Геология Огайо

Геология Огайо в сформировалась более одного миллиарда лет назад, протерозойском периоде докембрия . Магматические и метаморфические кристаллические породы фундамента плохо изучены, за исключением глубоких скважин, и не выходят на поверхность. Порода фундамента разделена между провинцией Гренвилл и провинцией Супериор. Когда кора провинции Гренвилл столкнулась с прото-Северной Америкой, это положило начало Гренвиллской складчатости , крупному горообразующему событию. Горы Гренвилл подверглись эрозии, заполняя рифтовые бассейны, а Огайо был затоплен и периодически обнажался как суша на протяжении всего палеозоя . Помимо морских карбонатов, таких как известняк и доломит , крупные залежи сланца и песчаника, образовавшиеся в результате последующих событий горообразования, таких как таконическая складчатость и акадская складчатость, привели к дополнительному отложению отложений. Огайо перешел к засушливым условиям в Пенсильвании , образовав большие угольные болота, и с тех пор этот регион стал засушливым. До плейстоцена оледенения стерли эти особенности, ландшафт был прорезан глубокими долинами ручьев, которые размыли сотни метров горных пород, оставив мало следов геологической истории в мезозое и кайнозое .

Стратиграфия, тектоника и геологическая история

Керн из протерозойского песчаника, взятый в округе Уоррен, штат Огайо .

Самые старые магматические и метаморфические породы в Огайо относятся к докембрию . Они остаются малоизученными, за исключением нескольких глубоких скважин. Центральный и восточный Огайо подстилаются метаморфическими породами, принадлежащими провинции Гренвилл — древней плите, которая столкнулась с Верхней провинцией Прото-Северной Америки в протерозое , начиная чуть более одного миллиарда лет назад.

В Огайо провинции Гренвилл и Провинция Супериор разделены Гренвиллским фронтом, который лежит в основе арки Цинциннати и арки Финдли. К западу от Гренвильского фронта находится серия разломов, похожих на современные разломы в Восточной Африке, образующие Красное море. Разломы в западном Огайо образуют часть Восточно-континентальной рифтовой зоны, которая покрыта шестью километрами недеформированных песчаников и других силикатных осадочных пород.

Столкновение провинции Гренвилл с Прото-Северной Америкой привело к длительной гренвиллской складчатости , в результате которой образовался высокий горный хребет. горный хребет превратился в холмистую равнину, ограниченную рифтовыми долинами на западе Однако к началу палеозоя .

Палеозой (539-251 млн лет назад)

Кембрий . в начале палеозоя ознаменовал распространение многоклеточной жизни К позднему кембрию Огайо был покрыт мелководными морями, образующими морские и дельтовые отложения. Песчаник, аргиллит, сланец , известняк и доломит отлагаются на нарушенных породах докембрийского фундамента. Периодические отступления уровня моря в течение палеозоя привели к эрозии этих пород, что привело к некоторым несогласиям в осадочной толще в ранней перми . В течение некоторых из этих периодов понижения уровня моря, начиная с ордовика , регион испытал земную эрозию в пенсильванском и пермском периодах . Падение уровня моря было связано с поднятием региона во время таконической складчатости на востоке.

В среднем ордовике новая морская трансгрессия затопила регион, образовав известняковые рифы. Эти породы известны только в результате подземного бурения и не выходят на поверхность.

Формация Пойнт-Плезант — старейшая горная порода, обнаженная на поверхности в Огайо и образовавшаяся в позднем ордовике , обнаженная вдоль реки Огайо недалеко от Цинциннати. В формации зафиксирован переход от мелководного известнякового рифа к более глубоководной среде, отмеченной перекрывающими сланцами и известняком, которые образуют серию Цинциннати . Глиняные отложения с возвышающихся гор, связанные с таконической складчатостью, образовали сланцевые толщи. Теплая морская вода создала идеальные условия для обильной биологической активности, а серия Цинциннати богата ископаемыми, выходя на поверхность на большей части юго-запада Огайо в руслах рек, склонах холмов и пересечениях дорог. Ископаемое беспозвоночного штата Огайо - это трилобит , обнаруженный в формации.

Южное полушарие, где в конце ордовика располагался Огайо, около 438 миллионов лет назад пережило широкомасштабное оледенение. Уровень моря понизился из-за оледенения, сопровождавшегося проседанием суши. Отложение ордовика закончилось, ознаменовавшись параконформным разрывом в формации Дрейкс .

К началу силура уровень моря снова поднялся. Мелкое море в силурийском периоде привело к образованию субтропических карбонатов, которые сейчас обнажаются к востоку и западу от арки Цинциннати и на гребне арки Финдли. Некоторые из карбонатов отложились на рифах, таких как раннесилурийский доломит Локпорта. Хотя они и содержат некоторые окаменелости, большинство силурийских горных пород плохо сохраняют следы жизни. Пачки разделены прослоями эвапоритов , включающих ангидрит , гипс и галит . Толстые соляные пласты образовались в связи с падением уровня моря и оседанием суши, в результате чего образовались мощные соляные пласты группы Салина в восточном Огайо.

Новое столкновение плит положило начало акадской складчатости в девоне и привело к отложению отложений в Аппалачском бассейне на востоке Огайо. В недрах известны раннедевонский известняк Хелдерберг и песчаник Орискани, образовавшиеся 408 миллионов лет назад. Некоторые породы раннего девона из сланцевого месторождения Голландского карьера на короткое время были обнажены в карьере в округе Лукас, прежде чем он был засыпан и рекультивирован. Большинство девонских пород относятся к среднему девонскому периоду и выходят на поверхность между южным Огайо и озером Эри. Крупное несогласие разделяет силурийские и среднедевонские доломиты и известняки. Перекрывающие девонские породы включают известняк Колумбуса к востоку от арки Финдли и карбонаты группы реки Детройт к западу. Угловое несогласие между породами нижнего силура отмечено местами фосфатными пластами, сохранившими кости и зубы.

Слепок окаменелости дунклеостея, найденный недалеко от Кливленда, штат Огайо.

Известняк Колумбуса особенно богат окаменелостями и выходит на поверхность в полосе между Колумбусом и округом Сандаски, а также на острове Келлис в озере Эри. Лучшие ископаемые находятся в известняковых карьерах вдоль пояса, которые удовлетворяют местный спрос на бетон. К концу среднего девона морская среда сместилась в сторону отложений черных морских сланцев сланцев Олентанги и сланцев Огайо. По большей части эти сланцевые образования не являются ископаемыми. Однако в некоторых местах встречаются находки окаменелостей брахиопод , членистоногих , членистоногих и акул, а также дунклеостея панцирных пластин .

В начале Миссисипи , в каменноугольном периоде , 340 миллионов лет назад, отложения рек и дельт покрывали сланцы, образуя сланцы Бедфорд, песчаник Береа, формацию Кайахога и формацию Логан. Отложение этих единиц было ненадолго прервано возвращением к застойной морской среде, образуя сланцы Санбери. Обнажения пород Миссисипи проходят параллельно девонским породам через центральный Огайо и параллельно берегу озера Эри. Фактически, обнажения Миссисипи образуют полосу холмов в пяти-десяти милях к югу от озера. В целом породы Миссисипи умеренно ископаемые, с хорошей сохранностью криноидей в формации Кайахога. Пенсильванские породы, отложившиеся в руслах ручьев, высеченных в более древних породах Миссисипи.

Песчаник Шарона средней Пенсильвании и группа Поттсвилля сохраняют свидетельства поднятия на востоке и опускания на западе Аппалачского бассейна. Породы, образовавшиеся в пенсильванском и пермском периодах, имели в основном наземное происхождение и включали неморские сланцы, песчаники, уголь, железняк и известняк, а также некоторые морские породы, такие как кремень и морской сланец. Дельты рек в Пенсильвании были покрыты густой болотистой растительностью, что способствовало добыче залежей угля.

Осадочные породы и ископаемые свидетельства позволяют предположить, что Огайо был земной средой еще с пермского периода. Например, основные подразделения пенсильванского горизонта: группа Поттсвилля, группа Аллегани, группа Конемо и группа Мононгахела, а также группа Данкард ранней перми, каждое из них является более наземным, чем предыдущее. Этот регион располагался внутри страны и подвергался земной эрозии, когда прото-североамериканский континент Лавразия столкнулся с Гондваной, образовав суперконтинент Пангея . Породы конца палеозоя лучше всего обнажены в разрезах дорог вдоль I-77 между Кантоном и Мариеттой, I-77 от Кембриджа до Бриджпорта и на скалах на реке Огайо к северу от Мариетты до Восточного Ливерпуля.

Мезозой-Кайнозой (251 миллион лет назад-настоящее время)

Ледниковые бороздки на острове Келлис.

В течение 245 миллионов лет, охватывающих весь мезозой, палеоген ранний , кайнозой , Огайо переживал длительные подъемы и выветривания. До плейстоценового оледенения этот регион был покрыт долинами крупных ручьев, которые, как полагают, удалили несколько сотен метров горных пород, уничтожив большинство свидетельств мезозоя и кайнозоя. Некоторые кости и окаменелости растений, в том числе останки мастодонтов , были обнаружены в недавних отложениях, образовавшихся после плейстоцена.

Геология природных ресурсов

Известняковый карьер на острове Келли, штат Огайо .

Огайо обладает разнообразными природными ресурсами. В 2016 году добыто 64,92 миллиона тонн известняка и доломита на сумму 615 миллионов долларов, а также 12,23 миллиона тонн угля на сумму 541 миллион долларов. Производство песка и гравия, соли, песчаника и конгломерата превышает один миллион тонн. Также добываются сланец и глина. Огайо ежегодно добывает природного газа на три миллиарда долларов и нефти на 844 миллиона долларов. Залежи угля были впервые обнаружены в 1740-х годах первыми поселенцами и были нанесены на карту еще в 1752 году. Снижение спроса из-за увеличения добычи природного газа привело к сокращению добычи угля в 2010-х годах, хотя одна подземная шахта и три открытые шахты получили от государства разрешения на расширение. 2016. В настоящее время в горнодобывающей промышленности штата работают 3546 человек.

Группа Салина добывается на глубине 500 метров под озером Эри, в округе Кайахога и гавани Фэрпорт.

Геологические особенности

• Разлом Оглейз простирается от округа Дарк, штат Огайо, до округа Хэнкок, штат Огайо .

• — Пещера Шериден карстовая воронка в округе Виандот, штат Огайо .

• Разлом Боулинг-Грин простирается от Финдли, штат Огайо, до южного Мичигана.