Triassic-Liassic basins and climate of the Atlantic passive margins

Zusammenfassung

Während sich die Laurasische Platte in der späten Trias nordwärts bewegte über die Hotspots Neuenglands hinweg, brach die erwärmte und gedehnte Kruste entlang reaktivierter Strukturen des Basements, sowie entlang von Mikroplatten-Rändern und entlang der Fortsetzungen von Querstörungen auf den Kontinenten. Dieser Vorgang schuf die abgesenkten passiven Ränder des Atlantik und etablierte die tektonische und klimatische Situation der Küstenketten und Sedimentationsbecken, die weite mit Tethys-Meerwasser bedeckte Salzpfannen säumten.

Während der Drift der Platte von einer äquatorialen Lage zur späten Triaszeit hin in eine subtropische Breite zur mittleren Jurazeit durchlief sie zunächst humide, dann Savannen- und schließlich aride Klimazonen. Diese wurden gerahmt von dem transgredierenden epirischen Tethys-Meer. Innerhalb dieser Klimazonen wurde die Sedimentation nachhaltig durch Monsum-Zirkulation beeinflußt dadurch, daß tropische Luftmassen sich abkühlten und adiabatisch erwärmten beim Überqueren der Küstenketten und der breiten Salzebenen.

Dort, wo das Basement aufriß, wie etwa im Newark-Gettysburg Becken oder im Argana Becken von Morocco, drangen Plutone in die Achse des Beckens ein in Form von Gängen, Lavaergüssen und subaquatischen Spaltenergüssen. Differentielle horizontale Schubspannungen entlang Blattverschiebungen sorgten für asymmetrische Becken mit aufgeschobener Leitplatte und abgesenkter Schlepp-Platte. Die Ablagerungen innerhalb der Becken bilden eine Geschichte periodischer aber alternierender durch Zug- und Druckspannungen beherrschte Episoden ab.

Die Fazies des Randstörungssystems ist durch komplexe Diskordanzen markiert, durch junge Beckensedimente, vulkanische Gesteine, girlandenartige Faltenzüge, Fanglomerate, Turbidite und Tiefwasser-Seesedimente mit organogen-reichen Schwarzschiefern. Dagegen sind die Sedimente der Schlepp-Platten gekennzeichnet durch eine ältere Folge von schwach geneigten fluviatil-deltaischen Sanden, die mit markanter Diskordanz auf dem herzynisch-variskischen Basement ruhen.

Dort, wo der flache Tethys-Ozean über die sich absenkenden Dehnungs-Becken (wie etwa die Becken von Khemisset und Berrichid von Morocco) transgredierte oder wo das Basement durch geradlinige, nicht verzweigte Querstörungen zerschnitten wurde (wie im Gebiet der Great Banks), breiteten sich weite Salzebenen aus, die dicke Halit- und Kalisalzlager bildeten. Die Ausdehnung der Tethys-Transgression und die einhergehende Absenkung dieser Becken wird durch Salz-Diapire im Baltimore Canyon Graben und im Becken von Aaiun in Afrika markiert.

Abstract

As the Laurasian Plate tracked north over the New England hotspots in the LateTriassic, the heated and stretched crust failed along re-activated basement structures including micro-plate sutures, and continental extensions of transforms. This created the rifted passive margins of the Atlantic and established the tectonic and climatic setting of wrench-generated coastal ranges and detrital basins bordering vast salt flats that were overlain with waters from the Tethys Sea.

In tracking north from an equatorial position in the Late Triassic to a subtropical latitude in the Middle Jurassic, the plate transgressed first humid, then savanna and finally arid climatic zones, which were then bordered by a transgressing epeiric Tethyan Sea. Within these climatic zones, monsoonal circulation profoundly affected patterns of sedimentation as tropical air masses cooled and warmed adiabatically as they crossed the coastal ranges and broad salt flats.

Where the basement had been pulled apart as in the Newark-Gettysburg Basin or the Argana Basin of Morocco, plutons intruded the axis of the basin in the form of dikes, lava flows and subaqueous fissure flows. Differential horizontal shear along strike-slip faults created assymetric basins with an upthrown leading plate and a subsiding trailing plate. Strata within the basins record a history of recurrent, but alternating, transtentional and transpressional episodes in an overall wrench-tectonic regime. While the borderfault facies is marked by complex unconformities, young basin sediment, volcanics, en-echelon folds, fanglomerates, turbidites and deep-water lacustrine deposits with organic-rich black shale, sediments on the trailing plate are marked by an older suite of gently inclined fluvialdeltaic sands that rest with profound unconformity on the Hercynian — Variscan basement.

Where shallow marine waters of the Tethys Ocean transgressed sagged pull-apart basins (as in the Khemisset and Berrichid Basins of Morocco) or where the basement was faulted by straignt, non-branching transforms (as in Grand Banks), vast salt flats occurred forming thick, deposits of halite and potash salt. The extent of Tethyan transgression and concomitant subsidence of these basins is marked by salt diapirs in the Baltimore Canyon Trough and in the Aaiun Basin of Africa.

Résumé

Tandis que la plaque laurasiatique se déplaçait à la fin du Trias vers le nord sur les points chauds de la Nouvelle Angleterre, il s'est produit dans la croûte échauffée et sous tension, des ruptures le long de structures réactivées du socle ainsi que le long de bordures de microplaques et des prolongements de dérangements transversaux sur les continents. Ce processus conduisit à l'affaissement des bords de l'Atlantique, et à fixer la situation tectonique et climatique des chaînes cotières et des bassins de sédimentation qui bordaient de vastes dépressions salées couvertes par les eaux de la Téthys.

Pedant sa dérive, à partir d'une position équatoriale à la fin du Trias jusqu'à une latitude subtropicale au Jurassique moyen, la plaque traversa des zones climatiques d'abord humides, puis à savannes et finalement arides, qui se trouvaient en bordure des transgressions épiriques del a Thétys. Dans ces zones climatiques, la sédimentation fut fortement influencée par la mousson sous l'effet des masses d'air tropical qui se refroidissaint et se réchauffaient adiabatiquement à la traversée des chaînes côtières et des plaines salifères ouvertes.

Là où le socle apparaissait, comme dans le bassin de Newark-Gettysburg ou dans le bassin d'Argan au Maroc, des plutons pénétraient dans l'axe des bassins sous la forme de dikes, de coulées de lav et de coulées fissurales subaquatiques. Des poussées différentielles horizontales suivant des failles conduisirent à des bassins asymétriques, la plaque motrice en voie de soulèvement entraînant la plaque en voie d'affaissement. Les dépôts dans les bassins représentent une histoire faite d'épisodes périodiques et alternants dominés par des tensions et compressions.

Le facie dans le système en bordure des dérangements, est marqué par des discordances complexes, des sédiments de bassin jeunes, des roches volcaniques, des faisceaux de plis en guirlande, des fanglomérats, des turbidites, et des sédiments de mer profonde avec des schistes noirs riches en matières organiques. Par contre les sédiments des plaques entraînées sont caractérisés par une série plus ancienne de sables fluvio-deltaïques faiblement inclinés qui reposent avec une discordance bien marquée sur le socle hercynovarisque.

Là où la Thétys, de faible profondeur, transgressait sur les bassins d'extension en voie d'affaissement (comme les bassins de Khemisset et de Berrichid au Maroc), ou là ou le socle était recoupé par des fractures transversales rectilignes sans bifurcation (comme dans les Great Banks), s'étendaient de vastes aires salées avec formation d'épaisses couches de halite et de sels potassiques. L'extension de la transgression thétysienne et la continuelle dépression de ces bassins est marquée par des diapirs salins dans le Graben de Baltymore et dans le bassin d'Aaiun en Afrique.

Краткое содержание

В то время, как лаврази йская платформа в поз днем триасе продвигалась над горчей точкой Нов ой Англии на север, наг ретая и расширенная кора распалась вдоль реак тивированных структ ур фундамента, а также вд оль краев мелких глыб и вд оль продолжения попе речных нарушений материков.

Этот процесс вызвал о пускание пассивных к раев Атлантики и установи л тектоническую и климатическую обст ановку прибрежной це пи и бассейнов осадконак опления, обрамлявших обширны е солевые равнины пок рываемые морской водой Тетиса. За период дрифта плит ы от экватора — поздни й триас — до субтропиков — средня я юра — она прошла снача ла гумидные, затем саванные и, под конец, аридные климатическ ие зоны. На последнюю п овлияли и наступающие эпиконтинентальные воды Тетиса. В этой зон е осадконакопление на ходилось, по-мимо того, под отриц ательным влиянием мо нсумых ветров, возникающих от того, что тропическ ие массы воздуха охла ждались и нагревались адиабат ически при пересечении приб режной цепи гор и широ ких солевых равнин.

Там, где имел место раз рыв фундамента, как на пр., в бассейне NewarkGettysburg, или в бассейне Аргана в Марокко плутоны вне дрились в ось бассейна в виде жил, излияний ла вы и подводных излиян ий в трещины. Различия их горизонтальных сд вигов напряжения вдо ль смещения

глыб создавали асимметрию бассейна с надвинутой основно й глыбой и опустившейся глыбой волочения. Осадконак опление в таких бассе йнах проявляет периодичн ость, прерывающуюся напря жениями растяжения и сдавления. Фаций систем краевых нарушений отмечен сл ожной дискорданцией, в кото рой находят поздние осад очные породы бассейн а, вулканические пород ы, складчатые цепи в вид е гирлянд, фангломера ты, турбиды и глубоководные морские отложения с ч ерным шифером, богаты м органическими вещес твами. Зато осадочные пород ы глыб волочения хара ктеризуются древними свитами слегка скошенных флю виалъно-дельтовых от ложений песка, залегающих с явным несогласием на герцинско-варисском фундаменте.

Там, где воды Тетиса на ступали, покрывая опу скающиеся части бассейна растяжения, как напр.: б ассейны Хемиссет и Бе рришид в Марокко, или где фундамент оказался р асколотым прямолине йными, неразветвленными по перечными нарушениями, как в обл асти Great Banks, распалагаются обширные солевые равнины, обра зующие мощные слои га лита и калиевых солей. Расширение наступле ния Тетиса и последую щее погружение этих басс ейнов отмечено солевыми ди апирами в грабене Baltimore Canyon и в бассейне Aaiun в Африке.