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Siletzia

Siletzia, desde la isla de Vancouver (Van) hasta las montañas Klamath en Oregón . El área sombreada muestra la extensión cercana a la superficie según se infiere de los estudios magnéticos y gravitacionales (Silberling et al. 1987; Wells, Weaver y Blakely 1998), dividida en los terrenos Crescent (CR) y Siletz (SZ) ; las líneas discontinuas cruzadas son ubicaciones alternativas del límite CR-SZ. Afloramientos (con nombres) en negro; las edades (en rojo, Ma = millones de años) a la izquierda son de McCrory y Wilson (2013b, fig. 1), las edades a la derecha son de Duncan (1982, fig. 2). La línea azul es el río Columbia (límite Washington-Oregón), la línea roja es la falla Corvallis-Waldo Hills, las líneas discontinuas azules son el alineamiento Olympic-Wallowa (OWL) y el alineamiento Klamath-Blue Mountains (KBML), y los triángulos rojos son los volcanes principales de las Cascadas . Modificado de la figura por Duncan (1982). Los volcanes del río Grays y partes posteriores de los volcanes de Tillamook ahora se consideran post-Siletziano. (Chan, Tepper y Nelson 2012)

Siletzia es una formación masiva de basaltos marinos y sedimentos intercalados de la época del Eoceno temprano a medio en el antearco de la zona de subducción de Cascadia , en la costa oeste de América del Norte . Forma la roca del basamento bajo el oeste de Oregón y Washington y el extremo sur de la isla de Vancouver . [1] Ahora está fragmentada en los terrenos Siletz y Crescent . [2]

Siletzia corresponde geográficamente a la Provincia Volcánica de la Cordillera Costera (o basaltos de la Cordillera Costera ), [3] pero se distingue de los basaltos ligeramente más jóvenes que entraron en erupción después de que Siletzia se acrecentara al continente y difieren en la composición química. [4] Los basaltos de Siletzia son toleíticos , una característica del magma derivado del manto que erupcionó desde una cresta en expansión entre placas de corteza oceánica. Los basaltos más jóvenes son alcalinos o calcoalcalinos , característicos de los magmas derivados de una zona de subducción . [5] Este cambio de composición refleja un cambio de vulcanismo marino a continental que se hace evidente alrededor de 48 a 42  Ma (hace millones de años), y se atribuye a la acreción de Siletzia contra el continente norteamericano . [6]

Se han propuesto varias teorías para explicar el volumen y la diversidad del magmatismo siletziano , así como los aproximadamente 75° de rotación, pero la evidencia es insuficiente para determinar el origen de Siletzia; la pregunta permanece abierta. [7]

La acreción de Siletzia contra el continente norteamericano hace aproximadamente 50 millones de años (contemporáneamente con el inicio de la curvatura de la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador ) fue un importante evento tectónico asociado con una reorganización de las placas tectónicas de la Tierra . [8] Se cree que esto causó un cambio en la zona de subducción, la terminación de la orogenia Laramide que estaba elevando las Montañas Rocosas y cambios importantes en la actividad tectónica y volcánica en gran parte del oeste de América del Norte. [9]

Exposiciones y descubrimientos

La roca de Siletzia ha quedado expuesta en varios lugares por levantamiento tectónico (como alrededor de la periferia de las Montañas Olímpicas ), plegamiento anticlinal (como las Black Hills y las Willapa Hills en el suroeste de Washington) y cabalgamiento sobre otras formaciones (a lo largo de varias fallas en el centro y sur de Oregón). Estas exposiciones han recibido diversos nombres: Formación Metchosin de la Isla de Vancouver , Formación Crescent , Formación Black Hills (Washington) y Volcanes de Willapa Hills de Washington, y Formación Siletz River y Roseburg de Oregón. [10] (Véase el mapa. Los Volcanes Grays River de Washington y Tillamook de Oregón se consideran ahora post-Siletz.) [11] En otros lugares, Siletzia está cubierta por depósitos volcánicos y sedimentarios más jóvenes.

El descubrimiento de Siletzia comenzó en 1906 con la descripción y el nombramiento de Arnold de una pequeña exposición en el lado norte de la península Olímpica cerca de Port Crescent . [12] Aunque esta exposición es pequeña, reconoció como muy probable que gran parte de ella estuviera enterrada bajo depósitos más jóvenes. Con el reconocimiento de que la roca similar expuesta en otros afloramientos es parte de la misma formación, el nombre Formación Crescent ahora se aplica generalmente a todos los basaltos del Eoceno temprano y medio en la península Olímpica y las tierras bajas de Puget . [13]

El complejo ígneo Metchosin en el extremo sur de la isla de Vancouver fue descrito en una serie de informes (1910, 1912, 1913, 1917) por Clapp, quien lo reconoció como correlativo con la formación Crescent en el otro lado del estrecho de Juan de Fuca . [14] Weaver reconoció que estos "volcánicos Metchosin" incluían varios basaltos del Eoceno en el oeste de Washington y la Cordillera Costera de Oregón hasta el sur de las montañas Klamath . [15] Los volcánicos del río Siletz fueron descritos en 1948 por Snavely y Baldwin después de las exposiciones cerca del río Siletz, Oregón, [16] y las formaciones Roseburg y relacionadas en el sur de Oregón descritas en varios informes a partir de la década de 1960. [17]

Etimología

"Siletzia" fue acuñado en 1979 por Irving (basándose a su vez en el río Siletz y la reserva Siletz ) para describir la extensión total de estos basaltos del Eoceno y formaciones sedimentarias intercaladas. [18]

Medida

El mapa muestra las exposiciones (en negro) y la extensión inferida cercana a la superficie (en rosa) de Siletzia, siendo esta última lo que se puede detectar en la corteza superior mediante estudios aeromagnéticos, gravitacionales o sismológicos. [19]

Solo hay dos contactos expuestos de Siletzia con el basamento norteamericano más antiguo (precenozoico) . [ 20] Uno está cerca de Roseburg, Oregón , donde se empuja contra formaciones de las montañas Klamath (discutidas más adelante), el otro está a lo largo de la falla del río Leech frente al extremo sur de la isla de Vancouver , donde ha empujado la formación precenozoica Pacific Rim debajo del Terrane Wrangellia ). [21] En todos los demás lugares, el contacto entre Siletzia y el resto del continente está oculto bajo depósitos más jóvenes, especialmente los volcanes de la Cordillera de las Cascadas. El contacto alrededor de las Montañas Olímpicas es en realidad el contacto del fondo con los sedimentos oceánicos subyacentes, inclinado hacia arriba por la elevación de las Olímpicas y expuesto por la erosión de unos 10 a 12 km de depósitos suprayacentes. [22]

La ubicación del contacto cercano a la superficie entre la Formación Crescent y el basamento metamórfico precenozoico del continente —lo que se ha denominado Falla del Límite de la Cordillera Costera (CRBF)— es en gran medida incierta. La Falla del Río Leech se extiende al sureste más allá de Victoria, BC para cruzar el Estrecho de Juan de Fuca , posiblemente conectándose con la Falla de la Isla Whidbey del Sur (SWIF) que se dirige al sureste. [23] Esto se extiende hasta la Zona de Falla de la Montaña Rattlesnake (RMFZ), a unos 25 kilómetros al este de Seattle , que se cree que es el borde occidental del basamento precenozoico. Sin embargo, los datos de gravedad indican que en esta latitud la Formación Crescent (al menos cerca de la superficie) no se extiende más al este que Seattle. [24]

Más al sur, cerca del Monte St. Helens , hay una situación similar, donde se cree que la Zona de Falla de St. Helens (SHZ) es el borde oriental de la Formación Crescent, [25] pero el basamento continental precenozoico está cerca del Monte Rainier . Separándolos está la formación sedimentaria marina conocida como el Conductor de las Cascadas del Sur de Washington (SWCC); es posible que se haya depositado sobre un fragmento de Siletzia. [26] O no: las partes más antiguas del SWCC probablemente sean anteriores a Siletzia, [27] y se desconoce la naturaleza y la ubicación del contacto entre estas dos formaciones.

En el centro de Oregón, Siletzia forma una plataforma sobre la que descansan los volcanes más antiguos, ahora extintos, de las cascadas occidentales . Se cree que las cascadas altas , más jóvenes, situadas al este, descansan sobre sedimentos que se acumularon en la cuenca entre Siletzia y el continente. [28]

En el sur de Oregón, Siletzia ha sido empujada contra las montañas Klamath mesozoicas del sur de Oregón a lo largo del Lineamiento Klamath-Blue Mountain (KBML). [29] Cerca de Roseburg, este contacto está expuesto en la falla Wild Safari, donde la Formación Dothan del Jurásico tardío ha sido empujada sobre la Formación Roseburg. [30]

Frente a la costa del sur de Oregón, el borde occidental de Siletzia es la falla Fulmar del Eoceno . [31] Se trata de una falla de desgarre , donde parte de Siletzia se ha separado; la pieza faltante puede ser el terreno Yakutat, ahora en la cabecera del Golfo de Alaska . [32] Más al norte, se cree que el límite del terreno llega a tierra cerca del río Columbia . [33]

La forma en que la Formación Crescent envuelve las Montañas Olímpicas ("Oly" en el mapa) puede reflejar una flexión oroclinal como resultado de ser aplastada contra la Isla de Vancouver . [34] También se ha atribuido a la pérdida de los depósitos que originalmente cubrían las Montañas Olímpicas antes de su elevación, [35] asemejándose a una cúpula donde se ha eliminado la parte superior y el extremo occidental.

El espesor real de Siletzia y las estimaciones de dicho espesor varían. Bajo Oregon, el terreno Siletz parece extenderse entre 25 y posiblemente 35 km dentro de la depresión entre la placa Juan de Fuca en subducción y el borde del continente, donde se desliza sobre sedimentos acumulados en el fondo de la depresión. [36] Se cree que el terreno Crescent (bajo Washington) es más delgado, con tan solo 12 y 22 km bajo los extremos occidental y oriental del estrecho de Juan de Fuca , pero posiblemente hasta 20 y 35 km de espesor. [37]

Composición

Las diversas formaciones de Siletzia se caracterizan por ser basaltos almohadillados toleíticos marinos y brechas volcánicas , a menudo intercaladas con capas sedimentarias de origen continental, que yacen sobre la corteza oceánica. Estas suelen estar cubiertas por una capa de rocas volcánicas alcalinas depositadas subaéreamente. [38] Todo esto sugiere que estas formaciones se depositaron inicialmente en un entorno oceánico, posiblemente como montes submarinos o un arco de islas. [39]

En la península Olímpica, la unidad Blue Mountain en la base de la Formación Crescent incluye sedimentos (incluyendo grandes rocas de diorita de cuarzo ) de origen continental, lo que sugiere que el continente estaba cerca; [40] otros sedimentos fueron erosionados de la roca precenozoica de la isla de Vancouver y la cordillera Cascade del norte. [41] En el extremo sur hay sedimentos derivados de las montañas Klamath, [42] mientras que la arena de la Formación Tyee suprayacente tiene una composición isotópica correspondiente a la roca del Batolito de Idaho . [43]

Edad

La erupción de los basaltos de Siletzia se ha situado aproximadamente entre finales del Paleoceno y mediados del Eoceno ; ha sido difícil obtener fechas más específicas y algo variables. La datación radiométrica temprana K-Ar (potasio-argón) y 40 Ar- 39 Ar (argón-argón) de Duncan arrojó fechas de 57 y 62  Ma (hace millones de años) para los extremos norte y sur, y una fecha de 49 Ma para los volcanes del río Grays cerca del centro de Siletzia. [44] Esto sugiere una cresta en expansión (como señaló previamente McWilliams 1980), y ha sido una fuerte restricción en los modelos de cómo se formó Siletzia. Desde entonces, otros investigadores han encontrado fechas más recientes (50-48 Ma) para los basaltos de Crescent, eliminando gran parte de la simetría de edad. [45]

La datación a partir de 2010 basada en 40 Ar- 39 Ar, U-Pb (uranio-plomo) y cocolitos muestra un rango más estrecho de edades de 56 Ma en el sur a 50 o 49 Ma en el norte. [46] Las dataciones posteriores de U-Pb de alta precisión de Siletzia del norte [47] muestran una edad estrechamente restringida de 51 Ma para el complejo Metchosin en la isla de Vancouver. De particular interés es el rango algo más amplio de aproximadamente 53 a 48 Ma para los basaltos de la Formación Crescent en el lado este de la Península Olímpica que se superponen a la unidad Blue Mountain, datados de manera confiable en 48 Ma o menos. [48] Esta relación estructural se entendía anteriormente como una demostración de que Siletzia, o al menos su extremo norte, se construyó sobre el margen continental. Ahora se argumenta [49] que la discordancia de edades se puede explicar por el hecho de que la unidad de Blue Mountain fue empujada bajo Siletzia algún tiempo después de 44,5 Ma, y muestra que Siletiza no estaba necesariamente emplazada a lo largo del margen continental.

Tamaño

Siletzia es enorme: más de 400 millas (600 kilómetros) de largo, casi la mitad de esa cantidad de ancho (y probablemente más en profundidad). Los depósitos originales tenían de 16 a 35 kilómetros de espesor. [50] Weaver, calculando un espesor mínimo de solo 3000 pies, aún estimó "casi 10 000 millas cúbicas de roca"; [51] estimó que el volumen total era tan grande, si no mayor, que los basaltos del río Columbia más conocidos . [52] Snavely et al., reconociendo al menos 10 000 pies de espesor, y hasta 20 000 pies bajo centros eruptivos, estimó que el volumen era superior a 50 000 millas cúbicas (más de 200 000 km 3 ). [53] Duncan (1982) estimó alrededor de 250.000 km3 ( aproximadamente 60.000 millas cúbicas), lo que excede el volumen de la mayoría de las zonas de rift continental y algunas provincias de basalto de inundación. [54] Una estimación reciente situó el volumen en 2 millones de km3. [55]

Paleorrotación

Rotación de Oregón : Rotación de Siletzia (verde) alrededor de un punto de pivote norte. Las montañas Klamath (azul) rotaron con Siletzia, habiendo estado anteriormente adyacentes a las montañas Blue (también azules, y también rotadas desde entonces) cerca del batolito de Idaho (borde derecho). La línea discontinua roja es el lineamiento Olympic-Wallowa. Imagen original cortesía de William R. Dickinson.

Cuando la lava se solidifica y se enfría, retiene una huella del campo magnético de la Tierra , registrando así cómo estaba orientada. Las mediciones de dichos campos paleomagnéticos en la Cordillera Costera de Oregón muestran rotaciones de 46 a 75°, todas ellas posteriores a la presunta acreción al continente (o, alternativamente, formación) del terreno Siletz hace unos 50 Ma. Estas rotaciones son todas en el sentido de las agujas del reloj y muestran una fuerte correlación con la edad de la roca: alrededor de un grado y medio de rotación por millón de años. [56] Estas rotaciones paleomagnéticas y otras evidencias muestran que Siletzia —o la parte de ella que constituye el terreno Siletz ("SZ" en el mapa, arriba), desde las montañas Klamath hasta el río Columbia—  ha rotado en el sentido de las agujas del reloj como un único bloque coherente. [57]

¿Siletzia giró sobre su extremo norte o sobre su extremo sur? Esta pregunta ha atraído una atención considerable, y la evidencia sugiere desde hace tiempo un giro hacia el norte. [58] Una pieza clave de evidencia es que la Formación Crescent está asentada sobre sedimentos (la unidad Blue Mountain) derivados del continente, incluyendo rocas de diorita de cuarzo de unos 65 millones de años. Esto se interpretó anteriormente como que requería que la Formación Crescent se hubiera formado cerca del continente. [59] Sin embargo, una nueva datación U-Pb de alta precisión muestra que los basaltos suprayacentes son más antiguos y, por lo tanto, la unidad Blue Mountain no fue superpuesta por los basaltos, sino empujada debajo de ellos en una fecha posterior. [60] Este empuje hacia abajo implica que el extremo norte de Siletzia estaba inicialmente más alejado del continente y permite un movimiento radial sobre un pivote más al sur o más al este cerca de la frontera entre Washington y Oregón, como se sugirió recientemente. [61]

Este modelo muestra que Siletzia se formó en el margen continental a lo largo de lo que ahora es el Lineamiento Olímpico-Wallowa (OWL, por sus siglas en inglés; una zona de características topográficas de edad y significado tectónico desconocidos), con el extremo sur de Siletzia y las montañas Klamath (unidas a Siletzia) cerca del Batolito de Idaho en el centro de Idaho. Otra evidencia de esto proviene de la arena de la Formación Tyee que se encuentra sobre la Formación Roseburg. Esta arena no solo tiene la misma composición isotópica de la roca del Batolito de Idaho (y de la arena que ahora corre por los ríos Snake y Columbia), sino que parece que no se ha transportado muy lejos de su fuente. Esto implica que la Formación Tyee estaba mucho más cerca del Batolito de Idaho cuando se depositó y, posteriormente, se alejó rotando. [62] Los estudios geodésicos muestran que la región continúa girando, probablemente como resultado de la extensión de la Provincia de Cuenca y Cordillera [63] y el flujo astenosférico alrededor del borde sur de la placa subductora de Juan de Fuca. [64]

Al norte del río Columbia, las cosas son más complicadas. En primer lugar, en el suroeste de Washington hay sólo la mitad de rotación que la observada en rocas de edad similar en Oregón. Esta es la base para creer que el terreno Crescent se ha separado del terreno Siletz (quizás porque se formaron en diferentes placas oceánicas), [65] y han experimentado una historia de rotación diferente. [66] En segundo lugar, en Washington hay más variación en la cantidad de rotación y más fallas, lo que ha llevado a la especulación de que el terreno Crescent se ha roto en ocho o nueve bloques de corteza. [67]

En Bremerton , en el lado este de los Juegos Olímpicos, las rotaciones medidas son menores y están dentro de los límites de error estadístico de ser cero; mientras que más al norte, cerca de Port Townsend , la rotación es ligeramente en sentido contrario a las agujas del reloj. [68] En la isla de Vancouver , las paleorrotaciones son en sentido contrario a las agujas del reloj, y otra evidencia muestra que la punta de la isla se ha doblado, presumiblemente como resultado de la colisión de Siletzia. [69] La punta noroeste de la península Olímpica también muestra una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, de alrededor de 45 grados. Esto plantea la pregunta de cuánto de la forma arqueada de la Formación Crescent se debe a la pérdida de material del centro después del levantamiento de las Montañas Olímpicas, y cuánto refleja la flexión oroclinal . [70]

Origen

El origen de Siletzia aún no se ha determinado y (a fecha de 2017) sigue siendo controvertido. [71] Aún se están desarrollando teorías e incluso los detalles de los que dependen las teorías "han seguido siendo enigmáticos". [72] A continuación se presentan varios de los modelos más notables.

Los modelos de formación de Siletzia son de dos tipos generales: [73] (1) Formación muy alejada de la costa (posiblemente como montes submarinos , como la cadena de montes submarinos Hawai-Emperor , o un punto caliente en una dorsal, como Islandia ) y luego acreción al continente; (2) formación cerca de la costa, en el margen continental o cerca de él (quizás como resultado de una extensión transcurrente o de una ventana de losa). Todos los modelos actuales muestran que Siletzia se separa del borde continental alrededor de un pivote norte. [74]

Los estudios sobre los orígenes de Siletzia se han centrado generalmente en explicar dos observaciones principales: la gran paleorrotación (descrita anteriormente) y la voluminosa producción (más de 50.000 millas cúbicas, que supera el volumen de la mayoría de las zonas de rift continental y algunas provincias de basalto de inundación). [75] Para explicar los volúmenes observados de basalto se requiere una fuente magmática mejorada, para lo cual la mayoría de los modelos invocan la presencia del punto caliente de Yellowstone o de ventanas de losa . [76] Esto último habría resultado de la subducción de la dorsal de Kula-Farallón (o posiblemente Farallón-Resurrección) . La relación con la dorsal de Kula-Farallón es un elemento importante en todos los modelos, aunque su ubicación a lo largo de esa época no está bien determinada. [77]

En un intento de explicar la paleorrotación en el sentido de las agujas del reloj observada y observando que Siletzia parecía haber rotado como un bloque rígido, Simpson y Cox (1977) propusieron dos modelos. El primero era la rotación sobre un pivote sur en contacto con las montañas Klamath. Esto tiene varios problemas, especialmente porque en el extremo norte se encuentran sedimentos e incluso rocas del continente en la base de la Formación Crescent, lo que demuestra que estaba cerca del continente desde el principio. [78] En el segundo modelo (posteriormente refinado por Hammond 1979), Siletzia estaba originalmente adyacente al Lineamiento Olímpico-Wallowa, luego se separó del continente y rotó sobre un pivote norte cerca de la península Olímpica. Debido a que los sedimentos también muestran que los Klamaths estaban en estrecho contacto desde el principio, esto requiere que los Klamaths se hayan movido con Siletzia. Originalmente hubo conflictos en la comprensión de cuándo se movieron los Klamaths, y con la edad y la cantidad de rotación de la Formación Clarno en el centro de Oregón. Estos problemas fueron aclarados en gran medida en un estudio de la Formación Clarno realizado por Grommé et al. (1986) e ilustrados con una reconstrucción palinspástica de hace 38 Ma.

Modelo offshore: ¿Una cadena de islas capturada?

Un artículo temprano y ampliamente citado de Duncan (1982) (basándose en características de la teoría relativamente nueva de la tectónica de placas) ejemplifica el tipo de modelos de alta mar o " monte submarino ". Presentó un conjunto de edades determinadas radiométricamente (K-Ar y 40 Ar- 39 Ar) que eran más jóvenes en el centro (para los volcanes del río Grays) y más antiguas en los extremos. Esta progresión de edad dihédricamente simétrica sugería fuertemente el patrón visto en las dorsales en expansión , donde la roca más antigua es arrastrada a ambos lados desde donde la nueva roca entra en erupción. Duncan consideró cinco modelos (pero ninguno que involucrara rifting o subducción de dorsales), [79] favoreciendo uno donde un punto caliente -presumiblemente el punto caliente de Yellowstone-  intersectaba la dorsal en expansión Farallon-Kula (como en Islandia ) para generar una cadena de islas. Estas islas luego se acrecentaron al continente a medida que la corteza oceánica subyacente se subducía.

Este estudio ha sido criticado por múltiples motivos, en particular en lo que respecta a las edades. El propio Duncan señaló que la medición de las edades del norte puede haberse visto afectada por la pérdida de argón debido al metamorfismo de bajo grado, y que podría haber un sesgo con respecto a la posición estratigráfica. [80] Esto último fue demostrado por un estudio reciente que mostró, sobre la base de la geoquímica , que las erupciones volcánicas del río Grays siguieron a las erupciones de Siletzia, [81] y, por lo tanto, no son representativas de la fase inicial del magmatismo de Siletz. Las dataciones recientes también muestran una tendencia más monótona de progresión de la edad de sur a norte ("rejuvenecimiento"). [82]

El rango de las edades originales también fue un problema, ya que la tasa de expansión de Kula-Farallon durante ese tiempo produciría una cadena de montes submarinos mucho más larga que la observada, y demasiado alejada del continente para explicar los sedimentos derivados del continente. [83] Esta objeción se atenúa un poco en que las edades más nuevas muestran un rango de edades más pequeño. [84]

Modelos costeros

Varios modelos indican que la siletzia se forma cerca de la costa, en el margen continental o cerca de él. Si bien todos los modelos actuales indican que la siletzia se separa del continente después de la acreción o la formación, una subclase de modelos "con ruptura" considera que la ruptura fue la causa de las erupciones de la siletzia.

Wells et al. 1984 propusieron que los basaltos de Siletzia podrían haberse "filtrado" a través de fallas transformantes (perpendiculares a una dorsal en expansión) durante los cambios de dirección de las placas tectónicas. El tamaño de estas erupciones y su ubicación en esta región se atribuyen a la proximidad al punto caliente de Yellowstone. [85] Esta teoría de la "transformación con fugas" parece ser rechazada en gran medida, probablemente porque se demostró que el modelo de movimiento de las placas en el que se basaba era defectuoso. [86]

Wells et al. sugirieron alternativamente que, a medida que un terreno en el margen del continente fue empujado sobre el punto caliente de Yellowstone, se separó del continente por el magma ascendente , que luego formó los basaltos de Siletzia. [87] Esta idea fue desarrollada más a fondo por Babcock et al. (1992), quienes sugirieron que el rifting podría haberse iniciado por un cambio en la dirección de la placa, o por efectos cinemáticos a medida que la dorsal Kula-Farallón migraba a lo largo del margen continental. Uno de esos efectos es la formación de una ventana de losa (o brecha de losa) que permitiría un mayor afloramiento de magma. [88]

Ventanas de losa

El hecho de que las dorsales en expansión pudieran ser subducidas fue reconocido al principio del desarrollo de la teoría tectónica de placas , pero se tuvo poca consideración de los efectos resultantes. En la década de 1980 se llegó a la conclusión de que el magma que brotaba de la astenosfera a través de la dorsal subducida no alcanzaría el agua de mar y, por lo tanto, no se apagaría para formar roca y cerrar la brecha. La expansión continua conduciría a una brecha o "ventana" cada vez mayor en la placa en subducción a través de la cual podría haber un mayor flujo de magma. [89] Las implicaciones de esto para Siletzia fueron mostradas por primera vez por Thorkelson y Taylor (1989) y Babcock et al. (1992) (después del trabajo pionero de Dickinson y Snyder 1979). [90] Breitsprecher et al. (2003) identificaron posteriormente la estela en forma de abanico de volcanes de geoquímica distintiva dejada por la ventana de la losa Kula-Farallón en expansión a través del noreste de Washington y hacia Idaho.

Madsen et al. (2006) demostraron que la mayor parte del magmatismo del Eoceno y posterior desde Alaska hasta Oregón "se puede explicar en términos de subducción de dorsales y tectónica de ventanas de losa". [91] Es decir, una ventana de losa (y una sola dorsal subducida puede dar lugar a múltiples ventanas de losa) puede proporcionar un magmatismo adecuado sin tener que invocar un punto caliente (pluma del manto). (Tanto es así que se ha sugerido que el punto caliente de Yellowstone puede haber sido iniciado por una ventana de losa.) [92] Tanto las plumas del manto como las ventanas de losa presentan un magmatismo voluminoso; la principal diferencia es que las ventanas de losa se formarían solo donde la dorsal en expansión es subducida. Esto implica formación en el margen continental y luego rifting, a la manera de la segunda clase de modelos.

Golfo de Alaska

Cualquier modelo del origen de Siletzia debe tener en cuenta las interacciones con los límites de las placas que se estaban subduciendo bajo América del Norte durante el Eoceno. Los primeros estudios estuvieron plagados de ubicaciones indeterminadas para estos límites, en particular de la dorsal Kula-Farallón (KF) : los basaltos en la cabecera del Golfo de Alaska (a lo largo del Panhandle de Alaska) tienen edades y composiciones correspondientes a las de los volcanes Siletz, lo que sugiere que la dorsal KF estaba frente a la costa del Yukón al mismo tiempo que frente a la costa de Washington. Esto se puede resolver asumiendo que alrededor de 56 Ma la parte oriental de la placa Kula se había separado para formar la placa Resurrección, con la nueva dorsal Kula-Resurrección (KR) subiendo por el Golfo de Alaska hacia la Isla Kodiak , y la antigua dorsal KF (ahora RF) llegando a Washington. [93] La subducción de esta placa bajo el oeste de Canadá fue rápida y desapareció por completo con la subducción de la dorsal KR alrededor de 50 Ma. [94]

Este escenario permite entonces un rápido transporte al norte de bloques de corteza como el terreno Yakutat . Actualmente situado al sureste de Cordova en la cabecera del Golfo de Alaska, la evidencia paleomagnética indica que se formó en una latitud correspondiente a Oregón o el norte de California. [95] De manera similar, se cree que ciertos esquistos en la isla Baranof fueron contiguos a los esquistos del río Leech ( complejo del río Leech ) en la isla de Vancouver alrededor de 50 Ma, y posteriormente transportados hacia el norte con otros elementos del terreno Chugach-Prince William. [96]

Después de la acreción: 50-42 Ma

Ya sea que se formaran lejos de la costa como montes submarinos, o cerca de la costa por una ventana de losa, los basaltos de Siletzia se depositaron en una placa oceánica en subducción: el terreno de Siletz en la placa de Farallón , y el terreno de Crescent muy probablemente en la placa de Resurrección adyacente (previamente desprendida de la placa de Kula , que previamente se había desprendido de la placa de Farallón). En ambos casos, la masa de Siletzia fue atraída hacia la zona de subducción, que posiblemente corría en diagonal a través de lo que ahora es Washington, aproximadamente en la posición del Lineamiento Olímpico-Wallowa . [97] Sin embargo, Siletzia era demasiado grande para ser subducida, y se acrecentó al continente. La acreción a veces se llama "acoplamiento", pero es más similar a una colisión: varias estructuras periféricas primero se pliegan o aplastan, luego las estructuras principales se deforman cuando entran en contacto, y varias partes son empujadas sobre otras partes, todo esto desarrollándose durante varios millones de años. En la medida en que se puede dar una fecha definitiva a la acreción de Siletzia a América del Norte, la mayoría de los estudios la dan como alrededor de 50 Ma. [98] Esta fecha tiene un significado adicional, ya que también es el comienzo de un cambio en la dirección de la placa del Pacífico, como se ve en la curva en la cadena de montes submarinos Hawaianos-Emperadores , y también un cambio en el noroeste del Pacífico de tectónica compresiva a tectónica extensional . [99] Esto también puede ser cuando la última de la placa de la Resurrección fue subducida bajo Columbia Británica . [100] El inicio de la falla lateral derecha de Straight Creek que golpea el norte a ~48 Ma [101] probablemente resultó de la tensión acumulada durante la acreción de Siletzia.

A medida que Siletzia se acumulaba, también atascó la zona de subducción existente, deteniendo la subducción de la placa Farallón. Esto terminó la orogenia Laramide que había estado elevando las Montañas Rocosas y desencadenó el barrido de ignimbrita , una ola de magmatismo silícico de gran volumen que arrasó gran parte del oeste de América del Norte entre 20 y 50 Ma. [102] Esto, sin duda, afectó al enigmático y controvertido Arco Challis (que se extiende desde el sureste de Columbia Británica hasta el Batolito de Idaho, aproximadamente paralelo al Lineamiento Olímpico-Wallowa ), pero se desconocen los detalles de esto. [103]

La subducción, habiendo cesado en la zona existente, eventualmente se reinició más al oeste como la actual zona de subducción de Cascadia . [104] El vulcanismo de la nueva zona de subducción (como los volcanes de Grays River [105] y Northcraft) [106] alcanzó la superficie hace aproximadamente 42 Ma, iniciando así el surgimiento de la ancestral Cordillera de las Cascadas . [107]

Varios otros eventos significativos ocurrieron alrededor de 42 Ma, incluyendo el cese del metamorfismo de los esquistos del río Leech [108] (resultante del empuje de la Formación Metchosin/Crescent bajo la Isla de Vancouver ) y el final del movimiento de deslizamiento en la falla Straight Creek ; [109] estos pueden reflejar el último movimiento de Siletzia en relación con América del Norte. En una escala más amplia, hubo un cambio en la dirección absoluta de la placa del Pacífico [110] (marcado por el final de la curva en la cadena de montes submarinos Hawaianos-Emperadores), y un cambio en la convergencia de la placa Kula con la placa de América del Norte. [111]

A medida que la subducción disminuía, también lo hacía la fuerza que había apretado a Siletzia contra el continente, y el régimen tectónico pasó de compresivo a extensional. [112] La deposición de arena del entonces proximal Batolito de Idaho en la Formación Tyee en el sur de Oregón puede haber continuado hasta hace 46,5 Ma, [113] pero se interrumpió cuando Siletzia se separó del continente y comenzó a rotar alejándose. [114] Se desconoce qué inició el rifting. Wells et al. (1984, p. 290) sugirieron que cuando el continente se apoderó del punto caliente de Yellowstone, la columna ascendente desgarró un terreno previamente acrecentado. Babcock et al. (1992) sugirieron un cambio en la velocidad a la que las placas estaban convergiendo, o los "efectos cinemáticos" (como una ventana de losa) del paso de la dorsal Kula-Farallon (o dorsal Resurrección-Farallon). [115]

Véase también

Notas

  1. ^ Snavely, MacLeod y Wagner 1968, pág. 454; Phillips, Walsh y Hagen 1989, pág. 209; Brandon y Vance 1992, pág. 571; Trehu et al. 1994, pág. 237.
  2. ^ Silberling et al. 1987. La porción de Siletzia bajo Oregón y el sureste de Washington, excluyendo la península Olímpica y la isla de Vancouver , también se ha denominado placa de Willamette. Magill et al. 1982, pág. 3771, y véase la figura 11, pág. 3772.
  3. ^ Brandon y Vance 1992, pág. 571.
  4. ^ Brandon y Vance 1992, pág. 571.
  5. ^ Phillips, Walsh y Hagen 1989, págs. 200, 205; Cady 1975, pág. 573.
  6. ^ Phillips, Walsh y Hagen 1989. Los autores difieren en cuanto a qué formaciones son siletzianas. Para una categorización reciente, véase McCrory y Wilson 2013b, Tabla 1.
  7. ^ Bromley 2011, pág. 9; McCrory y Wilson 2013b, párrafo 2.
  8. ^ Sharp y Clague 2006, pág. 1283.
  9. ^ Gao 2011, págs. 44, 48.
  10. ^ Wells et al. 1984, Fig. 1; Trehu et al. 1994, nota 9; McCrory & Wilson 2013b, § 2.1, Fig. 1 y Tabla 1.
  11. ^ Chan, Tepper y Nelson 2012, pág. 1324; Rarey 1985, pág. 87.
  12. ^ Arnold 1906.
  13. ^ Babcock, Suczek y Engebretson 1994, pág. 144.
  14. ^ Henriksen 1956, págs. 22, 31.
  15. ^ Tejedor 1939.
  16. ^ Originalmente denominada "Serie volcánica del río Siletz" por Snavely y Baldwin 1948, renombrada por Snavely, MacLeod y Wagner 1968, p. 454.
  17. ^ Snavely, MacLeod y Wagner 1968; Baldwin 1974; Wells y cols. 1984; Baldwin y Perttu 1989; Wells y cols. 2000.
  18. ^ Irving 1979, pág. 672.
  19. ^ Wells, Weaver y Blakely 1998, pág. 760.
  20. ^ Wells y otros. 2000, pág. 15.
  21. ^ Massey 1986, pág. 602.
  22. ^ Brandon y Vance 1992, pág. 571.
  23. ^ La falla del río Leech/CRBF también se ha relacionado con posibles fallas en la bahía Discovery y el estrecho de Puget  (ver fallas del estrecho de Puget)  , pero la evidencia está más bien en contra de estas posibilidades. Por ejemplo, véase Babcock et al. 1992, pág. 6809 y Babcock, Suczek y Engebretson 1994, pág. 149.
  24. ^ Finn 1990, pág. 19.537.
  25. ^ Stanley, Finn y Plesha 1987, pág. 10,179.
  26. ^ Miller y col. 1997, pág. 17.869.
  27. ^ Stanley, Finn y Plesha 1987, pág. 10,186; Stanley y otros 1996, págs. 4, 16.
  28. ^ Blakely 1994, pág. 2771.
  29. ^ Blakely 1994, pág. 2759; Gao y otros 2011, págs. 206, 208, 210.
  30. ^ Wells et al. 2000, pág. 12, y figura 2, pág. 31.
  31. ^ Snavely & Wells 1996, págs. 162, 171 y figura 64; Goldfinger et al. 1997, figura 2.
  32. ^ Fleming y Tréhu 1999, págs.20, 442, 20, 432; Snavely y Wells 1996, págs. 172-173; Davis y Plafker 1986.
  33. ^ Goldfinger et al. 1997, pág. 8228. Parsons et al. (1999) utilizaron datos sísmicos para construir una imagen tridimensional de Siletzia debajo de Washington, incluido el límite occidental inferido.
  34. ^ Beck y Engebretson 1982, págs. 3757–56.
  35. ^ Cady 1975; Warnock, Burmester y Engebretson 1993, págs. 11, 735–11, 736.
  36. ^ Trehu et al. 1994; McCrory y Wilson 2013a. McCrory y Wilson (2013b, párrafo 7) dicen 27 ± 5 km.
  37. ^ Graindorge et al. 2003, § 9.2; McCrory & Wilson 2013a, diapositivas 15 y 17.
  38. ^ Cady 1975, pág. 573 y fuentes siguientes.
  39. ^ Snavely, MacLeod y Wagner 1968, pág. 480. Se puede encontrar una descripción más detallada de los volcanes del río Siletz en Snavely, Wagner y MacLeod 1965, y de la Formación Crescent en Lyttle y Clarke 1975.
  40. ^ Cady 1975, pág. 579.
  41. ^ Snavely y Wells 1996, pág. 164.
  42. ^ Heller y Ryberg 1983, pág. 380; Heller, Tabor y Suczek 1987, pág. 1662; Grommé et al. 1986, pág. 14.090; Goldfinger 1990, pág. 12.
  43. ^ Heller y otros 1985, pág. 779.
  44. ^ Duncan 1982.
  45. ^ Babcock et al. 1992, pág. 6815. Las variaciones en la alteración geoquímica también pueden haber sesgado los resultados. Duncan 1982, pág. 10,828; Magill, Cox y Duncan 1981, pág. 2956.
  46. ^ Pyle et al. 2009 (resumen); Wells et al. 2010 (resumen).
  47. ^ Eddy, Clark y Polenz 2017, Tabla 1.
  48. ^ Wells et al. (2014, Figura 4) calcularon una edad deposicional máxima de aproximadamente 48,7 Ma, mientras que Eddy, Clark y Polenz (2017, Tabla 1) informan cuatro edades que van desde 44,7 Ma a 47,8 Ma.
  49. ^ Eddy, Clark y Polenz 2017, pág. 662.
  50. ^ Trehu y otros 1994, Figura 2.
  51. ^ Tejedor 1939.
  52. ^ Citado en Henriksen 1956, p. 111.
  53. ^ Snavely, MacLeod y Wagner 1968, pág. 456.
  54. ^ Babcock y otros. 1992, pág. 6813.
  55. ^ Wells et al. 2010 (resumen).
  56. ^ Beck y Plumley 1980, pág. 573; Bates, Beck y Burmester 1981, pág. 188.
  57. ^ Beck y Plumley 1980, pág. 573; Magill, Cox y Duncan 1981, pág. 2958. Otros posibles mecanismos de rotación son analizados por Globerman, Beck y Duncan 1982, pág. 1156. Véase también Wells y Heller 1988.
  58. ^ Segundo modelo de Simpson y Cox (1977), elaborado por Hammond (1979). Magill, Cox y Duncan (1981) presentaron varias objeciones a un pivote norteño, quienes favorecían una fase inicial de rotación con un pivote sur (p. 2960). Grommé et al. (1986) parecen haber resuelto algunos conflictos palinspásticos aparentes relacionados con la Formación Clarno del centro-norte de Oregón (Simpson y Cox 1977, p. 588). Un problema importante para un pivote sur es que implica rotación durante la acreción, mientras que la mayoría de los estudios indican que la mayor parte o la totalidad de la rotación ocurrió después de la presunta acreción (Heller et al. 1985, p. 779).
  59. ^ Cady 1975, pág. 579. Véase también Babcock, Suczek y Engebretson 1994, págs. 141, 144 y McCrory y Wilson 2013b, § 2.1.2.
  60. ^ Eddy, Clark y Polenz 2017.
  61. ^ Wells et al. 2014, págs. 707–708.
  62. ^ Heller y col. 1985, págs. 770, 773, 779; Dumitru et al. 2013
  63. ^ Wells y Simpson 2001.
  64. ^ Zandt y Humphreys 2009; Wells y McCaffrey 2013.
  65. ^ McCrory y Wilson 2013b, párrafos 5, 50, 54, 63–66.
  66. ^ Magill y Cox 1981; Globerman, Beck y Duncan 1982, pág. 1155; Wells y otros 1984, pág. 280.
  67. ^ Blakely y otros. 2002.
  68. ^ Beck y Engebretson 1982.
  69. ^ Johnston y Acton 2003.
  70. ^ Prothero, Draus y Burns 2009.
  71. ^ Eddy, Clark y Polenz 2017, p. 652. Bromley (2011, p. 9) ha dicho anteriormente que "carece de una respuesta definitiva".
  72. ^ McCrory y Wilson 2013b, párrafo 2.
  73. ^ Brandon y Vance (1992, p. 571) las denominan interpretación de monte submarino e interpretación de cuenca marginal . Chan, Tepper y Nelson (2012, p. 1324) cuentan solo tres modelos generales , restringiendo el primero al vulcanismo de puntos calientes en una dorsal en expansión y contando las ventanas de losa como un tercer modelo. Eddy, Clark y Polenz (2017, p. 652) proporcionan un resumen actualizado.
  74. ^ Algunos modelos tempranos indicaban que Siletzia rotaba hacia el continente alrededor de un pivote sur, siendo la acreción la culminación de la rotación. El pivote sur parece haber sido abandonado en gran medida, en parte porque varios estudios (por ejemplo: Heller y Ryberg 1983, pág. 383; Wells et al. 1984, pág. 280; Heller et al. 1985, pág. 779) muestran que la mayor parte de la rotación fue posterior a la acreción. Estas clases de modelos se han clasificado como "acrecionados" o "fraccionados", pero esto es inexacto ya que la formación costera aún puede implicar acreción, y todos los modelos de acreción en alta mar que utilizan un pivote norte implican rifting.
  75. ^ Babcock y otros. 1992, pág. 6813.
  76. ^ Bromley 2011, pág. 9.
  77. ^ Babcock et al. (1992, fig. 10) muestran la incertidumbre en la posición de la dorsal KF a 65 Ma como en cualquier lugar desde México hasta las islas Queen Charlotte . Véase también la figura 1 en Haeussler et al. 2003, que muestra la dorsal KF alternativamente cerca de Washington o cerca de Anchorage .
  78. ^ Cady 1975, pág. 579.
  79. ^ Duncan 1982, pág. 10.828.
  80. ^ Duncan 1982, págs. 10, 828, 10, 830.
  81. ^ Chan, Tepper y Nelson 2012, pág. 1324. Y sustancialmente más joven, de 42 a 37 Ma.
  82. ^ Pyle y otros. 2009.
  83. ^ Wells y otros 1984, pág. 280.
  84. ^ Wilson y McCrory 2010. Véase también McCrory y Wilson 2013b.
  85. ^ Wells y otros 1984, pág. 289.
  86. ^ Lonsdale 1988, pág. 752.
  87. ^ Wells y otros 1984, págs. 289-290.
  88. ^ Babcock y otros. 1992, pág. 6813.
  89. ^ Thorkelson 1996.
  90. ^ Michaud y col. 2002; Thorkelson 1996, pág. 48.
  91. ^ Madsen et al. 2006, pág. 31. Su modelo tiene la parte norte de la placa de Resurrección separándose hace aproximadamente 47 Ma para formar la placa de Eshamy.
  92. ^ Babcock et al. 1992, pág. 6819. Véase también Christiansen, Foulger y Evans 2002.
  93. ^ Véase la figura 1 en Haeussler et al. 2003, pág. 868.
  94. ^ Haeussler y col. 2003, pág. 872.
  95. ^ Davis y Plafker 1986. Véase también Cowan 2003, pág. 472.
  96. ^ Cowan 2003, págs. 465–471 y figura 4.
  97. ^ Simpson y Cox, 1977, pág. 588, figura 5; véase también Hamilton, 1969, fig. 4. Esta sería la zona de subducción de Challis, pero hay algunas dudas al respecto. Véase Babcock et al., 1992, pág. 6817; Brandon y Vance, 1992, pág. 570; Schmandt y Humphreys, 2010, pág. 7.
  98. ^ Heller y Ryberg 1983, pág. 383; Phillips, Walsh y Hagen 1989, pág. 199. Algunos estudios tempranos (por ejemplo, Duncan 1982) datan la acreción hace 42 Ma. Un estudio reciente (Schmandt y Humphreys 2011) sugiere que puede haber sido hace 55 Ma.
  99. ^ Wells y otros, 1984, págs. 275, 290; Heller, Tabor y Suczek, 1987, pág. 1652; Babcock y otros, 1992, pág. 5814; Gao y otros, 2011, págs. 1, 43, 58.
  100. ^ Haeussler y col. 2003, pág. 872.
  101. ^ Vance y Miller 1994.
  102. ^ Gao 2011, pag. 9; Schmandt y Humphreys 2011, pág. 177.
  103. ^ Moye y col. 1988; Babcock y cols. 1992, pág. 6817; du Bray y John 2011, pág. 1122.
  104. ^ Dickinson 1976, p. 1283; Oxford 2006, p. 12; Gao et al. 2011, p. 203. No parece que en ninguna parte se detalle cómo ocurrió esto, pero la figura 5 de Simpson & Cox (1977, p. 587) sugiere que la nueva zona de subducción puede simplemente haberse separado de la zona antigua, comenzando desde el sur.
  105. ^ Chan, Tepper y Nelson 2012, pág. 1324.
  106. ^ Babcock y otros 1992, pág. 6817.
  107. ^ Babcock y otros. 1992, pág. 6813.
  108. ^ Clowes y otros 1987, pág. 33.
  109. ^ Vance y Miller 1994.
  110. ^ Wells y otros 1984, pág. 277.
  111. ^ Lonsdale 1988, pág. 33.
  112. ^ Heller, Tabor y Suczek 1987, pág. 1652.
  113. ^ Dumitru y col. 2013, pág. 188.
  114. ^ Como se explicó anteriormente, parece que la rotación era alrededor de un polo norte.
  115. ^ Babcock y otros. 1992, págs. 6799, 6819, 6813.

Fuentes