Oroxenia de Grenville

A oroxenia de Grenville ou oroxénese de Grenville foi un episodio de formación de montañas de longa duración que tivo lugar no Mesoproterozoico asociado coa ensamblaxe do supercontinente Rodinia. Os seus restos forman un prominente cinto oroxénico que abrangue unha porción significativa do continente norteamericano, desde o Labrador a México, e tamén Escocia.
A codia oroxénica de Grenville do Mesoproterozoico tardío e medio (c. 1250–980 millóns de anos) encóntrase repartida por todo o mundo (resultado da formación de Rodinia), pero xeralmente, só os eventos que ocorreron nas marxes sur e leste de Laurentia son recoñecidos co nome de "Grenville". Noutras parte, estes episodios oroxénicos son coñecidos co nome de oroxenia Kibarana en África e oroxenia Dalslandiana en Europa occidental. Escala de tempo
O problema de determinar o tempo en que ocorreu a oroxenia de Grenville segue sendo un asunto discutido. A escala de tempo perfilada no traballo recente de Toby Rivers deriva do estudo da ben conservada Provincia de Grenville e representa un dos rexistros máis detallados da oroxenia. Esta clasificación considera que a designación Grenville clásico cobre dous ciclos oroxénicos distintos; as oroxenias (ou fases) de Rigolet, Ottawana e Shawingiana compoñen o chamado ciclo de Grenville, mentres que a oroxenia Elzeviriana debe considerarse outra oroxenia diferente. Debido ao gran tamaño da área afectada polos eventos de Grenville, hai algunhas variacións nas épocas dos distintos eventos ao longo do cinto oroxénico. Na sección Variacións rexionais de máis adiante discútense as desviacións locais da liña de tempo que presentara Rivers usada aquí. As idades son aproximadas da actividade magmática asociada cos ciclos individuais da oroxenia. Os ocos nas idades dos ciclos de compresión e as análises isotópicas de horneblenda, biotita e feldespato potásico suxiren que a extensión estaba ocorrendo cando a compresión cesara momentaneamente.
A publicación de Rivers 2008 examinou agora os tempos dos diferentes períodos da oroxenia e reconstruíu a liña de tempo baseada no metamorfismo espacial e temporal das rochas presentes. De acordo con esta nova versión da liña de tempo que é unha mestura das de Rivers de 1997 e de Gower e Krogh de 2002, a oroxenia Elzeviriana aconteceu desde hai 1240 a 1220 millóns de anos (Ma), a Shawinigana ocorreu desde hai 1190 a 1140 Ma e xa non se considera parte do ciclo de Grenville; a Ottawana (agora desde hai 1090 a 1020 Ma) e a Rigolet (aínda desde hai 1010 a 980 Ma) convertéronse en fases que están agrupadas na oroxenia de Grenvilliana. Tectónica xeral
A reconstrución dos eventos da oroxenia está elaborándose, pero a idea xeralmente aceptada é que as marxes leste e oeste de Laurentia foron marxes converxente activas ata o principio da colisión continental. Este tipo de subdución (tipo B) tende a colocar arcos magmáticos sobre ou preto do bordo da placa que non subduce en zonas de subdución modernas, e poden encontrarse evidencias de arcos de illas contemporáneos da oroxenia (c. 1300–1200 Ma) ao longo do oróxeno de Grenville. Os Andes de Suramérica son considerados un análogo moderno. Desde hai uns c. 1190–980 Ma (o momento exacto varía por localidade) chocaron dous bloques continentais con Laurentia. Ambas as colisións crese que son análogas da colisión que orixinou o erguemento dos modernos Himalaias. Durante algún tempo un dos bloques se cría que era o continente de Amazonia, pero as probas paleomagnéticas determinaron agora que non foi así.
Estes períodos de forzas que empurran e de metamorfismo non eran continuos, senón que eran interrompidos por períodos comparativamente calmos, durante os cales plutóns de AMCG (anortosita/ mangerita/ charnockita/ granito) fixeron intrusión entre as rochas do país. As polaridades da subdución (calplaca queda por riba e cal subduce) varían segundo a rexión e a época. Algúns arcos de illas que quedaron separdos foron situados na marxe laurentina, e algúns foron acrecionados durante a oroxenia. Os momentos en que ocorreron estes episodios están restrinxidos polas relacións de cortes transversais observadas no campo así como polas datacións de uranio-chumbo de microsonda iónica de alta resolución sensible (SHRIMP, do inglés Sensitive high resolution ion microprobe) e espectrometría de masas de ionización térmica (TIMS, do inglés Thermal ionization mass spectrometry).
O primeiro período de actividade tectónica foi a acreción dun arco de illas nalgún momento da oroxenia Elzeviriana. Antes de que tivese lugar a acreción do arco de illas, estaba producíndose a subdución entre unha placa continental e presumiblemente unha placa oceánica. O arrastre da parte subducida da placa e os impulsores distantes como o empurrón da dorsal tamén axudaban a acurtar a distancia entre o arco de illas e o continente. Dependendo do ángulo de deformación da subdución da codia continental isto estaba xa tendo lugar e engrosando a litosfera. Hai uns 1190 millóns de anos a cunca tras arco de Elzevir estaba pechándose.
Desde hai 1180 a 1140 millóns de anos estivo ocorrendo unha extensión nesa área. Sexa debido ao arrefriamento litosférico, tamén chamado subsidencia térmica, ou sexa pola actividade compresional na área reactiváronse algunhas fallas extensionais. A extensión está marcada polas idades isotópicas das rochas antes mencionadas. Adicionalmente houbo formación de cuncas sedimentarias, o que significa que a marxe estaba quiescente dabondo como para que se puidesen acumular os sedimentos. Porén, nalgunhas áreas desde hai 1160 a 1130 millóns de anos hai evidencias comtemporánea coa extensión de que aínda estaban producíndose forzas que empurraban e a localización de terreos.
Segundo un modelo houbo forzas que empurraban cara ao oeste desde hai 1120 a 1090 millóns de anos e despois a extensión foi a principal actividade tectónica ata hai 1050 millóns de anos. Foi nese momento cando o Terreo de granulitas central foi exhumado e ocorreu un magmatismo menor.
A razón precisa para o cambio desde a compresión a extensión é descoñecida pero pode ser o resultado do colapso gravitacional, delaminación do manto, a formación dunha pluma baixo o supercontinente, cambios en impulsores distantes sobre a distribución do estrés, ou calquera combinación de razóns que se orixinan do feito de que o noso planeta é dinámico. A historia de compresión cíclica e extensión desta área é similar a un ciclo de Wilson. Nesta área do mundo o ciclo de Wilson estaría creando a cunca do océano proto-Atlántico (océano de Xápeto). Litoloxía xeral
Hoxe, o oróxeno de Grenville está marcado pola verxencia noroeste dos cintos de acabalgamento e dobramento e os réximes metamórficos de alta presión, así como un distintivo magmatismo AMCG (anortosita/ mangerita/ charnockita/ granito). O metamorfismo é comumente de facies de anfibolita e granulita, que é, unha alteración de alta a media presión e temperatura. Os metagabros ecloxitizados (rochas metamórficas ultramáficas de moi alta presión) encóntranse nalgunhas localidades, e probablemente representan áreas dun enterramento profundo ou unha colisión máis intensa. No oróxeno estas secuencias de rochas metamórficas de alta presión son cortadas por plutóns intrusivos AMCG, xeralmente interpretados como sin- ou postectónicos. O plutonismo AMCG está xeralmente asociado co levantamento astenosférico baixo a litosfera adelgazada. Isto deriva da teoría de que o plutonismo AMCG é orixinado polo estancamento de basalto toleítico de olivina na base da codia continental durante a extensión tectónica. A litosfera pode ser adelgazada convectivamente ou por delaminación, na cal a poción do fondo da litosfera queda denudada. Ambos os modelos foron propostos para a oroxenia de Grenville.
A oroxenia Grenville pode ser categorizada en tres seccións baseándose na estrutura, litoloxía e termocronoloxía. As tres seccións, chamadas respectivamente cinto de gneis, cinto metasedimentario e terreo de granulitas, estaban separadas por zonas de cizalla.
O cinto de gneis está feito de gneises félsicos e anfibolitas que foron metamorfizadas nas anfibolitas superiores a facies de granulitas. As forzas que empurraban nesta sección estaban nun ángulo pequeno, mais terían o potencial de incrementar e rotar a medida que continuaban e evolucionaban. A cizalla nesta área denomínase dúctil, o que significa que o material se estaba arrefriando e solidificando, pero aínda se comportaba viscosamente ou plasticamente.
A idade deste cinto é aproximadamente de 1800 a 1180 millóns de anos. Crese que o metamorfismo rexional deformou esta área hai aproximadamente 1400 millóns de anos e o metamorfismo de presión fíxoo hai aproximadamente 1160 a 1120 millóns de anos.
O cinto metasedimentario é predominantemente de rochas sedimentarias e volcánicas que sufriron un metamorfismo de facies de xisto verde a granulita. As subdivisións deste cinto inclúen os dominios Bancroft, Elzevir, Sharbot Lake e Frontenac e as terras baixas do Adirondack. Este cinto de magmatismo ocorreu entre 1420 e 1040 millóns de anos dependendo na localización. Igual que o cinco de gneis, o metamorfismo crese que ocorreu hai aproximadamente 1160 millóns de anos.
O terreo de granulitas está composto por gneises metaígneos incluíndo macizos de anortositas. As anortositas fórmanse en plutóns e están compostos principalmente de plaxioclasios. As rochas da Provincia de Grenville no Canadá están incluídas nesta categoría. O magmatismo máis antigo coñecido nesta área data de hai 1320 millóns de anos aproximadamente. O metamorfismo de facies de granulita empezou hai arredor de 1150 millós de anos e continuou durante uns 150 millóns de anos despois do seu comezo; porén, a continuidade do metamorfismo non se pode determinar. Variacións rexionais
É importante distinguir entre a historia tectónica do cinto oroxénico a grande escal e a escala local para comprendermos ben esta oroxenia. Para isto, o oróxeno de Grenville divídese xeralmente en catro localidades: o tramo sur en Texas e México, os Apalaches, os Adirondacks e a ben estudada Provincia de Grenville do Canadá. Unha porción do oróxeno pode encontrarse en Escocia, pero debido á proximidade naqueles tempos de Escocia coa provincia de Grenville antes da abertura do océano de Xápeto (precursor do océano Atlántico), ambas as porcións comparten basicamente a mesma historia.
Texas e México
Texas e México representan a marxe sur de Laurentia, e probablemente colisionaron cun continente diferente que o implicado na colisión do leste. A oroxenia zapoteca de México é contemporánea cos últimos estadios da oroxenia de Grenville e ambas as dúas son xeralmente consideradas como a mesma. Os protólitos ígneos mesoproterozoicos (metamorfizados a facies de granulitas durante a oroxenia) son de dous grupos de idades en México; c. 1235–1115 Ma e c. 1035–1010 Ma. As rochas do primeiro grupo teñen sinaturas xeoquímicas que indican a súa procedencia dun arco de illas e dunha cunca tras arco. O último grupo representa un magmatismo AMCG (anortosita/ mangerita/ charnockita/ granito). Estas rochas AMCG son un tanto anómalas no oróxeno de Grenville, pois non hai un episdio oroxénico que preceda inmediatamente o seu lugar. Suxeriuse que o réxime de subdución baixo a marxe laurentina (actualmente en Texas, ao norte do terreo mexicano acrecionado) finalizou arredor de hai 1230 Ma, e que a polaridade da subdución se inverteu para traer o continente en colisión ao norte, xa que o levantamento do Llano (Llano Uplift), que rexistra a historia do Grenville en Texas, non contén probas dun arco magmático despois desa época.
Apalaches
Os montes Apalaches conteñen poucos e illados materiais expostos do oróxeno de Grenville. O máis grande deles, o Long Range Inlier (inlier zona de rocha antiga rodeada de rocha máis nova), comprende as montañas Long Range de Terra Nova. Outras exposicións son os macizos de Shenandoah e French Broad, que comprenden a provincia Blue Ridge de Virxinia. As rochas Blue Ridge consisten en varios gneis de facies de anfibolita superior e granulita, con intrusións de charnockitas e granitoides. Estas rochas ígneas sufriron intrusións en tres intervalos: c. 1160–1140 Ma, c. 1112 Ma e c. 1080–1050 Ma, e son de textura masiva a debilmente foliada.
Adirondacks
Esta rexión consta dun masivo domo de rocha proterozoica na fronteira entre o estado de Nova York e o Canadá. Nos Addirondacks están rexistados tanto os pulsos oroxénixos elzevirianos (c. 1250–1190 Ma) coma os ottawanos (c. 1080–1020 Ma), producindo rochas metamórficas de alto grao. Unha zona de cizalla de alto estrés con tendencia ao noroeste separa o domo das terras altas do sueste e das terras baixas do noroeste. Crese que a zona de cizalla (a Carthage-Colton) foi unha fronteira transpresional durante a fase Ottawana, cando as terras altas foron acabalgadas sobre as baixas.
Provincia de Grenville
A Provincia de Grenville denomínase así pola vila de Grenville do Quebec, que lle dá nome a toda a oroxenia, e constitúe a porción máis xove do escudo canadense. Como esta área non sufriu ningunha "sobreimpresión" metamórfica rexional desde a oroxenia, considérase unha área de estudo ideal para as idades tectónicas de Grenville e pre-Grenville. Por tanto, a maioría do que se sabe sobre a oroxenia e os seus procesos deriva da Provincia de Grenville.