Geologische Rundschau

, Volume 58, Issue 2, pp 998–1047 | Cite as

A geologic investigation of the Halloran Hills, central Mojave Desert, California

  • D. A. Warnke
Aufsätze

Abstract

The Halloran Hills consist of Precambrian (?) metamorphites, Mesozoic igneous intrusive rocks, Tertiary volcanic and sedimentary breccias, and Quaternary alluvia.

The Precambrian Halloran Complex has been subdivided into the following formations: (1) Silver Lake Peak Formation, mostly quartzofeldspathic gneisses; (2) Cree Camp Formation, quartzites and metarhyolites; (3) Riggs Formation, metamorphosed carbonate rocks. This complex is intruded by dioritic rocks.

Regional metamorphism produced parageneses of the almandine amphibolite facies. Metablastesis was a major phenomenon, partial fusion was a local one. The rocks are, therefore, metatexites. Regional metamorphism was followed by diaphthoresis, accentuated in a zone of dislocation.

A mesozonal pluton (Wander Mine Pluton) invaded the Halloran Complex during the Laramide (?) orogeny. The plutonic core consists of quartz monzonite, whereas the peripheral parts are more basic in composition.

Contact relationships with the country rock are both concordant and discordant. Locally, a tectonic breccia marks marginal upthrusts. Foliation exists to various degrees in the periphery of the pluton.

The sequence of the emplacement phases of the pluton is as follows: (1) metasomatism, (2) flow, and (3) movement of the dead body. All three phases overlapped each other, but at the present level of erosion the rocks in any one restricted area depict only two phases.

Younger granitic rocks and various dike-swarm intrusions followed the emplacement of the pluton.

During the Tertiary, autoclastic friction breccias of andesitebasalt composition intruded along faults. These intrusions were followed by the deposition of arkosic breccias (Halloran Spring Formation) and coarse sedimentary breccias (rubble). At the end of the Tertiary (Pliocene?), basalt flows buried much of the ancient land surface near Halloran Spring.

The configuration of the Halloran complex indicates a domelike structure, partially bounded in the north by a fault zone (Cree Camp Fault Zone). Outlines of the Wander Mine Pluton indicate a phacolithic geometry modified by regional faults. The most important fault in the area is the Cree Camp Fault Zone, which has a general east-west trend. It was probably formed before the emplacement of the pluton, and was revived three times after its initiation. Faulting ceased after the outpouring of the basalt flows.

Within the regional framework, the Halloran Hills lie east of the quartz-diorite line. There seems to be a trend for association of tonalites with sillimanite-cordierite-bearing metamorphites west of the quartz-diorite line, and of quartz monzonites with potassium-rich metamorphites east of it. If the plutonic rocks are anatexitic, or palingenetic, their compositional differences on either side of the line find a suitable explanation. Results of recent experiments agree with this assumption. “Anormal” rock suites are explained as ectectic mobilizates.

The age of orogenies in California generally decreases from west to east, and the potassium-sodium ratio increases in the same direction. It is submitted that time determines the site of the orogeny and that the site determines the possible range in composition of the granitic magma.

The spreading sea-floor hypothesis serves as the unifying framework for the above considerations.

Keywords

Breccia Orogeny Regional Metamorphism Almandine Quartz Monzonite 

Zusammenfassung

Die Halloran Hills bestehen aus präkambrischen Metamorphiten, mesozoischen Eruptivgesteinen, tertiären vulkanischen und sedimentären Brekzien und quartären Geröllen.

Der präkambrische (?) Halloran Complex wird in die folgenden Formationen unterteilt: 1. Silver Lake Peak Formation, zum größten Teil aus Quarz-Feldspat-Gneisen bestehend, 2. Cree Camp Formation, Quarzite und Metarhyolite, 3. Riggs Formation, metamorphe Karbonatgesteine. Dieser Gesteinskomplex wird von dioritischen Gesteinen intrudiert.

Eine Regionalmetamorphose resultierte in Paragenesen der Almandin-Amphibolit-Fazies. Metablastese war weit verbreitet, partielle Fusion eine lokale Erscheinung. Die Gesteine sind daher Metatexite. Auf die Regionalmetamorphose folgte eine retrograde Phase, die in einer Dislokationszone akzentuiert war.

Ein mesozonaler Pluton (Wander Mine Pluton) drang in den Halloran Complex während des Mesozoikums ein, vielleicht während der Laramiden Orogenese. Das Zentrum der Intrusion besteht aus Quarzmonzonit, die Peripherie ist mehr mafischer Zusammensetzung. Die Intrusionskontakte sind sowohl konkordant wie auch diskordant; stellenweise ist eine tektonische Brekzie entwikkelt, die randliche Aufschübe andeutet. Jüngere granitische Gesteine und verschiedene dike-swarm Intrusionen folgten der Hauptintrusion.

Während des Tertiärs wurden autoklastische Reibungsbrekzien andesit-basaltischer Zusammensetzung, Verwerfungsflächen folgend, intrudiert. Danach folgte die Entstehung arkosischer Brekzien (Halloran Spring Formation) und grober Schotter. Im Jungtertiär (Pliozän?) wurde ein größerer Teil der alten Landoberfläche in der Umgebung des Halloran Spring von Basaltlaven eingedeckt.

Das Gesteinspaket des Halloran Complex hat eine domartige Ausbildung, im Norden teilweise durch eine Verwerfungszone (Cree Camp Fault Zone) abgegrenzt. Der Wander Mine Pluton ist wahrscheinlich phakolithischer Geometrie, modifiziert durch Verwerfungen. Die wichtigste Verwerfung im Untersuchungsgebiet ist die Cree Camp Fault Zone, die im allgemeinen E-W streicht. Diese Verwerfungszone wurde wahrscheinlich schon vor der Hauptintrusion angelegt, war aber später wiederholt aktiv. Nach leichter Verkippung der Basaltdecken im Osten hörten tektonische Bewegungen auf.

Die Halloran Hills liegen östlich der Quarzdioritlinie. Es gibt Anzeichen für eine Vergesellschaftung von Tonaliten mit Sillimanit-Cordierit-führenden Metamorphiten (ursprünglich eugeosynklinalen Grauwacken) westlich der Quarzdioritlinie und von Quarzmonzoniten mit K-reichen Metamorphiten (ursprünglich miogeosynklinalen Tonen) östlich davon. Falls die Tiefengesteine anatexitischen oder palingenen Ursprungs sind, würden diese Gegensätze in ihrer Zusammensetzung eine mögliche Erklärung finden. Die Ergebnisse verschiedener neuerer Experimente stehen mit dieser Annahme im Einklang. „Abweichende“ Gesteinszusammensetzungen können als ektektische Mobilisate erklärt werden.

Die Welle der orogenetischen Aktivität schreitet in Kalifornien im ganz allgemeinen von Westen nach Osten fort, und das Kalium-Natrium-Verhältnis nimmt in der gleichen Richtung zu. Es könnte daher diskutiert werden, daß in diesem Fall der Raum einer Orogenese zeitlich bestimmt ist und daß die Variationsbreite in der Zusammensetzung eines granitischen Magmas durch den Raum der Orogenese vorherbestimmt wird.

Die obigen Annahmen können im Rahmen der spreading sea-floor Hypothese in Einklang gebracht werden.

Résumé

Les « Halloran Hills » sont composés de roches métamorphiques précambriennes, re roches ignées intrusives mésozoiques, de brèches volcaniques et sédimentaires tertiaires ainsi que de galets quaternaires.

Le complex Halloran précambrien (?) se divise dans les formations suivantes: 1) Silver Lake Peak Formation, se composant, pour la plus grande partie, de gneisses quartzo-feldspathiques, 2) Cree Camp Formation, des quartzites et des métarhyolites, 3) Riggs Formation, des roches de carbonate métamorphisées. Il y a dans ce complex des intrusions de roches dioritiques.

Pendant le mésozoique (peut-être durant l'orogenèse Laramide) un pluton mésozonal pénétrait dans le complex Halloran. Le centre de l'intrusion consiste de quartz-monzonite tandis que la périphérie est d'une composition plus mafique. Au cours du tertiaire, des brèches de friction autoclastiques d'une composition d'andésite-basalte se sont introduites; plus tard (au Pliocène?) une grande partie de la surface ancienne aux environs de « Halloran Spring » fut couverte de laves basaltiques.

Des questions concernant les phénomènes tectoniques et le magmatisme sont discutées plus en détail en relation avec l'origine de ces séries.

Краткое содержание

Halloran Hills (Талпораи горы, Кали форния, США) состоят из прекембрийских метаморфитов, мезозо йских изверженных по род и третичных, вулканических и осад очных брекчий и четве ртичного валунного материала. Прекембрийский (?) комп лекс Halloran расчленяется н аследующие формации: 1. формация Silver Leak Peak, состоащая из кварцевополевошпат овых гнейсов, 2. формация Cree Camp, с остоащая из кварцито в и метариолитов, 3. формац ия Riggs, из метаморфическ их карбонатных пород. Комплекс горны х пород интрудирован ный диоритовами породам и. Мезозональный плуто н (Wander Mine Pluton) интрудировал в комплексе Halloran во врема мезозоа, мож ет быть во врема ларам ийской складчатости. Ядро интрузии состои т из кварцевых монцон итов, периферия из мафитов. В течение третичного периода интрудирова ли автокластические ди слокационные брекчии андезитово-б азальтового состава. В новотретичной сист еме произошло вытека ние базальтовых лав. Подр обно дискутируются текто нические и магматиче ские вопросы в связи с образование м этих серий.

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Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1968

Authors and Affiliations

  • D. A. Warnke
    • 1
  1. 1.Dept. of OceanographyFlorida State UniversityTallahasseeUSA

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