Геология метроплекса Даллас-Форт-Уэрт

Метроплекс Даллас -Форт-Уэрт расположен над мелового периода возрастом слоями от ≈145 до 66 млн лет назад (миллионы лет назад). мелового возраста Эти отложения лежат над разрушенными эрозией горами Уачита и бассейном Форт-Уэрт , который образовался в результате горообразования Уачита . Продвигаясь с запада на восток в Метроплексе DFW и вниз к Мексиканскому заливу , пласты постепенно молодеют. Меловые отложения очень полого (около 1°) падают на восток.

Схематический разрез EW, показывающий геологию под Метроплексом DFW.

X-разрез бассейна Восточного Техаса и проявление несогласия среднего мела, ответственного за закрытие хорошо известного нефтяного резервуара Восточного Техаса формации Вудбайн.

Структурная и тектоническая история Метроплекса DFW

Геология Метроплекса DFW состоит из слегка наклоненных отложений преимущественно мелового возраста, что также скрывает гораздо более древние геологические летописи. Отложения старше мелового периода можно найти только на поверхности в крайней западной части Метроплекса DFW, в районе Уэтерфорда, штат Техас . Древние складчатые горы, образовавшиеся в результате горообразования Уачита, существовали в восточной части Метроплекса 300 миллионов лет назад. Эти древние горы были уменьшены в результате эрозии и рифтогенеза, связанных с открытием Мексиканского залива в юрском периоде , а затем были погребены под более молодыми отложениями мелового периода. Хотя корни горы Уачита не видны в Метроплексе DFW, поскольку они закопаны, их все же можно распознать по скважинам и другим данным. В западном Техасе недалеко от Марафона на поверхности появляется горный хребет, известный как Марафонское поднятие . К северу от Метроплекса DFW корни гор на юго-востоке Оклахомы можно определить как горы Арбакл , сильно разрушенные эрозией первоначального обширного горного хребта.

Кордильеры Марафон , которые простирались через центральный Техас, вокруг — Уашита — Аппалачи — Варискан Арканзаса, вверх через Аппалачи и, в конечном итоге, в Восточную Европу , произошли, когда суперконтиненты Пангея и Лавруссия столкнулись, образовав Пангею в позднем палеозое ≈300 млн лет назад. Зона деформации, известная как Уачитас, отмечает зону слабости, которая была использована, когда Мексиканский залив открылся около 165 млн лет назад, в юрское время.

Самые старые породы в Техасе относятся к докембрию , особенно мезопротерозою , им около 1600 миллионов лет, и они отмечают южную границу Северо-Американского кратона . Эти породы в основном погребены под фанерозойскими отложениями, но обнажаются в районе Льяно , где предыдущие докембрийские магматические и метаморфические породы были подняты и обнажены на поверхность.

Бассейн Форт-Уэрт , расположенный под отложениями мелового периода к западу от Далласа, сформировался как прибрежный бассейн во время складчатости Уашиты. Горизонтальное сокращение вызвало изгибную изостазию , изгибающую литосферу . Изогнутая литосфера к западу от гор Уачита привела к образованию чашеобразной впадины, известной как форлендовый бассейн , сохранившей Миссисипские отложения сланцев Барнетт и другие палеозойские отложения; эти отложения в основном образовались до Пангейского столкновения. Значительные месторождения углеводородов, таких как природный газ, имеют экономическое значение, о чем свидетельствуют такие формации, как сланцы Барнетт .

Пангея начала распадаться во время триаса ≈225 млн лет назад. Рифтинг затронул регионы, которые примерно в одно и то же время стали центральной Атлантикой (между Северной Америкой и Африкой) и Мексиканским заливом. Этот рифт создал расходящиеся края плит , которые сыграли важную роль в последующих геологических процессах. Рифтинг , который включает в себя растяжение ранее существовавшей коры и мантийной литосферы, был инициирован существованием достаточного горизонтального девиаторного напряжения растяжения, которое разрушило литосферу. В конце концов рифтогенный процесс уступил место распространению морского дна в Атлантике и Мексиканском заливе в середине юрского периода , около ≈165 млн лет назад. Распространение морского дна — это процесс создания новой океанической литосферы в результате подъема материала, в отличие от рифтогенеза, где он включал только растяжение земной коры. Конвекционные течения в сублитосферной мантии являются движущими механизмами, вызвавшими расширение морского дна. Новая литосфера образуется, когда эти ячейки выносят на поверхность горячий материал из-под океанских хребтов. Как новый литосфера переместилась горизонтально от хребтов, новая кора, добавленная к Мексиканскому заливу и Атлантике, заставила континенты Северной Америки и Южной Америки раздвинуться. Спрединг морского дна в Мексиканском заливе прекратился к началу мела и спрединг переместился в протокарибский бассейн.

Около 110–85 млн лет назад во всем мире наблюдалось колебательное увеличение скорости расширения дна океана. Увеличение количества закачиваемого в океан базальта вызвало вытеснение воды из океанских бассейнов, что привело к повышению уровня моря , затоплению побережий окраины Техаса и других приграничных континентов по всему миру. Крупный подъем уровня моря, произошедший из-за возникновения колебаний, известен как сеноманская трансгрессия , которая является наиболее известной и последней крупной трансгрессией в меловом периоде. Распространение дополнительной магмы нагрело воду в океане и стало благоприятной средой для организмов с известковой оболочкой, которые после смерти опустились на дно океана, создав толстые отложения известняка . Помимо вытеснения воды, увеличение количества закачанной магмы привело к повышению уровня CO₂ примерно в 2–6 раз по сравнению с нынешним уровнем. Это увеличение наряду с дополнительным производством коры привело к повышению глобальной температуры, что также сыграло важную роль в будущем развитии различных меловых образований. Когда скорость распространения морского дна замедлилась примерно на ≈85 млн лет назад, уменьшилось и количество выброс базальтового материала в океан, что вызвало первоначальное вытеснение воды. Как видно вокруг Метроплекса DFW, на меловые породы, отложившиеся в это время, напрямую повлияло увеличение скорости расширения морского дна.

Обстановка осадконакопления пород Метроплекса DFW.

Метроплекс DFW раскинулся на полосе обнаженных меловых отложений шириной 100 километров (62 миль) с севера на юг. Форт-Уэрт на западе аккуратно построен на отложениях раннего мела (серия Команчей), а Даллас на востоке построен на отложениях позднего мела (серия Персидского залива). Меловые породы серии Команчи отлагались с интервалом в 20 миллионов лет. Отложения, отложившиеся за эти 20 миллионов лет, связаны границами последовательности и определяются значительной регрессией в конце. Временные рамки серии команчей охватывают ≈118-98 млн лет назад и отвечают за осаждение групп Тринити, Фредсрикберга и Вашиты. Все эти три группы расположены к западу от зоны разлома Балконес и простираются от немного западнее Уэтерфорда до восточной части Форт-Уэрта. Группа Тринити наиболее известна расположенной внутри нее формацией Глен Роуз . Слои формации Глен Роуз мощностью 40–200 футов состоят из известняка с чередующимися пластами, состоящими из глины, мергеля и песка. Среда осадконакопления Глен Роуз представляла собой среду от мелководья до береговой линии. Эта береговая линия в конечном итоге принесла Глен Роуз известность, поскольку в конечном итоге здесь сохранились следы динозавров. Этот процесс будет происходить при проживании наземные существа бродили и искали еду возле береговой линии. Делая это, они оставляли следы и тропы, которые в конечном итоге сохранились за счет осаждения грязи внутри и поверх следов. В конце концов, новые образования отложились бы поверх слоев грязи и образовали бы, по сути, временную капсулу возрастом 100 миллионов лет из следов окаменелости . Со временем выветривание под воздействием воды и ветра привело к размыванию вышележащих отложений и обнажению следов, что стало причиной того, что следы динозавров присутствуют в государственном парке «Долина динозавров Глен-Роуз» .

Меловые образования, расположенные от восточного Форт-Уэрта до востока от Далласа, являются частью Галфийской серии. Восточное распространение формаций идет с запада на восток, возраст которых также медленно молодеет - от ≈97 млн лет до 66 млн лет. Гульфийская серия известна сеноман-туронской трансгрессией , в результате которой образовались среднемеловые образования в Метроплексе DFW. Серия Персидского залива состоит из трех групп, от старшей до самой молодой: Дакота, Колорадо и Монтана. Первой из галфийской серии является формация Вудбайн, расположенная в группе Дакота и образовавшаяся в условиях высокоэнергетического осадконакопления, поскольку она состоит в основном из крупных округлых зерен кварцевых отложений. В формации Вудбайн присутствуют морские и наземные отложения и окаменелости, в том числе последние известные динозавры в этой части Техаса, датируемые примерно 96 млн лет назад. составляет реки Вудбайн Толщина 175–250 футов и утолщается к северу. Терригенные отложения, размытые из палеозойских пород, и слабо метаморфизованные осадочные породы гор Уачита в Оклахоме составляют большую часть Вудбайна.

Трансгрессия продолжала происходить после отложения Вудбайна и создала группу Колорадо, которая первой создала сланец Игл-Форд , расположенный прямо под западным Далласом. Глубина сланца Игл-Форд составляла около ≈100 м или 330 футов на уровне моря и располагалась примерно в 20–50 км от берега. Среда осадконакопления в нижних слоях была низкоэнергетической и слегка бескислородной . Эта бескислородная обстановка в более глубоких водах океана является результатом нескольких факторов, включая повышение глобального уровня CO ₂ , повышение уровня моря, увеличение органической продуктивности и разложения, ^[1] цикличность Миланковича, ^[2] и ограниченные термохалинные течения в Западном Внутреннем Морском Пути . ^[3] Нижняя часть Игл-Форд состоит из богатых органическими веществами, пиритовых и ископаемых морских сланцев, которые отмечают максимальную поверхность затопления или пик самой глубокой воды в ее отложениях. Различная фауна , которая присутствовала в Игл-Форд, предполагает, что воды были спокойными и находились в пределах фотозоны. Небольшой участок Игл-Форд, состоящий из тонкой толщи известняка между сланцами, известен как Ранчо Камп. Небольшое регрессивное возвышение, по-видимому, сформировало этот карбонатный слой ближе к вершине Игл-Форд, который известен благодаря своим высокоэнергетическим характеристикам, таким как следы ряби от штормовых волн и переслаивания углеродистых алевролитов . Общая толщина неразделенной группы Eagle Ford составляет около 200–300 футов.

толщиной 300–500 футов Уровень моря поднялся еще выше в ходе этого масштабного трансгрессивного события, которое помогло сформировать Остин Мел , примерно ≈89–85 млн лет назад. Формация Остина состоит из перекристаллизованных, ископаемых, переслаивающихся мелов и мергелей. Обнажения мела Остина в основном наблюдаются в карьерах, на выемках дорог и в руслах ручьев, где вода размыла верхний слой почвы. Мел Остина — это хорошо известная белая скала, на которой расположен город Даллас . Вулканический пепел присутствует в меле Остина и был отложен ветром от далеких извергающихся вулканов и извергающихся магматических вторжений около 86 млн лет назад. Эти извержения произошли вдоль пояса подводных вулканов длиной 250 миль и шириной 50 миль , которые расположены на территории современного южно-центрального Техаса. Этот пояс вулканов совпадает с простиранием зоны разлома Балконес и известен как вулканическая провинция Балконес. То, что состояло из этих древних вулканов, можно увидеть только в нескольких местах, поскольку большинство из них были похоронены группами Остина и Тейлора и теперь находятся в недрах. Присутствие этого вулканизма во время отложения Остинского мела коррелирует с Ларамидная складчатость . Уровень моря поднялся, что создало условия для отложения Остинского мела, что также совпадает с максимальной протяженностью мелового внутреннего морского пути . Глубина отложения мела Остина составила ≈250 м или 820 футов воды. Формация Остин-Чок заполнена микроорганизмами, известными как кокколиты , и является продуктом теплых вод, которые были вытеснены в результате увеличения расширения морского дна в то время.

На вершине Остина Мела находится несколько различных слоев, известных как формация Тейлора. Отложение слоев Тейлора отмечает точку эвстатической регрессии, которая продолжалась до конца мелового периода. Озан Марл — это первый пласт, покрывающий мел Остина, который можно найти под городами Ричардсон и Гарланд. Озанский мергель состоит из известково-слюдистой глины с увеличением ила и песка к верху. Среда, в которой происходило отложение мергеля Озан, все еще находилась в относительно глубоководной морской среде с низкой энергетикой, но после падения уровня моря в осадках начал преобладать илистый отложения. Озанский мергель имеет толщину около 500 футов, и в нем можно найти морские мегаокаменелости. На вершине мергеля Озан расположены два тонких пласта, известные как песчаник Вулф-Сити и мел пекан-Гэп. Песчаник Вулф-Сити известен в городе Рокволл, штат Техас, своими дайками из песчаника, которые выступают на поверхность и создают на поверхности впечатление стены, построенной из камней. На самой вершине Тейлора находится участок мергелей длиной 300 футов, известный как Марлбрукский мергель.

Последние отложения мелового периода, которые также отлагаются непосредственно над формацией Тейлора и обнаружены к востоку от Далласа, представляют собой отложения Наварро. Слои Наварро отражают бескислородные воды того времени из-за присутствия сланца и являются результатом повышенной вулканической активности в юго-западной части Соединенных Штатов. В конце отложения формации Тейлора эвстатическая регрессия снизила уровень моря до современной береговой линии Мексиканского залива. Эта глобальная регрессия отмечает замедление расширения морского дна и ограничивает Галфийскую серию границей последовательности. В западной части страны Ларамидский орогений , из которого образовались Скалистые горы, начал приспосабливаться к горизонтальному сокращению за счет поднятия по сравнению с предыдущим складчатым и надвиговым размещением. Также в это время, около 66 млн лет назад, произошло крупное вымирание, включая динозавров, которое, как полагают, было вызвано метеоритом, упавшим в Мексику у полуострова Юкатан . Все эти события знаменуют конец важного времени для Техаса, особенно Метроплекса DFW, и положили начало новой Эре и Периоду, известным соответственно как Кайнозой и палеоген .

Окаменелости

Самые старые окаменелости в метроплексе DFW можно собрать в парке ископаемых Mineral Wells к северо-западу от Форт-Уэрта. Эти окаменелости включают хорошо сохранившиеся морские окаменелости Пенсильвании , такие как криноидеи и брахиоподы , возраст которых составляет 300 миллионов лет. ^[4]^[5]

остатки динозавров и морских рептилий позднего мела, таких как мозазавр Найдены . Один вид мозазавра был назван в честь города: Dallasaurus Turneri . ^[6]

Государственный парк «Долина динозавров» расположен в Глен-Роуз, штат Техас, рядом с автомагистралями 67 и 144, к юго-западу от Форт-Уэрта. В государственном парке «Долина динозавров» находятся одни из наиболее хорошо сохранившихся в мире следов динозавров. Следы оставили хищные тероподы и травоядные зауроподы .

Формация Вудбайн, расположенная между Далласом и Форт-Уэртом, состоит из морских и наземных окаменелостей, таких как конкреции и следы окаменелостей , включая последних известных динозавров в этой части Техаса. Прямо к востоку от Вудбайна находится Игл-Форд, где окаменелые зубы акулы, плезиозавров , крабов и маленьких морских ящериц, называемых кониазаврами можно найти . Северо-западный квадрант автомагистралей I-20 и 408 изобилует акулими зубами. Прямо к востоку от дома 408 на бульваре Кист находится большая часть сланцев Игл-Форд, обнаженная под мелом Остина, где часто находят окаменелые зубы акулы. Непосредственно под Далласом аммониты иногда находят , хотя и редко. Зубы акулы присутствуют, и их легко найти в конденсированных зонах, а также раковины моллюсков ( Inoceramus ), которые также можно найти в Остинском меле. Хотя Остин Мел не виден невооруженным глазом, он включает в себя миллионы кокколитов или окаменелых водорослей.

Река Тринити

Река Тринити сыграла важную роль в формировании метроплекса DFW. Даллас располагался у лучшего брода, ниже по течению от того места, где Эльм-Форк впадает в основной поток, где река течет на юго-восток по мелу. Это обеспечило место, где путешественникам нужно было пересечь реку только один раз, в месте с относительно твердой пристанью и дном. С самых первых дней это было лучшее место для переправы через Троицу, лучшее место для переправ, переправ и мостов. Во времена Республики Техас Метроплекс DFW был в основном необитаем европейцами, но в 1840-х годах поселенцы начали искать путь на север. Маршрут на север, естественно, пролегал по невысоким холмам и пологим хребтам меловых холмов Остина к речному броду, который вскоре стал Далласом. Будущий Даллас был выбран Джоном Нили Брайаном в качестве места для своего торгового поста, откуда можно было наблюдать за паромом , которым он управлял на переправе.

На Даллас также слегка повлияли гораздо более молодые геологические образования, отложенные более старой и более энергичной рекой Тринити. в северном полушарии Ледниковый период произошел во время плейстоцена , когда континентальный ледниковый щит достиг юга до Канзаса во время доиллойнского этапа . Террасы плейстоцена повлияли на развитие Далласа, обеспечив богатую аллювиальную почву и расположенный наверху водоносный горизонт , что действительно было очень полезно в первые годы. Центр города Даллас построен на серии таких террас, слегка возвышающихся на восток от реки Тринити.

Качество воды

У DFW Metroplex было дополнительное, хотя и незначительное, геологическое преимущество. Троица не пригодна для плавания на лодках, но отлично подходит для питья. Вода в реке Тринити лучше, чем в любой из более крупных рек на севере и юге, Красной реке и реке Бразос . Более крупные реки длиннее и текут по соленосным пермским отложениям , значительно западнее истоков реки Тринити. Следовательно, вода в Троице более сладкая, чем в более крупных реках Бразос или Красная. Жизнь лучше и легче возле пресной воды, и этот простой факт помог DFW процветать по сравнению с поселениями на более крупных реках на севере и юге. Поскольку «Тринити» не пригоден для судоходства, Метроплекс не мог стать большим городом до тех пор, пока не появилась железная дорога, что произошло в самом начале истории Метроплекса, в начале 1870-х годов. ( См.: История Далласа, штат Техас (1874–1929 гг.) ). Таким образом, Метроплекс Даллас-Форт-Уэрт действительно является современным мегаполисом, потому что он не мог вырасти настолько большим, пока механические транспортные системы не сделали недостаток Тринити в речном судоходстве незначительным.

Ссылки

^ Шлангер, С.О. и Дженкинс, Х.К., 1976, Океанические бескислородные события мелового периода: причины и последствия: Geologie en Mijnbouw, т. 55, стр. 179-184.
^ Митчелл и др. (2008)
^ Артур, Массачусетс, Шлангер, С.О., и Дженкинс, ХК, 1987, Сеноман-туронское океаническое бескислородное событие, II. Палеоокеанографический контроль производства и сохранения органических веществ: Специальные публикации Лондонского геологического общества, т. 26, с. 401-420.
^ «Дом | Парк ископаемых Минеральных Уэллс» . www.mineralwellsfossilpark.com . Проверено 20 марта 2021 г.
^ Маклеод, Джеральд Э. (14 мая 2010 г.). «Однодневные поездки» . www.austinchronicle.com . Проверено 20 марта 2021 г.
^ « Южный методистский университет - SMU и Далласский музей естественной истории объявляют о пропавшем ископаемом звене далласавра . Архивировано 20 февраля 2007 г. в Wayback Machine ». Первоначально опубликовано 15 ноября 2006 г. Проверено 28 февраля 2007 г.

Твисс Р. и Э. Мурс (2007), Калифорнийский университет в Дэвисе, Структурная геология, WH Freeman and Company, Второе издание.
Нанн Дж., (1990), Релаксация континентальной литосферы: объяснение позднемеловой реактивации Сабинского поднятия Луизианы-Техаса, Тектоника, т. 9, № 2, 341–359.
МакНалути К., (1966), Номенклатура самой верхней части формации Игл-Форд в северо-восточном Техасе, Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, т. 50, NO. 2, 375–396.
Халбути М. и Дж. Халбути (1982), Взаимосвязь между регионом месторождения Восточного Техаса и поднятием Сабин в Техасе, Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, т. 66, № 8, 1042–1054.
Браун К. и Р. Пирс (1962), Палинологические корреляции в меловой группе Игл Форд, Северо-Восточный Техас, Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников, т. 46, № 12, 2133–2147.

Внешние ссылки

[1] Шлангер, С.О. и Дженкинс, Х.К., 1976, Океанические бескислородные события мелового периода: причины и последствия: Geologie en Mijnbouw, т. 55, стр. 179-184.

[2] Митчелл и др. (2008)

[3] Артур, Массачусетс, Шлангер, С.О., и Дженкинс, ХК, 1987, Сеноман-туронское океаническое бескислородное событие, II. Палеоокеанографический контроль производства и сохранения органических веществ: Специальные публикации Лондонского геологического общества, т. 26, с. 401-420.

[4] «Дом | Парк ископаемых Минеральных Уэллс» . www.mineralwellsfossilpark.com . Проверено 20 марта 2021 г.

[5] Маклеод, Джеральд Э. (14 мая 2010 г.). «Однодневные поездки» . www.austinchronicle.com . Проверено 20 марта 2021 г.

[6] « Южный методистский университет - SMU и Далласский музей естественной истории объявляют о пропавшем ископаемом звене далласавра . Архивировано 20 февраля 2007 г. в Wayback Machine ». Первоначально опубликовано 15 ноября 2006 г. Проверено 28 февраля 2007 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]