Геология района Долины Смерти

Ложное цветное изображение местности долин Смерти и Панаминт из космоса. Меньшая линейная долина — это Долина Панаминт, а большая — Долина Смерти. Горный хребет между долинами Смерти и Панаминт - это хребет Панаминт, а Черные горы ограничивают другую сторону Долины Смерти. (изображение НАСА)

Обнаженная геология района Долины Смерти представляет собой разнообразный и сложный набор, состоящий как минимум из 23 формаций осадочных пород, двух основных пробелов в геологической летописи, называемых несогласиями , и по крайней мере одного отдельного набора связанных формаций, которые геологи называют группой . Самые старые породы на территории, которая сейчас включает национальный парк «Долина Смерти», подверглись интенсивной метаморфизации под воздействием сильной жары и давления, и им не менее 1700 миллионов лет . Эти породы были прорваны массой гранита 1400 млн лет назад (миллионы лет назад), а затем подняты и подверглись эрозии, длившейся почти 500 миллионов лет.

Морские отложения произошли в период от 1200 до 800 млн лет назад , образуя мощные последовательности конгломератов , аргиллитов и карбонатных пород, покрытых строматолитами и, возможно, ледниковыми отложениями в результате гипотетического события «Земля-снежок» . Рифтинг истончил огромные, примерно линейные части суперконтинента Родиния настолько, что позволила морской воде вторгнуться и разделить его сушу на составные континенты, разделенные узкими проливами. . пассивная окраина По краям этих новых морей в районе Долины Смерти образовалась Карбонатные банки образовались в этой части двух окраин только для того, чтобы опуститься по мере того, как континентальная кора истончалась, пока она не разрушилась, породив новый океанский бассейн. отложений , Затем у подножия затопленной пропасти начал накапливаться аккреционный клин обломочных погребая первые известные в регионе окаменелости сложной жизни. эти песчаные илистые Около 550 млн лет назад отмели уступили место карбонатной платформе , которая просуществовала следующие 300 миллионов лет палеозойского времени.

Пассивная окраина переключилась на активную в начале-середине мезозоя , когда плита Фараллон под Тихим океаном начала погружаться под Северо-Американскую плиту , положив начало зоне субдукции ; вулканы В результате возникли и воздымающиеся горы. Эрозия в течение многих миллионов лет сформировала относительно безликую равнину. Растяжение коры под западной частью Северной Америки началось около 16 млн лет назад и, как полагают, вызвано апвеллингом из субдуцированной зоны спрединга плиты Фараллон. Этот процесс продолжается и в настоящее время и считается ответственным за образование провинции Бассейн и Диапазон . эта 2–3 миллиона лет назад провинция распространилась на территорию Долины Смерти, разорвав ее на части и породив Долину Смерти , Долину Панаминт и окружающие ее хребты. Эти долины частично заполнены отложениями, а в более холодные периоды нынешнего ледникового периода — озерами. Озеро Мэнли было самым большим из этих озер; он заполнял Долину Смерти во время каждого ледникового периода с 240 000 до 10 000 лет назад. К 10 500 лет назад эти озера все больше отрезались от талых ледников Сьерра -Невады , лишая их воды и концентрируя соли и минералы. Пустынная среда, наблюдаемая сегодня, возникла после высыхания этих озер.

Раннее осаждение

Протерозойский комплекс

Мало что известно об истории самых старых обнаженных пород в этом районе из-за обширного метаморфизма . Этот мрачный, серый, почти безликий кристаллический комплекс состоит из первоначально осадочных и магматических пород большого количества кварца и полевого шпата . с примесью Первоначальные породы были преобразованы в искаженный сланец и гнейс , что сделало их первоначальное происхождение почти неузнаваемым. Радиометрическое датирование дает возраст метаморфизма в 1700 миллионов лет, что помещает его в раннюю часть протерозоя .

Масса гранита , которая сейчас находится в горах Панаминт, проникла в этот комплекс 1400 млн лет назад. В состав комплекса входят также пегматические дайки и другие широко расположенные плутоны гранита (плутон — это большой сгусток магмы глубоко под землей, а дайки — его выступы). Обнажения можно увидеть вдоль склона Черных гор в Долине Смерти, а также на холмах Тальк и Козерог. Когда гранит был вторгнут, западное побережье Северной Америки проходило через Восточную Калифорнию и через залив, который простирался в сторону долины Лас-Вегаса . Амаргосы Этот залив, названный авлакогеном , имел нагорья к северу и югу от него и был результатом неудавшегося разлома . Многие тысячи футов отложений заполнили медленно погружающийся бассейн.

разрыв в геологической летописи длиной почти 500 миллионов лет, серьезное несогласие . Затем метаморфизованные породы докембрийского фундамента были подняты, и на регион повлиял Геологи не знают, что случилось с эродированными отложениями, которые, должно быть, покрывали комплекс, но они знают, что причиной этого было региональное поднятие; Первоначально эта территория находилась под поверхностью мелкого моря.

Группа Парамп

Вид на север, через пруды Саратога-Спринг и холмы, состоящие из скал группы Парамп позднего докембрия. Белая полоса — это тальк, образовавшийся в результате реакции доломита с окружающим его черным диабазом. Силл диабазовой магмы прорвался между осадочными слоями формации Кристалл-Спринг, который теперь виден по бокам диабаза в левом нижнем углу. Все юниты теперь наклонены на восток (вправо). Родниковая вода поднимается по разлому и попадает в пруды, окаймляющие барьерные дюны. (архивное изображение НПС)

Группа формаций Парамп отложилась от 1200 до 800 млн лет назад. в Амаргосаулакогене. Это произошло после того, как эрозия, связанная с поднятием, удалила все породы, покрывавшие протерозойский комплекс. В состав Парампа, от старшего к младшему, входят:

• Кристаллический источник,
• Бек Спринг Доломит ,
• Формация Кингстон Пик.

Обнажения этой группы можно увидеть в сильно метаморфизованном поясе, который простирается от гор Панаминт до восточной части хребта Кингстон, включая территорию вблизи участка Эшфорд-Милл.

Поднятие в конечном итоге подвергло кристаллический комплекс эрозии. Конгломерат Аркоза и аргиллит нижней части формации Кристал-Спринг образовались из илистых обломков, образовавшихся в результате речной эрозии этих возвышенностей. Теплое мелкое море распространилось по территории по мере того, как авлакоген Амаргосы медленно затихал; толстые толщи богатого известью ила с обильными колониями водорослей, называемых строматолитами . Затем отложились В результате образовались доломит и известняк , образующие среднюю часть формации Кристалл-Спринг. Верхняя часть образовалась после того, как ил и песок разрушили водорослевый мат , образовав алевролит и песчаник . Обширные по бокам диабазовые силлы расплавленной породы позже внедрились выше и ниже слоев карбонатных пород; товарного качества Тальк образовался в результате термического распада карбонатной породы при ее контакте с самым нижним порогом, занимающим сотни квадратных миль (многие сотни км²). ² ). Сегодня толщина пласта составляет 3000 футов (910 м).

Регион Долины Смерти снова поднялся над уровнем моря, что привело к эрозии. Затем авлакоген Амаргосы медленно затонул под водой; На его эродированной поверхности залегла толща карбонатных отложений, перекрытых водорослевыми матами строматолитов. В конечном итоге эти отложения и окаменелости превратились в формацию Бек-Спринг, толщина которой составляет 1000 футов (300 м).

Еще один раунд подъема подверг скалы Бек-Спринг и лежащий под ним Кристальный источник эрозии; последующее более быстрое опускание авлакогена Амаргоса разбило эти образования на острова в позднем протерозое. Образовавшаяся в результате большая последовательность толстых пластов конгломератов гальки и валунов в песчаной и илистой матрице, покрывающая бассейны между более высокими областями, известна как формация Кингстон-Пик. Это образование заметно вблизи Уайлдроуза, Гаррисберг-Флэтс и долины Бьютт и имеет толщину 7000 футов (2100 м).

Часть пика Кингстон напоминает ледниковый тилл из-за плохой сортировки, а другие части имеют большие обломки размером с валун, покоящиеся в мелкозернистой матрице песчаника и алевролита. Подобные отложения были обнаружены в Северной Америке в тот же период, примерно от 700 до 800 млн лет назад. Поэтому геологи выдвигают гипотезу, что мир в то время пострадал от очень сильного оледенения , возможно, самого сурового в геологической истории (см. Земля-снежок ). Самые молодые породы в группе Парамп образовались из потоков базальтовой лавы.

Утончение и рифтогенез земной коры

Полуденная формация позднего докембрия, размытая в каньоне Мозаик эпизодическим потоком. (фото Геологической службы США)

Открылся новый разлом, который начал раскалывать суперконтинент Родинию , частью которого тогда была Северная Америка. Береговая линия, похожая на нынешнюю окраину Атлантического океана в Соединенных Штатах, с прибрежными низменностями и широким мелководным шельфом, но без вулканов , лежала на востоке, недалеко от того места, где сейчас находится Лас-Вегас.

Первым образованием, отложившимся в этой обстановке, был Полуденный Доломит, который образовался из покрытой водорослями карбонатной банки. Сегодня его толщина достигает 1000 футов (300 м) и представляет собой бледно-желтовато-серую скалу. Эта территория опустилась по мере того, как континентальная кора истончалась, а новый океан расширялся; Карбонатная банка вскоре покрылась тонкими слоями ила и слоями богатого известью ила. Эти отложения со временем затвердели и превратились в алевролит и известняк формации Ibex. К востоку от участка Эшфорд Милл можно увидеть хорошее обнажение как полуденных, так и перекрывающих его пластов Козерога.

Угловое несогласие постепенно срезает более старые (нижние) части нижележащей группы Парамп, начиная с южной части территории и продвигаясь на север. В своей самой северной части несогласие фактически уничтожило весь Парамп, и Полдень опирается непосредственно на протерозойский комплекс. Древний период эрозии удалил эту часть Парампа, поскольку она была выше (и, следовательно, более обнажена), чем остальная часть формации.

Пассивная маржа сформирована

Долина Смерти 3D виды

Когда зарождающийся океан расширился в позднем протерозое и раннем палеозое, он расколол континентальную кору на две части, и настоящий океанский бассейн на западе образовался . Таким образом, все более ранние образования были расчленены крутым фронтом на две половины предыдущего континента. Затем у подножия двух подводных обрывов начал накапливаться клин обломочных отложений, что положило начало образованию противоположных континентальных шельфов .

Три формации образовались из осадков, скопившихся на клине. Вот они, от старшего к младшему:

• Формация Джонни (разноцветные сланцы),
• Стирлинг Кварцит,
• Формирование Вуд-Каньон и
• Забриски Кварцит.

Вместе пласты Стерлинг, Вуд-Каньон и Забриски имеют толщину около 6000 футов (1800 м) и состоят из хорошо сцементированных песчаников и конгломератов. Они также содержат первые известные в регионе окаменелости сложной жизни: эдиакарская фауна , трилобиты , археоциаты и норы примитивных иглокожих были обнаружены в формации Вуд-Каньон. Самые ранние животные чрезвычайно редки и встречаются значительно западнее Долины Смерти в богатых известью прибрежных илах, современных кварциту Стерлинга. Хорошие обнажения этих образований обнажены на северном склоне горы Туки в северных горах Панаминт.

Боковая дорога к Агерберри-Пойнт последовательно пересекает глинистую формацию Джонни, белый кварцит Стерлинг и темные кварциты формации Вуд-Каньон; на самой мысе находится большая светлая полоса кварцита Забриски, спускающаяся к Долине Смерти. Выдающиеся обнажения расположены между холмами Долины Смерти и перевалом Дэйлайт, в верхней части каньона Эхо и к западу от источника Мэр в каньоне Титус. До того, как эти четыре образования приняли свое нынешнее положение, они представляли собой сплошную кучу грязи и песка глубиной 3 мили (4,8 км), которая медленно накапливалась на прибрежном дне океана.

Образуется карбонатный шельф.

Полосатый Бьютт в долине Бьютт. Круто наклоненные пласты известняка пермской формации Anvil Spring. Крупный разлом за холмом отделяет его от докембрийских пород формации Нундей и Джонни примерно на 1/2 на миллиарда лет старше. (фото Геологической службы США)

Карбонатный шельф начал формироваться над песчаными илистыми отмелями в начале палеозоя . Отложения накапливались на новом, но медленно погружающемся континентальном шельфе на протяжении всего палеозоя и раннего мезозоя . Эрозия настолько подчинила близлежащие части континента, что реки стали чистыми и больше не доставляли обильное количество песка и ила на континентальный шельф. В то время район Долины Смерти находился в пределах десяти или двадцати градусов от палеозойского экватора. Таким образом, сочетание теплого солнечного климата и чистых, свободных от грязи вод способствовало обильному производству биотических (живых) карбонатов. Мощные пласты богатых карбонатами отложений периодически прерывались периодами всплытия, образуя (в порядке отложения);

• Формация Каррара ,
• Формация Бонанза Кинг ,
• Формация Нопа и
• Pogonip Group .

Эти отложения были литифицированы в известняк и доломит после того, как они были погребены и уплотнены еще большим количеством отложений. Самой толстой из этих толщ является доломитовая формация Бонанза Кинг, которая образует темные и светлые полосчатые нижние склоны Пика Пирамид и ущелья каньонов Титус и Грот.

Промежуточный период произошел в позднем ордовике (около 450 млн лет назад), когда слой богатого кварцем песка покрыл большую часть континента после того, как были отложены вышеупомянутые образования. Позже песок затвердел в песчаник, а позже еще метаморфизировался в кварцит Эврика толщиной 400 футов (100 м). Эта огромная белая полоса ордовикской скалы выделяется на вершине Пика Пирамид, недалеко от ипподрома, и высоко на восточном склоне горы Таки. Ни один американский источник не известен о песке Эврика, который когда-то покрывал территорию площадью 150 000 квадратных миль (390 000 км2). ² ) пояс от Калифорнии до Альберты . Возможно, его унесло на юг прибрежными течениями из эродирующей местности песчаника в Канаде.

Отложение карбонатных отложений возобновилось и продолжалось вплоть до триаса . За это время отложилось четыре формации (от самой древней к самой молодой);

• Эли-Спрингс, Доломиты ,
• Доломит Хидден Вэлли ,
• Затерянная формация Берро и
• Известняк Тин-Маунтин .

Другой период перерыва произошел между 350 и 250 млн лет назад, когда спорадические импульсы грязи проносились на юг, в регион Долины Смерти во время эрозии высокогорья в северо-центральной Неваде .

Хотя детали географии менялись в течение этого огромного промежутка времени, береговая линия, простирающаяся на северо-северо-восток, обычно проходила от Аризоны до Юты . Морская карбонатная платформа глубиной всего несколько десятков футов, но шириной более 100 миль (160 км) простиралась на запад до окаймляющего края морских рифов . Богатая известью грязь и песок, размытые штормовыми волнами с рифов и платформы, собранные на более тихом дне океана на глубинах около 100 футов (30 м). Карбонаты района Долины Смерти, по-видимому, представляют собой все три среды (бассейн, расположенный внизу по склону, риф и заднерифовая платформа) из-за движения во времени самой линии рифа.

В общей сложности эти восемь образований и одна группа имеют толщину 20 000 футов (6 100 м) и погребены под большей частью хребтов Коттонвуд, Фьюнерал, Грейпвайн и Панаминт. Хорошие обнажения можно увидеть в южных районах Фунерал-Маунтин за пределами парка и в долине Бьютт в пределах парка. Кварцит Эврика выглядит как относительно тонкая, почти белая полоса с сероватой группой Погонип внизу и почти черным доломитом Эли-Спрингс вверху. Все пласты часто смещаются по вертикали в результате нормальных разломов .

Переход на активную маржу и повышение

Позднее западный край Северо-Американского континента был прижат к океанической плите под прилегающим океаном. Область сильного сжатия, называемая зоной субдукции, сформировалась в начале-середине мезозоя, которая заменила тихую, покрытую морем континентальную окраину с извергающимися вулканами и поднимающимися горами. Цепь вулканов прорвалась через континентальную кору параллельно глубокому желобу , питаясь магмой, поднимающейся из погружающейся океанической плиты, когда она вошла в горячие недра Земли. Извержение лавы высотой в сотни футов (сотни метров) оттолкнуло океан на запад более чем на 200 миль (320 км).

Сжимающие силы накапливались по всей длине широкого континентального шельфа. Сьерра -дуга , также называемая Кордильерской мезозойской магматической дугой , начала формироваться в результате тепла и давления, возникших в результате субдукции. Силы сжатия вызвали надвиговых разломов развитие гранитных сгустков магмы, называемых плутонами, и подъем в регионе Долины Смерти и за его пределами, в первую очередь образовав батолит Сьерра-Невада на западе. Надвиговые разломы были настолько серьезными, что континентальный шельф был укорочен, а некоторые части более древних формаций были перемещены поверх более молодых пород.

Городок Скиду в 1906 году

Плутоны в парке относятся к юрскому и меловому периодам и расположены ближе к западной окраине парка, где их можно увидеть с неулучшенных дорог. Один из этих относительно небольших гранитных плутонов был заложен 67–87 млн ​​лет назад и породил одно из наиболее прибыльных месторождений драгоценных металлов в районе Долины Смерти, дав начало городу и рудникам Скиду . В районе Долины Смерти эти затвердевшие капли магмы расположены под большей частью гор Оулсхед и в западной части гор Панаминт. Надвинутые области можно увидеть на пике Швауб в южной части Погребальных гор.

Длительный период поднятия и эрозии совпал и последовал за вышеупомянутыми событиями, что привело к образованию крупного несогласия. Отложения, вытертые из региона Долины Смерти, разносились как на восток, так и на запад и переносились ветром и водой; восточные отложения оказались в Колорадо и теперь известны своими окаменелостями динозавров . В этом районе не существует осадочных образований юрского и эоценового периода , за исключением некоторых вулканических пород юрского возраста вокруг долины Бьютт. Большие части ранее отложившихся образований были удалены; вероятно, потоками, которые смывали осадки в Меловой морской путь , разделявший Северную Америку на восток в продольном направлении.

Развитие равнины

После того, как 150 миллионов лет вулканизма, плутонизма, метаморфизма и надвигов исчерпали себя, ранняя часть кайнозойской эры (ранний третичный период, 65–30 млн лет назад) стала временем покоя; ни магматические, ни осадочные породы этого возраста здесь не известны. Относительно безликая равнина образовалась в результате эрозии на протяжении многих миллионов лет. Отложение возобновилось примерно через 35 млн лет назад в эпоху олигоцена на пойме , образовавшейся в этом районе; вялые потоки мигрировали вбок по поверхности, откладывая булыжники, песок и ил. Обнажения образовавшихся конгломератов , песчаника и аргиллита формации Титус-Каньон можно наблюдать в разрезах дороги у Дэйлайт-Пасс на Дэйлайт-Пасс-роуд, которая становится государственной трассой 374 на небольшом расстоянии от перевала. Было заложено еще несколько подобных образований.

Крупные извержения вулканов, произошедшие недалеко от испытательного полигона в Неваде , покрыли территорию Долины Смерти и большую часть Невады толстыми слоями богатого кремнеземом пепла 27 миллионов лет назад. Пепел имеет риолитовый состав, который является вулканическим эквивалентом плутонического гранита; он покрыл то, что позже станет горами Грейпвайн, слоем пепла толщиной 1200 футов (370 м). Этот пепел заполнил долины и впадины; 20 миллионов лет назад регион Долины Смерти через Неваду представлял собой вулканическую равнину.

Расширение создает бассейн и диапазон.

Полная протяженность бассейна и хребта. (изображение НПС)

Начиная примерно с 16 млн лет назад в миоцене и по настоящее время, большая часть Северо-Американской плиты в этом регионе подвергалась растяжению, буквально разрываясь на части. До сих пор ведутся споры о причине этого растяжения земной коры, но среди геологов становится все более популярной идея, называемая гипотезой разрыва плиты , утверждающая, что зона расширения субдуцированной плиты Фараллон раздвигает континент. Какова бы ни была причина, результатом стало образование большой и все еще растущей области относительно тонкой коры; Первоначально регион рос в среднем на 1 дюйм (2,5 см) в год, а затем замедлился до 0,3 дюйма (0,76 см) в год за последние 5 миллионов лет. Геологи называют этот регион Бассейново-хребтовой провинцией .

Силы растяжения заставляют горные породы на глубине растягиваться, как глупая замазка , а ближе к поверхности скальные породы разрушаются вдоль нормальных разломов в обрушившиеся бассейны, называемые грабенами ; небольшие горные хребты, известные как горсты, идут параллельно друг другу по обе стороны грабена. Обычно количество горстов и грабенов ограничено, но в районе Бассейна и Хребта встречаются десятки структур горстов/грабенов, каждая из которых простирается примерно с севера на юг. Последовательность из них простирается непосредственно к востоку от Сьерра-Невады , почти через всю Неваду, а также в западную Юту и южный Айдахо . Кора в районе Долины Смерти между озером Мид и южной Сьерра-Невадой расширилась на целых 150 миль (240 км).

Глубокий бассейн Долины Смерти заполнен отложениями (светло-желтыми), выветрившимися из окружающих гор. Черные линии показывают некоторые основные разломы, образовавшие долину. (изображение Геологической службы США)

Система разломов Фернес-Крик, расположенная на территории нынешней северной части Долины Смерти, начала двигаться примерно 14 млн лет назад, а система Южного разлома Долины Смерти, вероятно, начала двигаться 12 миллионов лет назад. Обе системы разломов движутся с правосторонним, или правосторонним , смещением по сдвигам . При таких разломах кажется, что противоположная сторона разлома движется вправо, если смотреть на разлом с любой стороны. Обе системы разломов проходят параллельно и у основания хребтов. Очень часто одни и те же разломы смещаются по латерали и по вертикали, одновременно делая их сдвиговыми и сбросовыми (т.е. косо-сдвиговыми). Эти две системы также смещены друг от друга; Таким образом, область между смещениями подвергается огромному косому напряжению, что усиливает там проседание; В этом районе открылся бассейн Фернес-Крик, а остальная часть Долины Смерти последовала за ним поэтапно. Одним из последних этапов стало формирование бассейна Бэдуотер , произошедшее примерно к 4 млн лет назад. Данные гравиметров показывают, что скальное дно Долины Смерти наклонено вниз к востоку и находится наибольшей глубины под бассейном Бэдуотер; Под Бэдуотером находится насыпь глубиной 9 000 футов (2700 м). Примерно к 2 млн лет назад были сформированы Долина Смерти , Долина Панаминт и связанные с ними хребты.

Большая часть дополнительного локального растяжения Долины Смерти, ответственного за ее меньшую глубину и более широкое дно долины, вызвана левым боковым сдвигом вдоль разлома Гарлок к югу от парка (разлом Гарлок отделяет хребет Сьерра-Невада от пустыни Мохаве) . ). Этот конкретный разлом тянет хребет Панаминт на запад, заставляя грабен Долины Смерти скользить вниз вдоль системы разломов Фернес-Крик у подножия Черных гор . Скалы, которые впоследствии стали хребтом Панаминт, возможно, были сложены поверх скал, которые впоследствии стали Черными горами и горами Коттонвуд . Согласно этой интерпретации, когда Черные горы начали подниматься, горы Панаминт/Коттонвуд соскользнули от них на запад по пологим нормальным разломам, а начиная примерно с 6 млн лет назад горы Коттонвуд соскользнули на северо-запад с вершины хребта Панаминт. Есть также некоторые свидетельства того, что горы Грейпвайн могли соскользнуть с Похоронных гор. Другая интерпретация свидетельств заключается в том, что горы Блэк и Панаминт когда-то находились рядом и были разделены естественными разломами. С этой точки зрения эти сбросы крутые у поверхности, но на глубине становятся пологими; горные блоки вращались, скользя, образуя наклоненные горы, которые мы видим сегодня.

Общее перемещение блока Памаминт между разломами Гарлок и Фернес-Крик составляет 50 миль (80 км) к северо-западу, что приводит к образованию Долины Смерти. Некоторые из поверхностей с наклоном от 20 до 25 градусов, по которым скользила эта масса камня высотой от 20 000 до 30 000 футов (от 6 100 до 9 100 м), обнажаются в Долине Смерти. Эти особенности называются «водолазками» из-за их внешнего вида, напоминающего панцирь черепахи.

Вулканизм и долинное осадконакопление

Расколотый шлаковый конус образовался из магмы, следовавшей по плоскости разлома. Тот же самый разлом с тех пор сместился вбок, разорвав небольшой вулкан пополам. (Том Бин, изображение NPS)

Палитра художника получила свои цвета из вулканических отложений.

Магматическая деятельность, связанная с расширением, происходила от 12 до 4 млн лет назад. Образовались как интрузивные (плутонические/затвердевшие под землей), так и экструзивные (вулканические/затвердевшие над землей) магматические породы. Базальтовая магма следовала по линиям разломов на поверхность и извергалась в виде шлаковых конусов и потоков лавы. Некоторые вулканические породы были переработаны гидротермальными системами с образованием красочных пород и концентрированных минеральных образований, таких как богатые бором минералы, такие как бура ; Примером плиоценового возраста является формация Артист Драйв толщиной 4000 футов (1200 м). Золотые и серебряные руды также были сконцентрированы за счет минерализирующих флюидов из магматических интрузий. В других случаях тепло магмы, мигрирующей близко к поверхности, перегревало вышележащие грунтовые воды до тех пор, пока они не взорвались, мало чем отличаясь от взрыва скороварки, образуя кратеры и туфовые кольца . возрастом примерно 2000 лет и глубиной 800 футов (240 м) Одним из примеров такой особенности является кратер Убехебе ( фото ) в северной части парка; Возраст близлежащих кратеров меньшего размера может составлять от 200 до 300 лет.

Осадки заполнили опускающийся бассейн Фернес-Крик, поскольку эта территория была разделена расширением бассейна и хребта. Образовавшаяся формация Фернес-Крик толщиной 7000 футов (2100 м) состоит из донных отложений озера, которые состоят из соленой грязи, гравия из близлежащих гор и пепла из тогдашнего активного вулканического поля Блэк-Маунтин. Бор, которого много в этом пласте, растворяется грунтовыми водами и вытекает на северную оконечность Плайя Долины Смерти. Сегодня это образование наиболее заметно обнажено на бесплодных землях у Забриски-Пойнт . Дополнительное опускание бассейна Фернес-Крик было заполнено похоронной формацией возрастом четыре миллиона лет, которая состоит из 2000 футов (610 м) конгломератов, песка, грязи и вулканического материала. Примерно в то же время другой бассейн меньшего размера на юге был заполнен формацией Медного каньона. Следы и окаменелости верблюдов, лошадей и мамонтов присутствуют во всех трех плиоценовых формациях.

Примерно 2–3 млн лет назад в плейстоцене континентальные ледниковые щиты расширились из полярных регионов земного шара и покрыли более низкие широты далеко к северу от региона, положив начало серии холодных ледниковых периодов , которые прерывались более теплыми межледниковыми периодами . Таяние снегов с альпийских ледников близлежащей Сьерра-Невады во время ледниковых периодов питало реки, которые текли в долины региона круглый год. Поскольку топография региона бассейна и хребта в значительной степени сформировалась в результате разломов, а не речной эрозии, многие бассейны не имеют выходов, а это означает, что они будут наполняться водой, как ванна, пока не перельются в следующий бассейн. Таким образом, во время более прохладного и влажного плювиального климата ледниковых периодов большая часть восточной Калифорнии , вся Невада и западная Юта были покрыты большими озерами, разделенными линейными островами (современные хребты).

Шорлайн-Бьютт с изображением береговой линии озера Мэнли

Озерная система озера Мэнли, как она могла выглядеть во время своего последнего максимального расширения 22 000 лет назад. Стрелки указывают поток воды в реке, серые линии — действующие автомагистрали, красные точки — города. (изображение Геологической службы США)

Озеро Мэнли было озером, которое заполняло Долину Смерти во время каждого ледникового периода, по крайней мере, с 240 000 лет назад до 10 500 лет назад; озеро обычно высыхало во время каждого межледниковья, например нынешнего. Озеро Мэнли было последним в цепи озер, питавшихся реками Амаргоса и Мохаве , а возможно, также рекой Оуэнс ; это также была самая низкая точка дренажной системы Большого Бассейна . На пике своего развития во время последнего ледникового периода около 22 000 лет назад вода заполнила озеро Мэнли, образовав водоем, который мог иметь глубину 585 футов (178 м) и длину 90 миль (140 км). Озера гораздо меньшего размера заполняли части Долины Смерти во время межледниковий; самый большой из них имел глубину 30 футов (9,1 м) и существовал от 5000 до 2000 лет назад. Озеро Панаминт заполнило долину Панаминт на максимальную глубину 900 футов (270 м); когда оно было заполнено, озеро Панаминт перелилось в озеро Мэнли где-то на южной оконечности гор Панаминт.

Озеро Мэнли и родственные ему озера начали высыхать около 10 000 лет назад, когда исчезли альпийские ледники, питавшие реки, наполнявшие озера, и регион стал все более засушливым. Рыба, мигрировавшая в систему озер из реки Колорадо , начала вымирать; единственные выжившие - это куколки Долины Смерти размером с гольяна и родственные им виды, которые приспособились к жизни в источниках. Древние слабые береговые линии, называемые береговыми линиями озера Мэнли, можно легко увидеть на бывшем острове в озере под названием Шорлайн-Бьютт.

Градиенты рек увеличивались на фланговых горных хребтах по мере их поднятия. Эти более быстрые потоки пересыхают большую часть года, но, тем не менее, прорезают настоящие речные долины, каньоны и ущелья, обращенные к долинам Смерти и Панаминт. В этой засушливой среде аллювиальные конусы в устьях этих ручьев образуются . Очень большие аллювиальные веера сливались, образуя непрерывные аллювиальные склоны, называемые бахадами, вдоль хребта Панаминт. Более быстрое поднятие вдоль Черных гор привело к образованию гораздо меньших по размеру аллювиальных вееров, поскольку более старые веера погребены под отложениями плайя, прежде чем они успевают вырасти слишком большими. Щелевые каньоны часто встречаются в устьях ручьев, питающих веера, а щелевые каньоны, в свою очередь, завершаются V-образными ущельями. Некоторым людям это напоминает форму винного бокала , что дало им имена «каньоны винных бокалов».

Формирование Уокер-лейн

Разломы в районе Долины Смерти, активные в четвертичный период.

Четвертичная тектоника района Долины Смерти демонстрирует возрастающее влияние правосторонних сдвигов. Сама Долина Смерти в настоящее время представляет собой активный бассейн, образующийся между Северным и Южным разломами Долины Смерти, с в основном нормальными разломами вдоль зоны разлома Черных гор между этими двумя основными зонами сдвиговых разломов. Эти разломы образуют часть более широкой зоны разломов, которая простирается между восточным краем Сьерра-Невады, прямо через границу с Невадой, и частью южной части Уокер-лейн (также называемой северной частью зоны сдвига Восточной Калифорнии ). Переулок Уокера в настоящее время обеспечивает значительную часть движения границы плит между Тихоокеанской плитой и Северо-Американской плитой , и было высказано предположение, что эта пропорция со временем увеличится, и эта зона в конечном итоге станет местом границы плиты, что будет сопровождаться ее заброшенностью. разлома Сан-Андреас . Однако в настоящее время нет правосторонних сдвигов, проходящих через разлом Гарлок на южном конце этой зоны, что позволяет предположить, что это изменение не произойдет самое раннее через несколько миллионов лет.

По данным GPS , в южной части Уокер-лейн наблюдается правосторонний сдвиг 9–12 мм в год. Только около половины этого количества можно объяснить движением по основным зонам разломов, а остальная часть распределяется по более мелким и менее четко выраженным структурам. В районе Долины Смерти в прошлом не было землетрясений, но крупные землетрясения произошли на других разломах в южной части Уокер-лейн, например землетрясение M7.4 в долине Оуэнс 1872 года на разломе долины Оуэнс и главный толчок M7.1 в 2019 году. Землетрясения в Риджкресте , которые произошли в результате перемещения ранее не нанесенных на карту берегов правых боковых сдвигов, простирающихся с северо-запада на юго-восток, недалеко от разломов Литтл-Лейк и Аэропорт-Лейк. Голоценовые разломы были выявлены на большинстве крупных разломов в этом районе.

Таблица формирований

В этой таблице образований, обнаженных в районе Долины Смерти, перечислены и описаны обнаженные образования национального парка Долины Смерти и его окрестностей.

Система	Ряд	Формирование	Литология и мощность	Характерные окаменелости
Четвертичный период	голоцен		Веерный гравий ; ил и соль на дне Плайи толщиной менее 100 футов (30 м)	Никто
	Плейстоцен		Веерный гравий; ил и соль зарыты под полом пляжа; возможно, толщина 2000 футов (600 м)
		Похоронный фангломерат	Цементированный веерный гравий с прослоями базальтовых лав , гравий, прорезанный прожилками кальцита (мексиканский оникс); возможно, толщина 1000 футов (300 м)	Диатомовые водоросли , пыльца
Третичный	Плиоцен	Формирование Фернес-Крик	Цементированный гравий, илистые и соленосные отложения плайя; различные соли, особенно бораты , толщиной более 5000 футов (1500 м)	Редкий
	Миоцен	Формирование артистов	Цементированный гравий; отложения Плайя, много вулканических обломков, толщина около 5000 футов (1500 м).	Редкий
	Олигоцен	Формирование каньона Титус	Цементированный гравий; преимущественно ручьевые отложения; Толщина 3000 футов (900 м)	Позвоночные животные , титанореи и др.
	Эоцен и палеоцен		Гранитные интрузии и вулканические образования, не представленные осадочными отложениями.
Меловой и Юрский период		Не представлено, территория подвергалась эрозии
Триасовый период		Формация Бьют-Вэлли в Джонсоне (1957)	Обнаружен в долине Бьютт, в 1 миле (1,6 км) к югу от этой области; 8000 футов (2400 м) метаосадков и вулканических пород	Аммониты, гладкораковинные брахиоподы , белемниты и гексакоралы.
	Пенсильвания и Пермь	Образования у восточного подножия горы Туки	Конгломерат , известняк и немного сланца . Конгломерат содержит булыжники известняка Миссисипи, Пенсильвании и Перми. Известняки и сланцы содержат сферические кремниевые конкреции. Обильные фусулиниды. Толщина неизвестна из-за разломов ; оценка 3000 футов (900 м), верхняя часть разрушена эрозией.	Слои с фузулинидами , особенно с фузулинеллами.
каменноугольный период	Миссисипи и Пенсильвания	Отдых Спринг Шейл	Преимущественно сланцы, немного известняков, обильны сферические кремнистые конкреции. Толщина неопределенна из-за разломов; оценка 750 футов (230 м).	Никто
	Миссисипи	Известняк Тин-Маунтин и более молодой известняк	Отображается как 1 единица. Известняк Тин-Маунтин толщиной 1000 футов (300 м) имеет черный цвет с тонкослоистой нижней пачкой и толстослоистой верхней пачкой. Безымянное известняковое образование толщиной 725 футов (221 м) состоит из переслаивающихся кремней и известняка в тонких слоях и примерно в равных пропорциях.	Смешанные брахиоподы, кораллы и криноидей стебли . Syringopora (колонии на открытом пространстве) Caninia cf. C. cornicula .
девонский период	Средний и верхний девон	Потерянная формация Берро	Известняк в светлых и темных слоях толщиной от 1 до 10 футов (от 0,30 до 3,05 м) создает полосатый эффект на склонах гор. Два пласта кварцита, каждый толщиной около 3 футов (0,91 м), возле основания, многочисленные пласты песчаника на высоте от 800 до 1000 футов (от 240 до 300 м) над основанием. Верхние 200 футов (60 м) представляют собой хорошо слоистые известняки и кварциты . Общая мощность неопределенна из-за разломов; примерно 2000 футов (600 м).	Брахиоподы многочисленны, особенно Spirifer , Cyrtospirifer , Productilla , Carmarotoechia , Atrypa . Строматопороиды . Syringopora (теснорасположенные колонии).
Силурийский и девонский период	Силурий и нижний девон	Доломит Хидден Вэлли	Доломит толстослоистый, мелкозернистый и равнозернистый, преимущественно светлого цвета. Толщина от 300 до 1400 футов (от 90 до 430 м).	Стебли криноидей обильные, в том числе крупные виды. Избранное .
ордовик	Верхний ордовик	Эли Спрингс Доломит	Массивный черный доломит толщиной от 400 до 800 футов (от 120 до 240 м).	Стрептелазматидные кораллы : Grewingkia , Bighornia . Брахиоподы .
	Средний и верхний (?) ордовик.	Эврика Кварцит	Массивный кварцит с тонкослоистым кварцитом в основании и наверху, толщиной 350 футов (110 м).	Никто
	Нижний и средний ордовик	Pogonip Group	Доломит с небольшим количеством известняка в основании, сланцевая толща посередине, массивный доломит вверху. Толщина 1500 футов (460 м).	Обильные крупные брюхоногие моллюски в массивных доломитах наверху: Palliseria и Maclurites , связанные с Receptaculites . В нижних слоях: Protopliomerops , Kirkella , Orthid brachiopods.
Кембрий	Верхний кембрий	Формация Нопа	Высококаменистая сланцевая пачка толщиной 100 футов (30 м) в основании, верхняя часть 1200 футов (370 м) представляет собой доломит с толстыми чередующимися черными и светлыми руками толщиной около 100 футов (30 м). Общая мощность пласта от 1200 до 1500 футов (от 370 до 460 м).	В верхней части брюхоногие моллюски. В базальных 100 футах (30 м) находятся трилобитовые мусорные пласты, содержащие Elburgis , Pseudagnostus , Horriagnostris , Elvinia , Apsotreta .
	Средний и верхний кембрий	Формирование Бонанза Кинг	В основном толстослоистые засушливые массивные темные доломиты, тонкослоистая пачка известняков мощностью 500 футов (150 м) на 1000 футов (300 м) ниже кровли формации, 2 коричневых выветривающихся сланцевых пачки, верхняя часть ископаемая, общая мощность неопределенна из-за винить; по оценкам, около 3000 футов (900 м) в хребте Панаминт, 2000 футов (600 м) в похоронных горах.	Единственный ископаемый пласт представляет собой сланцевый пласт под пачкой известняков, аккуратной серединой формации. В этих сланцах присутствуют лингулоидные брахиоподы и трилобитовые мусорные пласты с фрагментами « Ehmaniella ».
	Нижний и средний кембрий	Формация Каррара	Чередование глинистых и алевритовых пачек с пачками известняков, переходных между нижележащими обломочными образованиями и вышележащими карбонатными. Мощность около 1000 футов (300 м), но варьируется из-за сдвига.	Многочисленные трилобитовые отбросы в нижней части содержат обломки трилобитов оленеллид .
	Нижний кембрий	Забриски Кварцит	Кварцит, в основном массивный и засушливый, гранулированный в результате сдвигов, местами пласты толщиной от 6 дюймов (15 см) до 2 футов (0,61 м). Мощность более 150 футов (46 м), переменная из-за сдвига.	Никаких окаменелостей
	Нижний кембрий и нижний кембрий (?)	Формирование Вуд-Каньона	Базальная толща представляет собой хорошо слоистый кварцит мощностью более 1650 футов (500 м). Глинистая толща мощностью более 520 футов (160 м) содержит самые низкие оленеллиды в разрезе; верхняя часть доломита и кварцита толщиной 400 футов (120 м).	встречаются единичные оленеллидные трилобиты и археоциатиды В верхней части свиты . Сколит ? трубки.
		Стирлинг Кварцит	Хорошо слоистые кварциты в пластах толщиной от 1 до 5 футов (от 0,30 до 1,52 м), состоящие из мощных пластов кварцита толщиной от 700 до 800 футов (от 210 до 240 м), разделенных 500 футами (150 м) пурпурных сланцев, в кварцитах заметна перекрестная слоистость. Максимальная толщина около 2000 футов (600 м).	Никто
		Джонни Формейшн	Преимущественно сланцевый, частично оливково-коричневый, частично фиолетовый. Базальная пачка мощностью 400 футов (120 м) представляет собой переслаивания доломитов и аридных кварцитов с галечным конгломератом. Местами светлый доломит в средней части и засушливый наверху. Толщина более 4000 футов (1200 м).	Никто
Докембрий		Полдень Доломита	На юге хребта Панаминт доломит в нечетких слоях; нижняя часть кремового цвета, верхняя часть серая. Толщина 800 футов (240 м). Дальше на север, где он обозначен как Полуденный (?) Доломит, содержится много известняка коричневого и белого цвета, а также некоторое количество известнякового конгломерата. Толщина около 1000 футов (300 м).	Сколит ? трубки
		Несоответствие
		Формирование Кингстон Пик (?)	Преимущественно диамиктит, песчаник и сланец; около середины некоторые известняковые аридные доломитовые олистолиты. Толщина не менее 3000 футов (900 м). Хотя они предварительно отнесены к формации Кингстон-Пик, аналогичные скалы вдоль западной стороны хребта Панаминт были идентифицированы как Кингстон-Пик.	Никто.
		Бек Спринг Доломит	Не нанесено на карту; обнажения находятся на западе. Сине-серый вишнёвый доломит, толщина оценивается примерно в 500 футов (150 м). Идентификация не установлена.	Никто
	Серия Парамп	Формирование Кристального источника	Признан только в каньоне Галена и на юге. Общая толщина около 2000 футов (600 м). Состоит из базального конгломерата, перекрытого кварцитом, который переходит вверх в пурпурные сланцы и тонкослоистые доломиты, верхняя часть - толстослоистые доломиты, диабаз и кремни. Месторождения талька , где диабаз прорывает доломит.	Никто
		Несоответствие
		Породы кристаллического фундамента	Метаосадочные породы с гранитными интрузиями	Никто

Таблица солей

На этом радарном изображении в искусственных цветах показана центральная часть Долины Смерти и различные типы поверхности в этом районе. Радар чувствителен к шероховатости поверхности: шероховатые участки отображаются ярче, чем гладкие, которые кажутся темными. Это видно по контрасту между яркими горами, окружающими темные гладкие котловины и долины Долины Смерти. На изображении виден аллювиальный конус Фернес-Крик (зеленый полумесяц) справа и песчаные дюны возле колодцев Стоув-Пайп в центре. (изображение НАСА)

Таблица солей, найденная в Долине Смерти

Минерал	Состав	Известное или вероятное явление
Галит	NaCl	Основная составляющая хлоридной зоны и солевых сульфатно-карбонатных отложений.
Сильвит	КСl	С галитом.
Trona	Na 3 H(CO 3 ) 2 2H 2 O	Карбонатная зона котловины Коттонбол, особенно на болотах.
термонатрит	Na 2 CO 3 ·H 2 O	Сомнительно присутствует в пойме в бассейне Бэдуотер, но можно ожидать в болотах карбонатной зоны в бассейне Коттонбол.
Гейлуссит	Na 2 Ca(CO 3 )2 5H 2 O	Карбонатная зона и пойма в бассейне Бэдуотер.
Кальцит	СаСО 3	Встречается в виде обломочных зерен в отложениях, подстилающих солончак, и в виде резко ограненных кристаллов в илистой фракции карбонатной зоны и в отложениях, подстилающих сульфатную зону.
Магнезит	MgCO 3	Получен из искусственно выпаренных рассолов Долины Смерти; еще не выявлен в солончаках; можно ожидать в карбонатной зоне бассейна Коттонбол.
Доломит	CaMg(CO 3 )2	идентифицирован только как обломочный минерал; можно ожидать в карбонатной зоне.
Нортупит и/или тихот	Na 3 MgCl(CO 3 ) и/или Na 6 Mg 2 (SO 4 )·(CO 3 ) 4	Изотропный минерал, имеющий показатель преломления в диапазоне нортупита и тихита, обнаружен в солончаковой фации сульфатной зоны в котловине Коттонболл.
буркеит	Na 6 (CO 3 )(SO 4 ) 2	Сульфатная зона в котловине Коттонбол.
Тенардит	Это 2 ТАК 4	Обычен во всех зонах бассейна Коттонболл и в сульфатных болотах бассейнов Мидл и Бэдуотер.
Удивительно	Na 2 SO 4 ·10H 2 O	Встречается в поймах рек Коттонболл сразу после зимних штормов.
Глауберит	Na 2 Ca(SO 4 ) 2	Обычен в поймах рек, за исключением центральной части бассейна Бэдуотер; Сульфатная зона в котловине Коттонбол.
Ангидрит	СаSO 4	В качестве слоя, покрывающего массивный гипс в 1 миле (2 км) к северу от Бэдуотера. Возможно также, как высолы в засушливый период в поймах рек.
Бассанит	2CaSO 4 ·H 2 O	В виде слоя, покрывающего массивный гипс вдоль западной стороны бассейна Бэдуотер, и в виде выцветов в засушливый период в поймах рек.
Гипс	CaSO 4 ·2H 2 O	В сульфатных калише, слое карбонатной зоны, особенно в бассейнах Мидл и Бэдуотер, в сульфатных болотах и ​​в виде массивных отложений в сульфатной зоне.
Бладит	Na 2 Mg(SO 4 ) 2 ·4H 2 O	Сомнительно присутствует в высолах на пойме в хлоридной зоне.
Полигалит	К 2 Ca2Mg(SO 4 ) 4 ·2H 2 O	Сомнительно присутствует в пойме хлоридной зоны.
Селестина	SrSOSrSO4	Найден с массивным гипсом.
Кернит	Na 2 B 4 O 7 4H 2 O	Возможно, присутствует в Среднем бассейне в поверхностном слое слоистых сульфатных и хлоридных солей.
Тинкальконит	Na 2 B 4 O 7 5H 2 O	Вероятно, возникает как продукт дегидратации буры.
Бура	Na2B4O7·10HNa2B4O710H2O O	Поймы и болота в котловине Коттонболл.
иньоит	Са 2 В 6 О 11 ·13Н 2 О	Сомнительно присутствует (рентгеновское определение, но неудовлетворительно) в пойме бассейна Бэдуотер.
Мейергофферит	Са 2 В 6 О 11 7Н 2 О	Встречается во всех зонах бассейна Бэдуотер и в грубой илистой каменной соли в бассейне Коттонболл.
Колеманит	Са 2 В 6 О 11 ·5Н 2 О	Сомнительно присутствует (рентгеновское определение, но неудовлетворительно) в пойме бассейна Бэдуотер.
Улексит	NaCaB 5 О 9 8H 2 O	Обычен в пойме Коттонболла; известный как «ватный шарик»
Проберит	NaCaB 5 О 9 5Н 2 О	Волокнистый борат с показателем преломления выше, чем у улексита, встречается на засушливых участках бассейна Коттонбол после жарких засух и в поверхностном слое гладкой илистой каменной соли.
Сода сода	NaNONaNO3	Слабые, но положительные химические пробы, полученные на месте.

См. также

• Достопримечательности в районе Долины Смерти
• Категория: Долина Смерти
• Категория: Геология Калифорнии

Ссылки

Библиография

• Кольер, Майкл (1990). Введение в геологию Долины Смерти . Долина Смерти, Калифорния: Ассоциация естествознания Долины Смерти. ЛЦН 90-081612.
• Харрис, Энн Г.; Таттл, Эстер; Таттл, Шервуд Д. (1997). Геология национальных парков (5-е изд.). Айова: Кендалл/Хант Паблишинг. ISBN  978-0-7872-5353-0 .
• Кивер, Юджин П.; Харрис, Дэвид В. (1999). Геология парковых зон США (5-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-33218-3 .
• Шарп, Роберт П.; Аллен Ф. Глазнер (1997). Геология под ногами в Долине Смерти и Долине Оуэнса . Миссула, Монтана: Издательство Mountain Press. стр. 41–53. ISBN  978-0-87842-362-0 .

Внешние ссылки

• Материалы конференции по состоянию геологических исследований и картографии, национальный парк Долина Смерти
• Третичные объекты растяжения, Долина Смерти, Восточная Калифорния
• Подробная геологическая карта Геологической службы США района Долины Смерти
• Ключ к геологическим единицам на карте Геологической службы США