Las rocas del basamento de Vishnu son el nombre recomendado para todas las rocas cristalinas del Proterozoico temprano ( metamórficas e ígneas ) expuestas en la región del Gran Cañón. Forman las rocas del basamento cristalino que subyacen a la caliza Bass del Grupo Unkar del Supergrupo del Gran Cañón y la arenisca Tapeats del Grupo Tonto . Estas rocas del basamento también se han llamado Complejo Vishnu o Complejo Metamórfico Vishnu . Estas rocas cristalinas del Proterozoico temprano consisten en rocas metamórficas que se conocen colectivamente como la Suite Metamórfica de Granite Gorge ; las secciones de las rocas del basamento de Vishnu contienen granito del Paleoproterozoico temprano , pegmatita granítica , aplita y granodiorita que han intruido estas rocas metamórficas y también rocas ultramáficas intrusivas del Paleoproterozoico temprano. [2] [3]
El término Complejo Plutónico Zoroastro se utiliza para todas las rocas plutónicas graníticas y grandioríticas del Paleoproterozoico en el Gran Cañón. Se han asignado nombres específicos a plutones individuales y enjambres de diques porque los plutones y enjambres difieren mucho en su edad, origen y significado tectónico. El más antiguo de estos complejos plutónicos, el gneis de Elves Chasm, probablemente representa un pequeño fragmento de basamento sobre el cual se acumularon las rocas metavolcánicas que componen la Suite Metamórfica de Granite Gorge. El resto de los granitos del Paleoproterozoico temprano, pegmatitas graníticas, aplitas y granodioritas, son partes de plutones más jóvenes o enjambres de diques, que han invadido la Suite Metamórfica de Granite Gorge, ya sea contemporáneamente con, o después de que se metamorfosearon. [4] [5]
Recibe su nombre de una estructura rocosa natural en el valle del río Colorado que recibió el nombre de " Templo de Vishnu " por su apariencia. [6]
La Suite Metamórfica de Granite Gorge consta de unidades litológicas, los esquistos Brahma, Rama y Vishnu , que se han cartografiado dentro de las Gargantas de Granito Superior, Media e Inferior del Gran Cañón. El esquisto Vishnu consta de esquisto de cuarzo y mica , esquisto pelítico y metaarenitas . Presentan estructuras sedimentarias relictas y texturas que demuestran que son rocas sedimentarias submarinas metamorfoseadas . El esquisto Brahma consta de anfibolita , esquisto de hornblenda, biotita y plagioclasa, esquisto y gneis con ortoanfíboles y depósitos de sulfuro metamorfoseados . Como se infiere de las estructuras y texturas relictas, el esquisto Brahma está compuesto de rocas metavolcánicas de composición máfica a félsica . El esquisto Rama consiste en esquisto cuarzofeldespático de grano fino y gneis masivos que probablemente sean rocas metavolcánicas félsicas. Sobre la base de la presencia de estructuras de almohadas relictas , la intercapa de estratos metavolcánicos y los grandes volúmenes de rocas metavolcánicas, se interpreta que los esquistos Brahma y Rama consisten en arcos insulares volcánicos metamorfoseados y rocas volcánicas submarinas asociadas. Estas rocas metavolcánicas están superpuestas localmente por las rocas sedimentarias submarinas metamorfoseadas del esquisto Vishnu que se interpreta que se acumularon en fosas oceánicas . Estas rocas metasedimentarias estaban compuestas originalmente de partículas de cuarzo, arcilla y fragmentos de roca volcánica que se han metamorfoseado en varios esquistos. El esquisto Vishnu exhibe estratificación graduada relicta y estructuras indicativas de depósitos de turbidita que se acumularon en fosas oceánicas y otros entornos marinos relativamente profundos. Se ha determinado que el esquisto de Brahma tiene una antigüedad de unos 1.750 millones de años. Las rocas metavolcánicas félsicas que componen el esquisto de Rama han determinado una edad de 1.742 millones de años. [3] [4] [5]
Las rocas más antiguas que forman parte de las rocas del basamento de Vishnu son el plutón de Elves Chasm. Está formado por rocas máficas metamorfoseadas ( tonalita de biotita y hornblenda ) y rocas plutónicas de composición intermedia ( diorita de cuarzo ). En su interior hay cuerpos de anfibolita tabulares que podrían ser diques, que se han datado en unos 1.840 millones de años. Se considera que es un plutón granodiorítico más antiguo que quedó expuesto por la erosión antes de ser enterrado por las rocas sedimentarias volcánicas y submarinas originales de la Suite Metamórfica de Granite Gorge. Es probable que el plutón de Elves Chasm forme parte de las rocas del basamento sobre las que se depositaron las rocas volcánicas y los sedimentos originales de la Suite Metamórfica de Granite Gorge. [3] [4] [8]
El contacto altamente tectonizado entre el plutón Elves Chasm y la Suite Metamórfica de Granite Gorge está expuesto cerca de Waltenberg Canyon, en 115-Mile Canyon, cerca de Blacktail Canyon y en Middle Granite Gorge. Este contacto se caracteriza por un gneis con alto grado de ortoanfíboles. Se interpreta que este gneis es un paleosuelo altamente metamorfoseado y cizallado y un regolito asociado que originalmente consistía en varios metros de escombros de roca meteorizada erosionados de rocas plutónicas más antiguas. [3] [4] [5]
En función del tipo de roca, el tipo de intrusión, la química y la edad de las rocas, se han distinguido dos grupos principales de rocas ígneas intrusivas (plutónicas) del Paleoproterozoico Temprano más jóvenes dentro de las rocas del basamento de Vishnu. Un grupo, que data de hace entre 1.740 y 1.710 millones de años, consta de grandes plutones como el plutón Zoroaster, el plutón Ruby y el plutón Diamond Creek. No hay un horneado ni metamorfismo perceptibles en la roca del terreno adyacente a ellos. Debido a esto, es probable que estuvieran emplazados superficialmente debajo del arco volcánico en el que se acumularon los metavolcánicos y metasedimentos de la Suite Metamórfica de Granite Gorge. Además, estas rocas intrusivas han sufrido toda la deformación que también ha afectado a su roca del terreno adyacente. Esto indica además que son solo un poco más jóvenes que las rocas metavolcánicas y metasedimentarias que intruyen. Esto y su composición granítica calcoalcalina, que es similar a los plutones que se forman en los arcos volcánicos modernos " relacionados con la zona de subducción ", indican que son restos de sistemas de arcos volcánicos tempranos asociados con zonas de subducción del Paleoproterozoico temprano. Sistemas de arcos volcánicos comparables, que están asociados con zonas de subducción, están activos hoy en día en las Islas Aleutianas e Indonesia (por ejemplo, Sumatra y Java ). [3] [4]
El segundo grupo de rocas ígneas intrusivas más jóvenes del Paleoproterozoico Temprano es bastante diferente en estilo, edad y significado. Estas rocas ígneas intrusivas consisten en enjambres de diques graníticos y pegmatíticos, es decir, los complejos de pegmatitas Cottonwood, Cremation, Sapphire y Garnet, que cortan la Suite Metamórfica Granite Gorge de este a oeste. Se formaron cuando el magma del granito y los fluidos de pegmatita relacionados llenaron los sistemas de grietas a medida que el magma migraba a través de la corteza. La composición química del granito y la pegmatita que componen estos enjambres de diques es indicativa de la fusión parcial de las rocas metasedimentarias y metavolcánicas de la Suite Metamórfica Granite Gorge tanto en el lugar como a mayor profundidad, en la corteza. Estos diques exhiben una amplia variabilidad en el grado en que se han deformado desde rectos y casi sin deformar hasta diversos grados de plegamiento, estiramiento y cizallamiento. El grado variable de deformación de estas estructuras se interpreta como un indicio de que estos enjambres de diques se emplazaron durante un período de importante formación de montañas y engrosamiento de la corteza que posiblemente estuvo asociado con una colisión continental. [3] [4]
También presentes dentro de las rocas del basamento de Vishnu, hay lentes delgadas, discontinuas y sin nombre de rocas ultramáficas . Se encuentran en varios lugares dentro de Inner Gorge, como en River Miles 81, 83 y 91; Salt Creek; Granite Park; y Diamond Creek. Estas rocas ultramáficas ocurren típicamente como astillas limitadas por fallas tectónicas, que a menudo están asociadas con zonas de cizallamiento tectónico y exhiben texturas acumuladas de relictos de grano grueso . Estas rocas se interpretan como las partes tectónicamente desmembradas de las bases de grandes plutones de hace 1.74 y 1.71 mil millones de años que han intruido la Suite Metamórfica de Granite Gorge. Esta interpretación se basa en la abundancia de flogopita y la geoquímica de elementos ligeros de tierras raras que implican una contribución geoquímica del material de losa en subducción. La composición de estas rocas ultramáficas es consistente con su origen por simple cristalización fraccionada dentro de un plutón. [4] [9]
El contacto superior de las rocas del basamento de Vishnu es una discordancia importante entre ellas y el Grupo Tonto o el Grupo Unkar, que resultó del levantamiento y la erosión profunda, de al menos 25 km (16 mi), de las rocas del basamento de Vishnu y cualquier estrato suprayacente. En el caso de la discordancia entre las rocas del basamento de Vishnu y el Grupo Unkar, los estudios de las rocas del basamento de Vishnu subyacentes indican que se elevaron desde una profundidad de aproximadamente 25 km (16 mi) a una profundidad de aproximadamente 10 km (6,2 mi), entre 1.75 y 1.66 mil millones de años atrás, y desde una profundidad de aproximadamente 10 km (6,2 mi) a la superficie meteorizada en la que se acumuló la Formación Bass del Grupo Unkar, entre 1.66 y 1.25 mil millones de años atrás. [10] [11]