Геология района Брайс-Каньона

Обнаженная геология района Брайс-Каньона в Юте демонстрирует отложения, охватывающие последнюю часть мелового периода и первую половину кайнозойской эры в этой части Северной Америки . Древняя среда осадконакопления в районе нынешнего национального парка Брайс-Каньон варьировалась от теплого мелководного моря (так называемого Мелового морского пути ), в котором отлагались дакотский песчаник и тропические сланцы, до прохладных ручьев и озер , которые способствовали образованию отложений в красочных Формация Кларон, доминирующая над амфитеатром парка.
Другие формации также были сформированы, но в основном были разрушены в результате поднятия в результате складчатости Ларамида , которая началась около 70 миллионов лет назад ( Ми лет назад ). Это событие подняло Скалистые горы далеко на восток и вызвало отступление моря, покрывавшего район Брайс-Каньона. После того, как горообразование Ларамида подошло к концу, примерно 15 млн лет назад, большая часть западной части Северной Америки начала втягиваться в топографию близлежащего бассейна и хребта . Большая часть Брайса была поднята теми же силами как часть Высоких плато. Поднятие плато Колорадо и открытие Калифорнийского залива на 5 млн лет назад изменили дренаж реки Колорадо и ее притоков, включая реку Пария , которая размывается вперед между двумя плато, прилегающими к парку. Поднятие вызвало образование вертикальных швов, которые позже были преимущественно размыты и образовали отдельно стоящие вершины, называемые худу , бесплодные земли и монолиты , которые мы видим сегодня.
Образования, выступающие на территории парка, являются частью Большой лестницы . Самые старые члены этой суперпоследовательности горных пород обнажены в Гранд-Каньоне , промежуточные — в Национальном парке Зайон , а самые молодые ее части обнажены в районе Брайс-Каньона. Небольшое совпадение происходит внутри и вокруг каждого парка.
Большая лестница
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Октябрь 2021 г. ) |

Породы , обнаженные в Брайс-Каньоне, примерно на 100 миллионов лет моложе, чем породы в соседнем Национальном парке Зайон , а камни, обнаженные в Зайоне, моложе, чем в Гранд-Каньоне на юге.
Однако между всеми тремя есть общие горные породы, образующие суперпоследовательность образований , которую геологи называют Большой лестницей. Вместе образования Большой лестницы отражают почти 2 миллиарда лет истории Земли . Образования Брайс-Каньона — самые молодые из известных подразделений Большой лестницы. Более молодые горные породы, если они когда-либо существовали, были удалены эрозией .
Меловой морской путь
[ редактировать ]Продвигать
[ редактировать ]В меловой период мелководный морской путь распространился во внутреннюю часть Северной Америки от Мексиканского залива на юге до Юты , а затем до Северного Ледовитого океана на крайнем севере. [ 1 ] Геологи называют это мелкое море Меловым морским путем или Западным внутренним морским путем. Морской путь разделил Северную Америку на две половины: восточную часть, где доминировали уже древние Аппалачи , и западную часть, состоящую в основном из все еще растущих гор Севьер; [ 1 ] Образован в результате неглубоких надвигов, вызванных Севьерской складчатостью . [ 2 ] По мере того как береговая линия перемещалась взад и вперед, район Брайса то переходил от части суши Севьера к меловому морскому пути. В результате чередующиеся слои неморских, приливных и морских отложений лежали друг на друге.
Конгломераты , алевролит и окаменелостями богатый песчаник , общая толщина которых достигает 300 футов (90 м), отмечают появление Мелового морского пути. [ 1 ] Названный песчаником Дакоты , это старейшее образование, обнаженное в районе Брайс-Каньона, но самое молодое, обнаженное в районе каньонов Зайон и Колоб на юго-западе. большое количество окаменелой древесины , устричных отложений, содержащих миллионы окаменелостей, и угля . В Дакоте обнаружено [ 1 ] В районе Брайс-Каньона это образование можно увидеть в долине Пария , где оно встречается в виде литифицированного покровного песка , который, вероятно, накапливался на пляжах , в лагунах и обширных угледобывающих болотах , когда меловой морской путь переходил (продвигался вглубь суши) через регион, а затем отступил. [ 3 ] Он расположен несогласно на гораздо более древних юрских образованиях, которые не обнажены в непосредственной близости ( см . в геологии района каньонов Сион и Колоб обсуждение этих более древних отложений ).
Грязь и ил отложились на вершине формации Дакота по мере того, как морское русло в этом районе становилось глубже и спокойнее. [ 3 ] Образующийся тропический сланец от темно-серого до черного цвета отражает максимальное нарушение морского пути в Юту и имеет толщину 1000 футов (300 м) в амфитеатре Пария. [ 1 ] Он образует пустоши без растительности, которые можно увидеть в Тропической долине , и, возможно, является самым богатым ископаемым образованием в этом районе; содержат многочисленные прямораковинные и спиральные аммониты . [ 1 ]
Отступление
[ редактировать ]Меловой морской путь уже отступал на восток и юг к тому времени, когда формация Прямых скал толщиной 1700 футов (500 м). образовалась [ 4 ] Его члены представляют различные этапы этого процесса. Песчаник, образующий скалы, из пачки Тиббетского каньона соответственно отложился на вершине тропических сланцев на мелководье, а затем и в прибрежных условиях. Сланец и песчаник из пачки Смоки-Холлоу отлагались поверх ее базального слоя богатого углем аргиллита в прибрежных болотах и лагунах на берегу морского пути. В то время как чередующиеся слои сланца и песчаника, смешанные с массивными угольными отложениями пачки Джона Генри, отложились в болотах, лагунах и речных средах, один член, Drip Tank, не обнаружен в районе Брайс-Каньона. [ 4 ] Это образование размывается почти непреодолимыми скалами и откосами из песчаников от белесого до желто-серого цвета со сравнительно тонкими прослоями сланца и аргиллита. Зубы акулы встречаются в нижних частях формации. [ 1 ]
Озера и реки, текущие на восток, стали доминирующим местом отдыха отложений после отступления Мелового морского пути. Сланцы и песчаники формации Вахвип толщиной 700 футов (200 м) отлагались в движущейся воде (речная обстановка). [ 4 ] Это образование является частью упомянутых ранее Серых скал Большой лестницы. Он содержит множество окаменелостей позвоночных животных , включая динозавров, таких как гадрозавры . [ 1 ]
Континентальное отложение
[ редактировать ]Поймы поднимаются и разрушаются
[ редактировать ]
озерами . На территории образовалась пойма, пересеченная реками и Грязь и песок, скопившиеся в этой обстановке, превратились в серые песчаники и аргиллиты формации Кайпаровиц . Это образование имеет толщину до 100 футов (30 м) в районе Брайс-Каньона, но другие части Кайпаровитса в этом регионе имеют толщину в несколько сотен футов (десятков метров). [ 4 ] Два образования, Ханаанский пик и Сосновая лощина , расположены на вершине Кайпаровица в других частях региона, но отсутствуют в районе Брайс-Каньона. В песчаниках и конгломератах этих образований зафиксированы ручьевые и речные отложения, начиная с эпохи палеоцена . [ 4 ]
Поднятие, вызванное эпизодом горообразования , названным Ларамидской складчатостью, продолжалось с позднего мела (около 70 млн лет назад) до раннего палеоцена. Это подняло некогда более низкие возвышенности в небо, а низменные котловины между ними постепенно опустились. [ 5 ] Сжатие в результате события Ларамид деформировало землю в этом районе, образовав антиклиналь Брайс-Каньон с наклоном до 5 °. Все формации Ханаан-Пик, Пайн-Холлоу, Кайпаровиц и Вахип, а также часть нижележащих прямых скал были удалены с гребня антиклинали в результате эрозии до того, как отложилась формация Кларон. [ 6 ] угловое несогласие Таким образом, вдоль гребня антиклинали существует . Парк также расположен на западном пологом склоне гораздо более крупного поднятия Кайбаб , которое также образовалось в результате Ларамида. [ 2 ]
Пойма Кларон и система озер
[ редактировать ]Подъем от Ларамида ненадолго приостановился в эоцене . [ 2 ] Извилистые ручьи медленно текли по образовавшимся широким и почти безликим равнинам. Периодические, но обширные наводнения затопляли большие территории, возможно, раз в 1000 лет; разбрасывая грязь, булыжники и мелкий ил по равнинам. [ 4 ] Эрозия разрезала эти отложения между наводнениями, и растения росли в изобилии. Окисление железа в иле и иле превратило почву в гематит , придав ей розово-красный оттенок. Эти отложения позже были литифицированы в розовую пачку мощностью до 700 футов (200 м) местной формации Кларон эоценового возраста (ранее называвшейся формацией Уосатч). [ 4 ] Канальные конгломераты этого члена можно легко увидеть в Красном каньоне вдоль государственной трассы 12, а его ил и аргиллиты составляют большую часть хрупких и красочных шпилей парка, называемых худу . Геолог Кларенс Даттон назвал богатый оксидом железа нижний член серии Кларон Розовыми скалами из-за его красочного внешнего вида. [ 5 ]

Большая система мелких, но обширных озер и связанных с ними дельт занимала несколько тысяч квадратных миль территории, которая сейчас является северо-западом Колорадо и юго-западом Юты и Вайоминга . [ 7 ] Эти озера существовали с палеоцена до середины олигоцена , но не распространялись на территорию Брайс-Каньона до эоцена. [ 4 ] Большое количество донных отложений озер отложилось в этой системе за 20 миллионов лет ее существования, примерно от 60 до 40 млн лет назад. [ 7 ] Изменение климата и циклы привели к тому, что озера в системе со временем расширялись и уменьшались. При этом они оставляли пласты разной толщины и состава, сложенные друг на друга; [ 5 ]
- различные отложения песка и гальки у берега,
- бедные кальцием илы дальше от берега,
- богатая кальцием грязь на более глубоких водах и
- в самых глубоких водах отлагались чистые известковые илы.
Известковые илы и грязь позже были литифицированы в известняк и прослои алевролита Белой пачки Кларона мощностью до 300 футов (90 м). [ 4 ] белого цвета Эта пачка размывается на монолиты , которые встречаются только на самых высоких возвышенностях плато Паунсаугунт . Окаменелости в Белом Члене редки и состоят в основном из пресноводных улиток и моллюсков , что указывает на то, что в озерах поддерживается мало жизни. [ 4 ] Большинство арок и естественных мостов в парке, в том числе знаменитый Природный мост , были высечены из пластов песчаника в Клароне.
Вулканики Мэрисвейл
[ редактировать ]Пробел в геологической летописи, возникший после отложения формации Кларон, был прерван 34–31 млн лет назад извержениями близлежащего вулканического поля Мэрисвейл , которое расположено к северо-западу от парка. [ 8 ] [ 9 ] Вулканический пепел и лава из этих потоков находятся менее чем в 20 милях (30 км) от Брайс-Каньона, но, по крайней мере, некоторый вулканический материал, вероятно, отложился непосредственно в парковой зоне, но позже был удален в результате эрозии. [ 2 ]
Большая часть активности на вулканическом поле Мэрисвейл произошла в течение трех отдельных интервалов; ~ 34–22 млн лет назад, 22–14 млн лет назад и 9–5 млн лет назад. [ 9 ] Дациты и андезиты извергались над развивающимся батолитом в первом интервале. Богатый кристаллами пепел из кальдеры Три-Крик возрастом 27 миллионов лет (мио лет), кальдеры Биг-Джон (24 миллиона лет) и кальдеры Пик Монро (23 миллиона лет) затвердел в туф . [ 9 ] Во втором и третьем интервалах наблюдались извержения большого количества риолитов . Богатый щелочью риолит извергался во втором интервале кальдеры горы Белкнап возрастом 19 млн лет. [ 9 ]
Вулканическое поле Мэрисвейл обрушилось под собственным весом около 20 млн лет назад; вероятно, из-за слабости эвапоритов формации Кармель примерно на 5000 футов (2000 м) ниже. [ 2 ] Складывание и разлом формации Кларон в результате обрушения создали натиск Руби-Инн. Также был создан небольшой нисходящий прогиб, идущий с востока на запад и перпендикулярный движению надвигов, называемый синклиналью Брайса. [ 2 ] Вулканическая активность в районе Мэрисвейл и Брайс прекратилась около 500 000 лет назад. [ 8 ] Базальтовые породы того же возраста можно увидеть вдоль разлома Севьер у входа в Красный Каньон; темные вулканические породы были смещены разломом примерно на 900 футов (300 м) и теперь находятся в прямом контакте с гораздо более древней формацией Кларон. [ 10 ]
Позднекайнозойская тектоника
[ редактировать ]Формирование высоких плато
[ редактировать ]
Были заложены более молодые породы, но в основном они были удалены последующей эрозией, ускоренной подъемом. Обнажения этих образований можно встретить в северной части парка и в нескольких местах на краю плато. от 50 до 100 футов (от 20 до 30 м) мощностью олигоцена или миоцена толщиной Среди них - конгломерат Лодочная Меса и плиоценового и раннего плейстоценового возраста формация реки Севьер . [ 11 ] Лодочная Меса состоит в основном из конгломератов с небольшим количеством песчаника и некоторого количества известняка из озер, представляющих собой отложения ручьев и береговых паводков. [ 4 ] Коричнево-серый песчаник и гравий формации реки Севьер отложились в долинах, которые были частью древней дренажной системы реки Севьер . [ 4 ] [ 11 ]
Около 15 млн лет назад в миоцене силы растяжения в Неваде на западе были настолько велики, что земная кора истончилась, образовав Провинцию Бассейнов и Хребтов . [ 2 ] Эти же силы разделили то, что сейчас является западной частью плато Колорадо, на девять различных более мелких плато, включая Паунсаугунт , по обе стороны которого расположен парк. [ 12 ] [ 13 ] Длинные сбросы , простирающиеся с севера на юг, были либо вновь созданы, либо реактивированы из ранее существовавших более старых разломов; плато поднималось на одной стороне каждого разлома, а долины опускались на другой, поскольку кора расширялась в направлении восток-запад. [ 2 ] Два из этих разломов ограничивали плато Паунсаугунт; Севьер на западе и Паунсаугунт на востоке. Движение по этим двум разломам сместило формацию Кларон на 2000 футов (600 м) относительно долин Пария и Севьер. [ 13 ]
Ураганный разлом отмечает западный край плато Маркагунт и является топографической границей между провинциями Бассейна и хребта и плато Колорадо. [ 13 ] Национальный памятник Сидар-Брейкс , который имеет почти ту же открытую геологию и эрозионные особенности, что и национальный парк Брайс-Каньон, расположен на западной окраине Маркагунта.
Затем все плато Колорадо начало подниматься с уровня моря до высоты в несколько тысяч футов (более километра). [ 11 ] Альтернативная теория состоит в том, что складчатость Ларамида подняла то, что сегодня является Бассейном и хребтом и плато Колорадо, и что силы растяжения, которые сформировали Бассейн и хребет, заставили этот регион опуститься относительно плато Колорадо. [ 4 ] Каким бы ни был порядок событий, район Высоких плато плато Колорадо к настоящему времени был почти завершен.
Современный дренаж и эрозия
[ редактировать ]Дренаж плато Колорадо был значительно изменен открытием Калифорнийского залива . Рифтинг оторвал полуостров Нижняя Калифорния на северо-запад от материковой части Мексики , начиная примерно с 10 до 5 млн лет назад. [ 2 ] Древняя река Колорадо отреагировала на региональный прогиб, срезав путь к морю и впадая в новый залив. Это значительно уменьшило расстояние от истоков реки и ее дельты до моря. В результате вода в Колорадо и ее притоках двигалась быстрее и опускалась глубже, создавая топографию каньона.
реки Колорадо примерно нынешней глубины Образование Гранд-Каньона на 1,2 млн лет назад привело к тому, что его притоки сократились еще глубже. [ 14 ] Направленная эрозия одного из этих притоков, реки Пария , двинулась на северо-северо-запад к тому, что сейчас является амфитеатром Пария. [ 15 ] Река текла примерно параллельно разлому Паунсаугунт и к востоку от него. Эрозия снега и дождя, которые падают непосредственно на обращенный на восток край плато Паунсаугунт, образует овраги, которые расширяются в ниши и амфитеатры, в то время как дифференциальная эрозия и морозное расклинивание создают худу . Ручьи на плато не способствуют образованию ниш или амфитеатров, поскольку стекают с края. [ 15 ] Эрозия продолжается таким же образом и сегодня.
Формирование худу в Брайс-Каньоне
[ редактировать ]
Розовая пачка формации Кларон в основном состоит из легко эродируемого и относительно мягкого известняка. Когда дождь соединяется с углекислым газом, он образует слабый раствор углекислоты . Эта кислота помогает медленно растворять известняк в формации Кларон зерно за зерном. Именно этот процесс химического выветривания закругляет края худу и придает им комковатый и выпуклый профиль.
Зимой тающий снег просачивается в трещины и стыки и по ночам замерзает. Сила расширяющегося льда помогает разрушить породу формации Кларон. Ежегодно в Брайс-Каньоне происходит более 200 таких циклов замерзания/оттаивания. [ 16 ] Морозное расклинивание эксплуатирует и расширяет почти вертикальные плоскости трещин, разделяющие Розовую пачку формации Кларон.
Внутренние слои аргиллитов, конгломератов и алевролитов прерывают известняк по горизонтали. Эти слои более устойчивы к воздействию углекислого газа и поэтому могут выступать в качестве защитных покрытий плавников, окон и капюшонов. Многие из наиболее прочных худу покрыты богатым магнием известняком, называемым доломитом . [ 16 ] Доломит растворяется гораздо медленнее и, следовательно, защищает более слабый известняк под ним.
Однако те же процессы, которые создают худу, в конечном итоге и уничтожают их. В случае Брайс-Каньона скорость эрозии худу составляет 2–4 фута (0,6–1,3 м) каждые 100 лет. [ 16 ] Поскольку каньон продолжает разрушаться на западе, он в конечном итоге захватит (примерно через 3 миллиона лет) водораздел восточного рукава реки Севьер . Как только эта река протечет через амфитеатр Брайс, она станет доминировать над эрозионной структурой; замена худу V-образным каньоном и крутыми скалистыми стенами, типичными для процессов выветривания и эрозии, создаваемых реками. Предзнаменование этого можно наблюдать в Уотер-Каньоне, путешествуя по тропе Мшистой пещеры. Отводной канал проходит через этот участок парка через часть восточного рукава реки Севьер уже более 100 лет. [ 16 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Дэвис и Поллок (2003). Геология национального парка Брайс-Каньон , стр. 45
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Дэвис и Поллок (2003). Геология национального парка Брайс-Каньон , стр. 55
- ^ Jump up to: а б Харрис, Энн (1997). Геология национальных парков , стр. 51
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Дэвис и Поллок (2003). Геология национального парка Брайс-Каньон , стр. 46
- ^ Jump up to: а б с Харрис, Энн (1997). Геология национальных парков , стр. 52
- ^ Дэвис и Поллок (2003). Геология национального парка Брайс-Каньон , стр. 53
- ^ Jump up to: а б Кивер и Харрис (1999). Геология парковых зон США , стр. 525.
- ^ Jump up to: а б Роули, Питер Д.; Каннингем, Чарльз Г.; Стивен, Томас А.; Уоркман, Иеремия Б.; Андерсон, Джон Дж.; Тайссен, Кевин М. (2002). Геологическая карта вулканического поля Центральный Мэрисвейл, юго-запад штата Юта . Денвер, Колорадо: Геологическая служба США . Проверено 12 августа 2007 г.
{{cite book}}
:|work=
игнорируется ( помогите ) - ^ Jump up to: а б с д Каннингем, Чарльз Г. (2002). «Вулканические породы и рудные месторождения вулканического поля Мэрисвейл, западно-центральная часть Юты» . Геологическое общество Америки. Архивировано из оригинала 8 июня 2011 г. Проверено 12 августа 2007 г.
- ^ Кивер и Харрис (1999). Геология парковых зон США , стр. 526.
- ^ Jump up to: а б с Харрис, Энн (1997). Геология национальных парков , стр. 53
- ^ Харрис, Энн (1997). Геология национальных парков , стр. 54
- ^ Jump up to: а б с Кивер и Харрис (1999). Геология парковых зон США , стр. 524.
- ^ Кивер и Харрис (1999). Геология парковых зон США , стр. 407.
- ^ Jump up to: а б Дэвис и Поллок (2003). Геология национального парка Брайс-Каньон , стр. 56
- ^ Jump up to: а б с д «Худу» . Служба национальных парков . Проверено 24 июля 2007 г. (адаптированный текст, являющийся общественным достоянием)
Ссылки
[ редактировать ]- Каннингем, Чарльз Г. (2002). «Вулканические породы и рудные месторождения вулканического поля Мэрисвейл, западно-центральная часть Юты» . Геологическое общество Америки. Архивировано из оригинала 8 июня 2011 г. Проверено 12 августа 2007 г.
- Дэвис, Джордж Х.; Поллок, Гейл Л. (август 2003 г.). «Геология национального парка Брайс-Каньон». Пол Б. Андерсон (ред.). Геология парков и памятников Юты . Ассоциация естествознания Брайс-Каньона и Геологическая ассоциация Юты. ISBN 1-882054-10-5 .
- Харрис, Энн Дж; Таттл, Эстер (1997). Геология национальных парков (Пятое изд.). издательства Kendall Hunt Publishing Co. Айова: ISBN 0-7872-5353-7 .
- Кивер, Юджин П; Харрис, Дэвид V (1999). «Национальный парк Брайс-Каньон и национальный памятник Сидар-Брейкс (Юта)» . Геология парковых зон США (5-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 522–30. ISBN 0-471-33218-6 .
- Роули, Питер Д.; Каннингем, Чарльз Г.; Стивен, Томас А.; Уоркман, Иеремия Б.; Андерсон, Джон Дж.; Тайссен, Кевин М. (2002). Геологическая карта вулканического поля Центральный Мэрисвейл, юго-запад штата Юта . Денвер, Колорадо: Геологическая служба США . Проверено 12 августа 2007 г.
{{cite book}}
:|work=
игнорируется ( помогите ) В этой статье использованы общедоступные материалы из Худу . Служба национальных парков . Проверено 24 июля 2007 г.
- «Полевые заметки по геологии: Национальный парк Брайс-Каньон, Юта» . Служба национальных парков. 04 января 2005 г. Архивировано из оригинала 8 июля 2007 г. Проверено 2 августа 2007 г.

Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- ДеКуртен, Фрэнк (1994). Тени Времени; Геология национального парка Брайс-Каньон . Ассоциация естественной истории Брайс-Каньона.
- Тафтс, Лоррейн Салем (1998). Тайны национальных парков Гранд-Каньон, Зайон и Брайс-Каньон (Третье изд.). Норт-Палм-Бич, Флорида: Национальные фотографические коллекции. ISBN 0-9620255-3-4 .