лаурентия суперконтинент или Североамериканский кратон, геологическое ядро ​​Северной Америки. Его формирование и бимодальный магматическая активность произошла одновременно с двумя определенными эпизодами активности магмы, мафический и фельзический, первая из которых в основном состоит из тяжелой габбро магмы, а вторая фаза в основном состоит из риолитовой магмы. Предполагается, что между основной и кислой стадиями магматической активности произошло значительное поднятие, что коррелирует с отсутствием представленных ранее крупнозернистых анортозитов массивов.[2] Оставшиеся два ответвления его первоначального тройного соединения стали зонами распространения для зарождающегося Япет Океан. Авлакоген проник в кратон, вызвав образование нормальных разломов в том, что стало Бассейн Анадарко.[5]

Авлакоген испытал укорочение и инверсию коры где-то в Миссисипский период к раннему Пермский период, примерно 330–280 миллионов лет назад. Это совпадает с закрытием зон спрединга Япета и надвигающийся из Поднятие Уашиты над впадиной Анадарко, образуя Уичито горы.[5] Это также привело к реактивации кембрийских рифтовых разломов, часто обращающихся вспять или листрик разломы тяги.[3] Антиклинали сформированный в осадочная порода слоев бассейна, способствующих формированию глубоких залежь углеводородов бассейна Анадарко. Образование этих листрических разломов и антиклиналей указывает на значительное сокращение земной коры, до 10–15 км и более.[5]

Магматические породы, обнаруженные в авлакогене, также были подняты во время поднятия Уашита и впоследствии перезахоронены как местными, так и перенесенными отложениями. Поскольку в Северной Америке не было значительной деформации средней части тела во время Мезозойский и Кайнозойский эр в основном сохранились структура авлакогена и рифтовая сборка. Эрозия в последние эпохи выветрила отложения, покрывающие часть плутонический и вулканические породы, которые когда-то сформировали основу авлакогена, и в результате этот авлакоген является «одним из наиболее хорошо сохранившихся и наиболее обнаженных» отборов магматических результатов древней рифтовой деятельности.[2] Следовательно, авлакоген южной Оклахомы является обозначенным типом в Соединенных Штатах.[5]

Основные породы

В мафический Породы авлакогена южной Оклахомы можно разделить на две основные группы: Raggedy Mountain Gabbros и Late Diabase Dikes. Габбро Раггеди-Маунтин можно разделить на две подгруппы на основании петрографического анализа и картирования полей. Эти подгруппы - слоистый комплекс Глен-Маунтинс и Рузвельт Габбро.[2]

  • В Многослойный комплекс Глен-Маунтинс (GMLC), который считается старейшей поверхностной единицей авлакогена, занимает площадь около 2000 квадратных километров и состоит из нескольких основных единиц, в том числе плагиоклаз накапливать, плагиоклаз-оливин -пироксен, плагиоклаз-пироксен, покрывающий слой кумулята плагиоклаза-оливина. В плагиоклаз кристаллы, найденные в этой области, содержат часть анортит намного выше среднего содержания для массивного типа анортозиты. В среднем плагиоклаз колеблется от An40 для65 в анортозитах массивного типа. В кристаллах плагиоклаза из ГМЖХ содержание анортита в среднем составляет An70 и колеблется от An57 для80.[2] В камнях этой местности обычно гораздо больше оксид алюминия и оксид кальция, и менее диоксид кремния и оксид натрия чем средние массивы, что связано с содержанием анортозита. Большой клинопироксен кристаллы (10 сантиметров) встречаются в этой области, а также в обоих накапливать и интеркумуляционные фазы, хотя интеркумуляционный клинопироксен встречается реже.[2] Рузвельт Габбро - небольшая последовательность биотит - несущие водные габбро плутоны и дайки, которые вторгаются в слоистый комплекс Глен Маунтинс. Эти плутоны содержат различные отдельные слои, такие как богатые железом биотит-роговообманково-кварцевые диориты, тоналит слои и слои оливина габбро. Пегматиты также присутствуют дейтерические изменения. Эти характеристики соответствуют неглубокой водной габброидной магме. Однако это противоречит слоистому комплексу Глен-Маунтинс, и поэтому предполагается, что две подгруппы образовались из отдельных магматических тел, одно из которых было безводным, а другое - водным.[2]
  • В Дайки позднего диабаза мелкозернистые, порфировидный базальтовый дамбы которые пересекают область авлакогена Южной Оклахомы. Поскольку дайки так часто вторгаются почти во все типы вулканических пород, принято считать, что они связаны с заключительной фазой вулканической активности в области, особенно с рифтом. Однако уникальное строение даек позднего диабаза позволяет предположить, что их внедрение происходило одновременно со всем периодом рифтогенеза. Строение даек уникально тем, что частично расплавленная залежь Mount Scott гранит вторгается рядом с одной из даек, что указывает на высокую температуру окружающей среды во время его внедрения, указывая на то, что вторжение диабазовой дайки произошло почти сразу после внедрения гранита на горе Скотт. Это, наряду с фрагментами даек диабазов, обнаруженными в других локальных гранитных блоках, похоже, согласуется с гипотезой одновременного внедрения даек. Дайки можно разделить на три группы по минеральным ассоциациям. Эти группы представлены микродиоритом, микрогаббро и поздним диабазом. Дайки микродиоритов в основном сложены амфиболом и натриевым плагиоклазом. Дайки микрогаббро сложены в основном оливином и биотитом. Дайки позднего диабаза содержат авгит и кальциевый плагиоклаз.[2]

Фельзические породы

В кислые породы авлакогена Южной Оклахомы разделены на две основные группы: группу риолитов Карлтона и группу гранитов Уичито. В слоях гранита наблюдается отчетливое изменение текстуры: ранее осажденные слои очень мелкозернистые по сравнению с более поздними крупнозернистыми слоями гранита.[10]

  • В Carlton Rhyolite Group это очень толстая последовательность субаэральный потоки, туфы, базальт потоки и агломераты, обнаженные на поверхности в виде пластинчатых слоев, толщиной от 80 до 400 метров. Однако риолит Карлтона образовал исключительно толстые толщи этих табличных слоев, иногда толщиной до двух километров.[11] В этом районе есть ограниченные выходы риолитов Карлтона, но они довольно обширны под поверхностью. С помощью U-Pb знакомства установлено, что возраст Карлтон-риолита составляет от 500 до 550 миллионов лет. Циркон геотермометрический Анализ показывает, что риолит Карлтона кристаллизовался при температуре около 950 ° C. Группа Carlton Rhyolite также содержит высокотемпературные вариации пустота -кварц такие как β-кристобалит. Это говорит о том, что материнская магма Карлтон-риолита была высокотемпературной. фельзический лава. Риолит Карлтона содержит относительно крупные кристаллы различных кислых минералов, таких как плагиоклаз, кварц и щелочной полевой шпат, хотя он также содержит ограниченное количество основных минералов, таких как пироксен.[2]
  • В Уичито Гранит Групп представляет собой участок обширных гранитных пластов, самый длинный из которых простирается более чем на 55 км, но имеет толщину всего 0,5 км.[12] Wichita Granite Group организована вдоль контактов группы с другими рок-группами в этом районе, в частности с GMLC и Carlton Rhyolite Group. Эта последовательность гранита имеет уникальные контакты с этими двумя группами. Это поперечные разрезы группа Carlton Rhyolite и имеет интрузивные дайки, которые вторгаются в слоистый комплекс Glen Mountains и могут частично сливаться со слоями в группе Raggedy Mountain Gabbro, поскольку гибридные основные и кислые породы были обнаружены вблизи контакта между ними. В целом гранитная группа Уичито состоит из средне- и мелкозернистого щелочного полевого шпата, хотя встречаются и крупнозернистые граниты.[2]

Значение для разведки нефти

Из-за его уникальной структуры и разломов в районе авлакогена и вокруг него образовались очень глубокие впадины (такие как Бассейн Анадарко ), образуя прекрасные источники нефти. Магматический отложения горных пород часто образуют подвесные стены из антиклиналь обратные неисправности в этой области, что привело к бурению необычного количества нефтяных скважин для доступа к нижележащим слоям нефтеносных пород.[12] График геотермической истории авлакогена Южной Оклахомы предполагает, что участки горных пород в этом районе могли в какой-то момент находиться в температурном диапазоне «жидкого окна», диапазоне температур, идеальных для образования нефти. Изотермы этого окна находятся в диапазоне от 65 ° C до 150 ° C. Это также предполагает, что этот район мог служить пластом нефтяного пласта до позднего Ордовик импульс миграции жидкости.[13]

Рекомендации

  1. ^ Перри младший, Уильям Дж. «Тектоническая эволюция региона бассейна Анадарко, Оклахома» (PDF). USGS.gov. Геологическая служба США.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Хоган, Джон П .; Гилберт, М. Чарльз (май 1995 г.). Тектоника фундамента 12: Центральная Северная Америка и другие регионы. Kluwer Academic Publishers. С. 39–69. ISBN  978-0-7923-5192-4.
  3. ^ а б c Хэнсон, Ричард Э .; Пакетт-младший, Роберт Э .; Келлер, Рэнди Дж .; Brueseke, Matthew E .; Bulen, Casey L .; Mertzman, Stanley A .; Финеган, Шейн А .; Макклири, Дэвид А. (1 августа 2013 г.). «Внутриплитный магматизм, связанный с открытием южной части океана Япетус; кембрийская магматическая провинция Уичито в рифтовой зоне Южной Оклахомы». Lithos. 174: 57–70. Дои:10.1016 / j.lithos.2012.06.003.
  4. ^ Пакетт-младший, Роберт Э .; Hanson, R .; Brueseke, M .; Келлер, Г. Рэнди; Эшбергер, Эми М .; Bulen, Casey L .; Мертцман, Стэнли А. (март 2013 г.). «Новое понимание раннекембрийской магматической и осадочной истории авлакогена южной Оклахомы по результатам проникновения в фундамент скважин». Рефераты с программами. Геологическое общество Америки. 45 (3): 30.
  5. ^ а б c d е Брюэр, Дж. А. «Исследование авлакогена в Южной Оклахоме с использованием профилей глубокого сейсмического отражения COCORP» (PDF). www.ogs.ou.edu. Геологическая служба Оклахомы.
  6. ^ Evanzia, Dominic A.D .; Пуллиам, Джей; Эйнсворт, Райан; Гуррола, Гарольд; Пратт, Кевин (15 сентября 2014 г.). «Сейсмическая томография Vp & Vs Техаса и Оклахомы с акцентом на окраине побережья Мексиканского залива». Письма по науке о Земле и планетах. 402: 148–156. Дои:10.1016 / j.epsl.2013.12.027.
  7. ^ Келлер, Г. Рэнди; Стивенсон, Рэнделл А. (2007). «Авлакогены Южной Оклахомы и Днепра-Донецка; сравнительный анализ». Мемуары - Геологическое общество Америки. Мемуары Геологического общества Америки. 200: 127–143. Дои:10.1130/2007.1200(08). ISBN  978-0-8137-1200-0.
  8. ^ Тэйв, Мэтью; Гуррола, Гарольд (март 2013 г.). «Структура литосферы авлакогена Южной Оклахомы и окружающего региона, определенная с помощью широкополосной сейсмологии и гравитации». Рефераты с программами - Геологическое общество Америки. 45 (3): 4.
  9. ^ Будник, Рой Т. (1986). «Левосторонняя внутриплитная деформация вдоль Скалистых гор предков: последствия для движений плит в позднем палеозое». Тектонофизика. 132 (1–3): 195–214. Дои:10.1016/0040-1951(86)90032-6.
  10. ^ Хоган, Джон П .; Гилберт, М. Чарльз; Цена, Джон Д. (2000). «Кристаллизация мелкозернистых и крупнозернистых гранитных листов А-типа в Южном Оклахоме Авлакоген, США». Труды Королевского общества Эдинбурга: науки о Земле. 91 (1–2): 139–150. Дои:10.1017 / s0263593300007331.
  11. ^ Хэнсон, Ричард Э .; Puckett, Роберт Э .; Burkholder, Barbara K .; Эшбергер, Эми М .; Финеган, Шейн А .; Фрейзер, Стивен Дж .; Макклири, Дэвид А .; Philips, Christine M .; Поллард, Джули Б. «Объемные риолиты A-типа в крупной, в основном погребенной зоне кембрийских рифтов на юге Оклахомы». Рефераты Геологического общества Америки с программами. 43 (5): 651.
  12. ^ а б Хэнсон, Ричард Э .; Puckett, Роберт Э .; Макклири, Дэвид А .; Brueseke, Matthew E .; Bulen, Casey L .; Мертцман, Стэнли А. (ноябрь 2011 г.). «Кембрийская бимодальная большая вулканическая провинция Уичито в рифтовой зоне Южной Оклахомы». Комиссия по крупным магматическим провинциям.
  13. ^ Файнштейн, Шимон (декабрь 1981 г.). "Проседание и термическая история авлакогена Южной Оклахомы: последствия для разведки нефти". Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников. 65: 2521–2533. Дои:10.1306 / 03b599f9-16d1-11d7-8645000102c1865d.