Complejo de Duluth

El Complejo de Duluth , el Complejo de Beaver Bay relacionado , ^{[ 1 ]} y el Grupo Volcánico de North Shore asociado son formaciones rocosas que comprenden gran parte del lecho rocoso del noreste del estado estadounidense de Minnesota en el centro de América del Norte. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Los complejos de Duluth y Beaver Bay son rocas intrusivas formadas hace aproximadamente 1.100 millones de años durante el Rift del Medio Continente ; estas se encuentran adyacentes e intercaladas con las rocas extrusivas del Grupo Volcánico de North Shore producidas durante ese mismo evento geológico. Estas formaciones son parte de la región fisiográfica Superior Upland de los Estados Unidos, que está asociada con Laurentian Upland del Escudo Canadiense , ^{[ 4 ]} el núcleo del Cratón Norteamericano .

El complejo de Duluth abarca gran parte de la región Arrowhead de Minnesota , al norte del lago Superior . Desde el oeste, cerca de Duluth, Minnesota , se curva hacia el norte y noreste hasta aproximadamente los 48° de latitud norte, al sur del lago Knife , continúa hacia el este a esa latitud, a unos cinco o veinte kilómetros de distancia y al sur de la frontera entre Canadá y Estados Unidos, hasta aproximadamente los 90° de longitud oeste, donde se une a la frontera en el río Pigeon , y desde allí corre hacia el este cerca y a lo largo de la frontera hasta el lago Superior. ^{[ 5 ]} Los complejos de Duluth y Beaver Bay se encuentran al sur de esta línea.

Cerca del lago Superior, estas formaciones intrusivas se entremezclan en un complejo mosaico con las rocas de los Volcánicos de la Costa Norte asociados, que también son vestigios del evento de rifting del Medio Continente. ^{[ 6 ]} Los Complejos de Duluth y Beaver Bay se extienden una corta distancia bajo el lago Superior al sur de la costa actual, pero en la mayoría de los lugares a lo largo y cerca de esa costa, sus límites meridionales están cubiertos por el Grupo Volcánico de la Costa Norte. ^{[ 7 ]}

Hace unos 1100 millones de años ( mya ), el cratón norteamericano comenzó a dividirse en el Rift del Medio Continente. ^{[ 8 ]} Durante un período de entre 15 y 22 millones de años, el magma ascendió a través de la corteza terrestre , separando las formaciones más antiguas y enfriándose hasta formar nuevas rocas en la zona del rift. ^{[ 9 ]} Las secuencias de rocas resultantes se conocen como el Supergrupo Keweenawan . ^{[ 10 ]} Las rocas de este grupo al norte del lago Superior son las capas del Grupo Volcánico de la Costa Norte y las formaciones adyacentes de los Complejos de Duluth y Beaver Bay.

Las rocas volcánicas de North Shore se originaron hace aproximadamente 1109-1096 millones de años ^{[ 11 ]} a partir de cientos de flujos de lava individuales, formando seis mesetas distintas, inclinadas y parcialmente apiladas, con un espesor total de más de 8000 metros. Estas se inclinan hacia el sinclinal bajo el lago Superior, como se muestra en la imagen adyacente de las montañas Sawtooth , cuyas laderas reflejan las de las rocas de la costa. Si bien son principalmente basálticas , estos flujos también incluyen riolitas y otros tipos. ^{[ 12 ]} Como parte de la secuencia Keweenawan del Proterozoico Medio, estas capas volcánicas forman parte de una de las provincias de lava de meseta más antiguas, extensas y mejor conservadas del mundo. ^{[ 13 ]}

Estos volcanes crearon las "rocas de techo" en las que se emplazaron las formaciones máficas del Complejo de Duluth. Formadas principalmente después de 1102 millones de años , ^{[ 14 ]} las formaciones más antiguas se encuentran cerca de Duluth, y las más jóvenes al noreste, cerca de Tofte . ^{[ 15 ]} Aisladas por la roca de techo suprayacente, el magma ascendente se enfrió lentamente, y la roca máfica en la que se enfrió es, por lo tanto, de grano grueso. Estas intrusiones formaron un dique de unos 16  km de espesor, ^{[ 16 ]} principalmente de gabro , pero con cantidades significativas de anortosita y otras rocas graníticas relacionadas. ^{[ 17 ]} El Complejo de Duluth es una de las intrusiones de gabro más grandes de la Tierra, ^{[ 18 ]} y una de las intrusiones máficas estratificadas más grandes conocidas. Cubre un área de 4715  km² ^{. [ 19 ]} Las porciones diferenciadas superiores de la intrusión incluyen anortositas de labradorita con ilmenita . ^{[ 19 ]} La porción inferior a lo largo del margen noroccidental consiste en cumulados ultramáficos con segregaciones asociadas de níquel, cobre y elementos del grupo del platino . Estos minerales metálicos han atraído el interés de las empresas de recursos, y sus intentos de explotación son rechazados por los conservacionistas. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

A lo largo de su margen norte, el Complejo de Duluth colinda con estructuras más antiguas, las rocas verdes arqueanas de Ely (que alguna vez se creyó que eran la roca expuesta más antigua de la Tierra), ^{[ 23 ]} y las cordilleras de hierro Mesabi y Gunflint , ricas en mineral, depositadas como parte del Grupo Animikie de la orogenia Penokeana , un evento de formación de montañas de tiempos paleoproterozoicos . ^{[ 24 ]} Se cree que esas dos cordilleras del Precámbrico Medio comprendían una sola formación, pero el magma intrusivo del Complejo de Duluth horneó y engulló el centro de la cadena montañosa, separándola en las dos cordilleras presentes hoy, ^{[ 25 ]} como se muestra en la imagen en la parte superior de esta página.

Hacia el este, el complejo limita con la Formación Rove , una estructura más antigua de rocas sedimentarias, y se introduce en ella. Las estructuras de gabro y diabasa del Complejo Duluth se orientan generalmente de suroeste a noreste, y la erosión diferencial ha dejado una serie de crestas formadas por estas rocas máficas más duras que se elevan desde las rocas sedimentarias más blandas de la Formación Rove. En muchas de estas depresiones se encuentran lagos alargados.

Al sur, cerca del lago Superior, los estratos rocosos de los complejos de Duluth y Beaver Bay se intercalan con la roca extrusiva del Grupo Volcánico de la Costa Norte y la sustentan. ^{[ 26 ]} El Complejo de Beaver Bay ocupa el centro de los Volcanes de la Costa Norte y es ligeramente más joven que las otras rocas máficas del Complejo de Duluth, datando de hace aproximadamente 1096 millones de años . ^{[ 27 ]} Se creía que las rocas volcánicas y sedimentarias más recientes se encontraban bajo el Complejo de Duluth al otro lado del lago Superior, hasta Wisconsin, donde también existen formaciones de gabro. ^{[ 28 ]} El Complejo de Duluth se consideraba un lopolito gigante , una estructura en forma de lente deprimida en el centro, que conectaba afloramientos de gabro en lados opuestos del lago, ^{[ 29 ]} pero ahora se reconoce que se extiende solo unos pocos kilómetros al sur de la Costa Norte del Superior. ^{[ 30 ]}

El lecho rocoso precámbrico del Complejo de Duluth y las rocas volcánicas de la Costa Norte se encuentra cerca o en la superficie y no enterrado bajo capas de roca sedimentaria posterior, como es común más al sur. Los glaciares erosionaron los suelos anteriores y, como es típico del Escudo Canadiense, los nuevos suelos superficiales son delgados y pobres, derivados de la roca subyacente o cercana en lugar de capas profundas de till glacial , que es intermitente y relativamente superficial en la mayor parte de la región. ^{[ 32 ]} En consecuencia, gran parte del lecho rocoso está expuesto, excepto por los sedimentos y el till glacial en la cuenca de los ríos Saint Louis y Cloquet, tierra adentro al oeste. ^{[ 33 ]}

Los afloramientos de gabro se encuentran en ambos extremos del complejo. Dominan la ciudad que dio nombre al Complejo de Duluth, ^{[ 34 ]} y también forman parte de Pigeon Point , el punto más oriental de Minnesota. Entre ambos extremos, la costa del Superior, desde Duluth hasta la frontera internacional, se ha comparado con un largo afloramiento volcánico, ^{[ 35 ]} aunque interrumpido por partes del Complejo de Beaver Bay, como los acantilados de anortosita en el Faro de Split Rock, adyacentes a los flujos de basalto. ^{[ 36 ]} Entre los vestigios prominentes del vulcanismo se incluyen los acantilados riolíticos de Palisade Head , los flujos de lava basáltica de Gooseberry Falls y las montañas Sawtooth más al este. A lo largo de la orilla del lago se pueden encontrar gemas de thomsonita y ágata con bandas de cuarzo , creadas por el relleno mineral de las cavidades de gas formadas cuando los flujos de lava se enfriaron. ^{[ 37 ]}

Las tierras altas interiores incluyen Eagle Mountain y las colinas de Misquah . ^{[ 27 ]} La mayor parte de la zona oriental del Bosque Nacional Superior y su Área Silvestre de Canotaje de Boundary Waters (BWCAW) se ubica en el Complejo de Duluth, y sus formaciones rocosas expuestas del Precámbrico Tardío son características distintivas de la región. Los lagos interiores se encuentran en depresiones formadas por la erosión diferencial de las intrusiones de gabro. Estas depresiones adquirieron su forma final por la erosión glacial durante las últimas edades de hielo, creando los lagos de forma irregular y orillas rocosas que son características distintivas de la zona silvestre. ^{[ 38 ]}

• Geología de Minnesota
• Complejo Coldwell

• Mapa geológico del complejo de Duluth.