La geología de Virginia comenzó a formarse hace al menos 1.800 millones de años. Las rocas más antiguas del estado sufrieron metamorfosis durante la orogenia de Grenville , un evento de formación de montañas que comenzó hace 1.200 millones de años en el Proterozoico , que ocultó las rocas más antiguas. A lo largo del Proterozoico y el Paleozoico , Virginia experimentó intrusiones ígneas, deposición de carbonatos y areniscas y una serie de otros eventos de formación de montañas que definieron el terreno de las partes interiores del estado. El cierre del océano Jápeto formó el supercontinente Pangea y creó pequeñas masas de tierra adicionales, algunas de las cuales ahora están ocultas debajo de los espesos sedimentos de la llanura costera atlántica. Posteriormente, la región experimentó la apertura del océano Atlántico en el Mesozoico , el desarrollo de la llanura costera, vulcanismo aislado y una serie de transgresiones marinas que inundaron gran parte del área. Virginia tiene extensos depósitos de carbón, petróleo y gas natural, así como depósitos de otros minerales y metales, incluidos vermiculita , cianita y uranio . [1]
En el Proterozoico, la región Blue Ridge se formó entre el río Roanoke y el río Potomac durante la orogenia de Grenville, hace entre 1.200 y 1.000 millones de años. El metamorfismo de las rocas preexistentes ocultó la evidencia de la geología anterior de la región. Los geólogos creen que las rocas anteriores a Grenville eran gneis granulita , intercaladas con rocas volcánicas y sedimentarias, que datan de hace 1.800 millones de años.
Durante el evento de Grenville también se formaron rocas ígneas de charnoquita , con grandes cantidades de cuarzo azul . La cristalización inusual sugiere que las rocas se formaron en un entorno de corteza con poca agua. En Roseland, entre Charlottesville y Lynchburg, hay una intrusión de nueve millas de largo de anortosita , una roca de feldespato plagioclasa del 90 por ciento , cuya formación sigue siendo poco comprendida por los geólogos. El área de Roseland fue una fuente importante de titanio durante muchos años.
Durante 500 millones de años, hasta el comienzo del Fanerozoico, la erosión terrestre desgastó las rocas de Grenville. La actividad ígnea se reanudó en el Eocámbrico hace 600 millones de años. El magma ascendió a través de la corteza, pero se detuvo debido a una zona de alta densidad y, a través de un proceso de cristalización fraccionada, se enfrió para formar basalto . Las rocas superpuestas se fundieron para formar magma granítico y estallaron como riolita en el extremo norte de Blue Ridge, invadiendo la granulita y la charnoquita superpuestas. El granito del río Robertson, con un afloramiento de 70 millas de largo, es un remanente de esta fusión félsica .
Al oeste de Blue Ridge, las areniscas del Grupo Chilhowee formaron secuencias gruesas, registrando un ambiente de playa en el océano de Jápeto . [2] [3]
Durante 100 millones de años, durante el Cámbrico y el Ordovícico , el este de América del Norte estuvo cubierto por un mar tropical poco profundo. En paralelo con la proliferación de la vida multicelular, se formaron grandes depósitos de carbonato, incluidas secuencias de caliza y dolomita , junto con depósitos de arenisca. El cierre del océano de Jápeto unió el cinturón del Piamonte interior y el alóctono del río Smith al Piamonte de Virginia.
Los sedimentos que se desprendieron durante la orogenia tacónica cubrieron los nuevos terrenos, a medida que la depresión se llenaba durante el Silúrico . Las areniscas de Tuscarora y Massanutten se formaron como un banco masivo durante este período. La erosión geológica reciente de los carbonatos paleozoicos forma las numerosas gargantas en la provincia de Valley and Ridge, así como cuevas.
Durante el Silúrico tardío y el Devónico temprano , la región estuvo relativamente tranquila durante 40 millones de años, con poca actividad además de la deposición de algunos bancos de carbonato. Sin embargo, el océano de Jápeto todavía se estaba cerrando, agregando pequeños terrenos adicionales a la región, incluido uno que probablemente esté oculto por sedimentos de la llanura costera. Las montañas, levantadas durante la orogenia acadiense, arrojaron arcillas, que formaron depósitos de esquisto durante el Devónico en la depresión.
En los períodos Misisipiano y Pensilvánico del Carbonífero , se formaron grandes pantanos tropicales en el oeste y fueron enterrados periódicamente con arcilla, para formar depósitos de carbón.
En la época de la orogenia Alleghaniana , hace 320 millones de años, el océano de Jápeto estaba completamente sellado. Las fuerzas tectónicas formaron el sinclinorio de Massanutten y otros pequeños sinclinales y anticlinales en la provincia de Valley and Ridge. Una falla inversa empujó las rocas de Blue Ridge sobre el valle de Shenandoah. Como resultado, las formaciones rocosas del Cámbrico al Silúrico se apilan dos veces en el valle de Shenandoah. Las areniscas permanecieron intactas, pero algunas lutitas se metamorfosearon en filita durante la orogenia Alleghaniana. Las vetas se llenaron de cuarzo, calcita y pirita. [4]
A principios del Mesozoico , la separación del supercontinente Pangea para formar el océano Atlántico creó grandes cuencas de rift que se llenaron de sedimentos y finalmente formaron la llanura costera atlántica . Las cuencas más antiguas de Virginia datan del Triásico y el Jurásico . Las rocas cretácicas del Grupo Potomac cubren estas rocas sedimentarias más antiguas. El Grupo Potomac se subdivide en la Formación Patapsco y la Formación Patuxent , que comprenden conglomerados de grava , areniscas y arcilla arenosa que a menudo afloran a lo largo de los ríos. [5]
En el Jurásico, la actividad volcánica en Blue Ridge formó volcanes aislados, así como diques y laderas en la provincia de Valley and Ridge. Algunos ejemplos son Mole Hill, al oeste de Harrisonburg, y Trimble Knob en Monterey. El Parque Regional Natural Chimneys preserva una delgada ladera de basalto, cerca de la base de pináculos de piedra caliza. [6]
En el Paleoceno , período del Cenozoico , los altos niveles del mar del Cretácico bajaron, lo que trajo consigo un aumento de la erosión terrestre. Las rocas sedimentarias del Grupo Pamunkey se formaron durante una transgresión marina en el Eoceno . Las formaciones componentes Aquia y Nanjemoy contienen arena, arcilla, pequeños cristales de yeso , granos de glauconita verde y fósiles.
Hace 35,5 millones de años, en el Eoceno , un bólido (meteoro) que impactó lo que hoy es la costa este de Virginia creó el cráter de impacto de la bahía de Chesapeake . Al depositar una capa de brecha , el cráter tuvo efectos a largo plazo en depósitos de sedimentos posteriores, cambiando la ubicación donde finalmente se formaría la bahía de Chesapeake. [7]
Los niveles del mar bajaron nuevamente durante el Oligoceno , solo para volver a una inundación generalizada durante el Mioceno y el Plioceno , depositando los dos ciclos del Grupo Chesapeake . Las formaciones Calvert, Choptank y Saint Marys son el grupo inferior, depositado en el Mioceno, mientras que las formaciones Eastover y Yorktown se depositaron desde finales del Mioceno hasta el Plioceno. Las dos fases de deposición están marcadas por arena, arcilla y coquina . La cueva Cornwallis está erosionada en las coquinas de estratificación cruzada de la formación Yorktown, junto con los acantilados marinos en el Parque Estatal Westmoreland (que también expone las rocas subyacentes de Eastover y Choptank).
Durante los 1,8 millones de años que duró el Pleistoceno , el nivel del mar subió y bajó seis veces, cayendo 400 pies durante el último máximo glacial. La bahía de Chesapeake no estuvo presente durante la primera mitad del Pleistoceno debido a los bajos niveles del mar. Las formaciones Windsor y Charles City se formaron a lo largo de una costa abierta durante este tiempo. La formación superficial Shirley, debajo de lo que ahora es Newport News y Hampton, se depositó durante el Pleistoceno medio, alcanzando los estuarios de los ríos York y James. La formación Tabb se formó durante el Pleistoceno tardío. Los depósitos de estuarios, playas y pantanos se han vuelto mucho más numerosos en los últimos 11.000 años del Holoceno . [8]
Virginia tiene sólo dos lagos naturales: el lago Drummond y el lago Mountain . El origen de ambos lagos no está claro. Debido a los sedimentos no consolidados, el lago Drummond debería haberse erosionado muy rápidamente. Algunos geólogos han propuesto que pudo haberse formado a partir del impacto de un meteorito. El lago Mountain parece ser una presa natural, formada por la arenisca de Clinch, que embalsó un arroyo de montaña.
El estado tiene nueve cuencas fluviales principales. [9]
En la época colonial y en períodos anteriores de la historia estadounidense, Virginia tenía una activa minería de plomo, zinc, oro y titanio. Sin embargo, la minería de metales había cesado a fines del siglo XX. Danville, Virginia, alberga los depósitos más grandes de mineral de uranio en América del Norte, pero la minería de uranio está prohibida por la ley estatal de Virginia.
En 1986, 850 minas diferentes produjeron 40 millones de toneladas de carbón, valoradas en 1.500 millones de dólares estadounidenses en 1985. En la provincia occidental de Valley and Ridge se produce petróleo y gas. Al mismo tiempo, entre 250 y 300 canteras producían piedra caliza, granito, pizarra, esteatita y grava. Willis Mountain , cerca de la US 15 entre la US 60 y la US 460, alberga la mina de cianita más grande del mundo, que abastece a la industria de bujías de automoción y hornos de alta temperatura. Virginia también tiene una importante producción de vermiculita . [10]