16.2: Фізіографічні провінції Сполучених Штатів Америки

Модуль 16

Фізіографічні провінції Сполучених Штатів Америки

Вступ

Фізіографічні провінції Сполучених Штатів Америки можуть бути розбиті на три різні широкі області: Західний, Центральний і Східний регіони (рис. 1). Сусідні провінції будуть ділитися об'єктами або, принаймні, будуть впливати на геологічні події, які визначають сусідній регіон. Західні провінції формуються відносно молодими подіями (постпалеозою), які в основному є результатом активного тектонічного краю плити (західний край континенту також є краєм тектонічної плити).

Малюнок 1. Геофізичні провінції Сполучених Штатів. Натисніть, щоб побачити більше.

Східні провінції - це суміш між молодими та старими геологічними подіями. Більшість окремих провінцій у цьому регіоні є результатом деформації стародавнього гірського будівництва, а також недавнього пасивного осадового накопичення, яке спостерігається сьогодні. Оскільки Центральні провінції країни значною мірою захищені від тектонічної активності, ця область більш плоска і менш деформована, ніж узбережжя США. Перш ніж окремі провінції будуть детально обговорені, буде корисно переглянути геологічну шкалу часу, яка була представлена раніше в цьому курсі.

Західна частина США

Геологічні провінції на заході США займають приблизно третину країни і тягнуться від Скелястих гір до Тихого океану. Ми можемо згрупувати цю тектонічно активну територію на чотири типи провінцій: Скелясті гори, Прибережна Тихоокеанська гірська система, Внутрішні плато та розширювальний басейн та хребет.

Скелясті гори - це величезний діапазон, який простягається від Нью-Мексико до Північної Канади. Скелясті гори вперше почали формуватися під час пізнього палеозою, але їх основний ріст відбувся під час Laramide Orogeny під час пізнього мезозоя та раннього кайнозою. Орогенія - це масштабне деформаційна подія, що є результатом взаємодії тектонічних плит. Словом, це гірська споруда. Освіта цього ареалу відрізняється від контингентних кордонів континенту, таких як Гімалаї. Скелясті гори є результатом низькокутової субдукції, яка спричинила деформацію у вищерозташованій плиті. Цей вражаючий гірський хребет більше не активний і не росте і з тих пір був зледенений і розмивається, що округлило найвищі вершини.

Гори Тихоокеанського узбережжя тягнуться від Мексики до Полярного кола на Алясці. Гори Тихоокеанського узбережжя не тільки значно відрізняються від Скелястих гір, але гірські хребти в межах прибережної Тихоокеанської гірської системи також відрізняються між собою. Діапазон Сьєрра-Невада проходить 400 миль через середину Каліфорнії і містить знакові риси, такі як Half Dome Йосеміті, який є меккою для альпіністів (рис. 2). Як і у Скелястих горах, хребет Сьєрра-Невада є побічним продуктом конвергенції та субдукції. За той же час, як зростання Скелястих гір (пізній мезозой), субдукція призвела до утворення вулканів і вторгнення масивних гранітних батолітів. Вулкани давно розмилися, оголюючи батоліти на поверхні. Топографія Сьєрра-Невади відносно недавно (протягом останніх 5 мільйонів років), оскільки ці породи були деформовані розширенням напруги, створюючи великі блоки розлому, які будують круту грань діапазону. Каскадний хребет - північна частина гірського хребта Тихоокеанського узбережжя, яка охоплює територію від Північної Каліфорнії до Канади. Каскадний діапазон є результатом сучасної субдукції плит Хуан де Фука і Горда під Північноамериканською плитою. У той час як діапазон Сьєрра-Невада - це розмитий оголене ядро мезозойської ланцюга вулканів, Каскадний хребет є сучасним і активним. Цей ланцюг охоплює тисячі вулканів, включаючи відомі пам'ятки, такі як гора Реньє та Гора Сент-Хеленс.

Малюнок 2. Half Dome в національному парку Йосеміті, який є частиною хребта Сьєрра-Невада. Натисніть, щоб побачити більше.

Між Скелястими горами і Тихоокеанським узбережжям гірського хребта знаходиться велика широка територія, що містить велику різноманітність геологічних особливостей. Найпівнічнішою частиною між Каскадами і Скелястими горами є Колумбійський плато. Плато Колумбія - це велика магматична провінція, де переважають кайнозойські вулканічні породи, які є продуктом гарячої точки Йеллоустоуна. Ця гаряча точка спричинила кілька масивних, хоча і нечастих вивержень; найбільше виверження, що охоплює понад 50,000 квадратних миль. Yellowstone Hotspot все ще активний і постачає тепло, яке живить класичні гейзери та гарячі джерела по всьому Єллоустонському національному парку (рис. 3). На південний схід від цієї провінції знаходиться плато Колорадо, яке є широким простором, яке, враховуючи сусідні провінції, надзвичайно недоформоване. Плато Колорадо в основному складається з горизонтальних палеозойських та мезозойських осадових порід, які містять рясні скам'янілості, включаючи масивні кісткові ліжка Національного пам'ятника динозаврів. Під час Laramide Orogeny ця область була різко піднята, дозволяючи річкам розмиватися вниз, створюючи величезні каньйони, такі як Національний парк Гранд-Каньйон. Південно-східна частина простору між Скелястими горами і Тихоокеанським узбережжям хребтів називається басейном і хребтом провінції. Цю область можна легко розпізнати за рясними хорстами та грабенами, які, можливо, ви пам'ятаєте, - це серія підвищених плато та низьких басейнів, що утворюються внаслідок розтягнутої деформації та нормальних розломів. Існує кілька гіпотез для джерела розширення, які варіюються від нагрівання від мантії до руху вздовж розлому Сан-Андреас.

Малюнок 3. Гаряче джерело в Єллоустонському національному парку в межах провінції Колумбійський плато. Натисніть, щоб побачити більше.

Східна частина США

Фізіографічні провінції, які займають східну третину країни, варіюються від Нової Англії до Техасу, обертаючись навколо Мексиканської затоки. Ці провінції можна легко розділити на три регіони: (1) провінції, пов'язані з будівництвом гір Аппалачі, (2) провінції, побудовані набагато старішими орогеніями на північному сході, і (3) провінції, створені з більш пізнього пасивного скупчення відкладень вздовж узбережжя.

Аппалачі гори є продуктом множинних зіткнень з невеликими острівними ланцюгами під час палеозою, кульмінацією яких є зіткнення з суперконтинентом Гондвана під час утворення Пангеї. Ці стародавні гори були значно зруйновані до пагорбів, які охоплюють більшу частину південно-східних Сполучених Штатів, як видно в Національному парку Великих Смокі гори (Рисунок 4). Аппалачі гори можна розділити на чотири відмінні фізіографічні провінції на основі їх топографії та геології. Центр Аппалачских гір називається Провінція Долина і хребта, яка складається з сильно складених і розбитих осадових порід. Скам'янілості в цих порід вказують на те, що вони палеозойські за віком, з товстими та стійкими пісковиками Пенсільванського віку утворюють його хребти, тоді як слабші девонські та кембрійські сланці утворюють його долини. На схід від Долини та хребта знаходиться провінція Блакитний хребет, яка була піднята разом з долиною та хребтом, але складається з набагато старіших магматичних та метаморфічних скель. Абсолютне датування цих порід свідчить про те, що Блакитний хребет утворився під час протерозою і пізніше деформувався під час Середнього палеозоя. Топографія між цими двома провінціями відрізняється більш рівномірними породами в Блакитному хребті, що виробляють випадкові піки, долини та хребти, на відміну від стійких та нестійких порід Долини та хребта, які виробляють більш рівномірно паралельні хребти.

Малюнок 4. Аппалачі гори в межах національного парку Great Smoky Mountains, який містить кілька фізіографічних провінцій. Натисніть, щоб побачити більше.

На південний схід від Блакитного хребта знаходиться провінція П'ємонт, яка характеризується набагато нижчими, пагорбами поряд з невеликими ізольованими горами, такими як Кам'яна гора в Грузії (рис. 5). П'ємонт складається з магматичної та метаморфічної породи з ядер довгих розмитих гірських ланцюгів, починаючи від протерозою до кінця палеозойського періоду. На сусідній західній стороні провінції Долина та хребта знаходиться Аппалачське плато, яке є піднятим і значною мірою недеформованим регіоном, аналогічним плато Колорадо. Скелі в цій провінції схожі за віком і літологією на ті, що знаходяться в Долині і хребті, але збереження скам'янілостей посилюється через відсутність великої складчастості і розломів. Крім того, Аппалачское плато містить рясні геологічні ресурси, включаючи вугілля в Західній Вірджинії та залізо в Алабамі.

Малюнок 5. Кам'яна гора в межах провінції П'ємонт. Натисніть, щоб побачити більше.

Фізіографічні провінції на північному сході США дуже схожі на провінції П'ємонт і Блю Рідж. Провінція Нова Англія схожа на П'ємонт тим, що вона складається з пізніх протерозойських і палеозойських нав'язливих магматичних і метаморфічних порід. Основна відмінність між цими двома провінціями полягає в їх історії після експозиції, причому провінція Нова Англія демонструє великі вивітрювання та ерозії льодовиків, які відсутні у її південно-східному аналозі. Гірська провінція Адірондак, розташована в північній частині штату Нью-Йорк, схожа на Блакитний хребет тим, що вони обидва складаються з магматичної та метаморфічної породи. Однак, Adirondacks є досить унікальними, враховуючи, що вони є круговим, а не лінійним діапазоном гір. Самі скелі - це мільярдні залишки будівлі протерозойського суперконтиненту під назвою Родінія. Фактичні гори в асортименті досить молоді і представляють собою пізньокайнозойський підйом, який оголював ці стародавні скелі.

Остання східна фізіографічна провінція - Прибережна рівнина, яка охоплює велику територію вздовж Атлантичного океану та Мексиканської затоки від Нової Англії до Техасу. Ця провінція складається з осаду, який накопичився з часів рифту Пангеї, коли східний край континенту став тектонічно неактивним. Осад був отриманий з континенту і відкладався в мілководних морських осадових середовищах з рясними, зрілими осадами та морськими скам'янілостями.

Центральна частина США

Центральна третина країни переважно рівнинна, недеформована і переважають послідовності осадових порід. Ми розділяємо це широке простір на дві фізіографічні провінції, засновані в значній мірі на джерелі осаду. Внутрішня низинна провінція охоплює держави Середнього Заходу і складається в основному з недоформованих палеозойських морських порід (вапняків і сланців), які з тих пір були різьблені і сформовані діяльністю льодовиків і річок. Цей опис може здатися не таким геологічно захоплюючим, як ті, що знаходяться на сході чи заході, але вражаючі події печери можуть відбуватися в цих морських вапняках, таких як печера Мамонт, штат Кентуккі (рис. 6). На захід від провінції Внутрішньої низовини знаходиться провінція Великих рівнин, яка складається з відкладень, що розмиваються з Скелястих гір і, отже, значно молодші (мезозой та кайнозой) з більшою часткою упругого матеріалу. Як і у випадку з Внутрішніми низовинами, Великі рівнини з тих пір були сформовані льодовиками та річками.

Малюнок 6. Національний парк Печера Мамонта в Центральному Кентуккі. Натисніть, щоб побачити більше.