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Complejo de Duluth

Imagen en relieve sombreado que muestra el complejo Duluth formando un arco desde Duluth hasta Pigeon Point, interrumpiendo y dividiendo las cordilleras Mesabi y Gunflint

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 basamento de la parte noreste del estado estadounidense de Minnesota en el centro de América del Norte. [2] [3] Los complejos Duluth y Beaver Bay son rocas intrusivas formadas hace unos 1.100 millones de años durante el Rift del Medio Continente ; estas se unen y se intercalan con las rocas extrusivas del Grupo Volcánico 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 de América del Norte .

Ubicación

El complejo Duluth incluye gran parte de la región Arrowhead de Minnesota al norte del lago Superior . Desde el oeste, cerca de Duluth, Minnesota , traza un arco hacia el norte y el noreste hasta aproximadamente los 48° de latitud norte al sur del lago Knife, avanza hacia el este en esa latitud a unos cinco a veinte kilómetros de distancia y al sur de la frontera entre Canadá y los EE. UU. 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 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 la Costa Norte asociados, que también son reliquias del evento de rifting del Medio Continente. [6] Los Complejos de Duluth y Beaver Bay se extienden una corta distancia debajo del 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 tramos meridionales están cubiertos por el Grupo Volcánico de la Costa Norte. [7]

Formación

Las montañas Sawtooth que se elevan desde el lago Superior
Volcanes de North Shore: Palisade Head (primer plano) y Shovel Point (plano medio), ambas extrusiones riolíticas de la falla del mediocontinente; Sawtooth Mountains en el horizonte
Gabro estratificado cerca de Duluth

Hace unos 1.100 millones de años ( ma ), el cratón norteamericano comenzó a dividirse en la grieta del mediocontinente. [8] Durante un período de unos 15 a 22 millones de años, el magma ascendió a través de la corteza terrestre , separando las formaciones más antiguas y enfriándose en nueva roca en el área de la grieta. [9] Las secuencias de rocas 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 Duluth y Beaver Bay.

Las formaciones volcánicas de la costa norte se originaron hace aproximadamente 1109-1096 millones de años [11] a partir de cientos de flujos de lava individuales , que formaron seis mesetas inclinadas y parcialmente apiladas que suman más de 8000 metros de espesor. 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 basálticos , 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]

Estas formaciones volcánicas crearon las "rocas del techo" en las que se emplazaron las formaciones máficas del Complejo Duluth. Formadas principalmente después de 1102 millones de años atrás , [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 la roca máfica en la que se enfrió, por lo tanto, 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 de gabro más grandes de la Tierra, [18] y una de las intrusiones máficas en capas más grandes conocidas. Cubre un área de 4715 km 2 . [19] Las partes superiores diferenciadas de la intrusión incluyen anortositas de labradorita que contienen ilmenita . [19] La parte 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 sus intentos de explotación se enfrentan a la oposición de los conservacionistas. [20] [21] [22]

A lo largo de su margen norte, el Complejo Duluth linda con estructuras más antiguas, las Archaen Ely Greenstones (que alguna vez se creyó que era la roca expuesta más antigua en la Tierra), [23] y las cordilleras de hierro Mesabi y Gunflint que contienen minerales depositados como parte del Grupo Animikie de la orogenia Penokeana , un evento de formación de montañas de los tiempos Paleoproterozoicos . [24] Se cree que esas dos cordilleras del Precámbrico Medio comprendían una sola formación, pero el magma intrusivo del Complejo Duluth horneó y envolvió 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.

Al este, el complejo linda 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 que comprenden 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 y subyacen a la roca extrusiva del Grupo Volcánico North Shore. [26] El Complejo Beaver Bay ocupa el centro de los Volcanes North Shore, y es ligeramente más joven en edad que las otras rocas máficas del Complejo Duluth, datando de c. 1096 millones de años . [27] Se pensaba que las rocas volcánicas y sedimentarias más recientes estaban subyacidas por el Complejo Duluth a lo largo del Lago Superior hasta Wisconsin, donde también existen formaciones de gabro. [28] Se consideraba que el Complejo Duluth era un lopolito gigante , una estructura en forma de lente hundida en el centro, que conectaba las exposiciones 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 de Superior. [30]

Formas terrestres contemporáneas

La Torre Enger de Duluth , construida con rocas locales de Keweenawan, sobre un montículo de gabro (primer plano) [31]
Gran xenolito de anortosita en gabro de ilmenita ofítica en Duluth
Las escarpadas colinas de Misquah

El lecho rocoso precámbrico del complejo Duluth y de los volcanes de North Shore está cerca de la superficie o en ella y no enterrado bajo capas de roca sedimentaria posterior, como es habitual más al sur. Los glaciares erosionaron los suelos anteriores y, como es típico del Escudo Canadiense, las nuevas capas superficiales son delgadas y pobres, y se derivan de la roca que se encuentra debajo o cerca de ella, en lugar de provenir de capas profundas de till glacial , que es intermitente y relativamente poco profunda en la mayor parte de la región. [32] En consecuencia, gran parte del lecho rocoso está expuesto, a excepción de los sedimentos y el till glacial en la cuenca de los ríos Saint Louis y Cloquet, en el interior del oeste. [33]

Los afloramientos de gabro anclan ambos extremos del complejo. Dominan la ciudad que dio su nombre al complejo Duluth, [34] y también forman parte de Pigeon Point , el punto más oriental de Minnesota. En el medio, la costa de Superior desde Duluth hasta la frontera internacional se ha comparado con un largo afloramiento volcánico, [35] aunque interrumpido por partes del complejo Beaver Bay, como los acantilados de anortosita en Split Rock Lighthouse adyacentes a flujos de basalto. [36] Las reliquias prominentes del vulcanismo incluyen acantilados riolíticos en Palisade Head , flujos de lava basáltica en 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 cavidades de gas formadas cuando los flujos de lava se enfriaron. [37]

Las tierras altas del interior incluyen Eagle Mountain y Misquah Hills . [27] La ​​mayor parte de la parte oriental del Bosque Nacional Superior y su Área Silvestre de Canoas de Boundary Waters (BWCAW) se encuentra en el Complejo Duluth, y sus formaciones rocosas expuestas del Precámbrico Tardío son características de la región. Los lagos interiores se encuentran en huecos formados por la erosión diferencial de las intrusiones de gabro. Estas depresiones adquirieron su forma final por la erosión glacial durante las últimas eras de hielo, creando los lagos de forma irregular y orillas rocosas que son el sello distintivo de la naturaleza. [38]

Véase también

Referencias

  1. ^ Boerboom, Terry; Miller, Jim; y Green, John, "Aspectos geológicos destacados del nuevo mapeo en la secuencia suroeste del grupo volcánico de la costa norte y en el complejo de Beaver Bay" en Green, Volcanic and Sedimentary Rocks (2004), pág. 47.
  2. ^ Jirsa y Southwick, Potencial mineral (2000)
  3. ^ Jirsa, Boerboom et al., Mapa geológico de Minnesota: mapa de geología del lecho rocoso, al que se accede a través de la página web de Temas de geología de Minnesota y seleccionando la pestaña "+Geología del lecho rocoso" y allí seleccionando "Mapa geológico de la geología del lecho rocoso de Minnesota PDF".
  4. ^ Tapiz de tiempo y terreno Archivado el 15 de mayo de 2006 en Wayback Machine (2003).
  5. ^ Jirsa y Southwick, Potencial mineral Archivado el 23 de julio de 2008 en Wayback Machine. (2000); Heinselman (1996), placa 1.
  6. ^ Miller, Green, Severson, Chandler y Peterson, Mapa geológico del complejo Duluth Archivado el 26 de febrero de 2009 en Wayback Machine .
  7. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 52, 55–56.
  8. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 49-50, 55-57; Tapestry of Time and Terrain Archivado el 15 de mayo de 2006 en Wayback Machine .
  9. ^ Schneider, Holm y Chandler, Una franja superior: geología proterozoica del continente medio de América del Norte (2006) (Resumen); Ojakangas, Morey y Green, Sistema de rift del continente medio mesoproterozoico (2001), Resumen. doi :10.1016/S0037-0738(01)00085-9
  10. ^ Ojakangas y Dickas, Sistema de Rift del Medio Continente de 1,1 Ga, América del Norte central (2002), Resumen. doi :10.1016/S0037-0738(01)00185-3
  11. ^ Naldrett (2004), pág. 244 (Fig. 4.49).
  12. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 50–54.
  13. ^ Schmidt, Patrones regionales y locales de metamorfismo de bajo grado (2008), Resumen; Rocas verdes, volcánicas y sedimentarias (2004), pág. 52.
  14. ^ Green, Rocas volcánicas y sedimentarias (2004), pág. 52; Naldrett (2004), págs. 244 (Fig. 4.49), 246.
  15. ^ Frey y Robinson (1999), págs. 157–58.
  16. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 55–57.
  17. ^ Jirsa y Southwick, Potencial mineral Archivado el 23 de julio de 2008 en Wayback Machine (2000); Topinka, El pasado volcánico de Estados Unidos Archivado el 10 de enero de 2009 en Wayback Machine (2003); Miller, Green, Severson, Chandler y Peterson, Mapa geológico del complejo Duluth Archivado el 26 de febrero de 2009 en Wayback Machine (2001).
  18. ^ Schwartz y Thiel (1963), pág. 114.
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  20. ^ Kraker, Dan, "La mina de cobre y níquel de PolyMet reaviva un debate ambiental de décadas de antigüedad", Minnesota Public Radio News, 5 de diciembre de 2013.
  21. ^ Kraker, Dan, "Los federales reabren los bosques cerca de Boundary Waters a la minería", Minnesota Public Radio, 7 de septiembre de 2018.
  22. ^ Tabuchi, Hiroko ; Eder, Steve (25 de junio de 2019). "Un plan para minar la naturaleza salvaje de Minnesota fracasó. Entonces Trump se convirtió en presidente". The New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 25 de junio de 2019 .
  23. ^ Chandler (2005), Geophysical Investigation of the Ely Greenstone Belt, pp. 4-5. Desde entonces se han encontrado rocas más antiguas en Minnesota (el gneis Morton del suroeste de Minnesota), Groenlandia y Labrador, Ojakangas & Matsch (1982), p. 24, y en Quebec. Las rocas más antiguas del mundo se encuentran en Quebec Archivado el 26 de septiembre de 2008 en Wayback Machine , The Gazette , CanWest MediaWorks Publications Inc., 25 de septiembre de 2008.
  24. ^ LaBerge (1994), pág. 157; Ojakangas y Matsch (1982), págs. 56–57.
  25. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 35—36, 39, 55—57.
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  28. ^ LaBerge (1994), págs. 159-160.
  29. ^ Schwartz y Thiel (1963), págs. 114-15. Se consideraba que el complejo de Duluth era el arquetipo de un lopolito.
  30. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs.
  31. ^ Sansome (1983), págs. 20-23.
  32. ^ Heinselman (1996), págs. 13-14.
  33. ^ Densidad generalizada de afloramientos de roca madre Archivado el 20 de julio de 2011 en Wayback Machine. (mapa) (2001).
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  35. ^ Ojakangas y Matsch (1982), pág. 50.
  36. ^ Información del parque estatal del faro de Split Rock Archivado el 11 de febrero de 2009 en Wayback Machine (2013).
  37. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 53–54.
  38. ^ Ojakangas y Matsch (1982), pág. 161; Heinselman (1996), págs. 12-13, 200.

Fuentes

Enlaces externos