L’orogenesi acadiana è il risultato di una convergenza obliqua o di un importante movimento trascorrente lungo una grande faglia a scorrimento che rappresenta la zona di convergenza tra i terranei di Laurussia/Laurentia (Nord America) e Avalon. Uno o più dei terranei Avaloniani si sono accresciuti con il margine orientale della Laurentia, molto probabilmente a partire dal tardo Devoniano.
L’evidenza dell’orogenesi acadiana è abbondante e diffusa negli Appalachi settentrionali, registrata dal plutonismo e dalla migrazione del fronte di deformazione degli Appalachi settentrionali verso il cratone. Negli Appalachi centrali e meridionali, l’evidenza dell’orogenesi acadiana è scarsa e si trova principalmente nel plutonismo del Blue Ridge e nel metamorfismo del terrane Cat Square.
L’orogenesi acadiana ha sperimentato almeno tre fasi principali di deformazione e, in alcuni punti, sono state riconosciute delle inconformità. Queste fasi sono state chiamate tectofasi, e rappresentano la sequenza di collisioni che si sono verificate dai terranei avaloniani in accrescimento alla Laurentia. Come risultato di queste tectofasi, si svilupparono dei delta sulle parti adiacenti del cratone stabile, margine orientale della Laurentia. Questi delta sono descritti come cunei clastici foreland-basin, delta-complex, che sono responsabili dei grandi volumi di sedimenti in entrata nel bacino degli Appalachi.
CollisioneModifica
Come menzionato in precedenza, l’orogenesi acadiana si è formata dalla convergenza obliqua o dal grande movimento transcorrente lungo una grande faglia a scorrimento in direzione sud-est. I terranei dell’Avalonia si sono accresciuti sul margine orientale della Laurentia durante il tardo Devoniano medio. Si trattò di una collisione continente-continente con Baltica/Avalonia in subduzione obliqua sotto il margine orientale della Laurentia, che chiuse l’oceano Iapetus meridionale e creò una fascia di alta montagna.
La collisione diede inizio a una sequenza di eventi in cui le rocce più antiche della Laurentia e di Avalonia furono sottoposte a deformazione, plutonismo, metamorfismo e sollevamento che si verificarono in una vasta area della Laurentia orientale (Naylor). Nel corso dell’orogenesi, si formarono nuove faglie, mentre quelle più vecchie furono riattivate. La deformazione e il metamorfismo dell’Acadia erano asimmetrici lungo l’asse dell’orogene. I plutoni dell’Acadia hanno intruso ogni fascia, a differenza della deformazione/metamorfismo di Avalonia che non ha subito molta dell’alterazione mostrata in altre località (Bradley). Durante il Devoniano medio, i centri di vulcani e di sollevamento si formarono nella regione del New England e versarono materiale clastico a grana fine in un canale marino interno che copriva gran parte dell’Appalachia meridionale e centrale. Una cintura si trova a Terranova, un’altra forma il bedrock di gran parte della regione costiera del New England dall’est del Connecticut al nord del Maine, dove è conosciuta come il Blocco Litotettonico Costiero.
La collisione tra Laurentia e i terranei Avaloniani è in realtà più complessa di quanto descritto sopra. La collisione è suddivisa in tre, o forse quattro tectofasi, che rappresentano una successiva collisione dei terranei Avaloniani con la Laurentia orientale.
TectofasiModifica
Perché i principali cunei clastici e i depositi basali sono distribuiti in una progressione verso sud-ovest, si presume che abbiano avuto origine da aree vicine ai promontori, zone lungo il margine continentale dove si concentrano le deformazioni. Come menzionato sopra, è stato postulato che ci sono tre, forse quattro tectofasi che rappresentano una maggiore convergenza o possibile collisione tra i promontori del margine continentale e i terranei di Avalon. La prima tectofase si trovava al Promontorio di San Lorenzo nel nord del New England e nelle province marittime canadesi. La tectofase di San Lorenzo fu attiva durante il Devoniano medio-precoce con un’intensa deformazione transpressiva che formò un bacino nella penisola di Gaspé, nel New Brunswick settentrionale e nel New England settentrionale. I cunei clastici erano presenti in quest’area, ma la loro evidenza è stata per lo più distrutta dal tettonismo successivo.
La seconda tectofase, durante il Devoniano medio, rappresenta la collisione con il promontorio di New York. La migrazione verso sud della deformazione riflette la terza tectofase, che segna la collisione dei terranei di Avalon con il promontorio della Virginia nel Devoniano medio e tardo. Gli effetti dei promontori di New York e della Virginia insieme produssero il complesso del Delta del Catskill.
Quando la migrazione della deformazione continuò verso sud lungo la zona di faglia, durante il primo Mississippi, la collisione finale avvenne con il promontorio dell’Alabama. Ettensohn si riferisce in seguito alla quarta tectofase come la tectofase del Mississippiano dell’orogenesi acadiana, poiché ha dimostrato una durata insolitamente lunga (Mississippiano-inizio Pennsylvaniano). Successivamente, i cunei clastici equivalenti del Pocono & hanno essenzialmente riempito il mare epicontinentale. La deposizione dei carbonati del Mississippiano medio segna la fine dell’orogenesi dell’Acadia e del complesso del Delta del Catskill.
Il bacino dell’avampaese dell’AcadiaModifica
I bacini dell’avampaese sono un prodotto del caricamento tettonico deformazionale, o ispessimento crostale lungo l’orogene, una conseguenza del sovrascorrimento e della piegatura. Il bacino dell’Acadiana è classificato come un bacino di foreland retroarco, che si verifica sulla litosfera continentale sovrastante, adiacente a una cintura di foreland fold-thrust dietro un arco di margine continentale. Il risultato iniziale del caricamento è uno spostamento del rigonfiamento e un sollevamento del foreland, che genera un’inconformità localizzata. Le distribuzioni delle unconformità mostrano un modello asimmetrico in relazione ai promontori. La subsidenza segue il movimento del rigonfiamento e il sollevamento, ed è prodotta sul lato cratonico dell’orogene a causa dell’adattamento isostatico regionale al carico da parte della litosfera. Una volta che la propagazione della spinta diminuisce, il rilievo sostanziale e le reti di drenaggio hanno avuto il tempo di svilupparsi, e il sedimento clastico più grossolano che ne risulta viene eroso e trasportato nel bacino dell’avampaese.
Le strutture del basamento del bacino dell’avampaese degli Appalachi all’inizio dell’orogenesi acadiana si sono riattivate durante la flessione litosferica dell’avampaese. Queste strutture hanno influenzato l’evoluzione del bacino dell’avampaese e i modelli di sedimentazione, e le faglie preesistenti hanno suddiviso il bacino in regioni di sollevamento e depocentri controllati dalle faglie.
Il complesso del Delta dell’AcadiaModifica
Il bacino degli Appalachi, durante il Devoniano medio e il primo Mississippiano, è caratterizzato da grandi volumi di rocce sedimentarie deltizie che sono state depositate nel bacino dell’avampaese come risposta all’orogenesi dell’Acadia. Questi depositi si estendono dal centro di New York e dalla Pennsylvania verso ovest fino all’Ohio, e verso sud lungo i monti Appalachi attraverso la Virginia e il Tennessee fino all’Alabama. Il complesso delta dell’Acadia è categorizzato in due delta, il delta del Catskill di età devoniana media e superiore, e il delta Price-Rockwell (Pocono) di età tardo devoniana e primo mississippiano. Il complesso del delta acadiano è accoppiato alle quattro tectofasi dell’orogenesi acadiana, sia in termini di provenienza che di impostazioni deposizionali. Il rilievo risultante dall’orogenesi è stato la fonte fondamentale dei sedimenti del delta.
Il complesso del delta del Catskill consiste in una sequenza di rocce in coartazione verso l’alto. Il suo spessore è maggiore nella Pennsylvania orientale e si assottiglia verso ovest nell’Ohio. La paleogeografia del Catskill sembra consistere in molti piccoli corsi d’acqua, che depositarono il loro carico sedimentario lungo una pianura alluvionale costiera che era lunga centinaia di miglia.
Gli strati siliciclastici dal Devoniano medio al Mississippiano inferiore, depositati dal Delta del Catskill, includono scisti neri, scisti grigi, arenarie, letti rossi, e calcari argillosi minori. Gli strati sono depositati in un modello a quattro stadi che si osserva in ogni tectofase. La formazione del bacino dell’avampaese attraverso una rapida subsidenza ha iniziato una sequenza trasgressiva che ha depositato scisti neri basali. Dopo la deposizione degli scisti neri, la migrazione della deformazione continua verso sud e la regressione domina, in particolare sul lato est del bacino. Con l’intensificarsi della collisione, la subsidenza nel bacino anteriore è diminuita e la sedimentazione è stata sostituita da un afflusso di scisti siltosi calcarei e carbonati. Questi depositi riflettono piccoli cicli trasgressivi-regressivi in un ambiente di fronte al delta e di piattaforma delta. La terza fase è rappresentata da un sollevamento regionale, che ha accompagnato la collisione di un terrane Avalon con un promontorio, e successivamente, ha sviluppato una disconformità regionale. Il quarto e ultimo stadio è rappresentato da una quiescenza tettonica con una deposizione diffusa di carbonato in un mare lentamente trasgressivo.