ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ И ТЕКТОНИКА АРИЗОНЫ

Каинозойская эра, 65 Ма –современность. В этот период Аризона подверглась компрессии, затем деформациям и оледенению (squeezed, then stretched; steamed и frozen).

Образование Скалистых гор, вулканизма, и медное оруденение, все это началось еще в мелу и продолжалось до кайнозоя, до 40 Ма, периода активной субдукции Тихоокеанской коры под Североамериканский континент. Результирующая компрессия подняла южную и западную Аризону топографически выше чем Плато Колорадо.

Примерно 20 Ма Аризона была пронизана тысячами вулканов, так как между 30-20 Ма Северо-Американская плита состыковалась со спрединговым центром East Pacific Rise. Эта область стала подобной зоне срединно-океанического атлантического хребта с его экстенсией. Сегодня этот западный центр экстенсии расположен в Калифорнийском заливе и отделяет Baja от остальной Мексики. Эта же коллизия породила трансформный разлом Сан Андреас в Калифорнии. При такой суперпозиции сил, тектонический режим сменился от сжатия до экстенсии в районе Бассейнов и Хребтов.

Первоначально коровая экстенсия по оси северо-восток - юго-запада характеризовалась многочисленными нормальными разломами и ротацией разломанных блоков. Движение крыльев разломов проходило по крутым нормальным разломам, которые в глубине сглаживались до пологих наклонов. Смещение по этим разломам достигало несколько десятков километров.

Существующие сегодня горы Tucson Mountains с богатейшим месторождением порфировой меди - прямой результат такой экстенсии.

Более поздняя экстенсия закончилась высоко-угловыми разломами, которые ограничили аризонские долины и сделали некоторые из них глубиной в 5 000 м в основе долин.

ТУСОНСКИЙ ГОРНЫЙ ХАОС
Тусонский Горный Хаос Tucson Mountain Chaos- формальное геологическое имя для описания одной из наиболее запутанных, сложных и спорных областей в южной Аризоне (Так говорит информационный бюллетень Аризонского Геологического Общества).

Если ехать по дороге у Gates Pass и смотрите на дорожные отрезки, можно видеть беспорядок выходов различных цветных пород. В пределах подстилающих вулканических пеплов прорываются большие куски другого вулкана, известняков, гранитов и кристаллических сланцев. Сама горная цепь составлена из мегабрекчии (mega-breccia).

Происхождение гор Тусон все еще дебатируется и скорее всего здесь сложная цепочка событий.

История Тусона начинается в течение Laramide Orogeny, в период возникновения Скалистых гор 70 Ма. Северо-Американский континент двигался на запад со скоростью 5 см в год и врезался в океанскую корку под Тихим океаном. Более тяжелая океанская кора субсидировалась под более легкую континентальную. Это вызванное сжатие, создание гор, и вулканизм.

Поскольку продолжалась субдукция океанской коры, погруженный кусок плиты достиг глубин расплавления. Большие капли магмы поднялись через континентальную кору.

Некоторые из этих капель породили медные депозиты, другие, достигнув поверхности, стали вулканами.

Один такой вулкан был сформирован на месте сегодняшних Catalina Mountains к востоку от Тусона. Это был большой вулкан, который прорвался с сильными извержениями и в конечном счете возник коллапс кальдеры поперечником в 16 км. Части стенных пород упала в кальдеру, что и объясняет хаотическую смесь пород в Тусонских Горах.

Североамериканский континент все еще двигался на запад. Между 40 -20 Ма он оказался в зоне спрединга East Pacific Rise, столь же мощного, как спрединг срединно-атлантического хребта, отделившего Америку от Африки. Сжатие, которое построило Скалистые горы, было превращено в экстенсию. Западная часть американского континента начала расползаться, а по краю пробежал трансформный разлом Сан Андреас.

Примерно 30 Ма происходит растягивание коры (crustal stretching) и прогревание снизу, что приводит к появлению вулкана “Тусонских Гор”.

25 Ма stretching вызывает появление пологих разломов, которые отделяют большую часть вулканического здания от главной части массива.

Вулкан и его кальдера стали скользить на запад.

Тусонские Горы представляют только один пример последствий экстенсии. Пик Picacho имеет схожую историю. Около Зеленой Долины Green Valley имеется старый рудник Twin Buttes, рудник Mission mine и яма Eisenhower pit - несколько частей единого месторождения порфировой меди, которое было разрезано и перетасовано как колода карт.

Рудники Twin Buttes, Mission-Pima, и San Xavier вместе с захороненной минерализацией между ними и рудник Sierrita, расположенный на противоположной стороне главного разломай, представляют кусочек одной и той же одноактовой минерализации.

Средне каинозойские жилы несут золото, серебро и базовые металлы. Медно- золотая минерализация связана с разломами детачмент. Марганец и залежи урана происходят в бассейнах, полученных экстенсией.

Вулканическая деятельность возобновилась 2 -3 миллиона лет назад с извержением базальта, который произвел конусы пепла и потоки лавы (вулканическое поле Сан-Франциско, поля Springerville-Show Low, San Bernardino к востоку от Дугласа, и поля Pinacate в Мексике).

Большой каньон был сформирован в позднем кайнозое. Река Colorado River существовала уже 20 миллионов лет, но протекала на северо-восток поперек Плато Колорадо. Коровая экстенсия прервала этот поток и привела к формированию нескольких озер, похожих на Great Salt Lake (то есть бессточных водоемов). Поскольку раскрытие Калифорнийского залива последовательно работало по направлению на север, в конечном счете произошел "захват" внутренних дренажей системы Colorado River. Нижняя река начала развитие этого дренажа 5.5 Ма; этот процесс достиг Большого Каньона 1.2 Ма.

Климат в раннем кайнозое продолжал быть горячим и был жарче на 10оС (18 F) чем в настоящее время (PETM).





МЕЛОВОЙ ПЕРИОД
Меловой период 145-65 Ма был горяч и засушлив. На полюсах не было никакого льда.

Глобальная температура, по оценкам, была на 10оС (18 F) теплее сегодняшней.

Американский континент был раздроблен морем, соединяющим Мексиканский залив с Арктическим Океаном. Трансгрессии и регрессии этого моря сформировали условия для угольных формаций, похожих на палеозойские. В южной Аризоне нижне меловая группа Bisbee, состоящая из базального конгломерата basal Glance conglomerate, формация песчаников и глинистых сланцев Morita Formation и формация известняков Mural Limestone (которая формирует утесы только к востоку от Bisbee) и формация песчаников и глинистых сланцев Cintura делают запись изменений в уровне моря. Верхне меловые породы формации Fort Crittenden Formation лежат с несогласием (представляющим эрозию или структурное изменение) на Bisbee Group.

Нижний Fort Crittenden представляет отложения от границы обводнения wetland к глубоководным отложениям озера, тогда как верхний Fort Crittenden характеризует wetland с дельтообразным депозитам. Эти седименты содержат органическое и геохимическое свидетельство живой природы, которая предлагает наличие засушливого сезона.

В северной Аризоне не обнаружено пород раннего мела. Мощные последовательности верхнемеловых пород были депонированы там, где теперь Плато Колорадо. Эти отложения представляют морские осадки прибрежной зоны и депонированные рекой пески, глинистые сланцы и уголь. Угольные залежи находятся от песчаников Dakota до песчаников Black Mesa в Navajo, Аризона. Над ними залегает Mancos Shale и несколько других осадочных формирований.

Горообразование Laramide orogeny поздне мелового – ранне третичного времени (80-40 Ма) создало Скалистые горы и закрыло внутреннее меловое море, а субдукция по западному побережью стала причиной сжатия и подъем континента.

Этот период был временем возникновения основных залежей порфировой меди в западных США. Вулканизм был обширен, включая вулкан, который произвел породы Тусонских Гор.

Динозавры бродили по земле Аризоны, включая Sonorasaurus thompsoni (новая вид brachiosaurid dinosaur), Acrocanthosaurus и др.

Достопримечательные отложения в Аризоне: Paul Spur –месторождение Mural limestone.Здесь, в районе Mule Gulch можно найти холмы, вырезанные из залегающих меловых пород к востоку от Bisbee. Видная белая полоса – верхняя часть Mural limestone, формирующая вершину Mural Hill и демонстрирующая дислокацию из-за разлома Mexican Canyon.

Precambrian-Jurassic time
B&R Geology
Colorado Plato
Field Photos of fossils from the Mural Limestone and others formations of Southern Arizona
Mesozoic Formations