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Complejo Duluth

Imagen en relieve sombreado que muestra el complejo de 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 de Duluth y Beaver Bay son rocas intrusivas formadas hace unos 1.100 millones de años durante el Midcontinent Rift ; estos colindan 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 de las Tierras Altas Superiores de los Estados Unidos, que está asociada con las Tierras Altas Laurentianas del Escudo Canadiense , [4] el núcleo del Cratón norteamericano .

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 , forma un arco hacia el norte y el noreste hasta aproximadamente 48° de latitud norte al sur de Knife Lake, avanza hacia el este en esa latitud a unos cinco a veinte kilómetros de distancia y al sur de la frontera entre Canadá y Estados Unidos hasta aproximadamente 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 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 la costa norte asociados, que también son reliquias del evento de rifting del continente medio. [6] Los complejos de Duluth y Beaver Bay se extienden una corta distancia bajo el lago Superior al sur de la orilla 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 (centro), ambas extrusiones riolíticas del Midcontinent Rift; Montañas Sawtooth en el horizonte
Gabro en capas cerca de Duluth

Hace unos 1.100 millones de años ( mya ), el cratón de América del Norte comenzó a dividirse en el Midcontinent Rift. [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 formando nuevas rocas 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 contiguas de los complejos Duluth y Beaver Bay.

Los volcanes de North Shore se originaron c. 1109-1096 millones de años [11] de cientos de flujos de lava individuales , formando seis mesetas distintas inclinadas y parcialmente apiladas 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 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]

Estos volcanes crearon las "rocas del techo" en las que se emplazaron las formaciones máficas del Complejo Duluth. Formadas 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 mayores intrusiones 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 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 extraerlos. [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 eran la roca expuesta más antigua de la tierra), [23] y las cordilleras de hierro Mesabi y Gunflint , que contienen minerales , depositadas como parte del Grupo Animikie de la orogenia penokeana , un evento de formación de montañas de la época paleoproterozoica . [24] Se cree que esas dos cadenas del Precámbrico Medio componían una sola formación, pero el magma intruso del Complejo Duluth horneó y envolvió el centro de la cadena montañosa, separándola en las dos cadenas presentes hoy, [25] como se muestra en la imagen en la parte superior de esta página.

Hacia el este, el complejo linda y se introduce en la Formación Rove , una estructura más antigua de rocas sedimentarias. Las estructuras de gabro y diabasa del Complejo Duluth tienden 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 a partir de 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 y subyacen a la roca extrusiva del grupo volcánico North Shore. [26] El Complejo Beaver Bay ocupa el centro de los Volcánicos de North Shore y es ligeramente más joven que las otras rocas máficas del Complejo Duluth, que datan de c. 1096 millones de años . [27] Alguna vez se pensó que las rocas volcánicas y sedimentarias más recientes estaban sustentadas por el Complejo Duluth a través del Lago Superior hasta Wisconsin, donde también existen formaciones de gabro. [28] El complejo de Duluth se consideraba un lopolito gigante , una estructura en forma de lente deprimida en el centro, que conectaba exposiciones de gabro en lados opuestos del lago, [29] pero ahora se reconoce que se extiende solo unos pocos kilómetros al sur de Superior. Costa norte. [30]

Accidentes geográficos contemporáneos

Torre Enger de Duluth , construida con rocas locales de Keweenawan, encima de una perilla 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 los Volcánicos de la Costa Norte están cerca o en la superficie y no están enterrados debajo de capas de roca sedimentaria posterior, como es común más al sur. Los glaciares arrasaron los suelos anteriores y, como es típico del Escudo Canadiense, los nuevos mantos superficiales son delgados y pobres, y se derivan de la roca debajo o cerca en lugar de capas profundas de labranza glacial , que es intermitente y relativamente poco profunda durante la mayor parte del tiempo. región. [32] En consecuencia, gran parte del lecho de roca está expuesto, excepto los sedimentos y labranza glacial en la cuenca de los ríos Saint Louis y Cloquet tierra adentro en el oeste. [33]

Los afloramientos de Gabro anclan ambos extremos del complejo. Dominan la ciudad que dio 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 ha sido comparada con un largo afloramiento volcánico, [35] aunque interrumpido por partes del Beaver Bay Complex, 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 piedras preciosas de ágata y thomsonita 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 encuentran en el Complejo Duluth, y sus formaciones rocosas expuestas del Precámbrico tardío son rasgos característicos de la región. Los lagos interiores se encuentran en oquedades formadas por la erosión diferencial de las intrusiones de gabro. Estas depresiones recibieron su forma final debido a la erosión glacial durante las recientes eras glaciales, creando lagos de forma irregular y orillas rocosas que son el sello distintivo de la naturaleza. [38]

Ver también

Referencias

  1. ^ Boerboom, Terry; Molinero, Jim; y Green, John, "Aspectos geológicos destacados de la nueva cartografía en la secuencia suroeste del grupo volcánico de la costa norte y en el complejo 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 Bedrock Geology, al que se accede a través de la página web Minnesota Geology Topics y seleccionando la pestaña "+ Bedrock Geology", y allí seleccionando "Geologic Map of Minnesota's Bedrock Geology PDF".
  4. ^ Tapiz del tiempo y el terreno Archivado el 15 de mayo de 2006 en la Wayback Machine (2003).
  5. ^ Jirsa & Southwick, Potencial mineral Archivado el 23 de julio de 2008 en Wayback Machine (2000); Heinselman (1996), lámina 1.
  6. ^ Miller, Green, Severson, Chandler y Peterson, Mapa geológico del complejo Duluth Archivado el 26 de febrero de 2009 en la Wayback Machine (2001).
  7. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 52, 55–56.
  8. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 49–50, 55–57; Tapiz de tiempo y terreno Archivado el 15 de mayo de 2006 en Wayback Machine (2003).
  9. ^ Schneider, Holm & Chandler, Una franja superior: geología proterozoica del medio continente de América del Norte (2006) (Resumen); Ojakangas, Morey & Green, Sistema de Rift Mesoproterozoico del Medio Continente (2001), Resumen. doi :10.1016/S0037-0738(01)00085-9
  10. ^ Ojakangas y Dickas, 1.1-Ga Midcontinent Rift System, centro de América del Norte (2002), Resumen. doi :10.1016/S0037-0738(01)00185-3
  11. ^ Naldrett (2004), pág. 244 (figura 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. ^ Rocas verdes, volcánicas y sedimentarias (2004), p. 52; Naldrett (2004), págs. 244 (figura 4.49), 246.
  15. ^ Frey y Robinson (1999), págs. 157–58.
  16. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs. 55–57.
  17. ^ Jirsa & 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 la 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.
  19. ^ ab Guilbert, John M. y Charles F. Park, Jr., La geología de los depósitos minerales , Freeman, 1986, págs. 314-346, ISBN 0-7167-1456-6 . 
  20. ^ Kraker, Dan, "La mina de cobre y níquel de PolyMet reaviva un debate medioambiental de décadas", Minnesota Public Radio News, 5 de diciembre de 2013.
  21. ^ Kraker, Dan, "Los federales reabren los bosques cerca de Boundary Waters a la minería", Radio Pública de Minnesota, 7 de septiembre de 2018.
  22. ^ Tabuchi, Hiroko ; Eder, Steve (25 de junio de 2019). "Un plan para minar el desierto de Minnesota llegó a un callejón sin salida. Luego Trump se convirtió en presidente". Los New York Times . ISSN  0362-4331 . Consultado el 25 de junio de 2019 .
  23. ^ Chandler (2005), Investigación geofísica del cinturón de Ely Greenstone, págs. Desde entonces se han encontrado rocas más antiguas en Minnesota (el Morton Gneis del suroeste de Minnesota), Groenlandia y Labrador, Ojakangas y Matsch (1982), p. 24, y en Quebec. Las rocas más antiguas del mundo encontradas 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.
  26. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs.52, 56.
  27. ^ ab Miller, Green, Severson, Chandler y Peterson, Mapa geológico del complejo Duluth (2001).
  28. ^ LaBerge (1994), págs. 159-160.
  29. ^ Schwartz y Thiel (1963), págs. 114-15. El Complejo Duluth fue considerado el arquetipo de un lopolith.
  30. ^ Ojakangas y Matsch (1982), págs.
  31. ^ Sansome (1983), págs. 20-23.
  32. ^ Heinselman (1996), págs. 13-14.
  33. ^ Densidad generalizada de afloramientos de lecho rocoso Archivado el 20 de julio de 2011 en Wayback Machine (mapa) (2001).
  34. ^ Sansome (1983), págs. 24-25; Ojakangas y Matsch (1982), págs. 167–68.
  35. ^ Ojakangas y Matsch (1982), pág. 50.
  36. ^ Información del parque estatal Split Rock Lighthouse Archivado el 11 de febrero de 2009 en la 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