Tectonic ideas derived from the Valley and Ridge Province of the Appalachin Mountains

Zusammenfassung

In den dreißiger und vierziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erkundeten die BrüderWilliam undHenry Rogers (1843) das außerordentlich regelmäßige Faltensystem der Valley and Ridge Provinz der Zentralappalachen. Es war das erste genau beschriebene System dieser Art. Die Brüder Rogers zeigten, daß alle Falten zusammen in einem einzigen tangentialen Kraftfeld erzeugt worden waren. Ihre nicht überhöhten, handgefärbten Profile, 1844 veröffentlicht, sind selbst heute noch von erstaunlicher Genauigkeit.William Rogers (1884) entdeckte mehrere der parallelen Überschiebungen weiter südlich in der Provinz, deutete sie jedoch als steile Aufschiebungen.Henry Rogers (1845) zeigte, daß die Schieferung das gleiche Streichen, wie die verwandten Falten hat, und in dem gleichen Kraftfeld entstanden sind. Richtig deutete er eine Winkeldiskordanz zwischen ordovizischen und silurischen Lagen als Zeugen einer früheren Deformationsepisode, obwohl die Bedeutung solcher vorlaufenden Gebirgsbildungen damals noch nicht erkannt war. Etwas später erkannteJames Hall (1859, 1883), daß der Faltengürtel von einer Zone außerordentlich mächtiger Sedimentablagerungen vorgezeichnet war; J. D.Dana (1873) nannte diese Geosynklinale, indem er beide lateraler Kompression zuschrieb, verursacht durch Kontraktion der Erdkruste über einem abkühlenden und schrumpfenden Erdinneren.

Im späten 19. Jahrhundert zeugten Forschungen in den Südappalachen mehrere weitere Konzepte, ungefähr gleichzeitig mit ähnlichen Ideen in Europa: Reliefüberschiebungen (Hayes, 1891); Unterschiebung (Smith, 1893); Kompetenz und Inkompetenz bei der Deformation von Schichtgesteinen; und Vorzeichnung von Falten während der Sedimentation (Willis, 1893). In unserem Jahrhundert hat J. L. Rich in seiner Arbeit über die Pine Mountain (Cumberland) Überschiebungsdecke den Grundsatz festgelegt, daß ein großer Anteil der Faltung durch stufenartiges Aufsteigen (ramping) von Überschiebungen von einer inkompetenten Lage zur nächsten entsteht.

Abstract

In the late 1830's and 1840's, the brothersWilliam andHenry Rogers (1843) explored the extraordinarily regular fold system of the Central Appalachian Valley and Ridge Province, the first such system to be accurately described, and showed that all the folds formed together within a single, tangential field of force. Their (hand-colored) cross sections, made with no vertical exaggeration and published in 1844, are of astonishing accuracy even today.William Rogers (1884) discovered several of the parallel thrust faults farther south in the province, although he interpreted them as steep “upthrusts”.Henry Rogers (1845) showed that slaty cleavage has the same trend as the associated folds and formed in the same force field, and he correctly interpreted an angular discordance between Ordovician and Silurian strata as evidence for an earlier period of deformation, although the importance of such precocious orogenies was not then understood. Somewhat later,James Hall (1859, 1883) recognized that the belt of folding was prefigured by a belt of exceptionally thick sediments, andJames D. Dana (1873) called the latter geosynclinal, attributing both belts to lateral compression caused by contraction of the Earth's crust over a cooling and shrinking interior.

Late in the 19th century, studies in the Southern Appalachians produced several additional concepts, roughly contemporaneous with similar ideas in Europe: erosion thrusts (Hayes, 1891), underthrusting (Smith, 1893), competence and incompetence of deforming strata, and prefiguring of folds during sedimentation (Willis, 1893). In our own century, John L. Rich's article on the Pine Mountain (Cumberland) thrust sheet established the principle that much folding results from the stepping (ramping) of thrust faults from one incompetent layer to another.

Résumé

Dans les années 1830 á 1850, les frèresHenry etWilliam Rogers (1843) explorèrent le système des plis si réguliers de la province des Vallées et Crêtes dans les Appalaches centrales, le premier système de tels plis qui ait été exactement décrit, et ils montrèrent que tous ces plis se sont formés dans un seul champ de force. Leurs coupes (coloriées à la main), publiées en 1844 sans exagération verticale, possèdent une exactitude étonnante encore de nos jours.William Rogers (1884) découvrit quelques-uns des chevauchements parallèles, plus au sud dans la province, bien qu'il les interprétât comme des failles inverses de soulèvement.Henry Rogers (1845) reconnut que la schistosité (ardoisière) montre la même direction que les plis associés, ayant été formée dans le même champ de forces, et il interpréta correctement une discordance angulaire entre des strates ordoviciennes et siluriennes comme indiquant une période d'orogenèse antérieure, quoique la signification de telles orogenèses précoces ne fût pas comprise à cette époque. Un peu plus tard,James Hall (1859, 1883) reconnut que la zone de plissement appalachienne avait été préfigurée par une zone de sédimentation particulièrement épaisse, et D.Dana (1873) dénomma cette dernière zone «géosynclinale». Il attribua la formation des deux zones à la compression latérale due á la contraction de l'écorce terrestre au-dessus de l'intérieur en voie de refroidissement et de rétrécissement.

Vers la fin du 19e siècle, des études dans les Appalaches méridionales aboutirent a des conceptions additionelles, sensiblement au moment de la découverte d'idées semblables en Europe: chevauchements épiglyptiques, (Hayes, 1981), sous-charriages (Smith, 1893), compétence relative des strates en cours de déformation, et anticipation des plis pendant la sédimentation (Willis, 1893). Dans notre siècle, les travaux de L.Rich sur le chevauchement de Pine Mountain (Cumberland) établirent le principe que beaucoup de plis résultent de la montée en rampe des surfaces de chevauchement d'un horizon peu compétent à un autre.

Краткое содержание

Братья William и Henry Rogers (1843) исследов али в 30-х и 40-вых годах прошлого столетия чр езвычайно закономер ную складчатую систему п ровинций Vallea и Ridge в центральных Апп алачах. Исследования такого рода были проведены вперв ые. Они показали, что си стемы здесь образованы единым тангенциальн ым полем, а описание сн ятых профилей, опубликова нное ими в 1844 г, отличается по разительной точност ью и не требуют на сегодняшн ий день никаких поправо к. William Rogers (1884) установил налич ие многочисленных пара ллельных надвигов на юге провинции и рассматр ивает их, как круто взброшен ные структуры. Henry Rogers (1845) док азал, что сланцеватость имеет то же самое направлен ие, что и родственные складки и возникли под воздейс твием того же самого с илового поля. Он совершенно правильно считает уг ловое несогласие меж ду свитами ордовика и силура признаком их ранней д еформации, хотя такое расположение горных элементов в его время не было еще известно. Несколько п озже James Hall (1859, 1883) заметил, что складча тый пояс этой зоны характеризуется мощ ными отложениями осадочн ых пород; J. D. Dane (1873) назвал их „геосинклинальными системами“, и приписы вал их образование бо ковым сдавлениям, вызываем ыми сокращениеми земной коры над охлаждающим ися и сжимающимися замными недрами.

Последующие исследо вания южных Аппалаче й в конце 19-го столетия привели к многочисле нным иным теориям, име ющим много общего с примерно тогда же появишимися в Европе гипотезами: н адвиг по эрозионной поверхности (Hayes, 1891); поддв иг (Smith, 1893); пласты, способны е противостоять давлению складкообр азования без истечен ия материала, или потерь мощности, и слои котор ые испытали течения с измнениями первоначальной мощности, как и предна чертания складчатос ти во время осадконакопления (Willis, 1893). В нашем столетии J. L. Rich в своей работе о надвиг е с крупнопадающими поверхностями смест ителя вблизи земной п оверхности разработал рабочую гипотезу о то м, что большая часть ск ладок возникает в результа те ступенчатообразног о подъема надвигов с о дного пласта, испытавшего течения с изменениям и первоначальной мощ ности, на такой же другой.