Llano Uplift

Die Llano-Aufwölbung ist eine geologisch alte, flache geologische Kuppel mit einem Durchmesser von etwa 140 km, die sich größtenteils über die Countys Llano , Mason , San Saba , Gillespie und Blanco in Texas erstreckt. Sie besteht aus einer inselartigen Aufwölbung präkambrischer magmatischer und metamorpher Gesteine , die von Aufschlüssen paläozoischer und kretazischer Sedimentgesteine ​​umgeben ist . An ihrer breitesten Stelle erstrecken sich die freiliegenden präkambrischen Gesteine ​​etwa 105 km westwärts vom Tal des Colorado River und unter ein breites, sanft abfallendes Becken , das vom Llano River entwässert wird. Dieses Becken wird von präkambrischen Gesteinen unterlagert und von einem unterbrochenen Rand aus flachen Hügeln begrenzt. Diese Hügel bilden den zerklüfteten Rand des Edwards-Plateaus , das aus darüber liegenden kretazischen Sedimentgesteinen besteht. Innerhalb dieses Beckens und entlang seines Randes befinden sich abgesenkte Gesteinsblöcke und Erosionsreste paläozoischer Schichten, die markante Hügel bilden. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

Das Llano-Hochland ist bekannt für seine großen Granitkuppeln , wie beispielsweise den Enchanted Rock . In dem Gebiet befinden sich mehrere große Steinbrüche, darunter Granite Mountain , in denen der charakteristische rosa Granit abgebaut wird. Außerdem beherbergt das Gebiet die einzigen bekannten Llanitvorkommen . ^{[ 4 ]}

Im Jahr 1992 identifizierte das Gesundheitsministerium von Texas das Gebiet als eine von vier Regionen mit einem hohen Potenzial für das Vorhandensein gefährlicher Radonkonzentrationen.

Die Llano-Aufwölbung kann aufgrund ihres Musters auf einer geologischen oder strukturellen Karte der Oberkante der präkambrischen Gesteine ​​als Aufwölbung betrachtet werden. Sie gilt als Aufwölbung, da sie aus einer ausgedehnten Erhebung des präkambrischen Grundgebirges besteht , die dadurch sichtbar wird, dass ihre Oberfläche deutlich über der Oberfläche des umgebenden präkambrischen Grundgebirges liegt . Es ist jedoch möglich, dass die Llano-Aufwölbung nie als eigenständige Einheit und zu einem einzigen Zeitpunkt als Erhebung des Grundgebirges angehoben wurde. Vielmehr entstand sie durch das Absinken der umliegenden Gebiete und die Anhebung der darunter liegenden präkambrischen Gesteine ​​durch die Bildung und das Zusammenwirken mehrerer geologischer Strukturen zu verschiedenen Zeitpunkten während des Karbons und der Kreidezeit. ^{[ 5 ]}

Präkambrische Gesteine ​​liegen direkt unter der Oberfläche des zentralen und topografisch niedrigsten Teils der Llano-Aufwölbung in einem flachen Becken , das vom Llano River und ostwärts bis zum Tal des Colorado River entwässert wird . Diese Gesteine ​​bestehen aus etwa 9.000 km² ⁽ 3.500 Quadratmeilen) kristallinem Grundgebirge des mittleren Proterozoikums , das in einem Erosionsfenster freigelegt ist , welches durch darüber liegende phanerozoische Sedimentgesteine ​​hindurchreicht . Das präkambrische Grundgebirge wird von zahlreichen Normal- und Schrägverschiebungen durchschnitten, die aus der Ouachita-Orogenese hervorgegangen sind und paläozoische Schichten mit den präkambrischen Gesteinen verbinden . ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Die präkambrischen Gesteine ​​bestehen aus mehrfach deformierten, metasedimentären , metavulkanischen und metaplutonischen Gesteinen mit einem Alter von 1,37 bis 1,23 Ga. Diese metamorphen Gesteine ​​wurden von syntektonischen bis posttektonischen Graniten im Zeitraum von 1,13 bis 1,07 Ga intrudiert . ^{[ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]} Diese Gesteine ​​lassen sich in drei durch Verwerfungen begrenzte Schichtenblöcke, sogenannte Domänen , unterteilen : die Valley-Spring- , Packsaddle- und Coal-Creek- Domäne. Jede dieser Domänen weist charakteristische Gesteinstypen und -alter auf und entstand entweder durch Eruptionen , Intrusionen oder Ablagerungen in drei separaten Gebieten, die später während der Grenville-Orogenese tektonisch aneinandergereiht wurden . Die Valley-Spring-Domäne besteht hauptsächlich aus Gneis , der sich aus Quarz und Mikroklinfeldspat mit geringen Anteilen an Biotit und Hornblende zusammensetzt . Dieser Gneis besteht wahrscheinlich aus hochmetamorphen Sediment-, Vulkan- und Intrusivgesteinen , darunter Rhyolith- Lavaströme und Aschestromtuffe , magmatische Intrusionen sowie Arkose , die mit untergeordneten Anteilen an Kalkstein und Schiefer wechsellagern . Das Alter dieser metamorphen Gesteine ​​liegt zwischen 1,29 und 1,23 Milliarden Jahren. Das Packsaddle-Gebiet besteht hauptsächlich aus Schiefern, die aus Hornblende , Biotit , Muskovit und Aktinolith bestehen , sowie aus Marmoren und Kalksilikatgesteinen, Quarziten und Quarzfeldspatgneis. Diese Gesteine ​​waren ursprünglich wahrscheinlich marine Kalksteine, Schiefer und Sandsteine, die mit mafischen und felsischen Vulkaniten und Intrusivgängen wechsellagern . Sie datieren auf 1,27 bis 1,25 Ga. Granitische Gänge, die in diese Gesteine ​​eindringen, wurden auf 1,255 bis 1,250 Ga datiert. Das Coal Creek-Gebiet besteht aus einer 6,4 Kilometer langen (4,0 Meilen) Serpentinitmasse ( dem Coal Creek Serpentinit ), die von metamagmatischem Quarz- Plagioklas- Gneis des Big Branch Gneises umgeben ist.Der Gneis wurde auf 1,33 bis 1,30 Ga datiert und vor etwa 1,29 Ga metamorphosiert, früher als alle anderen metamorphen Gesteine ​​der Llano-Region. Das Coal-Creek-Gebiet enthält außerdem Dioritplutone , Gabbro , Amphibolit , mafischen Schiefer, geringe Mengen Talk und kleinere Serpentinitkörper, die alle vor etwa 1,26 Ga metamorphosiert wurden. Das Coal-Creek-Gebiet scheint Fragmente eines Inselbogens darzustellen , in den ein Stück ozeanischen Mantels durch Verwerfungen eingedrungen ist. ^{[ 2 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Nach 1,2 Milliarden Jahren führte ein globaler Zyklus kontinentaler Kollisionen und der daraus resultierenden Gebirgsbildung – global als Grenville-Orogenese und lokal als Llano-Orogenese bekannt – zu tektonischen Verschiebungen und Verzahnungen dieser Gesteinsschichten. Durch Metamorphose wurden sie weiter zu den Gesteinen umgewandelt, die heute im Llano-Hochland an der Oberfläche zutage treten . Große Granitplutone, die in einigen Gebieten einen Großteil des Aufschlusses ausmachen, und ein Llanitgang drangen ebenfalls in diese Gesteine ​​ein. Während des 400 Millionen Jahre dauernden Zeitraums zwischen der Platzierung des Llanits und dem Beginn der mittelkambrischen Sedimentation wurden durch Erosion mehrere Kilometer präkambrisches Gestein abgetragen. ^{[ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Innerhalb und um die Llano-Aufwölbung herum finden sich Erosionsreste und abgesenkte Blöcke unterpaläozoischer Sedimentgesteine. Innerhalb der Llano-Aufwölbung bilden diese Reste und Bruchblöcke häufig markante Hügel. Die unterpaläozoischen Schichten bestehen aus über 600 Metern kambrischen Sandsteinen, Kalksteinen und Dolomiten der Moore-Hollow-Gruppe sowie unterordovizischen Kalksteinen und Dolomiten der Ellenburger-Gruppe . ^{[ 2 ] [ 5 ]} Die Moore-Hollow-Gruppe umfasst den Hickory-Sandstein , den Cap-Mountain-Kalkstein und den Lion-Mountain-Sandstein , während die Wilberns-Formation aus Sandstein, Kalkstein, Schiefer und einer oberen Mischung aus Kalkstein und Dolomit besteht. ^{[ 2 ] [ 8 ]} Die Ellenburger-Gruppe ist eine unvollständige Abfolge unterordovizischer Schichten , die von unten nach oben in die Tanyard- , Gorman- und Honeycut- Formation unterteilt sind. Diese Formationen enthalten Kalke und Dolomite, die typischerweise nicht glaukonithaltig und fossilarm sind . Eine erosive, prädevonische Paläooberfläche mit gut entwickeltem Paläokarst reduziert die Mächtigkeit der Ellenburger-Gruppe von 570 Metern (1870 Fuß) im südöstlichen Teil der Llano-Region auf nur noch 250 Meter (820 Fuß) im nordwestlichen Teil der Region. ^{[ 2 ] [ 9 ]}

Die Moore Hollow Gruppe dokumentiert das Vordringen eines Meeres aus Südosten über erodierte präkambrische Gesteine ​​im mittleren bis späten Kambrium und die anschließende Überdeckung unter küstennahen marinen Sedimenten . Das kambrische Meer breitete sich nordwärts über die erodierte Oberfläche eines Gebiets präkambrischer Gesteine ​​aus, das ein lokales Relief von bis zu 240 Metern aufwies. Infolgedessen lagerten sich Sedimente, bestehend aus lokal entstandenem , oft windabgeschliffenem Material , als dünnes, diskontinuierliches Geröllkonglomerat über den präkambrischen Schichten an der Basis der Moore Hollow Gruppe ab. Nach der Ablagerung der obersten kambrischen Kalke und Dolomite lagerte sich die unterordovizische Ellenburger Gruppe (bestehend aus der Tanyard-, Gorman- und Honeycut-Formation) in Flachwasser- Karbonatplattformen ab. Am Ende des Unterordoviziums wurde die Region Zentraltexas nach Osten gekippt und der subaerischen Erosion und Verkarstung ausgesetzt . ^{[ 8 ] [ 10 ] [ 11 ]}

Möglicherweise umgelagerte Conodonten (Chirognathus) aus dem mittleren Ordovizium wurden in jüngeren Schichten gefunden, und eine Vorkommen von oberordovizischem Kalkstein, der Burnam-Kalkstein, ist in einer Einsturzstruktur im Burnet County erhalten. Die umgelagerten Conodonten und der Burnam-Kalkstein deuten darauf hin, dass die Region der Llano-Aufwölbung im mittleren und oberen Ordovizium wahrscheinlich entweder teilweise und kurzzeitig überflutet war, die während dieser Überflutungen abgelagerten Sedimente jedoch später durch Erosion abgetragen wurden. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Innerhalb der Llano-Aufwölbung finden sich fossilienreiche silurische und devonische Schichten, die als Füllungen von Lösungs- und Einsturzstrukturen erhalten sind. Diese Strukturen variieren in ihrer Größe von großen Senken bis hin zu nur wenige Zentimeter breiten Rissfüllungen. Isolierte Vorkommen von fossilienreichem Starcke-Kalkstein in alten Dolinen der Ellenberger-Gruppe belegen eindeutig, dass die Llano-Region im Silur mindestens einmal von Meereswasser überflutet war . Fossilienreiche devonische Kalke verschiedener Typen, die in Höhlenfüllungen, Einsturzsenken und anderen Paläokarstformen der Ellenberger-Gruppe erhalten sind, zeigen ebenfalls, dass die Llano-Region im Devon zeitweise von Meereswasser überflutet wurde. Während der Phasen der Trockenlegung wurden diese Ablagerungen größtenteils aus der Region der Llano-Aufwölbung abgetragen. Die in Paläokarst erhaltenen Nester und Reste devonischer Schichten umfassen die Bear-Spring-Formation, den Pillar-Bluff-Kalkstein, die Stribling-Formation und teilweise die Houy-Formation. Die am Fuß der Nester devonischer Schichten gefundenen Brekzien stellen wahrscheinlich eine Mischung aus Restmaterial dar , das durch die subaerische, in situ erfolgende Auflösung darunterliegender Kalke und Dolomite entstanden ist, und Restmaterial, das durch eine vorrückende Meeresküste erodiert und wieder abgelagert wurde. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

Ähnlich den devonischen Schichten im Llano-Hochland bestehen die frühkarbonischen ( mississippischen ) Schichten, der jüngste Schwarzschiefer der Houy-Formation, der Crinoidenkalkstein des Chappel-Kalksteins und der Schwarzschiefer der Barnett-Formation aus maximal wenigen Metern Schichtmächtigkeit, die in Einsturzstrukturen und anderem Paläokarst erhalten geblieben sind. Wie die devonischen und silurischen Schichten im Llano-Hochland repräsentieren auch diese Schichten kurze Perioden der Überflutung der Region durch flache epikontinentale Meere und marine Sedimentation, die sich mit langen Perioden terrestrischer Freilegung abwechselten, in denen diese marinen Sedimente fast vollständig durch Erosion abgetragen wurden. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Spätkarbonische (unterpennsylvanische) Schichten sind größtenteils in drei nicht zusammenhängenden Gebieten aufgeschlossen. Erstens findet sich ein isoliertes Aufschlussgebiet des Smithwick-Schiefers und des darunter liegenden Marble-Falls-Kalksteins in der Nähe von Marble Falls, Texas , im südwestlichen Burnet County. Zweitens ist im südwestlichen Mason County und nordöstlichen Kimble County spätkarbonischer Marble-Falls-Kalkstein, der relativ dünne frühkarbonische Schichten überlagert, in etwa sechs isolierten Bruchblöcken am südwestlichen Rand der Llano-Region aufgeschlossen. Schließlich sind spätkarbonische Schichten in einem dreieckigen Gebiet aufgeschlossen, das vom Colorado River entlang des nordwestlichen, nördlichen und nordöstlichen Randes der Llano-Region in den Countys McCulloch, San Saba und Lampasas durchschnitten wird. In diesem Gebiet sind Marble-Falls-Kalkstein, Smithwick-Schiefer und die untere Strawn-Gruppe gut aufgeschlossen. Die Schichten der unteren Strawn-Gruppe werden durch eine Erosionsdiskordanz abgeschnitten, die von deutlich jüngeren Kreideschichten überlagert wird. ^{[ 2 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Die Abfolge karbonischer Schichten innerhalb und angrenzend an die Llano-Aufwölbung dokumentiert die ausgeprägte Absenkung und Auffüllung des benachbarten Fort-Worth-Beckens durch die westwärts gerichtete Vorverlagerung von Delta- und zugehörigen Flusssystemen aus den östlich gelegenen, angehobenen Ouachita Mountains. Der Chappell-Kalkstein und der Barnett-Schiefer repräsentieren episodische frühkarbonische Überflutungen der Llano-Region, die auf deren Absenkung und die Bildung einer Karbonatplattform folgten. Innerhalb dieser Plattform lagerte sich der Marble-Falls-Kalkstein als laterales Äquivalent zum tiefer liegenden Smithwick-Schiefer ab. Mit der Vertiefung und dem Absinken des Fort-Worth-Beckens infolge der Ouachita-Orogenese wurde der Smithwick-Schiefer an ehemaligen Ablagerungsstellen des Marble-Falls-Kalksteins innerhalb der Llano-Aufwölbung abgelagert. Im tieferen Teil der Llano-Region lagerten sich Beckenfüllungsschiefer und submarine Fächerablagerungen der unteren Strawn-Gruppe ab. Während sich das Becken im restlichen Karbon und Perm füllte, lagerten sich im Fort-Worth-Becken fluvial-deltaische Sedimente und damit verbundene flachmarine Kontinentalschelfablagerungen der oberen Strawn-, Canyon- und Cisco-Gruppe ab. ^{[ 16 ] [ 18 ] [ 19 ]}

Die einzigen bekannten mesozoischen Gesteine ​​der Llano-Region stammen aus der Kreidezeit. Während der Trias und des Jura war die Llano-Region Erosion ausgesetzt. Die Ablagerungen triassischer, terrestrischer Rotsedimente der Dockham-Gruppe reichten möglicherweise bis zum westlichen Rand der Llano-Region. Sie wurden jedoch im Laufe der Trias und des Jura infolge regionaler Kippung und Hebung bis zu ihrer heutigen Position zurückerobert, wobei auch die darunter liegenden Schichten erodiert wurden. ^{[ 20 ]}

Als die Regionen des Llano-Hochlands allmählich von kretazischen Sedimentablagerungen bedeckt wurden, war es durch Erosion zu einer flachen Erosionsfläche, der sogenannten Wichita- Paläoebene , abgetragen worden . ^{[ 21 ]} Die wenigen bisherigen Untersuchungen der Wichita-Paläoebene schätzen, dass diese in die darunterliegenden Gesteinsschichten eingeschnittene Fläche ein Relief von bis zu 33 Metern aufweist. Während der Kreidezeit wurde diese Fläche nach und nach durch die Ablagerung von fluvialen und küstennahen Sedimenten der Trinity-Gruppe und später durch die Walnut-, Comanche-Peak- und Edwards-Formation überdeckt. ^{[ 5 ] [ 21 ] [ 22 ]}

Die seit dem Rückzug der Kreidezeitmeere stattgefundene Erosion hat zu einer topografischen Inversion geführt. Daher befinden sich die ältesten und tektonisch höchsten Gesteine ​​tendenziell in den niedrigsten topografischen Lagen. Wo die Kreidegesteine ​​den Llano-Aufstieg säumen, ist ein scharfer topografischer Anstieg oder eine Abbruchkante häufig. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Die Llano-Uplift-Region wird aufgrund der großen Vielfalt an Mineralien, die dort vorkommen, und der zahlreichen Schürfgruben, die in freiliegende präkambrische Gesteine ​​und unterpaläozoische Schichten gegraben wurden, auch als zentrales Mineraliengebiet von Texas bezeichnet. Über Jahrzehnte hinweg lieferten einige kleine Minen Yttrium und andere Seltenerdmineralien , Magnetit , Feldspat , Vermiculit , Serpentin und Topas in Edelsteinqualität . Bleiglanz wurde aus Kalkstein abgebaut, der diskordant auf Granitkuppen liegt, die einst Hügel waren, bevor sie im Kambrium durch den steigenden Meeresspiegel überflutet wurden . Geringfügige Vorkommen von Gold , Silber , Kupfer , Zinn , Wismut , Molybdän , Wolfram und Uran wurden in Schürfgruben gefunden und erkundet. Vor ihrer Schließung im Jahr 1980 war die Mine Southwestern Graphite nordwestlich von Burnet, Texas , jahrzehntelang der einzige bedeutende Produzent von hochreinem Graphit in Nordamerika. In der Vergangenheit wurden große Mengen Speckstein aus Aufschlüssen südlich von Llano, Texas , abgebaut und zu einem Trägerstoff für Insektizide sowie zu einem inerten Füllstoff für verschiedene Produkte vermahlen. Die wichtigsten Mineralressourcen der Central Mineral Region bestehen heute aus Frac-Sand , Schotter und Bausteinen. Granit wurde an unzähligen Fundorten abgebaut, und die Produktion von Werksteinen aus einem Dom aus grobkörnigem, rosafarbenem Town Mountain Granit nahe Marble Falls, Texas , wird bis heute fortgesetzt . ^{[ 4 ] [ 25 ]}

• Kontext und Merkmale der Llano-Aufwertung
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  Llano-Gebiet im Reliefkontext
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  Der verzauberte Felsen bei Fredericksburg , gemalt von Hermann Lungkwitz im Jahr 1864, Öl.
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  Verzauberter Felsen
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  Llanitgestein

• Geologie von Texas