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orogenia de Sevier

La orogenia de Sevier fue un evento de formación de montañas que afectó al oeste de Norteamérica, desde el norte de Canadá hasta México. Ubicación del cinturón de pliegues y cab...

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La orogenia de Sevier fue un evento de formación de montañas que afectó al oeste de Norteamérica, desde el norte de Canadá hasta México.

Ubicación del cinturón de pliegues y cabalgamientos de Sevier (resaltado en rojo). Según Yonkee y Weil (2015). [ 1 ]

La orogenia de Sevier fue el resultado de la actividad tectónica de límites convergentes , y la deformación ocurrió desde hace aproximadamente 160 millones de años (Ma) [ 2 ] hasta hace unos 50 Ma. [ 3 ] Esta orogenia fue causada por la subducción de la placa oceánica de Farallón bajo la placa continental norteamericana . El engrosamiento de la corteza que condujo a la formación de montañas fue causado por una combinación de fuerzas compresivas y calentamiento conductivo iniciado por la subducción, lo que provocó la deformación. [ 4 ] El área del río Sevier en el centro de Utah da nombre a este evento.

Medida

El cinturón de pliegues y cabalgamientos de Sevier se extiende desde el sur de California cerca de la frontera con México hasta Canadá. [ 1 ] Las fallas de Basin and Range cortan las fallas de cabalgamiento más antiguas de Sevier. [ 4 ] La orogenia de Sevier fue precedida por varios otros eventos de formación de montañas, incluyendo la orogenia de Nevada , la orogenia de Sonoman y la orogenia de Antler , y se superpuso parcialmente en el tiempo y el espacio con la orogenia de Laramide .

¿Sevier o Laramide?

El cabalgamiento temprano de Sevier comenzó mucho antes de la deformación inicial de Laramide. Sin embargo, hay evidencia que sugiere que las fallas tardías de Sevier estuvieron activas durante el Laramide temprano. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 3 ]   La mayor parte de la deformación de Sevier ocurrió al oeste de la deformación de Laramide, pero hay cierta superposición geográfica entre el margen oriental de Sevier y el margen occidental de Laramide. [ 8 ] En el suroeste de Utah, los cabalgamientos de Sevier pueden haber permanecido activos hasta el Eoceno, [ 7 ] [ 6 ] mientras que la deformación de Laramide comenzó en el Cretácico Superior . [ 5 ]

Dado que las orogenias Sevier y Laramide ocurrieron en épocas y lugares similares, a veces se confunden. [ 8 ] En general, la orogenia Sevier define un evento compresivo más antiguo y occidental que aprovechó los planos de estratificación débiles en las rocas sedimentarias paleozoicas y mesozoicas suprayacentes . A medida que la corteza se acortaba, la presión se transfería hacia el este a lo largo de las capas sedimentarias débiles, produciendo fallas de cabalgamiento de " piel fina " que generalmente se vuelven más jóvenes hacia el este. En contraste, la orogenia Laramide produjo levantamientos con "núcleo de basamento" que a menudo aprovecharon fallas preexistentes que se formaron durante el rifting a finales del Precámbrico durante la ruptura del supercontinente Rodinia o durante la orogenia de las Montañas Rocosas Ancestrales . [ 8 ]

Estructuras geológicas

Mapa del USGS que muestra la provincia de Cuencas y Sierras en Estados Unidos. Esta provincia abarca la parte occidental de Utah, prácticamente todo Nevada (el corazón de la Gran Cuenca), zonas del sur de Oregón e Idaho, el sur de Arizona, Nuevo México y el extremo oeste de Texas, así como la franja oriental y la región desértica del sureste de California. También se extiende hasta Baja California y otras áreas del noroeste de México.

El cinturón orogénico Sevier consistía en una serie de placas delgadas a lo largo de láminas de cabalgamiento de suave inclinación hacia el oeste, que se desplazaban de oeste a este. [ 9 ] Estos cabalgamientos de piel delgada desplazaron rocas del Precámbrico tardío al Mesozoico del margen pasivo de la Cordillera hacia el este. El Sevier se encuentra con el cinturón orogénico Laramide en su lado oriental. [ 10 ] La combinación de Sevier y Laramide es similar al margen andino actual en Chile . Son comparables porque las fallas y estructuras más jóvenes de Laramide fueron una respuesta geométrica a los cabalgamientos de Sevier de baja inclinación. [ 11 ]

La ubicación del borde oriental de la orogenia Sevier se determinó mediante conglomerados compuestos principalmente por bloques que se habrían desprendido del borde oriental y más escarpado de las montañas en ascenso. Dichos conglomerados se pueden observar en todo Utah, en Echo Canyon, en Red Narrows en Spanish Fork Canyon y en Leamington Canyon, cerca de Delta, Utah . Actualmente, las fallas de Sevier en la superficie se han fragmentado y se han inclinado bruscamente desde sus posiciones originales de suave inclinación debido a la extensión de la falla de Basin and Range . Los cabalgamientos más antiguos de Sevier se ubican más al oeste, y cada cabalgamiento más reciente corta al más antiguo. Este patrón provocó que los cabalgamientos más antiguos se superpusieran a los más jóvenes a medida que se desplazaban hacia el este. El cabalgamiento Paris-Willard en Utah se determinó como el más antiguo de la serie utilizando este patrón. El cabalgamiento más joven es el Hogback en Wyoming. [ 4 ]

El cinturón de cabalgamiento de Sevier en Utah se puede dividir en dos: al norte de Salt Lake City y al sur de Salt Lake City. Los cabalgamientos al norte se comprenden mucho mejor porque a menudo se asocian con petróleo y gas. La porción norte atraviesa los actuales estados de Utah, Idaho y Wyoming. La porción sur termina cerca de Las Vegas . El acortamiento cortical total de la porción norte fue de aproximadamente 60 millas. [ 4 ]

Este es un diagrama que muestra cómo las zonas transversales suelen conectar las fallas de cabalgamiento en un cinturón de pliegues y cabalgamientos.

El cinturón de Sevier dejó tras de sí numerosas características geológicas distintivas en la región de Wyoming y Utah, concretamente depresiones y salientes. Las zonas transversales pueden acompañar a las fallas de cabalgamiento que conectan los segmentos del cinturón. Una de estas zonas es la zona transversal de Charleston, que une el saliente de Provo con el brazo sur del arco de Uinta/Cottonwood. Si bien el arco de Uinta/Cottonwood es una estructura laramide, el cinturón de Sevier contribuyó a su formación. Otra zona importante es la zona transversal del monte Raymond, que conecta el saliente de Wyoming con el brazo norte del arco. [ 12 ]

Si bien los márgenes continentales suelen ser los más deformados en los eventos orogénicos, el interior de las placas continentales también puede deformarse. En los eventos orogénicos Sevier-Laramide, la evidencia de deformación del interior de las placas incluye pliegues , estructuras de clivaje y diaclasas, fósiles distorsionados , fallas persistentes y maclado de calcita . [ 11 ]

Esta es una sección transversal de una zona típica de subducción océano-continente, que muestra las principales características geológicas que acompañaron a la orogenia de Sevier.

Cómo y cuándo

El cinturón de pliegues y cabalgamientos de Sevier estuvo activo desde el Jurásico tardío (201-145 millones de años) hasta el Eoceno (56-34 millones de años). [ 13 ] La edad real de inicio del cinturón no es del todo consensuada por los investigadores. [ 13 ] Sin embargo, la deformación de Sevier había comenzado en el Jurásico. [ 14 ] [ 1 ]

La deformación en la porción sur del cinturón de pliegues y cabalgamientos de Sevier comenzó alrededor de 160 Ma. [ 2 ] La tensión se transfirió hacia el este al cabalgamiento de Keystone hacia 99 Ma. [ 15 ] En el norte de Utah, la lámina de cabalgamiento de Willard se emplazó alrededor de 120 Ma. [ 16 ] La tensión se transfirió progresivamente al cabalgamiento de Hogsback en el oeste de Wyoming. [ 3 ] Las fallas cerca del borde frontal de Sevier permanecieron activas al menos hasta el Eoceno. [ 7 ] [ 6 ] [ 3 ]

En ese momento, la corteza elevada chocó con la Meseta de Colorado . La colisión produjo una propagación lateral de la deformación y provocó un debilitamiento de la litosfera y un engrosamiento de la corteza. [ 17 ] El metamorfismo debido al calentamiento y engrosamiento de la corteza es predominante entre los 90 y 70 Ma en la actual región de la Gran Cuenca . [ 17 ]

Estudios

Zonas transversales y el receso de Uinta

Las fallas de cabalgamiento paralelas y los pliegues conforman un cinturón de pliegues y cabalgamientos a escala regional. A escala local, los segmentos del cinturón están conectados por zonas transversales. La zona transversal de Charleston, mencionada anteriormente, discurre perpendicular a las fallas de cabalgamiento dentro del cinturón de Sevier. Se ha debatido entre los geólogos si esta zona transversal se desarrolló durante la orogenia de Sevier o durante la formación del arco de Uinta/Cottonwood durante la orogenia de Laramide . [ 10 ] El mapeo del cabalgamiento de Sevier en la provincia de Basin and Range sugiere que las estructuras de Sevier se curvan alrededor del arco de Uinta/Cottonwood, definiendo el receso de Uinta. Un análisis detallado de las fallas de Sevier en American Fork Canyon indica que estas fallas son las más antiguas de la zona transversal de Charleston, como sugieren las relaciones de corte observadas en el área. [ 12 ]

La provincia de Cuencas y Cordilleras, que se extiende por Nevada , el oeste de Utah y el sur de México, ahora consta de fallas normales NS debido a la extensión cortical. Si estas fallas normales muestran alguna extensión a finales del Eoceno o principios del Mioceno , esto podría ser evidencia del colapso del evento orogénico Sevier después de su desactivación. [ 10 ] Se cree que el engrosamiento de la corteza debido a las fallas Sevier y Laramide condujo a la extensión actual de Cuencas y Cordilleras a lo largo del Cenozoico. [ 18 ] Esto podría haber causado la reactivación de la falla de cabalgamiento de Charleston como una falla extensional. La zona transversal de Charleston contenía fallas de alto ángulo, lo que sugiere que se inició como respuesta a la conexión de las fallas de cabalgamiento de bajo ángulo de Sevier. La zona transversal de Charleston delinea una rampa de pared lateral principal que habría sido parte del cinturón Sevier. [ 10 ]

Al norte del arco de Uinta/Cottonwood, durante la orogenia de Sevier, existía una zona elevada del basamento con una ligera inclinación hacia el norte, identificada mediante mapas de isopacas . Por lo tanto, el sedimento se engrosó rápidamente hacia el sur. Hacia el norte, los estratos cambiaron gradualmente a lo largo del cabalgamiento y se desarrolló una curva gradual alrededor del saliente de Wyoming y hacia el sur alrededor del saliente de Provo. Las zonas transversales de Charleston y Mount Raymond formaron la depresión de Uinta, lo que indica que esta se inició durante la orogenia de Sevier. [ 12 ]

Los resultados se interpretaron como un apoyo a la formación de la zona transversal de Charleston durante la orogenia Sevier para acomodar los cambios geométricos a lo largo del rumbo de los cabalgamientos. La zona sirvió como un elemento de conexión entre los diversos segmentos de la orogenia. La zona transversal varió en toda la región en términos de profundidad y desplazamiento. Posteriormente, la zona se inclinó y se reactivó mediante extensión cortical. [ 10 ] Los resultados también apoyan la formación del receso de Uinta durante la orogenia Sevier debido a una acomodación cortical geométrica similar. El desplazamiento en fallas de cabalgamiento de edad Sevier causó la configuración de la curvatura del receso de Uinta antes del levantamiento del arco Uinta/Cottonwood. [ 12 ]

Centrándonos en la porción sur del cinturón de cabalgamiento de Sevier, se pueden encontrar numerosas fallas de cabalgamiento. Un sistema de cabalgamiento conocido como el sistema de cabalgamiento de Garden Valley se encuentra en el cinturón de cabalgamiento central de Nevada. Los cabalgamientos dentro de este sistema incluyen los de Pahranagat, Mount Irish y Golden Gate. Estos cabalgamientos se correlacionaron con el cabalgamiento de Gass Peak, que se extiende hacia el sur . El cabalgamiento de Gass Peak se ubica en la cordillera de Las Vegas y es una estructura de edad Sevier. Este cabalgamiento pudo haber sido responsable del mayor deslizamiento del cinturón principal a lo largo de esa latitud. Estos cabalgamientos se ubicaron a lo largo del mismo rumbo. Esta región mostró una extensión a pequeña escala en el Cenozoico debido a la reactivación de los cabalgamientos. Dicha correlación sugiere que el sistema de cabalgamiento de Garden Valley tiene un vínculo directo con el cinturón de cabalgamiento de Sevier. La interpretación de estos datos llevó a considerar al cinturón de cabalgamiento central de Nevada como una sección interior del cinturón de Sevier. Esta correlación proporciona evidencia de que el cinturón de cabalgamiento de Sevier fue el resultado de la compresión que se desplazaba hacia el este a través de la placa norteamericana. [ 11 ]

Relaciones entre la orogénesis de la Cordillera y la de Sevier

Anteriormente se había considerado que el adelgazamiento de la Cordillera era evidencia y razón de la subducción plana en los eventos orogénicos Sevier y Laramide. Sin embargo, los datos isotópicos sugieren que la preservación de la litosfera de la Cordillera implica que el adelgazamiento de la Cordillera no es una respuesta suficiente para la subducción plana de Sevier y Laramide. Esto implica que el adelgazamiento y el cizallamiento de la Cordillera se limitaron a la región del antearco. [ 17 ] Los datos sugieren que durante el cabalgamiento Sevier-Laramide la corteza también se elevó y extendió. [ 18 ] Se cree que la subducción chilena moderna es un modelo paralelo de los eventos Sevier y Laramide, por lo que posiblemente existan respuestas a esta pregunta en este modelo moderno. Las explicaciones pueden incluir una combinación de aumento en las tasas de movimiento de las placas, la placa oceánica subyacente se vuelve más joven a medida que la porción más antigua se subduce, y por lo tanto la placa subyacente es más caliente y tiene mayor flotabilidad. [ 17 ]

Acortamiento de la corteza

Un estudio sobre el maclado de calcita y las relaciones de carbonatos con el cinturón orogénico de Sevier mostró que las direcciones de acortamiento eran paralelas a la falla de cabalgamiento, que tenía una dirección este-oeste. Las magnitudes de esfuerzos diferenciales determinadas a partir del maclado de calcita mostraron una tendencia decreciente exponencialmente hacia el cratón . Los esfuerzos diferenciales que causaron deformación compresiva en el cabalgamiento de Sevier fueron mayores de 150 MPa. La contracción este-oeste durante el Sevier cambió a una oblicua aproximadamente norte-sur durante el evento orogénico Laramide. El acortamiento de Sevier se ha registrado en gran parte del oeste de Estados Unidos, hasta Minnesota , en la Caliza Greenhorn del Cretácico , preservada por el maclado de calcita. La distancia de transferencia de esfuerzos es aproximadamente equivalente a más de 2000  km. El acortamiento este-oeste mostrado en el maclado de calcita del Sevier es paralelo a los esfuerzos principales actuales en el interior occidental de la placa norteamericana. [ 11 ]

Vulcanismo de Sevier

El vulcanismo voluminoso también está asociado con la Orogenia Sevier. Se puede observar actividad volcánica en zonas de subducción modernas (como a lo largo de la costa oeste de Sudamérica), como la que causó la Orogenia Sevier. Se produjeron varios brotes volcánicos en el arco de Sierra Nevada, asociados con la Orogenia Sevier: uno entre 170 Ma y 150 Ma, y otro entre 100 Ma y 85 Ma. [ 1 ] Los centros volcánicos migraron generalmente hacia el este durante la progresión de la Sevier [ 1 ] y la transición a la deformación Laramide, y para el vulcanismo del Cretácico tardío relacionado con la subducción de la Placa Farallón se podía encontrar tan al este como el Cinturón Mineral de Colorado, al este del borde frontal del cinturón de pliegues y cabalgamientos de Sevier. [ 19 ]

Sedimentación de antepaís

A medida que las fallas de cabalgamiento de Sevier se elevaban, se produjo erosión de láminas de cabalgamiento; esos sedimentos erosionados se depositaron donde existía espacio de acomodación. [ 15 ] [ 20 ] La subsidencia dinámica y la flexión debidas a la carga cortical crearon espacio donde los sedimentos podían acumularse. [ 1 ] A medida que el cabalgamiento de Sevier migraba hacia el este, las cuencas sedimentarias también migraban hacia el este. [ 21 ] Las secciones transversales equilibradas muestran que se ha producido una erosión significativa de este sedimento sinorogénico de la era Sevier. [ 22 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 Yonkee, W. Adolph; Weil, Arlo Brandon (2015-11-01). "Evolución tectónica de los cinturones Sevier y Laramide dentro del sistema orogénico de la Cordillera Norteamericana" . Earth-Science Reviews . 150 : 531–593 . doi : 10.1016/j.earscirev.2015.08.001 . ISSN 0012-8252 . 
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