Penobscottian造山运动
阿巴拉契亚山脉北部被划分为许多不同的缘或构造地层带，反映了造山带不同部位的不同成因和造山历史。的北美克拉通和上覆沉积层序形成了Humber带Gondwanan大陆保存在阿瓦隆地带。垫层地体包括在闭合期间吸积到北美和冈瓦纳大陆的物质古生代伊阿佩托斯海洋。Gander地体岩最初沉积在冈瓦纳的Avalonian边缘附近。大西洋裂陷时留下的一块非洲西北部的岩石被保存在麦格马地体中。多年来，在缅因州中部、新不伦瑞克和其他一些分散的地区，人们已经认识到中奥陶世之前(塔康时代)的变形事件阿巴拉契亚造山带．这个晚寒武世-早奥陶世事件可能发生在Iapetus洋的两个奇异地体之间，在它们与北美碰撞之前，被称为阿巴拉契亚山脉北部的Penobscottian造山运动。
由于Penobscottian造山带的变形范围小于阿巴拉契亚山脉的其他造山带，所以目前的解释都是基于有限区域的信息;因此，很难提出一个全面的模型。变形局限于阿巴拉契亚山脉北部的甘得地体和南部的皮埃蒙特。这次造山事件的时间在缅因州西部可以得到最好的确定，那里暴露出了唾液基底、蛇绿岩和相关的增生复合体。也有人认为加拿大新不伦瑞克的Brunswick俯冲杂岩代表了Penobscottian造山运动的遗迹。在缅因州西部，主要的单元包括链湖地块，被解释为格伦维尔时代;Boil山蛇绿岩，解释为边界山地体向先前存在的Gander地体吸积过程中隆起的洋壳遗迹;和飓风山mélange，表达了复理石矿床增生楔在融合。这些岩石单元一起记录了土卫八洋闭合时复杂的变形历史的一部分。Boil Mountain蛇绿岩发生在缅因州中部Dunnage和Gander terranes之间的边界上，结构复杂的蛇绿岩条带，奇异的微沟(例如Chain Lakes地块)和mélange。它的地质演化对于了解晚寒武世-早奥陶世的Penobscottian造山作用至关重要。
北阿巴拉契亚地区的Penobscottian造山运动始于晚寒武世。Boil山蛇绿岩的同位素年龄在5 - 4.77亿年之间。化石证据进一步支持了中寒武世至早奥陶世的年龄范围。在飓风山mélange的黑色页岩中发现了这个年龄的海绵，限制了mélange的最大年龄。
沸水山蛇绿岩及其相关联的链湖地块有助于解释Penobscottian的造山作用。为了更好地理解它们之间的关系，了解它们的岩性和区域背景是很重要的。
链湖地块的特征是偏介石，主要由变质砂岩、少量角闪岩、花岗岩和片麻岩组成。该构造被解释为一个细长的圆顶，估计暴露厚度为9840英尺(3000米)。该单元被西北方向的断层所包围，并与几个侵入体接触，包括东北方向的Attean基岩和Chain of Ponds深成岩体西南方向。沿着它的东西边缘，志留纪和泥盆纪地层覆盖在地块上。Boil山蛇绿岩在其南部和东南部边缘与链湖地块有断层边界接触。地震反射剖面显示，链湖地块的底部是一条向东南倾斜的大断层。这被解释为源自东南的逆冲，形成于阿卡迪亚造山运动或塔科尼克造山运动期间。
根据构造特征和岩性特征，可将该地块划分为8个相。构造最低层序首先划分为三个相:(1)Twin Bridges半泥质片麻岩，(2)Appleton浅橄榄岩，(3)Barrett Brook多旋回浅橄榄岩角砾岩。接下来的4个相代表了主要的粗闪石层序，包括(1)mcKenney Pond混沌流变形态花岗岩，(2)Coburn Gore半大理岩片麻岩的(3) Kibby山斑点片麻岩，(4)大块的sarampus瀑布成层状。构造上最高的相为袋塘山双峰变质火山剖面和长石变质砂岩。最高相被解释为代表a的回归被动边缘变质变形后的序列。然而，该区构造和变质历史复杂，跨越构造边界的地层关系难以确定。
链湖地块的变质史是一个长时间反复变形的过程。该复合体的变质作用跨越了8亿年，并被解释为记录了进行和逆行事件的压力-温度时间路径侵位晚奥陶世岩基链湖地块的同位素年龄大约在1500万年到6.84亿年之间。年龄的巨大差异可能是由于在这些年龄之间的变形历史过程中，在地块中沉积了物质，或者是产生了锆石的前寒武纪日期肯定来自于一个已经存在的前寒武纪单元，该单元被侵蚀到盆地中。粗闪石可能是沿Iapetus裂谷边缘沉积的冲积扇型砾岩，随后被Boil山蛇绿岩杂岩覆盖。
Boil山蛇绿岩位于断层边界，沿其南部边界与链湖地块接触。该建筑群沿沿延伸约20英里(30公里)，沿沿最大暴露约4英里(6公里)。典型单位蛇绿岩蛇纹岩、辉石岩、偏长辉岩、基性火山岩以及由偏石英屑、偏厚岩、板岩和偏砾岩组成的沉积物构成了Boil山蛇绿岩的特征。地层单元由下至上依次为超镁铁质单元、辉长岩单元、调性单元、镁铁质和长英质火山岩单元以及变质岩单元。因此，蛇绿岩具有一个蛇绿岩序列除构造岩超镁铁质单元和片状岩脉单元外。基底接触在大范围内难以区分，但任何存在的接触都表明它们的侵位伴随着韧性断裂。然而，包括蛇纹岩在内的一些单元，沿着其南部边界与链湖地块形成了尖锐的结构接触。
该杂岩可根据化学性质划分为超镁铁质、辉长岩、两个镁铁质火山单元和长英质火山岩单元。一个长英质单元将两个基性火山单元分隔开来，称为上和下。地球化学模式揭示了两种不同的结晶趋势。第一次喷发的岩浆是较低的基性火山单元。地球化学趋势表明橄榄石，斜辉石，pla-gioclase导致这种情况岩浆成分．这是由超镁铁质和辉长岩单元的形成完成的。上层基性单位与an具有地球化学亲和性岛弧拉斑玄武岩(iAT)带，而上部基性单位与大洋中脊玄武岩(MoRB)。由于与蛇绿岩有关的长英质物质体积如此之大，因此对于基性火山单元来说，很可能有两个阶段的挤压。由于tonalites和其他长英质火山岩的存在意味着一定有含水流体，第一阶段必须包括a俯冲带．低镁铁质单位和镁铁质代表这一阶段。上层基性单元表明火山活动发生在边缘盆地，因为这些基性单元的地幔来源没有受到火山活动的影响俯冲板。
在Boil山蛇绿岩中发现了tonalite，并含有少量的trondhjemite，这是正常蛇绿岩序列中所没有的一个不寻常的特征。其他包含一个单位的蛇绿岩是阿曼的semail蛇绿岩和加利福尼亚的峡谷山蛇绿岩。透绿岩表明结晶过程中流体的存在，有助于蛇绿岩的解释。这些蛇绿岩相对于其余层序的位置也很有趣。沸水山杂岩的英云母出现在辉长岩之上，火山单元之下的层序中。蛇绿岩为窗型，浮体上有丰富的侵入接触，蛇绿岩东北部有罕见的、暴露不良的露头。tonalite可能来自于下部基性火山岩和辉长岩的部分熔融，然后作为基岩侵入。
Boil山蛇绿岩的同位素年龄为477±100万年。4.77亿年的年龄确定了沸水山蛇绿岩中质岩的最低深成年龄，这比之前确定的蛇绿岩年龄要小得多。根据几条信息，沸点山的蛇绿岩的年代早于寒武纪晚期至奥陶世。蛇绿岩上部的长英质火山岩给出了500 ma±1000万年的年龄。沸点山调色岩4.77亿年的年龄被解释为晚期侵入事件，可能与水化海洋地壳的部分熔融和调色岩提取物的侵入有关。
煮沸山蛇绿岩与塔科统附近蛇绿岩层序年龄的比较外来体在Laurentia的Appalachian边缘的Humber地带发生了蛇绿岩的俯冲，与Boil山蛇绿岩在Chain Lakes地块上的侵位时间相似，被解释为Gondwana的Gander边缘的一块。从变质光环到塞特福德矿蛇绿岩的角闪石的同位素年龄为4.77±500万年，蛇绿壳的初始分离年龄为4.79±300万年。大约4.79亿年前的板块分离开始于弧前环境中的山脊段，与此形成对比的是，Flintkote矿中保存的约4.91±1100万年前的海洋板块，被解释为最初附着在劳伦蒂亚的一片海洋地壳。因此，在魁北克阿巴拉契亚山脉，塔科蛇绿岩可能有一个漫长的历史。在Gaspe，基底角闪岩构造岩为Albert山蛇绿岩的侵位年龄为456±300万年。
沸水山蛇绿岩中质岩的年龄、成因及其与链湖地块的关系对Penobscottian的造山作用有重要影响。首先，由于调性侵入物局限于异源的Boil山蛇绿岩，可以推断蛇绿岩直到4.77亿年前(Arenigian)才在结构上就位于Chain Lakes地块的最终位置。然而，这并不排除蛇绿岩在更早的位置(在英英酸岩侵入之前)处于不同的结构位置。日期太康造山运动大约在4.91亿到4.56亿年前。关于Penobscottian造山运动的早期观点认为它发生在Taconic造山运动之前。然而，这两个造山运动似乎更有可能同时发生，尽管不一定在土卫八的同一边缘。
地球化学资料表明，沸水山蛇绿岩演化经历了两个阶段，包括弧前火山活动的早期阶段，以及弧内或弧内扩散的中白岩阶段弧后盆地．第一阶段包括长英质火山岩，时间为500±1000万年，第二阶段与火山的部分融化有关古老的海洋地壳上层火山序列的形成，发生在4.77±100万年前。这构造背景与蛇绿岩下部火山单元的IAT特征和上部基性火山单元的MORB特征相吻合。与上部火山单元嵌套的沉积岩包括含铁建造、灰岩、千枚岩和燧石，与弧后盆地环境的沉积相一致。在弧后盆地演化的初始阶段，由下火山单元基性壳水熔融形成。
因此，Boil山蛇绿岩和Chain Lakes地块揭示了关于penobs -scottian造山运动的关键见解。Boil山蛇绿岩下部火山群为岛弧拉斑岩，形成于5亿年前的不成熟弧内。这一阶段的火山活动类似于其他丰产子带(Dunnage zone)蛇绿岩，如4.93亿年前的Pipestone Pond杂岩，4.89亿年前的Coy Pond杂岩，纽芬兰的南湖蛇绿岩，以及4.93亿年前与新不伦瑞克南部Annidale地区蛇纹岩有关的流纹岩。Pipestone Pond和Coy Pond complex都作为异体体出现在Gander带岩石(Mount Cormack和Meelpaeg Inliers)的domal变质核上，其结构安排让人想起位于Chain Lakes地块边缘的Boil Mountain complex。这些蛇绿岩，包括Boil山蛇绿岩，可能代表了Penobscot弧的一部分，该弧在冈瓦纳冈德边缘附近的西倾俯冲带的前弧上发展。
纽芬兰中南部安布罗斯湖火山带5.13亿年前的塔利塘火山岩也可能与Boil山蛇绿岩下部的火山岩具有时间相关性;两者都保存了一个镁质-长英质混合火山剖面，具有弧相关的地球化学亲和性，两者都被解释为早奥陶世penobscot -斯弧的一部分。因此，Boil Mountain、Coy Pond和Pipestone Pond蛇绿岩形成了penobscot -克斯弧的前弧，而安布罗斯湖火山带则代表了弧中心部分的火山活动。纽芬兰和新不伦瑞克地区的洪克斯亚区弧前蛇绿岩发生在Tremadocian-Arenigian时代(4.9 - 4.75亿年前)。随后是Arenigian(4.75 - 4.65亿年前)的弧反转，形成了一个新的弧(new Brunswick北部的Popelogan弧)和一个弧后盆地(464 Ma的Fournier群蛇绿岩)，该盆地迅速扩大，以适应4.45亿年前Popelogan弧与Notre Dame弧(Taconic)的碰撞。这次裂谷事件可能分离了Avalonian基底和Gander带沉积物的碎片，上面是异源蛇绿岩板，现在保存为Chain Lakes地块和Boil Mountain蛇绿岩的下部。
沸水山蛇绿岩岩浆的第二次生成是由上拉斑玄武岩火山单元和4.77亿年前的英英玄武岩基岩所代表，这是由下火山单元的部分熔融所产生的。这一岩浆生成阶段与晚arenigian - llanvirian时期Popelogan弧后Tetagouche弧后盆地的发育有关。这一事件发生的时间在纽芬兰南部似乎类似，在那里，几块奥陶纪花岗岩，包括477.6±180万年前的Baggs Hill花岗岩和4.74±300万年前的Partridgeberry Hills花岗岩，在早奥陶世侵入到gord -wanan边缘的蛇绿岩。
由于Boil Mountain的英英岩是异源的，并且不知道是否出现在蛇绿岩下面的岩石中，因此Boil Mountain复合体的最终隆起可能发生在Popelogan弧和Notre Dame弧(Taconic弧)碰撞之后，在4.5亿年前的阿瓦隆的Gander边缘与蛇绿岩的碰撞期间活跃的保证金Laurentia。这一事件可以用4.45亿年前的阿提安岩体来代表。
作为上述模型的替代模型，整个Boil山蛇绿岩复合体可能形成于Popelogan弧的前弧，该弧是在Penobscot弧与冈瓦纳的Ava-lonian边缘碰撞后形成的。在这个模型中，Boil山蛇绿岩与罗伯特臂-安涅普斯科奇带中其他4.8 - 4.75亿年前的蛇绿岩是相关的，这些蛇绿岩发生在Iapetus主缝之间的Notre Dame (Taconic)弧吸进Laurentia, penobscot -斯弧吸进Gondwana。这个模型将有助于解释为什么在4.77亿年前没有证据
从Boil Mountain复合体- chain Lakes地块接触中已经发现了古老的与俯冲有关的构造，但这并不能充分解释Boil Mountain蛇绿岩下部火山单元的寒武时代。
Penobscottian造山作用在相当长的一段时间内给地质学家带来了困难。然而，最近对缅因州曝光的研究，包括链湖单元和煮沸山蛇绿岩，导致了这一复杂地形构造演化的新模型。新的同位素年代和地球化学证据表明，塔科世和Penobscottian造山运动很可能是同时发生的。本文提出的模型考虑了几个因素，包括链湖单元的形成、蛇绿岩侵位的时间以及被认为代表Gander与边界山地体缝合的英英岩侵入的时间。
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