De Acadische orogenese is het gevolg van een schuine convergentie of een grote transcurrente beweging langs een grote strike-slip breuk die de convergentiezone tussen Laurussia/Laurentia (Noord-Amerika) en Avalonische terrranen vertegenwoordigt. Een of meer van de Avalonische terrranen zijn samengesmolten met de oostelijke rand van Laurentia, waarschijnlijk vanaf het Laat-Devoon.
Het bewijs voor de Acadische orogenese is overvloedig en wijdverbreid in de noordelijke Appalachians, vastgelegd door het plutonisme en de migratie van het deformatiefront van de noordelijke Appalachians in de richting van het kraton. In de centrale en zuidelijke Appalachians is het bewijs voor de Acadische orogenese gering en wordt voornamelijk gevonden in het plutonisme van de Blue Ridge en het metamorfisme van het Cat Square terrane.
De Acadische orogenese kende tenminste drie grote fasen van deformatie, en op sommige plaatsen werden unconformiteiten herkend. Deze fasen werden tectofasen genoemd, en vertegenwoordigden de opeenvolging van botsingen die plaatsvonden van de Avalonische terranen die aan Laurentia vast kwamen te zitten. Als gevolg van deze tectofasen ontstonden delta’s op de aangrenzende delen van het stabiele kraton, de oostelijke rand van Laurentia. Deze delta’s worden beschreven als voorland-bekkens, delta-complex clastic wedges, die verantwoordelijk zijn voor de grote hoeveelheden sediment die in het Appalachian bekken worden aangevoerd.
BotsingEdit
Zoals eerder vermeld, is de Acadische Orogenese gevormd door de schuine convergentie of grote transcurrente beweging langs een grote strike-slip breuk die in zuidoostelijke richting beweegt. Avalonische terrreinen zijn tijdens het Laat- tot Midden-Devoon aan de oostrand van Laurentia geaccumuleerd. Dit was een continent-continent botsing, waarbij Baltica/Avalonia schuin onder de oostelijke Laurentia rand kwam te liggen, waardoor de zuidelijke Iapetus oceaan werd afgesloten en een hooggebergtegordel ontstond.
De botsing bracht een opeenvolging van gebeurtenissen op gang, waarbij de oudere gesteenten op Laurentia en Avalonia werden onderworpen aan deformatie, plutonisme, metamorfisme, en opheffing, die plaatsvonden over een groot gebied van oost Laurentia (Naylor). In de loop van de orogenese werden nieuwe breuken gevormd, terwijl oudere breuken werden gereactiveerd. De Acadische vervorming en het metamorfisme waren asymmetrisch over de insnijding van het orogeen. De Acadische plutonen drongen elke gordel binnen, in tegenstelling tot de deformatie en het metamorfisme van Avalonia, dat niet veel van de verandering onderging die op andere plaatsen is waargenomen (Bradley). Tijdens het Midden-Devoon vormden zich vulkanische centra en opheffingen in de regio New England, die fijnkorrelig kleiig materiaal in een binnenzee brachten, die een groot deel van de zuidelijke en centrale Appalachen bedekte. Vandaag de dag komen delen van de oude Avalonia landmassa voor in verspreide ontsluitingsgordels langs de oostelijke rand van Noord-Amerika. Eén gordel komt voor in Newfoundland, een andere vormt het vaste gesteente van een groot deel van het kustgebied van New England van oostelijk Connecticut tot noordelijk Maine, waar het bekend staat als het Coastal Lithotectonic Block.
De botsing tussen Laurentia en Avalonian terranes is in feite complexer dan hierboven beschreven. De botsing is onderverdeeld in drie, of mogelijk vier tectofasen, die een opeenvolgende botsing van de Avalonische terranen met oostelijk Laurentia vertegenwoordigen.
TectofasenEdit
Omdat de grote clastische wiggen en basinale afzettingen in zuidwestelijke richting zijn verspreid, wordt aangenomen dat zij afkomstig zijn uit gebieden nabij voorgebergten, gebieden langs de continentale marge waar de vervorming geconcentreerd is. Zoals hierboven vermeld, werd verondersteld dat er drie, mogelijk vier tectofasen zijn die de toegenomen convergentie of mogelijke botsing tussen de voorgebergten van de continentale marge en de Avalon-terrannen weergeven. De vroegste tectofase bevond zich bij de St. Lawrence Promontory in het noorden van New England en in de Canadese Maritieme Provincies. De St. Lawrence tectofase was actief tijdens het Vroeg- tot Midden-Devoon met intense transpressieve vervorming die een bekken vormde in het Gaspé schiereiland, het noorden van New Brunswick, en het noorden van New England. In dit gebied waren clastische wiggen aanwezig, maar de bewijzen daarvoor zijn grotendeels vernietigd door het daaropvolgende tektonisme.
De tweede tektofase, tijdens het Midden-Devoon, vertegenwoordigt de botsing met het New York-voorgebergte. De zuidwaartse migratie van de vervorming weerspiegelde de derde tectofase, die de botsing van de Avalon-terranen met het Virginia-voorgebergte in het Midden- tot Laat-Devoon markeert. De effecten van het New York en Virginia voorgebergte vormden samen het Catskill Delta complex.
Terwijl de migratie van deformatie zich zuidwaarts langs de breukzone voortzette, vond in het Vroeg Mississippicum de laatste botsing plaats met het Alabama voorgebergte. Ettensohn verwijst later naar de vierde tektofase als de Mississippische tektofase van de Acadische Orogenese, omdat deze een ongewoon lange duur vertoonde (Mississippisch-Vroege Pennsylvanisch). Vervolgens werd de epicontinentale zee in hoofdzaak opgevuld door de met de Pocono & overeenkomende clastische wiggen. De afzetting van carbonaten uit het Midden Mississippien markeert het einde van de Acadische Orogenese en het Catskill Delta complex.
Het Acadische VoorlandbekkenEdit
Voorlandbekkens zijn een product van tektonische deformatorische belasting, oftewel korstverdikking langs het orogeen, een gevolg van overthrusting en plooiing. Het Acadische voorlandbekken wordt gecategoriseerd als een retroarc voorlandbekken, dat ontstaat op de overheersende continentale lithosfeer, grenzend aan een voorland plooitorstgordel achter een continentale margeboog. Het eerste resultaat van de belasting is een uitstulping en opheffing van het voorland, waardoor een plaatselijke unconformiteit ontstaat. De verdeling van de unconformiteiten vertoont een asymmetrisch patroon ten opzichte van de voorgebergten. Bodemdaling volgt op de verplaatsing van de uitstulping en de opwaartse verplaatsing, en wordt veroorzaakt aan de kratonische kant van het orogeen als gevolg van de regionale isostatische aanpassing aan de belasting door de lithosfeer. Zodra de voortplanting van de stuwkracht afneemt, hebben aanzienlijke reliëf- en drainagenetten de tijd gehad om zich te ontwikkelen, en het als gevolg daarvan grovere clastische sediment wordt geërodeerd en naar het voorlandbekken getransporteerd.
De basisstructuren van het Appalachian voorlandbekken aan het begin van de Acadische orogenese werden gereactiveerd tijdens de voorland lithosferische flexie. Deze structuren beïnvloedden de evolutie van het voorlandbekken en de sedimentatiepatronen, en de reeds bestaande breuken verdeelden het bekken in regio’s van breukgecontroleerde opheffing en depocentra.
The Acadian Delta ComplexEdit
Het Appalachian bekken, tijdens het Midden Devoon en Vroeg Mississippian, wordt gekenmerkt door grote hoeveelheden deltaïsch sedimentgesteente dat werd afgezet in het Acadian voorlandbekken als een reactie op de Acadian orogenese. Deze afzettingen strekken zich uit van Midden-New York en Pennsylvania westwaarts tot Ohio, en zuidwaarts langs de Appalachen via Virginia en Tennessee tot Alabama. Het Acadische deltacomplex wordt onderverdeeld in twee delta’s, de Catskill-delta van Midden- en Boven-Devoon ouderdom, en de Price-Rockwell (Pocono)-delta van Laat-Devoon en Vroeg-Mississippisch ouderdom. Het complex van de Acadische delta’s is gekoppeld aan de vier tectofasen van de Acadische orogenese, zowel wat betreft herkomst als afzettingsmilieus. Het reliëf als gevolg van de orogenese was de fundamentele bron van de delta sedimenten.
Het Catskill Delta complex bestaat uit een verruwende opgaande opeenvolging van gesteenten. De dikte ervan is het grootst in oostelijk Pennsylvania en wordt in westelijke richting dunner tot in Ohio. De paleogeografie van de Catskill lijkt te bestaan uit vele kleine stroompjes, die hun sedimentaire lading afzetten langs een alluviale kustvlakte die honderden kilometers lang was.
De Midden Devoon tot Neder Mississippische siliciclastische lagen, afgezet door de Catskill Delta, omvatten zwarte schalie, grijze schalie, zandsteen, rode bedden, en minder argillaceuze kalksteen. De lagen zijn afgezet in een patroon van vier fasen dat in elke tectofase wordt waargenomen. De vorming van het voorlandbekken door snelle bodemdaling initieerde een transgressieve opeenvolging die de basale zwarte schalies afzette. Nadat de zwarte schalies zijn afgezet, gaat de migratie van deformatie verder zuidwaarts en overheerst regressie, vooral aan de oostkant van het bekken. Naarmate de botsingen intensiever werden, nam de bodemdaling in het voorlandbekken af en werd de sedimentatie vervangen door een instroom van kalkhoudende siltige schalies en carbonaten. Deze afzettingen weerspiegelen kleine transgressieve-regressieve cycli in een delta-front en delta-platform omgeving. De derde fase wordt vertegenwoordigd door regionale opheffing, die gepaard ging met de botsing van een Avalon terraan met een voorgebergte, en die vervolgens een regionale disconformiteit tot gevolg had. De vierde en laatste fase wordt vertegenwoordigd door tektonische rust met een wijdverspreide carbonaatafzetting in een langzaam transgressieve zee.