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Rango estratigráfico del Aulacogen del sur de Oklahoma : Cámbrico temprano a medio
Ussoamap.png
Un esbozo del Aulacogen
ÁreaAproximadamente 42,500 millas cuadradas (110,000 km 2 )
Localización
Coordenadas35 ° 00'N 99 ° 18'W / 35 ° N 99.3 ° W / 35; -99,3 .
PaísEstados Unidos

El Aulacogen del sur de Oklahoma (ah-lah-coh-jin) ( ayuda · info ) es una grieta fallida , o un brazo de grieta fallido ( aulacogen ), de la triple unión que se convirtió en las crestas que se extendían por el océano Jápeto . Es una característica geológica importante en el oeste y sur de los Estados Unidos. Se formó en algún momento del período Cámbrico temprano a medio y se extiende por las montañas de Wichita , el valle de Taovayan , la cuenca de Anadarko y la cuenca de Hardeman en el suroeste de Oklahoma . [1]Sobre este sonido  El Aulacogen del sur de Oklahoma se compone principalmente de diques basálticos , gabros y unidades de roca granítica . [2]

Un esquema aproximado de los límites inferidos del Aulacogen del sur de Oklahoma

Descripción [ editar ]

El sur de Oklahoma Aulacogen se extiende aproximadamente 500 millas de largo (805 km) por ~ 80-90 millas de ancho (129-145 km). Los dos brazos limítrofes de la placa continental restantes de la unión triple a partir de la cual se formó el aulacógeno del sur de Oklahoma se convirtieron en zonas de expansión para la expansión del océano Jápeto durante la ruptura del supercontinente, Rodinia , que se estima que ocurrió en el Período Criogénico , aproximadamente 750 millones de años. atrás. [3] Estos brazos se cerraron en el Período de Pensilvania (~ 323,2-298,9 Ma) y formaron parte del cinturón orogénico de Ouachita . Se estima que el sur de Oklahoma Aulacogen contiene más de 250.000 km 3de roca ígnea. [4] El aulacógeno está invertido: en lugar de extenderse a través de la superficie, penetra en el cratón de América del Norte , [3] y se alinea con el borde norte de una cuenca del Proterozoico profundamente enterrada de origen incierto que puede haberse formado a través de capas ígneas o deposición. . [5] El aulacógeno termina en contacto con el cinturón orogénico de Ouachita . El Aulacogen del sur de Oklahoma está asociado con un área anómala generalizada en la que las ondas sísmicas viajan más lentamente. [6] Se extrae una comparación común de este aulacógeno con el aulacógeno de Dniepr-Donets en el Báltico.porque ambos son importantes fisuras intracratónicas. [7]

El Aulacogen del sur de Oklahoma contiene numerosas rocas ígneas . Entre estas rocas hay una multitud de gabros , incluyendo anortosita , gabros ricos en titanio , ricos en hierro , ricos en fósforo y biotita . [2] También se incluyen riolitas y granitos . Este ensamblaje es muy similar a los complejos de anortosita - mangerita - charnockita - granito (AMCG) de la edad media del Proterozoico de América del Norte, pero por la falta de macizo gruesoanortositas. Esto es significativo porque los complejos AMCG tienden a formarse a grandes profundidades en la corteza terrestre y, por lo tanto, se enfrían más lentamente, lo que permite que las anortositas del macizo se formen de grano grueso. El conjunto ígneo similar sugiere que los magmas que formaron las rocas ígneas del Aulacogen del sur de Oklahoma se enfriaron rápidamente hasta el punto de cristalización o cerca de él , mucho más rápido que los magmas de los complejos AMCG, lo que resultó en anortositas de grano más fino. [2]

Más recientemente, diferentes interpretaciones de los datos sísmicos y de afloramientos , así como la estratigrafía en el área, han llevado a algunos estudios a postular que esta formación puede no ser un aulacógeno después de todo, sino un sistema de fallas transformantes . [8]

Evolución tectónica [ editar ]

Una ilustración de la probable historia de formación del Aulacogen del sur de Oklahoma. En A, los volcanes se forman a lo largo de un límite de placa continental. B muestra la apariencia básica de la triple unión después de su formación. C muestra que uno de los tres "brazos" no se ha dividido, mientras que los otros dos sí, continuando hacia D, en el que se forma el océano Jápeto.

El Aulacogen del Sur de Oklahoma se formó en algún momento del Eón Proterozoico Tardío , hace entre 525 y 550 millones de años, [9] durante la ruptura del supercontinente Laurentia o Craton de América del Norte, el núcleo geológico de América del Norte. Su formación y actividad ígnea bimodal ocurrieron simultáneamente, con dos episodios definidos de actividad magmática, máfica y félsica., la primera de las cuales se compone principalmente de magma gabro-pesado y la última fase se compone principalmente de magma riolítico. Se plantea la hipótesis de que entre las etapas máfica y félsica de la actividad magmática se produjo un aumento sustancial, que se correlaciona con la falta de anortositas macizas de grano grueso presentadas anteriormente. [2] Los dos brazos restantes de su triple unión original se convirtieron en zonas de expansión para el naciente océano Jápeto . El aulacógeno penetró en el cratón, lo que provocó la formación de fallas normales en lo que se convirtió en la cuenca de Anadarko . [5]

El aulacógeno sufrió un acortamiento e inversión de la corteza en algún momento desde el Período Misisipiano hasta el Período Pérmico Temprano , hace aproximadamente 330-280 millones de años. Esto coincide con el cierre de las zonas de expansión de Jápeto y el derrumbe del levantamiento de Ouachita sobre la cuenca de Anadarko, formando las montañas de Wichita . [5] Esto también resultó en la reactivación de fallas de rift del Cámbrico, a menudo convirtiéndose en fallas de empuje inverso o listrico . [3] Se formaron anticlines en las capas de rocas sedimentarias de la cuenca, lo que contribuyó a la formación del depósito de hidrocarburos profundo. de la Cuenca de Anadarko. La formación de estas fallas lístricas y anticlinales indica que el acortamiento de la corteza fue significativo, hasta 10-15 km o más. [5]

Las rocas ígneas encontradas en el aulacógeno también se levantaron durante el levantamiento de Ouachita y posteriormente se volvieron a enterrar por sedimentos locales y transportados. Como no hubo una deformación importante de la sección media de América del Norte durante las eras Mesozoica y Cenozoica , la estructura del aulacógeno y el ensamblaje de la grieta se conservaron en su mayoría. La erosión en épocas recientes ha erosionado los sedimentos que cubren una sección de rocas plutónicas y volcánicas que una vez formaron el lecho rocoso del aulacógeno y, como resultado, este aulacógeno es "una de las selecciones mejor conservadas y mejor expuestas" de los resultados ígneos de la actividad de la antigua grieta. . [2] En consecuencia, el Aulacogen del sur de Oklahoma es el tipo designado en los Estados Unidos. [5]

Rocas máficas [ editar ]

Las rocas máficas del aulacógeno del sur de Oklahoma se pueden separar en dos grupos principales, los Raggedy Mountain Gabbros y los Late Diabase Dikes. Raggedy Mountain Gabbros se puede dividir en dos subgrupos debido al análisis petrográfico y al mapeo de campo. Estos subgrupos son Glen Mountains Layered Complex y Roosevelt Gabbros . [2]

  • El Montañas Glen Layered Complex (GMLC), que se cree ser la unidad de superficie más antigua de la aulacógeno, cubre aproximadamente 2000 kilometros cuadrados y tiene varias unidades principales, incluyendo plagioclasa cumulate , plagioclase- olivino - piroxeno y plagioclasa-piroxeno que recubre una capa de plagioclasa -Acumular olivino. Los cristales de plagioclasa que se encuentran en esta zona contienen una proporción de anortita muy superior al contenido medio de las anortositas de tipo macizo . En promedio, la plagioclasa varía de An 40 a An 65en anortositas de tipo macizo. En los cristales de plagioclasa del GMLC, el contenido de anortita es, en promedio, An 70 y oscila entre An 57 y An 80 . [2] Las rocas de esta área generalmente tienen mucho más óxido de aluminio y óxido de calcio , y menos dióxido de silicio y óxido de sodio que los macizos promedio, lo cual está relacionado con el contenido de anortosita. En esta zona se encuentran cristales grandes de clinopiroxeno (decenas de centímetros), así como en las fases acumulada e intercumulada, aunque el clinopiroxeno intercumulado es más raro. [2]Los Roosevelt Gabbros son una pequeña secuencia de plutones y diques de gabro hidratados y portadores de biotita que se inmiscuyen en el Complejo de Capas de las Montañas Glen. Estos plutones contienen varias capas distintas, como dioritas de biotita-hornblenda-cuarzo ricas en hierro , capas de tonalita y capas de gabro de olivino. También se encuentran presentes pegmatitas que presentan alteración deuterica. Estas características son congruentes con el magma gabroico hidratado y poco profundo. Sin embargo, esto está en desacuerdo con el Complejo de Capas de las Montañas Glen y, por lo tanto, se plantea la hipótesis de que los dos subgrupos se formaron a partir de cuerpos magmáticos separados, uno de los cuales es anhidro y el otro hidratado. [2]
  • Los diques de la diabase tardía son diques basálticos porfiríticos de grano fino que atraviesan el área del aulacógeno del sur de Oklahoma. Debido a que los diques suelen inmiscuirse en casi todos los tipos de rocas ígneas, generalmente se acepta que están asociados con la fase final de la actividad ígnea en un área, particularmente una grieta. Sin embargo, la estructura única de los diques de la Diabase tardía sugiere que su intrusión ocurrió simultáneamente con todo el período de ruptura. La estructura de los diques es única en ese depósito parcialmente derretido del monte Scott. El granito se intruye junto a uno de los diques, lo que indica una alta temperatura ambiente durante su intrusión, lo que indica que la intrusión del dique de diabasa ocurrió casi inmediatamente después de la intrusión del granito Mount Scott. Esto, junto con los fragmentos de diques de diabasa encontrados dentro de otras unidades locales de granito, parece ser consistente con la hipótesis de la intrusión simultánea de diques. Los diques se pueden clasificar en tres grupos debido a sus ensamblajes minerales. Estos grupos son microdiorita, microgabro y diabasa tardía. Los diques de microdiorita se componen generalmente de anfíbol y plagioclasa sódica. Los diques de microgabro se componen principalmente de olivino y biotita. Los diques de Diabasa tardía contienen augita y plagioclasa cálcica. [2]

Rocas Felsicas [ editar ]

Las rocas félsicas del aulacógeno del sur de Oklahoma se dividen en dos unidades principales, Carlton Rhyolite Group y Wichita Granite Group. Hay un cambio distinto en la textura de las capas de granito, siendo las capas depositadas anteriormente de grano muy fino en comparación con las capas posteriores de granito de grano grueso. [10]

  • El Carlton Rhyolite Group es una secuencia muy densa de flujos subaéreos , tobas , flujos de basalto y aglomerados, expuestos en la superficie como capas tabulares que varían en espesor de 80 a 400 metros. Sin embargo, la riolita de Carlton se ha formado en secuencias excepcionalmente gruesas de estas capas tabulares, a veces tan gruesas como dos kilómetros. [11] Hay afloramientos limitados de riolitas de Carlton en el área, pero es bastante expansiva debajo de la superficie. Utilizando la datación U-Pb , se ha establecido que la edad de la riolita Carlton es de alrededor de 500 a 550 millones de años. circón geotermométricas El análisis sugiere que la riolita de Carlton cristalizó a una temperatura de alrededor de 950 ° C. El Carlton Rhyolite Group también contiene variaciones de alta temperatura de vug - cuarzo como β- cristobalita . Esto sugiere que el magma padre de la riolita Carlton era una lava félsica de alta temperatura . La riolita de Carlton contiene cristales relativamente grandes de varios minerales félsicos, como plagioclasa, cuarzo y feldespato alcalino , aunque también contiene cantidades limitadas de minerales máficos como el piroxeno. [2]
  • El Wichita Granite Group es una sección de extensas láminas graníticas, la más larga de las cuales se extiende por más de 55 km, pero tiene solo 0,5 km de espesor. [12] El Wichita Granite Group se organiza junto con los contactos del grupo con otros grupos de rock en el área, específicamente el GMLC y el Carlton Rhyolite Group. Esta secuencia de granito tiene contactos únicos con estos dos grupos. Se cruzael grupo Carlton Rhyolite y tiene diques intrusivos que se inmiscuyen en el Complejo Layered de las Montañas Glen, y pueden fusionarse parcialmente con capas en el grupo Raggedy Mountain Gabbro, ya que se han encontrado rocas máficas y félsicas híbridas cerca del contacto entre ellas. En general, el Wichita Granite Group está compuesto de feldespato alcalino de grano medio a fino, aunque existen algunas unidades de granito de grano grueso. [2]

Importancia para la exploración de petróleo [ editar ]

Debido a su estructura única y fallas, el área dentro y alrededor del aulacógeno desarrolló cuencas muy profundas (como la cuenca Anadarko ), formando excelentes fuentes de petróleo. Los depósitos de rocas ígneas a menudo forman las paredes colgantes de las fallas inversas del anticlinal en esta área, lo que lleva a un número inusual de pozos de petróleo perforados para acceder a las capas de roca que contienen petróleo debajo. [12]Un gráfico de la historia geotérmica del Aulacogen del sur de Oklahoma sugiere que las secciones de roca en el área pueden haber estado, en un punto, en el rango de temperatura de la "ventana líquida", el rango de temperaturas que son ideales para la formación de petróleo. Las isotermas de esta ventana oscilan entre 65 ° C y 150 ° C. Esto sugiere además que el área puede haber servido como un lecho de formación de petróleo antes de un pulso de migración de fluido del Ordovícico tardío . [13]

Referencias [ editar ]

  1. ^ Perry Jr., William J. "Evolución tectónica de la región de la cuenca de Anadarko, Oklahoma" (PDF) . USGS.gov . Servicio Geológico de EE. UU.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l Hogan, John P .; Gilbert, M. Charles (mayo de 1995). Basement Tectonics 12: Centroamérica y otras regiones . Editores académicos de Kluwer. págs. 39–69. ISBN 978-0-7923-5192-4.
  3. ^ a b c Hanson, Richard E .; Puckett Jr., Robert E .; Keller, Randy G .; Brueseke, Matthew E .; Bulen, Casey L .; Mertzman, Stanley A .; Finegan, Shane A .; McCleery, David A. (1 de agosto de 2013). "Magmatismo intraplaca relacionado con la apertura del océano Jápeto meridional; provincia ígnea de Wichita cámbrica en la zona de rift del sur de Oklahoma". Lithos . 174 : 57–70. doi : 10.1016 / j.lithos.2012.06.003 .
  4. ^ Puckett Jr., Robert E .; Hanson, R .; Brueseke, M .; Keller, G. Randy; Eschberger, Amy M .; Bulen, Casey L .; Mertzman, Stanley A. (marzo de 2013). "Nuevos conocimientos sobre la historia ígnea y sedimentaria del Cámbrico temprano del Aulacogen del sur de Oklahoma a partir de penetraciones de pozos en el sótano". Resúmenes con programas . Sociedad Geológica de América. 45 (3): 30.
  5. ^ a b c d e Brewer, JA "Estudio de Aulacogen del sur de Oklahoma, utilizando perfiles de reflexión sísmica profunda COCORP" (PDF) . www.ogs.ou.edu . Servicio geológico de Oklahoma.
  6. ^ Evanzia, Dominic AD; Pulliam, Jay; Ainsworth, Ryan; Gurrola, Harold; Pratt, Kevin (15 de septiembre de 2014). "Tomografía sísmica Vp & Vs de Texas y Oklahoma con un enfoque en el margen de la Costa del Golfo". Letras de Ciencias de la Tierra y Planetarias . 402 : 148-156. doi : 10.1016 / j.epsl.2013.12.027 .
  7. ^ Keller, G. Randy; Stephenson, Randell A. (2007). "Los aulacógenos del sur de Oklahoma y Dniepr-Donets; un análisis comparativo". Memorias - Sociedad Geológica de América . Memorias de la Sociedad Geológica de América. 200 : 127-143. doi : 10.1130 / 2007.1200 (08) . ISBN 978-0-8137-1200-0.
  8. ^ Tave, Matthew; Gurrola, Harold (marzo de 2013). "Estructura litosférica del Aulacogen del sur de Oklahoma y la región circundante según lo determinado por la gravedad y la sismología de banda ancha". Resúmenes con programas - Sociedad Geológica de América . 45 (3): 4.
  9. ^ Budnik, Roy T. (1986). "Deformación intraplaca lateral izquierda a lo largo de las Montañas Rocosas ancestrales: implicaciones para los movimientos de las placas del Paleozoico tardío". Tectonofísica . 132 (1-3): 195-214. doi : 10.1016 / 0040-1951 (86) 90032-6 .
  10. ^ Hogan, John P .; Gilbert, M. Charles; Precio, Jon D. (2000). "Cristalización de láminas de granito tipo A de grano fino y grueso del Aulacogen del sur de Oklahoma, Estados Unidos". Transacciones de la Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences . 91 (1–2): 139–150. doi : 10.1017 / s0263593300007331 .
  11. ^ Hanson, Richard E .; Puckett, Robert E .; Burkholder, Barbara K .; Eschberger, Amy M .; Finegan, Shane A .; Frazier, Stephen J .; McCleery, David A .; Philips, Christine M .; Pollard, Julie B. "Riolitas voluminosas de tipo A dentro de una importante zona de rift cámbrica enterrada en gran parte en el sur de Oklahoma". Resúmenes con programas de la Sociedad Geológica de América . 43 (5): 651.
  12. ^ a b Hanson, Richard E .; Puckett, Robert E .; McCleery, David A .; Brueseke, Matthew E .; Bulen, Casey L .; Mertzman, Stanley A. (noviembre de 2011). "La gran provincia ígnea bimodal del Cámbrico de Wichita en la zona de rift del sur de Oklahoma". Gran Comisión de Provincias Ígneas .
  13. ^ Feinstein, Shimon (diciembre de 1981). "Subsidencia e historia térmica del Aulacogen del sur de Oklahoma: implicaciones para la exploración de petróleo". Boletín de la Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo . 65 : 2521-2533. doi : 10.1306 / 03b599f9-16d1-11d7-8645000102c1865d .