El Complejo Duluth , el Complejo Beaver Bay relacionado , [1] y el Grupo Volcánico North Shore asociado son formaciones rocosas que comprenden gran parte del lecho rocoso del sótano de la parte 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 unos 1.100 millones de años durante la Grieta del Mediocontinente ; estos se unen y se intercalan con las rocas extrusivas del North Shore Volcanic Groupproducida durante el mismo evento geológico. Estas formaciones son parte de la región fisiográfica Superior Upland de los Estados Unidos, que está asociada con Laurentian Upland del Canadian Shield , [4] el núcleo del Cratón norteamericano .
El Complejo de Duluth incluye gran parte de la Región Arrowhead de Minnesota al norte del Lago Superior . Desde el oeste cerca de Duluth, Minnesota , se arquea hacia el norte y el noreste hasta aproximadamente 48° de latitud norte al sur de Knife Lake , continúa hacia el este en esa latitud a unos cinco a veinte kilómetros de distancia y al sur de la frontera entre Canadá y EE. UU. hasta aproximadamente 90° de longitud oeste . donde se une a la frontera en el río Pigeon , y desde allí corre hacia el este cerca ya 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 mosaico complejo con las rocas de los volcanes de North Shore asociados, que también son reliquias del evento de ruptura del continente medio. [6] Los complejos de Duluth y Beaver Bay se extienden una corta distancia bajo el lago Superior al sur de la costa actual del lago, pero en la mayoría de los lugares a lo largo y cerca de esa costa, sus alcances del sur están cubiertos por el grupo volcánico de la costa norte. [7]
Hace unos 1.100 millones de años ( mya ), el cratón de América del Norte comenzó a dividirse en la Grieta del Mediocontinente. [8] Durante un período de unos 15 a 22 millones de años, el magma se elevó a través de la corteza terrestre, separando las formaciones más antiguas y enfriándose en roca nueva en el área de la grieta. [9] Las secuencias de rock así creadas se conocen como el Supergrupo Keweenawan . [10] Las rocas de este grupo al norte del lago Superior son las capas del grupo volcánico North Shore y las formaciones adyacentes de los complejos de Duluth y Beaver Bay.
Los volcanes de North Shore se originaron c. 1109-1096 mya [11] de cientos de flujos de lava individuales , formando seis mesetas inclinadas y parcialmente apiladas distintas que suman más de 8,000 metros de espesor. Estos se inclinan hacia el sinclinal debajo del lago Superior, como se muestra en la imagen adyacente de las montañas Sawtooth , cuyas pendientes reflejan las de las rocas de la costa. Aunque principalmente basálticas , estos flujos también incluyen riolitas y otros tipos. [12] Como parte de la secuencia Keweenawan del Proterozoico Medio, estas capas volcánicas son parte de una de las provincias de lava de meseta más antiguas, más grandes y mejor conservadas del mundo. [13]
Estos volcánicos crearon las "rocas del techo" en las que se colocaron las formaciones máficas del Complejo Duluth. Formado principalmente después de 1102 millones de años , [14] las formaciones más antiguas están cerca de Duluth, y las más jóvenes al noreste cerca de Tofte . [15] Aislado por la roca del techo suprayacente, el magma ascendente se enfrió lentamente y, por lo tanto, la roca máfica en la que se enfrió es de grano grueso. Estas intrusiones formaron un umbral de unos 16 km de espesor, [16] principalmente de gabro , pero con cantidades significativas de anortosita y otras rocas graníticas relacionadas. [17]El Complejo Duluth es una de las intrusiones más grandes de gabro en la tierra, [18] y una de las intrusiones máficas en capas más grandes conocidas. Cubre un área de 4715 km 2 . [19] Las porciones superiores diferenciadas de la intrusión incluyen anortositas de labradorita que contienen ilmenita . [19] La porción inferior a lo largo del margen noroeste consiste en acumulaciones ultramáficas con segregaciones asociadas de elementos del grupo del níquel, cobre y platino . Esos minerales metálicos han atraído el interés de las empresas de recursos, y los conservacionistas se oponen a sus intentos de extracción. [20] [21] [22]