Геология района Гранд -Каньона

Геология района Гранд -Каньона включает в себя одну из самых полных и изученных последовательностей скалы на земле. Почти 40 основных слоев осадочных скал , выставленных в Гранд -Каньоне и в районе национального парка Гранд -Каньон в возрасте от 200 до почти 2 миллиардов лет. Большинство из них были внесены в теплые, мелкие моря и около древних, давно устоящих морских берегов в Западной Северной Америке . как морские, так и наземные отложения Представлены , в том числе литифицированные песчаные дюны из вымершей пустыни. В геологической записи, по крайней мере, 14 известных несоответствий , найденных в Гранд -Каньоне.

Повышение региона началось около 75 миллионов лет назад во время орогения Ларамида ; Событие по строительству горного построения, которое в значительной степени отвечает за создание Скалистых гор на востоке. В общей сложности плато Колорадо было поднято около 2 миль (3,2 км). Прилегающая бассейн и провинция Диапазона на Западе начали формироваться около 18 миллионов лет назад в результате растяжения коры . Система дренажа, которая протекала через то, что сегодня является Восточным Гранд -Каньоном, опустошенной в ныне более низком бассейне и провинции. Открытие Калифорнийского залива около 6 миллионов лет назад позволило крупной реке пробиться на северо -восток от залива. Новая река захватила более старый дренаж, чтобы сформировать наследственную реку Колорадо , которая, в свою очередь, начала образовывать Гранд -Каньон.
Более влажный климат, вызванный ледниковым возрастом, начинающим 2 миллиона лет назад значительно увеличил раскопки Гранд -Каньона, который был почти таким же глубоким, как и сейчас, 1,2 миллиона лет назад. Вулканическая активность внесла лаву на площадь от 1,8 до 500 000 лет назад. По меньшей мере 13 плотин лавы заблокировали реку Колорадо, образуя озера , которые имели глубину до 2000 футов (610 м). Конец последнего ледникового периода и последующая человеческая деятельность значительно снизила способность реки Колорадо выкопать каньон. У плотин, в частности, есть расстроенные закономерности переноса отложений и осаждения . контролируемые наводнения от плотины Глен -Каньона Были проведены вверх по течению, чтобы увидеть, имеют ли они восстановительный эффект. Землетрясения и массовые эрозивные события по-прежнему влияют на регион.
Вишну подвальные скалы
[ редактировать ]Около 2,5 и 1,8 миллиарда лет назад в докембрийское время, песок , грязь , ил и пепел были уложены в морском бассейне, примыкающем к орогенному поясу . [ 2 ] От 1,8 до 1,6 миллиарда лет назад по крайней мере две островные дуги прото-северного столкнулись с американским континентом . [ 3 ] Этот процесс тектоники пластин сжал и прививал морские отложения в бассейне на материк и поднял их из моря. Позже эти камни были похоронены в 12 милях (19 км) под поверхностью и приправлены давлением в метаморфическую скалу . [ 4 ] Получившийся метаморфический пакет гранитного ущелья , которая является частью подвальных скал Вишну , состоит из метаседалярного сланца Вишну и метаволканических Брахме и рамы, которые были сформированы от 1,75 до 1,73 миллиарда лет назад. [ 5 ] Это устойчивая скала, теперь открытая на дне каньона во Внутреннем ущелье.
Когда вулканические острова столкнулись с материком около 1,7 миллиарда лет назад, выросли капли магмы из зоны субдукции и вторглись в метаморфический люкс Гранитного ущелья. [ 6 ] Эти плутоны медленно охлаждались, образуя гранит Зороастра; Часть которых впоследствии будет переоборудована в Гнейс . Этот каменный блок можно рассматривать как светлые полосы в более темном гранате -шписте Vishnu (см. 1b на рисунке 1 ). Вторжение гранита произошло в три этапа: два в течение первоначального периода метаморфизма Вишну и третий около 1,4 миллиарда лет назад. [ 7 ] Третий этап сопровождался крупномасштабными разломами , особенно вдоль разломов на север-юг, что привело к частичному рифению континента. [ 4 ] Столкновение расширило континент от Вайоминга - границы с Колорадо до Мексики и почти удвоило толщину коры в регионе Гранд -Каньона. [ 6 ] высотой от 5 до 6 миль (от 8 до 10 км) Часть этого утолщения создала горы наследственного мазатзала . [ 8 ]
Последующая эрозия длится 300 миллионов лет, лишившись большей части открытых отложений и горов. [ 9 ] Это уменьшило очень высокие горы до маленьких холмов на несколько десятков до сотен футов (десятки метров) высотой. [ 3 ] Геолог Джон Уэсли Пауэлл назвал этот большой разрыв в геологической записи, который также наблюдается в других частях мира, великом несоответствия . [ 9 ] Другие отложения могли быть добавлены, но, если они когда -либо существовали, были полностью удалены эрозией. Такие пробелы в геологической записи называются геологами . Великое несоответствие является одним из лучших примеров обнаженного несоответствия , которое является типом несоответствия, в котором есть постельные камни над магматическими или метаморфическими породами . [ 10 ]
Супергруппа Гранд -Каньона
[ редактировать ]В позднее докембрийское время разгибание от большой тектонической пластины или более мелких пластин, отоходящих от Laurentia , истончало свою континентальную кору , образуя большие рифтовые бассейны , которые в конечном итоге не смогут разделить континент. [ 6 ] В конце концов, этот затонувший регион Лорентии был затоплен мелким морским путем, который простирался, по крайней мере, от современного озера, превосходящего национальный парк Глейшер в Монтане, до Гранд-Каньона и гор Уинта . [ 3 ] Получившаяся супергруппа осадочных единиц Гранд -Каньона состоит из девяти различных геологических форм , которые были установлены с 1,2 миллиарда и 740 миллионов лет назад в этом море. [ 11 ] Хорошее воздействие супергруппы можно увидеть в Восточном Гранд -Каньоне во Внутреннем ущелье и из пустыни, Липан Пойнт и Моран Пойнт. [ 12 ] [ Примечание 1 ]
Самая старая часть супергруппы - это Unkar Group . Он накапливался в различных речных, дельтовых, приливных, прибрежных морских и оффшорных морских средах. Первой формированием, которое было заложено в группе UNKAR, была басовая формация . Речные гравия изначально накапливались в долинах мелкой реки. Позже они литировались в базальный конгломерат , который известен как член Hotauta Formation. [ 13 ] Басовая формация была отложена в мелком море возле побережья как смесь известняка , песчаника и сланца . Диагенез позже изменил основную часть известняка в доломит . Он составляет от 120 до 340 футов (от 37 до 100 м) толщиной и серовато. [ 10 ] В среднем 1250 миллионов лет, это самый старый слой, открытый в Гранд -Каньоне, который содержит окаменелости - строматолиты . [ 12 ] Хакатай сланец изготовлен из тонких слоев мудров , песчаников и сланцев, полученных с маргинальной точкой, которые вместе имеют толщину от 445 до 985 футов (от 136 до 300 м). [ 14 ] Эта формация указывает на недолговечную регрессию (отступление) моря в области, которая оставила грязевые квартиры. [ 10 ] Сегодня он очень ярко-оранжево-красный и дает красному каньону свое название. Кварцит Shinumo - это устойчивый морской осадочный кварцит , который был разрушен, образуя монадоки , которые впоследствии стали островами во время кембрийского времени. Эти острова выдержали действие волны достаточно долго, чтобы перепороваться другими отложениями в кембрийский период. [ 10 ] Формирование DOX составляет более 3000 футов (910 м) толщиной и изготовлен из песчаника с некоторыми промежуточными сланцевыми пластами и аргиллитом, которые были отложены в речных и приливных средах. [ 15 ] Ответки и другие функции указывают на то, что они были близки к берегу. Подразделения этого красного до оранжевого образования можно увидеть в восточных частях каньона. Окаменелости строматолитов и водорослей встречаются в этом слое. В 1070 ± 70 миллионов лет, базальт Cardenas является самой молодой формированием в группе UNKAR. [ 16 ] [ 17 ] Он изготовлен из слоев темно -коричневых базальтовых пород, которые текут как лава до 1000 футов (300 м) толщиной. [ 10 ]
Формирование Nankoweap - около 1050 миллионов лет и не является частью группы. [ 18 ] Этот каменный блок изготовлен из грубогозернистого песчаника и был отложен в мелком море на вершине разрушенной поверхности базальта Карденаса. [ 10 ] Nankoweap выставлен только в восточной части каньона. Разрыв в геологической записи, несоответствие, следует за Nankoweap.
Все формирования в группе Чуара были отложены в прибрежной и мелкой морской среде около 1000-700 миллионов лет назад. [ 19 ] Формирование галеросов представляет собой в основном зеленоватое образование, состоящее из межбедренного песчаника, известняка и сланца. Окаменелые строматолиты встречаются в галеросах. [ 20 ] Квагунтная формация состоит из черного сланца и красного до пурпурного аргиллита с некоторым известняком. [ 21 ] Изолированные карманы красноватого песчаника также встречаются вокруг Carbon Butte. Строматолиты встречаются в этом слое.
Около 800 миллионов лет назад супергруппа была наклонена на 15 °, а блокировки были нарушены в орогении Гранд -Каньона. [ 22 ] [ 23 ] Некоторые из блоков сдвинулись вниз, а другие поднялись вверх, в то время как движение разломов создало горы на север-юг . [ 10 ] Произошло около 100 миллионов лет эрозии, которая промыла большую часть группы Chuar, наряду с частью группы UNKAR (обнажая шинумо кварцит, как объяснялось ранее). Горные хребты были сведены к холмам, а в некоторых местах целые 12 000 футов (3700 м) супергруппы были полностью удалены, обнажая подвальные породы внизу. [ 6 ] Любые камни, которые были отложены на вершине супергруппы Гранд -Каньона в докембрионе, были полностью удалены. Это создало крупное несоответствие, которое составляет 460 миллионов лет потерянной геологической истории в этом районе. [ 24 ]
Tonto Group
[ редактировать ]
Во время палеозойской эпохи западная часть того, что станет Северной Америкой, была рядом с экватором и на пассивном крае . [ 16 ] в кембрийском языке . В этой части мира в этой части мира произошел взрыв жизни [ 25 ] Климат был теплым, и беспозвоночные, такие как трилобиты , были обильны. [ 26 ] Океан начал возвращаться в район Гранд -Каньон с Запада около 550 миллионов лет назад. [ 27 ] Когда его береговая линия двигалась на восток, речные профили поднялись, а речные отложения накапливались в тектонических бассейнах и прибрежных равнинах сначала в качестве шестидесятимильного образования , песчаника из загара с небольшими слоями сланца. Более позднее повышение уровня моря привело к местному накоплению отложений в палеоллерах в качестве основания песчаника тапиата. Когда уровень моря поднялся, океан затопил прибрежную равнину, вызывая одновременное осаждение песчаника тапиатов , яркого ангельского сланца , известняка Муава и долостона француза . Наконец, долостон Французская гора накапливался в неглубоких морях. [ 27 ] [ 28 ]

Песчаной камень составляет в среднем 525 миллионов лет и изготовлен из среднего до крупнозернистого песка и конгломерата, который был отложен на древнем берегу (см. 3А на рисунке 1 ). [ 11 ] Ответчики распространены в верхних членах этого темно-коричневого слоя с тонким слоем. Окаменелости и отпечатки трасс трилобитов и брахиопод также были обнаружены в тапиатах. Сегодня это укол, который имеет толщину от 100 до 325 футов (от 30 до 100 м). [ 29 ] Яркий Ангел Сланд в среднем 515 миллионов лет и изготовлен из сланца, полученного из аргиллитов, который сочетается с небольшими участками песчаника и слабым известняком с несколькими тонкими слоями доломита . [ 11 ] Он был в основном нанесен как грязь прямо на берегу и содержит брахиопод, трилобит и ископаемые червя (см. 3b на рисунке 1). Цвет этой формирования в основном различные оттенки зеленого цвета с коричневато-тан-тан до серых частей. Это наклонный форматель и толщиной от 270 до 450 футов (от 82 до 137 м). [ 30 ] Глауконит отвечает за зеленую окраску яркого ангела. [ 31 ] Мюавский известняк в среднем 505 миллионов лет и изготовлен из серого, тонкослойного известняка, который был осажден дальше от берега от осадков карбоната кальция (см. 3C на рисунке 1). [ 11 ] Западная часть каньона имеет гораздо более толстую последовательность MUAV, чем восточная часть. [ 32 ] Муав-это уколочный формат, толщиной от 136 до 827 футов (от 41 до 252 м). [ 33 ]
Эти три образования были заложены в течение 30 миллионов лет с начала до среднего кембрийского времени. [ 34 ] Трилобиты, за которыми следуют брахиоподы, являются наиболее часто встречающимися окаменелостями в этой группе, но хорошо сохранившиеся окаменелости относительно редки. [ 33 ] Мы знаем, что береговая линия нарушала (продвигаясь на землю), потому что материал более тонкого качества был отложен на вершине более громкого осадка. [ 34 ] Сегодня Tonto Group составляет платформу Tonto, увиденную выше и после реки Колорадо; Песчаник и известняк Tapeats и Muav образуют скалы платформы, а яркий сланец ангела образует свои склоны. [ 34 ] В отличие от протерозойских подразделений под ним, кровати группы Tonto в основном лежат в их первоначальном горизонтальном положении. Яркий сланец ангела в группе образует Aquiclude (барьер для подземных вод ), и, таким образом, собирает и направляет воду через вышележащий известняк Muav для кормления источников во Внутреннем ущелье.
Темпл Бьютт, Редволл и Сюрприз Каньон
[ редактировать ]Следующие два периода геологической истории , ордовик и силурийский , пропали в последовательности Гранд -Каньона. [ 26 ] Геологи не знают, были ли отложения нанесены в эти периоды, а затем были удалены эрозией или они никогда не были отложены в первую очередь. [ 34 ] В любом случае, этот перерыв в геологической истории района охватывает около 65 миллионов лет. Был сформирован тип несоответствия, называемый несоответствием . [ 35 ] Несомненности показывают эрозионные особенности, такие как долины, холмы и скалы, которые позже покрыты более молодыми отложениями.

Геологи знают, что глубокие каналы были вырезаны на вершине известняка Муава в течение этого времени. [ 34 ] [ 35 ] Потоки были вероятной причиной, но морской разбор может быть виноват. В любом случае, эти депрессии были заполнены пресноводным известняком около 385 миллионов лет назад на среднем девоне в формировании, которое геологи называют формированием храма Бьютта (см. 4А на рисунке 1). [ 11 ] Мраморный каньон в восточной части парка показывает эти заполненные пурпурные каналы. [ 34 ] Формирование Temple Butte-это скалоловый формат в западной части парка, где он серый до доломита кремового цвета. Окаменелости животных с основополагающими костями встречаются в этой форме; Костовые тарелки из пресноводной рыбы в восточной части и многочисленные окаменелости морской рыбы в западной части. Формирование храма Бьютта составляет от 100 до 450 футов (от 30 до 137 м) толщиной; Толляне возле деревни Гранд -Каньон и толще в Западном Гранд -Каньоне. [ 36 ] Несоответствие, представляющее 40-50 миллионов лет утраченной геологической истории, знаменует собой вершину этой формирования. [ 37 ]
Следующей формированием в геологической колонке Гранд-Каньона является известняк Redwall , образующий скалы , который составляет от 400 до 800 футов (от 120 до 240 м) (см. 4b на рисунке 1). [ 38 ] Redwall состоит из толстого, темно-коричневого до голубоватого серого известняка и доломита с . смешанными белыми клетками [ 34 ] Он был заложен в отступающем мелком тропическом море возле экватора в течение 40 миллионов лет начала до среднего Миссисипи . [ 39 ] Многие ископаемые криноиды , брахиоподы , мжзиловые жители , роговые кораллы , натилоиды и губки , а также другие морские организмы, такие как крупные и сложные трилобиты, были обнаружены в Redwall. [ 34 ] В позднее время Миссисипи в регионе Гранд -Каньон был медленно поднят, и Redwall был частично разрушен. Получилась карстовая топография, состоящая из пещер, провалов и подземных речных каналов, но впоследствии была заполнена большим известняком. [ 9 ] Открытая поверхность Redwall получает свой характерный цвет от дождевой воды, капающей от железных красных краздений супай и отшельника, которые лежат выше. [ 34 ]
Сюрприз каньона -это осадочный слой пурпурно-красного сланца, который был заложен в прерывистых слоя песка и известь над Redwall (см. 4C на рисунке 1). Он был создан в очень позднем Миссисипии и, возможно, в очень раннее время Пенсильванского времени, когда земля стихла и приливные устья, заполненные речными долинами речных долин. [ 34 ] Эта формация существует только в изолированных линзах толщиной от 50 до 400 футов (от 15 до 122 м). [ 40 ] Сюрпризный каньон был неизвестен науке до 1973 года и может быть связан только с вертолетом . [ 39 ] В этом образовании обнаружены ископаемые бревна, другие растительные и морские раковины. [ 34 ] Несоответствие знаменует собой вершину неожиданного образования каньона, и в большинстве мест это несоответствие полностью удалило неожиданный каньон и выявила базовый Redwall.
Supai Group
[ редактировать ]
Несооценка от 15 до 20 миллионов лет отделяет группу Supai от ранее депонированной формирования Redwall. [ 39 ] Supai Group была депонирована в позднем Миссисипи, через Пенсильванский и в раннее перми , от 320 миллионов до 270 миллионов лет назад. [ 41 ] , как морских, так и немаренных отложений грязи, ила, песка и известковых отложений На широкой прибрежной равнине, похожих на побережье Техасского залива . [ 41 ] Примерно в это же время в Колорадо и Нью -Мексико поднялись наследственные горные горы , а ручьи принесли от них размытый осадок в район Гранд -Каньон. [ 42 ]
Групповые образования Supai в западной части каньона содержат известняк, что указывает на теплое мелкое море, в то время как восточная часть была, вероятно, грязной дельтой реки. Эта формация состоит из красных алевых камней и сланцев, покрытых загар песчаниковых слоев, которые вместе достигают толщины от 600 до 700 футов (около 200 м). [ 34 ] Сланец в ранних пермских формациях в этой группе был окислен до ярко -красного цвета. Окаменелости амфибийских следов, рептилий и обильных растительных материалов находятся в восточной части, а в западной части обнаруживается растущее количество морских окаменелостей. [ 43 ]
Формации группы Supai от самых старых до самых молодых (в верхней части каждого) присутствует несоответствие): Ватахомиги (см. 5a на рисунке 1)-это склонный серый известняк с некоторыми красными полосами Черта, песчаником и фиолетовым алером, который является От 100 до 300 футов (от 30 до 90 м) толщиной. [ 44 ] Манакача (см. 5b на рисунке 1) представляет собой бледно-красный песчаник, образующий скалы и наклоны, и красный сланец, который составляет в среднем 300 футов (90 м) в Гранд-Каньоне. [ 45 ] Wescogame (см. 5C на рисунке 1) представляет собой бледно-красный песчаник и алеостоун, образующий выступ и наклоны, толщиной от 100 до 200 футов (от 30 до 60 м). [ 46 ] Esplanade (см. 5D на рисунке 1) представляет собой бледно-красный песчаник и алеал, образующий выступ и клифф, толщиной от 200 до 800 футов (от 60 до 200 м). [ 47 ] Несоответствие знаменует собой вершину группы Supai.
Отшельник, Коконино, Торовеап и Кайбаб
[ редактировать ]Как и группа Supai под ней, пермская , формация отшельника вероятно, была нанесена на широкую прибрежную равнину (см. 6a на рисунке 1). [ 41 ] Чередующая тонкослойная оксида железа , грязь и ил осаждали через пресноводные потоки в полузащитной среде около 280 миллионов лет назад. [ 11 ] Окаменелости крылатых насекомых, конусных растений и папоротников встречаются в этой форме, а также следы животных позвоночных. [ 35 ] Это мягкий, глубокий красный сланец и наклон аргиллитов, который имеет толщину приблизительно от 100 до 900 футов (от 30 до 274 м). [ 48 ] Развитие склона периодически подрывает образование выше, и блоки размером с дома в этой скале будут каскаться на платформу Tonto. Несоответствие знаменует собой верхнюю часть этой формирования.

Коконино песчаник образовался около 275 миллионов лет назад, когда область высохла, а песчаные дюны из кварцевого песка вторглись в растущую пустыню (см. 6b на рисунке 1). [ 11 ] Некоторые коконино заполняют глубокие грязи в базовом сланце отшельника [ 41 ] и пустыня, которая создала коконино, продержалась от 5 до 10 миллионов лет. [ 49 ] Сегодня Coconino составляет от 57 до 600 футов (от 17 до 183 м) толщиной золотисто-белого цвета к сливочному скале, возле обода каньона. [ 50 ] Схемы перекрестного постельных принадлежностей замороженных, мелкозернистых, хорошо сортируемых и округлых кварцевых зерен, видимых в его скалах, совместимы, но не подтверждают убедительную эоолианскую среду. [ 51 ] [ 35 ] [ 52 ] Также окаменелые -треки из ящеристо -подобных существ и что выглядят как треки из Millipedes и Scorpions . [ 53 ] Несоответствие знаменует собой верхнюю часть этой формирования.

200 футов (60 м) Следующим в геологической колонке находится формация Toroweap (см. 6c на рисунке 1). [ 43 ] Он состоит из красного и желтого песчаника и блестящего серого известняка, посвященного гипсу . [ 43 ] Формирование было отложено в теплом мелководном море, когда береговая линия нарушала (вторгнулась) и регрессировала (отступила) над землей. [ 43 ] Средний возраст скалы составляет около 273 миллионов лет. [ 11 ] В наше время это уступающий и склонный форматель, который содержит окаменелости брахиоподов, кораллов и молсов вместе с другими животными и различными земными растениями. [ 43 ] Toroweap разделен на следующие три члена: [ 54 ] Seligman-это склон, образующий склон от желтоватого до красноватого песчаника и алеал. Брэди Каньон-это серый известняк с каньоном, образующим скалы с некоторым чертом . Деревянное ранчо представляет собой склонный бледно-красный и серый алеровый песчаник и доломитовый песчаник. Несоответствие знаменует собой верхнюю часть этой формирования.
Одним из самых высоких и, следовательно, самых молодых образований, наблюдаемых в районе Гранд -Каньона, является известняк Кайбаба (см. 6D на рисунке 1). Он разразится в Леджи -Клиффы, которые имеют толщину от 300 до 400 футов (от 90 до 100 м) [ 55 ] и был заложен в последнее раннее пермское время, около 270 миллионов лет назад, [ 11 ] уплаченным теплым, мелким морем. Формирование обычно сделано из песчаного известняка, сидящего на вершине слоя песчаника. [ 56 ] Это крем для серовато-белого камня, на котором стоят посетители парка, просматривая каньон из обоих дисков. Это также поверхностная скала, покрывающая большую часть плато Кайбаба к северу от каньона и плато Коконино сразу же на юге. Зубы акулы были обнаружены в этой форме, а также обильные окаменелости морских беспозвоночных, таких как брахиоподы, кораллы, моллюски , морские лилии и черви. Несоответствие знаменует собой верхнюю часть этой формирования.
Мезозойское осаждение
[ редактировать ]
Подъем отметил начало мезозойского , и ручьи начали разжигать вновь сухую землю. Потоки протекают через широкие низкие долины в триасое сроки, откладываемые отложения, разрушенные из близлежащих возвышений, создавая некогда 1000-футовое (300 м) образование Moenkopi . [ 57 ] Формирование сделано из песчаника и сланца с гипсовыми слоями между ними. [ 58 ] Выходы Моенкопи находятся вдоль реки Колорадо в Мраморном каньоне , на Сидар -Маунтин ( меза возле юго -восточной границы парка) и в Красном Батте (расположенном к югу от деревни Гранд -Каньон ). [ 57 ] Остатки конгломерата Shinarump , сам по себе член формирования Чинл , находятся над формированием Моенкопи возле вершины Красного Бьютта, но ниже гораздо более молодого потока лавы. [ 57 ]
Формации на общую сумму от 4000 до 5000 футов (от 1200 до 1500 м) толщины были отложены в регионе в мезозойском и кайнозойском, но были почти полностью удалены из последовательности Гранд -Каньона путем последующей эрозии. [ 59 ] Геология района каньонов Сиона и Колоб и геология районы Каньона Брайса записывает некоторые из этих образований. Все эти рок -единицы вместе образуют супер последовательность скалы, известную как Большая лестница .
Кенозойский региональный подъем и эрозия каньона
[ редактировать ]Подъем и близлежащее расширение
[ редактировать ]Ларамид орогения повлияла на всю западную Северную Америку, помогая построить американские Кордильеры . Повышение кайбаба , памятник Upwarp , горы Uinta , San Rafael Swell и Скалистые горы были подняты, по крайней мере частично, ларамид -орогенией. [ 60 ] Это главное мероприятие по строительству горного построения началось ближе к концу мезозоя, около 75 миллионов лет назад, [ 57 ] и продолжил в эоценовый период кайнозоя. [ 60 ] Это было вызвано субдукцией у западного побережья Северной Америки. Основные недостатки, которые тренды на север -юг и пересекают район каньона, были реактивированы этим подъемом. [ 53 ] Многие из этих ошибок в возрасте докембрийы и все еще активны сегодня. [ 61 ] Потолы, истощающие Скалистые горы в ранние миоценовые времена, прекращенные в бассейнах с неверным выделением в Юте, Аризоне и Неваде, но нет никаких доказательств крупной реки . [ 62 ]

Около 18 миллионов лет назад напряженные силы начали разжигать и сбросить регион на запад, создавая бассейн и провинцию . [ 62 ] Бассейны ( грабенс ) упали вниз, а горные хребты ( Horsts ) поднялись между старым и новым северо -юго -до юг. Тем не менее, по причинам, плохо изученным, кровати Колорадских плато оставались в основном горизонтальными в ходе обоих событий, даже когда они были подняты примерно на 2 мили (3,2 км) в двух импульсах. [ 63 ] [ Примечание 2 ] Чрезвычайная западная часть каньона заканчивается в одном из разломов бассейна и диапазона, Grand Wash, которая также отмечает границу между двумя провинциями. [ 43 ]
Поднимаясь от орогения Ларамида и создания провинции бассейна и диапазона вместе, чтобы погрузить градиент потоков, текущих на запад на плато Колорадо. Эти потоки вырезали глубокие, выращивающие восток, каналы в западном краю плато Колорадо и осаждают их осадок в расширяющемся бассейне и области диапазона. [ 62 ]
Согласно исследованию 2012 года, есть доказательства того, что Западный Гранд -Каньон может быть старым 70 миллионов лет. [ 64 ]
Колорадо река: происхождение и развитие
[ редактировать ]Rifting начал создавать Калифорнийский залив далеко на юг 6-10 миллионов лет назад. [ 62 ] Примерно в то же время западный край плато Колорадо, возможно, слегка провисался. [ 62 ] Оба события изменили направление многих потоков в направлении провисающей области, и увеличение градиента заставило их опуститься намного быстрее. От 5,5 до 5 миллионов лет назад эрозия голода на север и восток объединила эти потоки в одну крупную реку и связанные с ними каналы притоков. [ 65 ] Эта река, наследственная река Нижняя Колорадо , начала заполнять северную руку залива, которая простиралась почти до места плотины Гувера , с отложениями устья. [ 62 ]

В то же время ручьи вытекали из высокогорья в центральной части Аризоны на севере и по всему сегодняшнему Гранд -каньону, возможно, кормят большую реку. [ 66 ] Механизм, с помощью которого наследственная река Нижняя Колорадо захватило этот дренаж и дренаж с большей части остальной части плато Колорадо, неизвестен. Возможные объяснения включают эрозию на голову или сломанную естественную плотину озера или реки. [ 66 ] Какова бы ни была причина, Нижний Колорадо, вероятно, захватил верхний корадовый Колорадо, где -то к западу от подъема Кайбаба. [ 65 ] Гораздо большая зона дренажа и все же более крутой градиент потока помогли еще больше ускорить переключение.
Ледяные возрасты во время плейстоцена принесли более прохладный и более влажный плювиальный климат в регион, начиная с 2 до 3 миллионов лет назад. [ 67 ] Дополнительные осадки увеличили сток и эрозивную способность потоков (особенно из весенней плавной воды и внезапных наводнений летом). [ Примечание 3 ] С значительно увеличенным объемом потока, Колорадо сокращается быстрее, чем когда -либо прежде, и начал быстро раскопать Гранд -Каньон за 2 миллиона лет до настоящего времени, почти достигая современной глубины к 1,2 миллиона лет назад. [ 68 ]
В результате Гранд -каньон реки Колорадо примерно с востока на запад в течение 278 миль (447 км) между озером Пауэлл и озером Мид . [ 69 ] На этом расстоянии река Колорадо падает на 2000 футов (610 м) и раскопала примерно 1000 кубических миль (4200 км 3 ) отложения для формирования каньона. [ 70 ] Эта часть реки разделивает 9 000-футовые (2700 м) высокий кайбаб [ 71 ] и проходит семь плато ( кайбаб , Канаб и Шивитс Плато, связанные северной частью каньона, и коконино ограничивает южную часть). [ 69 ] Каждое из этих плато ограничена разломами с северо-юг, и моноклинами, создаваемыми или реактивированными во время орогения Ларамида. С тех пор ручьи, текущие в реку Колорадо, использовали эти недостатки, чтобы выкопать свои собственные каньоны притока, такие как Canyon Bright Angel. [ Примечание 4 ]
Вулканическая активность в западном каньоне
[ редактировать ]
Вулканическая активность началась в вулканическом поле Uinkaret (в Западном Гранд -Каньоне) около 3 миллионов лет назад. [ 72 ] Более потоков базальтовой лавы 150 [ 73 ] Забил реку Колорадо по крайней мере 13 раз с 725 000 до 100 000 лет назад. [ 74 ] Плотины, как правило, образованные в течение нескольких недель, составляли длину от 12 до 86 миль (от 19 до 138 км), от 150 до 2000 футов (от 46 до 610 м) высотой (более толстый вверх и более тонкий вниз по течению) и имели объемы от 0,03 до 1,2 кубических миль (0,13 до. 5,00 км 3 ). [ 75 ]
Продолжалось долговечность плотин и их способность держать воду реки Колорадо в больших озерах. В одной гипотезе вода из реки Колорадо, подкрепленная за плотинами в крупных озерах, которые простирались до Моава, штат Юта . [ 76 ] Плотины были заперты в короткие сроки; Те, которые имели высоту от 150 до 400 футов (от 46 до 122 м), были запертыми их озерами через 2-17 дней. [ 77 ] В то же время осадок заполнил озера за плотинами. Осадок заполнит озеро за 150-футовой (46 м) высокой плотиной за 10,33 месяца, заполнила озеро за 1150-футовой (350 м) высокой плотиной за 345 лет и заполнил озеро за самой высокой плотиной в 3000 годы. [ 77 ] Каскады воды текла над плотиной, в то время как водопады мигрировали вверх по ней. Большинство плотин Лавы длились от 10 000 до 20 000 лет. [ 78 ] Однако другие предположили, что лавовые плотины были гораздо более эфемерными и не провалились катастрофически, прежде чем заперть. [ 79 ] В этой модели плотины выйдут из строя из -за потока жидкости через переломы в плотинах и вокруг дамбы, через проницаемые речные отложения и аллювий .
С момента гибели этих плотин река Колорадо вырезала максимум около 160 футов (49 м) в скалах Колорадского плато [ 74 ]
Постоянная геология и воздействие человека
[ редактировать ]Конец плейстоценового ледяного возраста и начало голоцена начали менять климат территории с прохладных, влажных плювиальных на сушильные полузасушливые условия, сходные с сегодняшним днем. С меньшим количеством воды для разрезания эрозивная способность Колорадо была значительно уменьшена. Таким образом, процессы массового истощения стали относительно важнее, чем раньше. Произошли более крутые скалы и дальнейшее расширение Гранд -Каньона и его системы приточного каньона. В среднем два потока мусора в год достигают реки Колорадо от приточных каньонов, чтобы сформировать или расширить пороги. [ 80 ] Этот тип массового истощения является главным способом, которым транспортируют осадок меньшего и крутой боковой каньоны, но он также играет важную роль в раскопок больших каньонов. [ 80 ]

В 1963 году плотина Глен -Каньон и другие плотины дальше вверх по течению начали регулировать поток реки Колорадо через Гранд -Каньон. Pre-Dam, но все еще исторические потоки Колорадо через Гранд-Каньон варьировались от 700 до 100 000 кубических футов (от 20 до 2832 м. 3 ) в секунду с наводнением в конце 19 -го века в 300 000 кубических футов (8500 м. 3 ) в секунду. [ 70 ] Выброс из плотины Глен -Каньон превышает 48 200 кубических футов (1360 м. 3 ) в секунду только тогда, когда существует опасность задержки плотины или когда уровень озера Пауэлл иначе должен быть снижен. [ 81 ] Промежуточная мера сохранения с 1991 года имеет максимальные потоки на уровне 20 000 кубических футов (570 м. 3 ) в секунду, даже если электростанция плотины может справиться с 13 200 кубическими футами (370 м. 3 ) в секунду больше потока. [ 82 ]
Контроль реки с использованием плотин уменьшил способность реки чистить камни, существенно уменьшив количество осадка, которое он несет. [ 82 ] Плотины на реке Колорадо также изменили характер речной воды. Когда-то и грязно, и тепло, река прозрачна и составляет в среднем температуру 46 ° F (8 ° C) круглый год. [ 82 ] Экспериментальные наводнения, приближающиеся к 48 200 кубическим футам (1360 м. 3 ) за второй уровень, упомянутый выше, были проведены в 1996 и 2004 годах для изучения воздействия на эрозию и осаждение отложений. [ 83 ]
Гранд -каньон лежит на южной части сейсмического пояса Межмунтинского Запада . [ 84 ] По меньшей мере 35 землетрясения более 3,0 по шкале Рихтера произошли в регионе Гранд -Каньона в 20 -м веке. [ 85 ] Из них пять зарегистрировались более 5,0 по шкале Рихтера, и самым большим было 6,2 землетрясения, которое произошло в январе 1906 года. [ 85 ] Майор, примерно на север-юг, выбросы, которые пересекают каньон (с запада на восток), Гранд-Вашинг, ураган и Торовеап. [ 86 ] Основные системы переломов на северо-востоке нормальных разломов, которые пересекают каньон, включают в себя Западный Кайбаб и Яркий Ангел, в то время как системы северо-западного тренда включают Грандвью-Фантом. [ 87 ] Большинство землетрясений в регионе встречаются в узкой северо-западной полосе между системами переломов Меса Бьютт и Западным Кайбабом. [ 88 ] Эти события, вероятно, являются результатом растяжения коры, мигрирующего на восток, которое в конечном итоге может пройти мимо района Гранд-Каньона. [ 88 ]
Тропа времени и музей геологии Явапая
[ редактировать ]
Тропа Time - это геологическая выставка на открытом воздухе и природная тропа на южном крае национального парка Гранд -Каньон . Каждый метр, ходивший по тропе, представляет собой миллион лет геологической истории Гранд -Каньона. Бронзовые маркеры на тропе отмечают ваше местоположение вовремя. Тропа начинается в «Сегодня» возле Музея геологии Явапая и заканчивается через 2 миллиарда лет в Центре посетителей Веркампа. По пути находятся образцы камней каньона, так как вы столкнетесь с ними, переходящими от обода вниз к реке, и демонстрируют, объясняя геологическую историю каньона. Тропа открылась в конце 2010 года. [ 89 ]
Музей геологии Явапая включает трехмерные модели, фотографии и экспонаты, которые позволяют посетителям парка видеть и понимать сложную геологическую историю этого района. Здание музея, историческая станция наблюдения за Явапай (построено в 1928 году), расположенное в одной миле (1,6 км) к востоку от Market Plaza, показывает обширный вид на каньон. Книжный магазин предлагает разнообразные материалы об этом районе. [ 90 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Геология плато Колорадо
- Большая лестница , для региональной стратиграфии
Примечания и временная шкала
[ редактировать ]
- ^ Геологическое образование - это каменная единица, которая имеет один или несколько слоев сножирования , а член является незначительным подразделением в формировании. Группы представляют собой наборы формирований, которые связаны значительно, а супергруппа является последовательности вертикально связанных групп и одиноких формирований.
- ^ Исключением является небольшой эффект, который поднимаются, поднимаются, и волнения, созданные более ранними фазами орогения Ларамида. Например, образования, выставленные на южном ободе, на 800 футов (240 м) ниже, чем те же образования на северном ободе, потому что северный обод ближе к самой высокой части подъема Кайбаба ( Foos 1999 , p. 1)
- ^ Увеличение осадков также позволило вечнозеленым лесам, в современном времени ограничено высоте 7000 футов (2100 м), чтобы продлиться в каньон. ( Price 1999 , p. 42)
- ^ Область Гранд -Каньона осторожно наклоняется на юг, поэтому вода на северном ободе течет в каньон, а вода на южном ободе имеет тенденцию утекать. Таким образом, приточные каньоны больше к северу от Гранд -Каньона и меньше его к югу. Деревня Гранд -Каньон на южном ободе расположена в 2 милях (3,2 км) от реки Колорадо и 4460 футов (1360 м) над ней, в то время как яркий Ангел -точка на северном ободе расположена в 7,75 милях (12,47 км) от реки и 5940 Ноги (1810 м) над ним. ( Хронический 2004 , стр. 98)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Karlstrom, K., Crossey, L., Mathis, A. и Bowman, C., 2021. Рассказывая время в Национальном парке Гранд -Каньон: 2020 год. Отчет о природных ресурсах NPS/GRCA/NRR - 2011/2246. Служба национальных парков, Форт Коллинз, Колорадо. 36 стр.
- ^ Harris 1997 , p. 18
- ^ Jump up to: а беременный в Kiver 1999 , p
- ^ Jump up to: а беременный Хронический 2004 , с. 100
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 19
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Прайс 1999 , с. 23
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 24
- ^ Tufts 1998 , p. 10
- ^ Jump up to: а беременный в Хронический 2004 , с. 101
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Harris 1997 , p. 22
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я «Есть только один Гранд -Каньон» (PDF) . Служба национальных парков . Получено 2009-09-13 .
- ^ Jump up to: а беременный Прайс 1999 , с. 24
- ^ Harris 1997 , p. 19
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 45
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 47
- ^ Jump up to: а беременный Kiver 1999 , p
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 55
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 56
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 75
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 61
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 63
- ^ Harris 1997 , p. 11
- ^ Kiver 1999 , p
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 65
- ^ Цена 1999 , с. 28
- ^ Jump up to: а беременный Kiver 1999 , p
- ^ Jump up to: а беременный Karlstrom, Ke, Mohr, MT, Schmitz, MD, Sundberg, FA, Rowland, SM, Blakey, R., Foster, JR, Crossey, LJ, Dehler, CM и Hagadorn, JW, 2020 . и повторно калибровки масштаба времени в кембрийском времени . Геология , 48 (5), с. 425–430.
- ^ Connors, TB, Tweet, JS и Santucci, VL, 2020. Стратиграфия национального парка Гранд -Каньона . В: Santucci, VL, Tweet, JS, ed., Стр. 54–74, Национальный парк Гранд-Каньона: инвентаризация палеонтологических ресурсов Centennial (несчувственная версия) . Отчет о природных ресурсах NPS/GRCA/NRR - 2020/2103. Служба национальных парков, Форт Коллинз, Колорадо, 603 стр.
- ^ Beus & Morales 2003 , стр. 93-94
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 94
- ^ Цена 1999 , с. 50
- ^ «Муав известняк» . Геология национальных парков, 3D и фотографические туры . USGS. 20 января 2015 года. Архивировано с оригинала 22 ноября 2015 года . Получено 24 ноября 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный Beus & Morales 2003 , p. 96
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л Harris 1997 , p. 23
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Kiver 1999 , p.
- ^ Цена 1999 , с. 29
- ^ Цена 1999 , с. 30
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 116
- ^ Jump up to: а беременный в Прайс 1999 , с. 31
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 124
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Прайс 1999 , с. 32
- ^ Хронический 2004 , с. 102
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Harris 1997 , p. 24
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 138
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 140
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 143
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 145
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 147
- ^ Цена 1999 , с. 33
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 164
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 103
- ^ Блейки, Рональд С. (1990). "Геолическая история GSA Бюллетень 102 (9). 1189–1 doi : 10.1130/0016-7606 (1990) 102 <1189: SAGHOP> 2.CO ;
- ^ Jump up to: а беременный Хронический 2004 , с. 103
- ^ Beus & Morales 2003 , стр. 181-184
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 198
- ^ "Кайбаб известняк" . Отдел геологии и геофизики, Университет Юты. 2010. Архивировано с оригинала 12 января 2013 года . Получено 24 ноября 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Kiver 1999 , p
- ^ Harris 1997 , p. 25
- ^ Цена 1999 , с. 36
- ^ Jump up to: а беременный Прайс 1999 , с. 39
- ^ Цена 1999 , с. 47
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Хронический 2004 , с. 104
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 223
- ^ Цветы, RM; Фарли, Ка (2012). "Апатит 4 Он/ 3 древнем . ( / Он ) th » и он - U каньоне Большом свидетельствует о Полем
«Дебаты бушуют над происхождением Гранд -Каньона» . 3 новости . 3 декабря 2012 года. Архивировано с оригинала 31 октября 2013 года . Получено 2 декабря 2012 года . - ^ Jump up to: а беременный Прайс 1999 , с. 58
- ^ Jump up to: а беременный Хронический 2004 , с. 105
- ^ Harris 1997 , p. 27
- ^ Kiver 1999 , p
- ^ Jump up to: а беременный Kiver 1999 , p
- ^ Jump up to: а беременный Прайс 1999 , с. 54
- ^ Хронический 2004 , с. 98
- ^ Цена 1999 , с. 40
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 313
- ^ Jump up to: а беременный Карлстрем, Ке; Кроу, рупий; Peters, L.; Макинтош, W.; Raucci, J.; Crossey, LJ ; Umhoefer, P.; Данбар, Н. (2007). «40AR/39AR и полевые исследования четвертичных базальтов в Гранд -Каньоне и модель для резьбы Гранд -каньона: количественная оценка взаимодействия речного разрез и нормального разлома по западному краю плато Колорадо». Геологическое общество Америки Бюллетень . 119 (11–12): 1283–1312. Bibcode : 2007gsab..119.1283k . doi : 10.1130/0016-7606 (2007) 119 [1283: aafsoq] 2.0.co; 2 .
- ^ Beus & Morales 2003 , стр. 317-319
- ^ Цена 1999 , с. 41
- ^ Jump up to: а беременный Beus & Morales 2003 , p. 321
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 324
- ^ Фентон, Кассандра Р.; Poreda, Robert J.; Нэш, Барбара П.; Уэбб, Роберт Х.; Cerling, Thure E. (2004). «Геохимическая дискриминация пяти плейстоценовых лаво-дамских месторождений вспышки, Западный Гранд-Каньон, Аризона». Журнал геологии . 112 (1): 91–110. Bibcode : 2004jg .... 112 ... 91f . doi : 10.1086/379694 . OCLC 277253648 . S2CID 53339467 .
- ^ Jump up to: а беременный Прайс 1999 , с. 57
- ^ Торресан, Лора Зинк. «Исследования Гранд -Каньона: плотина Глен -Каньон» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала на 2009-09-21 . Получено 2009-08-30 .
- ^ Jump up to: а беременный в Торресан, Лора Зинк. «Влияние плотины Глен -Каньон на воду в реке Колорадо» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала на 2009-05-12 . Получено 2009-08-30 .
- ^ Торресан, Лора Зинк. «Контролируемый наводнение» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 2013-04-11 . Получено 2009-08-30 .
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 346
- ^ Jump up to: а беременный Beus & Morales 2003 , p. 348
- ^ Beus & Morales 2003 , p. 349
- ^ Beus & Morales 2003 , стр. 349-350
- ^ Jump up to: а беременный Beus & Morales 2003 , p. 351
- ^ «Тропа времени | Университет Нью -Мексико» . Tot.unm.edu .
- ^ Музей геологии Yavapai от NPS
Библиография
[ редактировать ]- Beus, Stanley S.; Моралес, Майкл, ред. (2003). Геология Гранд -Каньона (2 -е изд.). Нью-Йорк; Оксфорд: издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-512299-2 .
- Бронза, Блэк (2003). Колорадская река Super Guide Map of the Grand Canyon . Флагстафф, Аризона: Dragon Creek Publishing.
- Chronic, Halka and Lucy (2004). Страницы камня: геология Гранд -Каньона и Плато Страновых Национальных парков и памятников (2 -е изд.). Книги альпинистов. ISBN 0-89886-680-4 .
- Фос, Аннабель (1999). «Геология национального парка Гранд -Каньона, Северный Эйм» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) на 2008-10-10 . Получено 2008-08-11 .
- Харрис, Энн Г.; Таттл, Эстер; Таттл, Шервуд Д. (1997). Геология национальных парков (5 -е изд.). Айова: издательство Кендалла/Хант. ISBN 0-7872-5353-7 .
- Кивер, Юджин П.; Харрис, Дэвид В. (1999). Геология US Parklands (5 -е изд.). Нью -Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-33218-6 .
- Tufts, Lorraine Salem (1998). Секреты в Национальных парках Гранд -Каньона, Сион и Брайс -Каньон (3 -е изд.). Норт -Палм -Бич, Флорида: Национальные фотографии. ISBN 0-9620255-3-4 .
- Пауэлл, Джеймс Лоуренс (2005). Гранд -Каньон: Решение самой великой головоломки Земли . PI Press. ISBN 0-13-147989-х .
- Рибокас, Боб (2000). «Слои Grand Canyon Rock» . Grand Canyon Explorer . Получено 2005-03-20 .
- Прайс, Л. Грир (1999). Геология Гранд -Каньона . Гранд -Каньон, Аризона: Ассоциация Гранд -Каньона. ISBN 0-938216-68-6 .
- Рудд, Конни (1990). Гранд -каньон продолжающаяся история . KC Publishing, Inc. ISBN 0-88714-046-7 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Служба национальных парков США (Министерство внутренних дел) - Национальный парк Гранд -Каньон:
- Геологическая временная шкала для Гранд -Каньона на pbs.org
- Интерактивная гипермедиа - Корреляция геологии каньона с бах -фугу [Flash]