L’orogénie acadienne résulte d’une convergence oblique ou d’un mouvement transcurrent majeur le long d’une grande faille coulissante qui représente la zone de convergence entre les terranes de Laurussia/Laurentia (Amérique du Nord) et d’Avalon. Un ou plusieurs des terranes d’Avalon se sont accrétés avec la marge orientale de la Laurentie, très probablement à partir de la fin du Dévonien inférieur.
Les preuves de l’orogenèse acadienne sont abondantes et répandues dans les Appalaches septentrionales, enregistrées par le plutonisme et la migration du front de déformation des Appalaches septentrionales vers le craton. Dans les Appalaches centrales et méridionales, les preuves de l’orogenèse acadienne sont faibles et se trouvent principalement dans le plutonisme de la Blue Ridge et le métamorphisme du terrane de Cat Square.
L’orogenèse acadienne a connu au moins trois phases majeures de déformation, et par endroits, des discordances ont été reconnues. Ces phases ont été appelées tectophases, et représentaient la séquence de collisions qui se sont produites à partir des terranes avaloniens en accrétion sur la Laurentie. À la suite de ces tectophases, des deltas se sont développés sur les parties adjacentes du craton stable, marge orientale de la Laurentie. Ces deltas sont décrits comme des biseaux clastiques complexes d’avant-bassin et de delta, qui sont responsables des grands volumes d’apport de sédiments dans le bassin des Appalaches.
CollisionEdit
Comme mentionné précédemment, l’orogenèse acadienne s’est formée à partir de la convergence oblique ou d’un mouvement transcurrent majeur le long d’une grande faille coulissante se déplaçant dans une direction sud-est. Les terranes avaloniens se sont accrétés à la marge orientale de la Laurentie au cours du Dévonien tardif à moyen. Il s’agissait d’une collision continent-continent, Baltica/Avalonia se subduisant obliquement sous la marge orientale de la Laurentie, ce qui a fermé l’océan Iapetus méridional et créé une ceinture de hautes montagnes.
La collision a initié une séquence d’événements où les roches plus anciennes de la Laurentie et de l’Avalonia ont été soumises à une déformation, un plutonisme, un métamorphisme et un soulèvement qui se sont produits sur une large zone de la Laurentie orientale (Naylor). Au cours de l’orogenèse, de nouvelles failles se sont formées, tandis que d’anciennes failles ont été réactivées. La déformation et le métamorphisme de l’Acadie étaient asymétriques dans la direction de l’orogène. Les plutons acadiens ont pénétré dans toutes les ceintures, contrairement à la déformation et au métamorphisme d’Avalonia, qui n’a pas subi une grande partie de l’altération observée dans d’autres localités (Bradley). Au cours du Dévonien moyen, des centres de volcans et de soulèvements se sont formés dans la région de la Nouvelle-Angleterre et ont déversé des matériaux clastiques à grain fin dans une voie maritime intérieure qui a recouvert une grande partie des Appalaches méridionales et centrales.Aujourd’hui, des portions de l’ancienne masse terrestre d’Avalonia se retrouvent dans des ceintures d’affleurements éparses le long de la marge orientale de l’Amérique du Nord. Une ceinture se trouve à Terre-Neuve, une autre forme le substratum rocheux d’une grande partie de la région côtière de la Nouvelle-Angleterre, de l’est du Connecticut au nord du Maine, où elle est connue sous le nom de bloc lithotectonique côtier.
La collision entre les terranes de Laurentia et d’Avalonian est en fait plus complexe que celle décrite ci-dessus. La collision se décompose en trois, ou peut-être quatre tectophases, qui représentent une collision successive des terranes avaloniens avec la Laurentie orientale.
TectophasesEdit
Parce que les biseaux clastiques majeurs et les dépôts basaux sont distribués dans une progression vers le sud-ouest, on suppose qu’ils proviennent de zones proches des promontoires, des zones le long de la marge continentale où la déformation est concentrée. Comme mentionné ci-dessus, il a été postulé qu’il existe trois, voire quatre tectophases qui représentent une convergence accrue ou une collision possible entre les promontoires de la marge continentale et les terranes d’Avalon. La tectophase la plus ancienne était située au promontoire du Saint-Laurent, dans le nord de la Nouvelle-Angleterre et dans les provinces maritimes canadiennes. La tectophase du Saint-Laurent a été active pendant le Dévonien inférieur à moyen, avec une déformation transpressionnelle intense qui a formé un bassin dans la péninsule de Gaspé, le nord du Nouveau-Brunswick et le nord de la Nouvelle-Angleterre. Des biseaux clastiques étaient présents dans cette région, mais les preuves de leur présence ont été en grande partie détruites par le tectonisme successif.
La deuxième tectophase, durant le Dévonien moyen, représente la collision avec le promontoire de New York. La migration de la déformation vers le sud reflète la troisième tectophase, qui marque la collision des terranes d’Avalon avec le promontoire de Virginie au Dévonien moyen à tardif. Les effets des promontoires de New York et de Virginie ont produit ensemble le complexe du delta de Catskill.
Alors que la migration de la déformation se poursuivait vers le sud le long de la zone de faille, au Mississippien précoce, la collision finale s’est produite avec le promontoire d’Alabama . Ettensohn se réfère plus tard à la quatrième tectophase comme la tectophase mississippienne de l’orogenèse acadienne, car elle a démontré une durée inhabituellement longue (Mississippien-Passylvanien précoce). Par la suite, les biseaux clastiques équivalents de Pocono & ont essentiellement rempli la mer épicontinentale. Le dépôt des carbonates du Mississippien moyen marque la fin de l’orogenèse acadienne et du complexe du delta des Catskill.
Le bassin d’avant-pays acadienEdit
Les bassins d’avant-pays sont un produit de la charge tectonique de déformation, ou de l’épaississement crustal le long de l’orogène, conséquence du chevauchement et du plissement. Le bassin d’avant-pays de l’Acadie est classé comme un bassin d’avant-pays rétroarc, qui se produit sur la lithosphère continentale chevauchante, adjacente à une ceinture de plissement et de chevauchement d’avant-pays derrière un arc de marge continentale. Le résultat initial de la charge est un déplacement du bombement et un soulèvement de l’avant-pays, ce qui génère une discordance localisée. La distribution des discordances présente un modèle asymétrique par rapport aux promontoires. La subsidence suit le mouvement de bombement et le soulèvement, et est produite sur le côté cratonique de l’orogène en raison de l’ajustement isostatique régional à la charge par la lithosphère. Une fois que la propagation de la poussée décline, un relief substantiel et des filets de drainage ont eu le temps de se développer, et le sédiment clastique plus grossier qui en résulte est érodé et transporté vers le bassin d’avant-pays.
Les structures du socle du bassin d’avant-pays des Appalaches au début de l’orogenèse acadienne ont été réactivées pendant la flexion lithosphérique d’avant-pays. Ces structures ont affecté l’évolution du bassin de l’avant-pays et les modèles de sédimentation, et les failles préexistantes ont partitionné le bassin en régions de soulèvement et de dépocentres contrôlés par des failles.
Le complexe du delta de l’AcadieModifié
Le bassin des Appalaches, au Dévonien moyen et au Mississippien précoce, est caractérisé par de grands volumes de roches sédimentaires deltaïques qui se sont déposées dans le bassin de l’avant-pays de l’Acadie en réponse à l’orogenèse acadienne. Ces dépôts s’étendent du centre de l’État de New York et de la Pennsylvanie vers l’ouest jusqu’à l’Ohio, et vers le sud le long des Appalaches, à travers la Virginie et le Tennessee jusqu’en Alabama. Le complexe du delta acadien est divisé en deux deltas, le delta de Catskill d’âge dévonien moyen et supérieur, et le delta de Price-Rockwell (Pocono) d’âge dévonien tardif et mississippien précoce. Le complexe du delta acadien est couplé aux quatre tectophases de l’orogenèse acadienne, tant du point de vue de la provenance que des milieux de dépôt. Le relief résultant de l’orogenèse a été la source fondamentale des sédiments du delta.
Le complexe du delta des Catskill est constitué d’une séquence de roches ascendantes qui se dégrossissent. Son épaisseur est maximale dans l’est de la Pennsylvanie et s’amincit vers l’ouest en Ohio. La paléogéographie des Catskill semble être constituée de nombreux petits cours d’eau, qui ont déposé leur charge sédimentaire le long d’une plaine alluviale côtière qui s’étendait sur des centaines de kilomètres.
Les strates siliciclastiques du Dévonien moyen au Mississippien inférieur, déposées par le delta du Catskill, comprennent des schistes noirs, des schistes gris, des grès, des lits rouges et des calcaires argileux mineurs. Les strates se déposent selon un schéma en quatre étapes qui s’observe dans chaque tectophase. La formation du bassin de l’avant-pays par une subsidence rapide a initié une séquence transgressive qui a déposé les schistes noirs basaux. Après le dépôt des schistes noirs, la migration de la déformation se poursuit vers le sud, et la régression domine, en particulier sur le côté est du bassin. Au fur et à mesure que la collision s’intensifie, la subsidence dans le bassin de l’avant-pays diminue, et la sédimentation est remplacée par un afflux de schistes silteux calcaires et de carbonates. Ces dépôts reflètent de petits cycles transgressifs-régressifs dans un environnement de front de delta et de plate-forme de delta. La troisième étape est représentée par un soulèvement régional, qui a accompagné la collision d’un terrane d’Avalon avec un promontoire, et a ensuite développé une disconformité régionale. Le quatrième et dernier stade est représenté par une quiescence tectonique avec un dépôt de carbonate généralisé dans une mer qui transgresse lentement.