ウェストバージニア州の地質史は先カンブリア代にまで遡り、幾度かの造山運動と浸食運動が繰り返されました。現在のウェストバージニア州の大部分は、かつて沼地、湿地帯、浅い海に覆われていました。これが、州内に多様な堆積岩が分布し、豊富な石炭と天然ガスの鉱床が存在する理由です。ウェストバージニア州では数億年の間、活火山活動は見られず、大きな地震も発生していませんが、州西部を横切るローマ・トラフに関連した小規模な地震は発生しています。
先カンブリア時代の起源
ウェストバージニア州の基盤岩は、約11億4000万年から9億8000万年前のグレンビル造山運動で形成された。このとき、今日ローレンシアとして知られる陸塊、すなわち祖先の北アメリカクラトンが他の陸塊と衝突してロディニアとして知られる超大陸が形成された。[1]この衝突の熱と圧力によって既存の岩石が溶け、その一部はマントル に押し下げられ、表面には高い山脈が形成されました。これらの山脈が浸食されると、下層の花崗岩と片麻岩の層がより重いマントルの岩石によって押し上げられ、地表に露出した。このグレンビルの基盤岩は、オハイオ渓谷から海に至るまで、アパラチア地域のほぼ全域の基盤岩に広がっており、北と南に東カナダとメキシコ、およびスコットランド高地の一部にまで広がっている。[2]
現在、グレンビル基盤の結晶質火成岩はブルーリッジ山脈の中核を形成し、ペドラー層としても知られ、露出している。西側ではバレー・アンド・リッジおよびアパラチア高原の下に隠れているが、東側はピードモント、海岸平野および大陸棚の下に広がっている。数億年の間に、浸食によってスウィフトラン層として知られる堆積層が形成され、実質的にウェストバージニア州の全域に広がっている。[2] [3] ロディニアは8億5000万年前から7億5000万年前に分裂し始めたが、グレンビル造山運動で隆起した地域に沿ってローレンシアとその近隣の島々の間にイアペトゥス海が開き始めたのは約6億年前になってからであった。当時、クラトンは現在の方位から時計回りに約90度回転し、赤道の南に位置していた。地殻変動により地殻が薄くなり、火山活動が活発化して、現在カトクチン層として知られる玄武岩層が形成され、既存の尾根や谷が埋もれてしまいました。[4] [5]
ウェストバージニア州の古代史は、地表にはほとんど見られません。ブルーリッジ山脈の先カンブリア時代の核が露出しているのは、最東端のパンハンドルのみです。貫入岩を除き、カトクティン層とスウィフトラン層の上にある岩石はすべて堆積岩起源で、そのほとんどは古生代に遡ります。[3]
古生代
およそ 5 億 4100 万年から 4 億 8500 万年前のカンブリア紀までには、現在のウェストバージニア州の大半の地域に浅い海が広がっていました。海洋堆積はこの期間の大半と続くオルドビス紀を通じて起こりました。この約 3 億 7000 万年間に、ジェファーソン郡、バークレー郡東部、および州境沿いの南西の散在する地域で現在露出している岩石の大半が堆積しました。同年代の岩石は州内の深い井戸で豊富に見つかります。オルドビス紀末期のタコニック造山運動により、ウェストバージニア州東部に高い山岳地帯が形成されました。デボン紀末期には、海が急速に西に後退し、ハンプシャー層の大陸性の赤色層が州の大部分に堆積しました。最後に顕著な海洋堆積期は、およそ 3 億 3000 万年前のグリーンブライアー層で、主に石灰岩です。約3億1000万年前、ウェストバージニア州の地域は再び海面上にありましたが、広大な沼地に覆われていました。この状態は5000万年以上続き、数千フィートにも及ぶ非海成砂岩と頁岩、そして今日私たちが知る多くの重要な炭層が堆積しました。アパラチア造山運動は約2億7000万年から2億2500万年前に始まり、現在のアパラチア山脈を形成しました。州の大部分が隆起し、重要な堆積物の堆積は止まり、徐々に侵食が始まりました。
詳細
オルドビス紀末期のタコニック造山運動により、ウェストバージニア州東部に高山地帯が形成されました。これらの高地は、続くシルル紀およびデボン紀の一部の堆積物の主な供給源となりました。砕屑岩と炭酸塩岩は海洋性と非海洋性の混合環境に堆積し、州東部では砕屑岩が優勢でした。蒸発岩はシルル紀後期にウェストバージニア州北部に堆積しました。
デボン紀中期および後期には、アカディア造山運動（主に北東方向の隆起）が起こり、この時代の主に砕屑性海成堆積物の更なる供給源となりました。しかし、デボン紀末期には海は急速に西へ後退し、ハンプシャー層の大陸性赤色層が州の大部分に堆積しました。
約 3 億 3000 万年前の中期ミシシッピ紀に、海はウェストバージニア州にもう一度重要な侵入を起こし、その結果、主に石灰岩からなるグリーンブライアー層が堆積しました。これは、州内で重要な最後の海洋堆積層です。
ミシシッピ紀末期、つまり約3億1000万年前、ウェストバージニア州はほぼ陸地であり、侵食を受けていました。続くペンシルベニア紀初期には、この地域は海面近くまで沈下し、その後5000万年以上にわたり、堆積とほぼ同じ速度で沈下を続けました。この地域が海面より下に沈んだのは、ごく稀に、ごく短期間だけでした。湿地帯が広がり、その結果、数千フィートにも及ぶ非海成砂岩と頁岩が堆積し、今日私たちが知る多くの重要な炭層が形成されたのです。
ペルム紀（およそ2億7000万年前から2億2500万年前）にアパラチア造山運動が始まりました。ウェストバージニア州は隆起し、堆積物の堆積が止まり、侵食が始まりました。特に州東部では、褶曲と逆断層運動が活発に起こりました。この造山運動は、今日私たちが知っているアパラチア山脈の形成に大きな役割を果たしました。その後、再び海がウェストバージニア州に侵入することはありませんでした。
ウェストバージニア州には、中生代堆積岩はほとんど存在しません。世界の他の地域では、2億2500万年前から6600万年前にかけてのこの時代の岩石には、数え切れないほどの種の恐竜やその他の爬虫類の化石が含まれていますが、ウェストバージニア州ではそのような化石はほとんど見られません。この時代の初期には、東側の隣接州でかなりの火成活動が起こりました。ペンドルトン郡とその周辺郡には、2億1000万年前から1億4500万年前のジュラ紀の斑れい岩やその他の塩基性岩の岩脈がいくつか存在しています。
6600万年前から現在まで続く新生代には、州の東部で火成活動が再開した。約4500万年前、ペンドルトン郡とその周辺の地域で、玄武岩から流紋岩まで組成が異なる岩脈と岩床の複合体が古生代の堆積岩に侵入した。これらの珍しい火成岩は、北米東部で最も新しいものの一つである。新生代後期、実際には10万年前未満まで続いたが、氷河が北米大陸の北部を覆い、ウェストバージニア州の北部パンハンドルのほぼ近くまで広がったが、州内には広がっていなかった。これらの氷床が前進する前は、モノンガヒラ川の水源はセントローレンス川水系に向かって北に伸びていた。氷床によってダムが形成され、南はウェストンまで湖が広がった。こうしてモノンガヒラ川流域には、主に粘土からなる重要な湖沼堆積物が堆積しました。排水は西に流れ、オハイオ川水系へと移行しました。かつて北西に流れていたニュー川水系が分岐したことで、チャールストンとハンティントンの間の旧ティーズ川水路にも同様の堆積物が堆積しました。最近の沖積堆積物を除いて、他に新生代の岩石は知られていません。
ウェストバージニア州で発見された最古の生命の証拠は、約6億年前の岩石、前期カンブリア紀のアンティータム層に見られます。しかし、この層には生命の証拠が豊富に存在し、地球の歴史の中で起こったあらゆる進化の大部分を既に経て進化していた形態が見られます。地球の他の地域では、少なくとも30億年前の岩石に生命の証拠が見られます。カンブリア紀初期以降、あらゆる時代の岩石において、化石の数は増加し、進化の段階も進行しています。[6]
参照
参考文献
- ^ Richard T. Williams、William M. Dunne、Lynn Glover III、「Global Geoscience Transect 20–Central Appalachians: Cratonic North America to the Atlantic Abyssal Plain」、International Geology Review、Vol. 41、No. 8、pp. 711–738 (1999)。
- ^ ab Thomas M. Gathright, II、「バージニア州シェナンドー国立公園の地質学」、バージニア州鉱物資源局紀要86、p. 47。Wayback Machineで2015年12月10日にアーカイブ。(1976年)。
- ^ ab ウェストバージニア州地質経済調査局、「ウェストバージニア州の一般地層図（2014年）」。
- ^ Richard P. Tollo、James McLelland、Louise Corriveau、Mervin J. Bartholomew（編）、「北米のGrenville造山帯の原生代テクトニック進化」、アメリカ地質学会紀要第197号、454ページ（2004年）。
- ^ ジョン・C・リード・ジュニア、「バージニア州ルレイ近郊のシェナンドー国立公園の古代溶岩」、地質調査所紀要第1265号（1969年）。
- ^ ウェストバージニア州地質経済調査局提供の記事（ダドリー・カードウェル著、1975年教育冊子を改訂し、ロン・マクドウェルによる2007年の追加を加えたもの）。ウェストバージニア州地質経済調査局への謝辞を付記すれば、本資料の複製は許可されます。ウェストバージニア州地質経済調査局。住所：モント・シャトー・リサーチセンター、1 モント・シャトー・ロード、モーガンタウン、ウェストバージニア州 26508-8079 http://www.wvgs.wvnet.edu/www/geology/geolphyp.htm
