Ункар Групп

Ункар Групп
Стратиграфический диапазон :
Карденас Базальт и формация Докс группы Ункар Красноватая формация Докс под черноватым базальтом Карденас, выше по течению от Таннер Грабен.
Тип	Геологическая группа
Единица	Супергруппа Гранд-Каньона
Подразделения	Карденас Базальт Формирование Докса Шинумо Кварцит вулканические дайки как источник Карденасского базальта Хакатайские сланцы Формирование баса
Подложки	Формация Нанковип и, как часть Великого несогласия , песчаник Тапеатс.
Накладки	Скалы подвала Вишну
Область	Аризона, восточная часть Гранд-Каньона , регион Лава-Бьютт, на реке Колорадо , недалеко от Липан-Пойнт.
Толщина	От 1600 до 2200 метров (от 5200 до 7200 футов)
Литология
Начальный	песчаник , алевролит , сланец и базальтовые вулканические породы
Другой	доломит и известняк
Расположение
Область	Аризона от северно-центральной Аризоны до южно-центральной Юты в недрах
Страна	Юго-запад США
Тип раздела
Назван в честь	Ункарская долина
Названо	Уолкотт (1894) и Благородный (1910, 1914)

Рисунок 1. Геологический разрез Гранд-Каньона.

Группа Ункар представляет собой последовательность слоев протерозойского возраста , которые подразделяются на пять геологических формаций и обнажены в Гранд-Каньоне , штат Аризона , на юго-западе США . Группа Ункар — базальное образование супергруппы Гранд-Каньона . Ункар имеет толщину от 1600 до 2200 м (от 5200 до 7200 футов) и состоит в порядке возрастания из формации Басс , сланца Хакатаи , кварцита Шинумо , формации Докс и базальта Карденас . Карденасский базальт и формация Докс встречаются в основном в восточной части Гранд-Каньона. Кварцит Синумо, сланцы Хакатаи и формация Басс обнаружены в центре Гранд-Каньона. Группа Ункар накопилась примерно между 1250 и 1104 млн лет назад (1104 миллиона лет назад, 1,1 миллиарда). В порядке возрастания группа Ункар перекрывается формацией Нанковип толщиной от 113 до 150 м (от 371 до 492 футов); Группа Чуар толщиной около 1900 м (6200 футов); и формация Сикстимайл толщиной около 60 м (200 футов). Это все подразделения Супергруппы Гранд-Каньон. . Группа Ункар составляет примерно половину толщины супергруппы Гранд-Каньон.

В целом пласты, составляющие Ункарскую группу, падают на северо-восток (10°–30°) в сторону сбросов , падение которых составляет 60+° на юго-запад. Это можно увидеть на разломе Палисейдс в восточной части основной области обнажения группы Ункар (ниже Восточного края).

В центральной части Гранд-Каньона пласты Ункара встречаются в виде небольших, повернутых, разрушенных блоков или полос, где они обычно обнажены лишь частично. В этой центральной части Гранд-Каньона группа Ункар является неполной, поскольку эрозия, существовавшая до группы Тонто, удалила пласты выше уровня средней части формации Докс . Недостающая часть группы Ункар и оставшаяся часть вышележащей супергруппы Гранд-Каньона сохранились в заметной синклинали и блоке разломов , обнаженных в восточной части Гранд-Каньона. Примеры этих блоков разломов можно увидеть на выступе Храма Исиды , «Пирамиде Хеопса» и на пересечении Фантом-Крик с каньоном Яркий Ангел ( тропа Северный Кайбаб ). Группа Ункар также содержит мощные базальтовые силлы и ряд небольших темных даек . В районе Desert View и к западу от Palisades of the Desert базальтовые подоконники образуют очень заметные темно-серые скалы.

Используя гравитационные и аэромагнитные данные в сочетании с гравитационным моделированием, был сделан вывод, что протерозойские грабены и полуграбены, заполненные пластами группы Ункар, залегают под фанерозойскими породами в северной Аризоне, окружающими Гранд-Каньон. Грабены и полуграбены, заполненные толщами Ункарской группы, связаны с мезопротерозойскими системами разломов северо-западно-юго-восточного простирания, имеющими изогнутые, юго-западные следы. Эти системы разломов позже реактивировались в неопротерозое с образованием бассейнов, в которых аккумулировалась следующая чуарская группа, а в кайнозое с образованием геологических структур, т.е. разломов, антиклиналей, синклиналей и моноклиналей, обнажающихся на поверхности.

Крупный план храма Аполлона, показывающий угловое несоответствие между Tonto Group и Unkar Group.

Крупные несогласия отделяют группу Ункар от вышележащих и подстилающих ее пластов. Во-первых, группа Ункар, как нижняя часть супергруппы Гранд-Каньона, лежит непосредственно на глубоко эродированных гранитах , гнейсах , пегматитах и ​​сланцах , составляющих скалы фундамента Вишну . Во-вторых, угловое несогласие с падением менее 10° отделяет основание формации Нанковип от нижележащей группы Ункар. Наконец, четко выраженное угловое несогласие в основании относительно плосколежащей группы Тонто отделяет ее от нижележащих разломных и складчатых толщ группы Ункар и остальной части супергруппы Гранд-Каньон, которые обычно наклонены под углом 10°–10°. 30°.

Кварцитовые скалы Синумо на красочных сланцах Хакатай на горизонтальных тонких напластованиях формации Басс (на скалах подвала Вишну в Гранитном ущелье)
(расширяемое фото в высоком разрешении)

Западную часть группы Ункар можно выделить на фотографии трех отрядов Ункаров под храмом Исиды, расположенных на скалах подвала Вишну в Гранитном ущелье.

Номенклатура

Группа Ункар была впервые признана и названа Чарльзом Д. Уолкоттом как «террейн Ункар» в 1894 году. Он и его «Чуарский террейн» составляли то, что тогда называлось «серией Большого Каньона» «протерозойского (алгонкинского)» возраста. Он считал Карденасский базальт, безымянный в то время, самой верхней единицей своего «Ункарского террейна». В 1910 и 1914 годах Леви Ф. Ноубл позже разделил то, что он назвал «Группой Ункар», на пять подразделений, которыми были Конгломерат Хотаута, Басовый известняк, Сланец Хакатаи, Кварцит Шинумо и Песчаник Докс. Все еще безымянный Карденас Базальт упоминается лишь кратко, поскольку его изображения отсутствуют в 15-минутном четырехугольнике Синумо. Хотя потоки базальтовой лавы, перекрывающие формацию Докс, были признанной частью группы Ункар, их обычно игнорировали и просто описывали как «базальт и диабаз». В 1938 году Чарльз Р. Киз применил название «Карденезианская серия» к базальтовым вулканическим породам группы Ункар. В 1973 году нынешнее определение группы Ункар было разработано, когда формация Нанковип, которая ранее была добавлена ​​к группе Ункар, была формально удалена из нее и было признано несогласие, отделяющее формацию Нанковип от группы Ункар.

Образования группы Ункар

Бассовая свита содержит не только серые, красно-серые доломиты и песчаные доломиты, но также переслаивания песчаников от пурпурно-коричневых до темно-красных и красновато-коричневых (аркозы) и алевритистых песчаников, выраженные прослои конгломерата и второстепенные прослои аргиллита и известняка. Известный конгломерат, пачка Хотаута, заполняет палеодолины, врезанные в нижележащий комплекс фундамента Вишу у его основания. Формация Басс также содержит пласты строматолитов и тонкие слои вулканического пепла. Пачка Хотаута считается речной по происхождению. Остальная часть формации Басс накопилась в относительно теплых мелководных морских водах.

состоит Сланец Хакатаи из фиолетовых, красновато-фиолетовых, красновато-оранжевых и бледно-фиолетовых или лавандовых аргиллитов, песчаных алевролитов, алевролитов и аркозовых песчаников. Ярко окрашенные склоны сланцев Хакатаи резко контрастируют с сероватыми обнажениями формации Басс. Наклонные обнажения сланцев Хакатаи также сильно контрастируют с крутыми скалами, образованными вышележащим кварцитом Синумо. Строматолиты встречаются в переходной зоне между сланцами Хакатаи и формацией Басс. Сланец Хакатаи накапливался в низкоэнергетических, мелководных, прибрежных морских средах.

В отличие от глинистых пластов выше и ниже него, кварцит Синумо состоит, как правило, из пластов красных, коричневых или пурпурных осадочных кварцитов и менее массивных белых, красных или пурпурных песчаников; также конгломератный песчаник. Внутри этих скалообразующих песчаников встречаются интервалы, богатые аргиллитами. Некоторые из этих пластов песчаника имеют хорошо развитые деформационные структуры мягких осадков. Никаких окаменелостей в кварците Синумо обнаружено не было. Нижняя и средняя части кварцита Синумо накапливались в прибрежных приливных отмелях, а верхняя его часть представляет собой отложения дельт рек. Градационный контакт между кварцитом Синумо и формацией Докс, показанный выше, указывает на переход от отложения в прибрежных дельтах к речному отложению в крупной речной системе. Следует отметить, что «деформация мягких осадков», наблюдаемая в этой формации кварцита Шинумо, указывает на значительное землетрясение и тектоническую активность во время его отложения.

состоит Формация Докс из неоднородной смеси кремнистого кварцевого песчаника от светло-коричневого до зеленовато-коричневого; известковый каменный и аркозовый песчаник; сланец и аргиллит от темно-коричневого до зеленого; красный аргиллит, алевролит и кварцевый песчаник; песчаный аргиллит; слюдистый аргиллит; и красный кварцоз, алевритистый песчаник. В порядке возрастания эти отложения были подразделены на ручей Эскаланте, Храм Соломона, мыс Команч и мыс Очоа. Сообщалось о строматолитах на мысе Команчи. Формация Докс местами пересекается с потоками базальтовой лавы вышележащего базальта Карденас и запекается ими. В центральной части Гранд-Каньона эрозия песчаника до Тапитса удалила части группы Ункар выше уровня средней части формации Докс. Недостающую часть формации Докс и перекрывающие ее базальт Карденас и группу Чуар можно найти в заметной синклинали и блоке разломов в восточной части Гранд-Каньона. Формация Докс накапливалась в различных морских, прибрежных, устьевых и речных средах.

Глубоко красноватая (и погружающаяся) формация Докс , перекрытая базальтом Карденас , контактирующая выше с многополосной горизонтальной формацией Нанковип - (супергруппа Гранд-Каньон), ниже по течению от каньона Таннер, порога Таннер и Грабена Таннера .

Карденасский базальт состоит в основном из тонких прерывистых слоев лавовых потоков пахоэхо из базальта, богатого оливином. Нижняя часть этой свиты представлена ​​сложнопереслаивающимися, маломощными и прерывистыми прослоями базальта, гиалокластита и песчаника, образующими невысокие, покрытые осыпями склоны. Верхняя часть Карденасского базальта состоит из скалообразующих потоков базальтовой и андезитовой лавы, которые переслаиваются прослоями брекчии, песчаника и лапиллита. В базальте Карденас не было обнаружено никаких окаменелостей. Карденасский базальт образовался в результате субаэрального извержения базальтовой и андезитовой магмы во влажных прибрежных средах, таких как дельты рек или приливные отмели. Угловые несогласия весьма различной величины отделяют базальт Карденас от вышележащей формации Нанковип и группы Тонто .

Основные силлы и дайки ( базальт или диабаз ) прорывают все пласты группы Ункар ниже базальта Карденас. Они состоят из черного, средне- и крупнозернистого, богатого оливином базальта, содержащего плагиоклаз , оливин , клинопироксен , магнетит - ильменит и биотит . Их химический состав указывает на то, что они имеют общий источник с пирокластическими отложениями и лавами Карденасского базальта. Изохронный . возраст этих силлов и даек и базальтовых лав Карденас в основном идентичен В обнажениях формации Басс и сланцев Хакатаи обнажены только силлы. Толщина этих порогов варьируется от 23 м (75 футов) в Ханс-Рапидс , на востоке Гранд-Каньона, до 300 м (980 футов) в каньоне Хакатаи в районе ручья Синумо . Базальтовые подоконники образуют очень заметные темно-серые скалы в районе ниже Вида на пустыню и к западу от Палисадов пустыни. Обнажения кварцита Синумо и формации Докс обнажают несколько базальтовых даек. Подводящие дайки к базальтовым силлам не обнажены. Однако подводящие дайки Карденасского базальта можно проследить прерывисто, с точностью до нескольких метров от их основания.

Несоответствия

Основание группы Ункар является крупным несогласием, которое также образует основу супергруппы Гранд-Каньон. Это несогласие представляет собой несогласие, отделяющее подстилающий и глубоко эродированный кристаллический фундамент, состоящий из гранитов, гнейсов, пегматитов и сланцев пород фундамента Вишну, от стратифицированных протерозойских пород Ункарской группы. Этот контакт представляет собой удивительно гладкую поверхность с рельефом около 6 м (20 футов) в 15-минутном топографическом четырехугольнике Шинуино и 15 м (49 футов) в 15-минутных топографических четырехугольниках Яркий Ангел и Вишну. В каньоне Хотаута и в Гранитных проливах эта поверхность чрезвычайно гладкая с рельефом всего в несколько метров. Наибольший рельеф на этой поверхности можно увидеть напротив устья ручья Синумо, где невысокие округлые холмы скал подвала Вишну возвышаются на 6 м (20 футов) над общим уровнем относительно плоской поверхности. Хотаутская пачка бассовой свиты заполняет неглубокие палеодолины, являющиеся частью этого несогласия. Скалы фундамента Вишну, лежащие под этой поверхностью, часто подвергаются глубокому выветриванию, достигая средней глубины 3 м (9,8 футов) под ней. Там, где он не был удален в результате эрозии до и во время отложения вышележащей формации Басс, присутствует остаточный реголит , образовавшийся в результате субаэрального выветривания нижележащих пород фундамента. Обычно этот реголит состоит из темно-красновато-коричневых бесструктурных железистых отложений толщиной от нескольких сантиметров до 30 см (0,98 фута). Этот контакт считается классическим примером древнего пенеплен .

Контакт между группой Тонто и группой Ункар представляет собой заметное угловое несогласие, которое является частью Великого несогласия . Поверхность этого углового несогласия срезает падающие пласты, составляющие складчатую и нарушенную Ункарскую группу. Хотя эта поверхность обычно представляет собой плоскую поверхность, дифференциальная эрозия наклонных пластов группы Ункар оставила устойчивые отложения верхнего слоя базальта Карденас и среднего слоя кварцита Шинумо в виде древних холмов, называемых монадноками . Эти древние холмы, представляющие собой хребты, образованные блоковыми разломами, имеют высоту до 240 м (790 футов). Тонкие покровы песчаника Тапеатса группы Тонто либо покрывают, либо драпируют большую часть этих древних монаднок. Однако вершины самых высоких монаднок выступают вверх сквозь базовый слой песчаника Тапеатс и покрыты вышележащими сланцами Яркого Ангела, как это можно увидеть в Храме Исиды . Лавовый холм — это частично эксгумированный доисторический монадник, связанный с этим несогласием и состоящий из карденасского базальта. Эти монадноки локально служили источниками крупнозернистых отложений в морская трансгрессия , в результате которой отложился песчаник Тапитс (море Тапитс) и другие члены группы Тонто.

Внутри группы Ункар контакт между сланцами Хакатаи и перекрывающими их песчаниками Синумо представляет собой явное несогласие. Этот контакт является единственным значительным несоответствием, возникающим в пределах группы Ункар. Это несогласие резкое и местами срезает поперечные слои и каналы, представленные песчаниками в подстилающих сланцах Хакатаи. Внутри кварцита Синумо на эродированной поверхности, образующей это несогласие, лежит базальная лаг, состоящая из слоя конгломерата, который содержит обломки фундамента диаметром до 5 см (2,0 дюйма). Этот базальный конгломерат содержит обломки кварцита , которым нет известных аналогов в районе Гранд-Каньона. Как документально подтверждено датированием обломочного циркона , это несоответствие оценивается в период около 75 миллионов лет.

Базальтовая дайка в ярко-оранжевых сланцах Хакатай вдоль реки Колорадо в районе Ханс-Рапид, 76,5 мили реки, Гранд-Каньон.

Возраст

Возраст и история эксгумации лежащих под ним скал подвала Вишну определяют возраст группы Ункар. Радиометрическое датирование этих пород фундамента показывает, что эти породы фундамента претерпели метаморфизм и деформацию на глубинах средней коры примерно 20–25 км (12–16 миль) между примерно 1840 и 1660 млн лет назад. До отложения формации Басс эти породы были подняты на поверхность Земли из глубин средней коры и подверглись эрозии, образовав поверхность несогласия, на котором расположена группа Ункар. Поскольку эти породы были подняты из глубин средней коры, время их остывания было зафиксировано в возрасте остывания полевых шпатов и других минералов. Судя по этим периодам охлаждения, эти породы фундамента были подняты с глубин от 25 до 10 км (от 15,5 до 6,2 миль) между 1750 и 1660 млн лет назад. Затем они были подняты с глубины 10 км (6,2 мили) на поверхность Земли между 1300 и 1250 млн лет назад. Таким образом, поверхность, на которой накопилась Ункарская группа, имеет возраст около 1250 млн лет, а погребшая ее Ункарская группа — моложе.

Максимальный возраст Ункарской группы также установлен с помощью уран-свинцового (U-Pb) датирования цирконов . из пласта пепла формации Басс в базальной Ункарской группе (1254 млн лет назад у реки 78 Миля ( Список порогов и особенностей реки Колорадо) ). Датирование обломочных цирконов из формации Басс дало даты около 1200 млн лет назад. Эти даты предполагают, что возраст 1254 млн лет может быть слишком старым. Однако эти цирконы, вероятно, претерпели некоторую потерю свинца, и в результате эти кажущиеся даты моложе их фактического возраста. В результате даты 1254 млн лет остаются лучшей оценкой возраста первоначальных отложений Ункарской группы.

Геологи пытались датировать Карденасский базальт на протяжении многих лет. На основе других геологических критериев геологи обнаружили, что даты в диапазоне от 1000 до 700 миллионов лет назад, полученные для возраста Карденасского базальта и верхнего возраста Ункарской группы, были слишком молодыми, и что-то явно тревожило. систематика датировок. Текущая интерпретация заключается в том, что отложение вышележащей группы Чуар в морских условиях нарушило радиометрическую систему калия-аргона (K-Ar). По-видимому, флюиды, связанные с отложениями группы Чуар, изменили более древний базальт Карденас, частично деградировали минералы и, следовательно, вызвали нарушение систематики K-Ar. Используя новые методы и подходы к датированию, недоступные предыдущим геологам, Карденасский базальт и интрузивные силлы были заново датированы. Новые данные, полученные с использованием новых методов и подходов датирования, указывают на то, что Карденасский базальт извергся около 1104 миллионов лет назад. Эта дата знаменует собой окончание свержения Группы Ункар. Эти радиометрические даты подтверждаются радиометрическим датированием обломочных пород. слюды и цирконы из сланцев Хакатаи, кварцитов Синумо и формации Докс. На основании всех этих радиометрических дат исследователи пришли к выводу, что группа Ункар отложилась примерно между 1254 и 1100 млн лет назад, с перерывом неизвестной продолжительности между сланцами Хакатаи и кварцитом Синумо.

Внешние ссылки

• Аноним (2011a) Группа Ункар из супергруппы Гранд-Каньона. Стратиграфия парков плато Колорадо. Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния.
• Аноним (2011b) Супергруппа Гранд-Каньона. Стратиграфия парков плато Колорадо. Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния.
• Аноним (2011c) Формация Нанковип , Стратиграфия парков плато Колорадо. Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния.
• Аноним (2011d) Скалы подвала Вишну. Стратиграфия парков плато Колорадо . Геологическая служба США, Рестон, Вирджиния.
• Брандрисс, М. (2004) Угловое несогласие между протерозойскими и кембрийскими породами, Гранд-Каньон, Аризона. GeoDIL, Библиотека цифровых изображений геолого-геофизических исследований , Университет Северной Дакоты, Гранд-Форкс, Северная Дакота.
• Блох, Дж. Д., Дж. М. Тиммонс, Л. Дж. Кросси, Г. Е. Герелс и К. Е. Карлстром (2005) Петрология мезопротерозойских сланцев Ункарской группы и геохронология обломочного циркона в переслаивающихся песчаниках, Гранд-Каньон: влияние Гренвилля на седиментацию внутренней Родинии. Статья о поиске и открытиях № 50010 Американская ассоциация геологов-нефтяников, Талса, Оклахома.
• Келлер, Б., (2012a) Обзор супергруппы Гранд-Каньона. Гранд-Хайкс, магазин Bob's Rock.
• Матис А. и К. Боуман (2007) Великий век камней: числовой возраст камней, обнаженных в Гранд-Каньоне. Национальный парк Гранд-Каньон, Аризона , Служба национальных парков, Национальный парк Гранд-Каньон, Аризона.
• Сили, Дж. М. (1999) Очерчивание протерозойских отложений осадочного бассейна группы Ункар / группы Чуар (супергруппа Гранд-Каньона) в Северной Аризоне с использованием гравитационных и магнитных геофизических методов. Публикации , John M. Seeley Consulting, Каспер, Вайоминг.
• Тиммонс, М., К. Карлстром и К. Делер (1999) Супергруппа Гранд-Каньона. Шесть несогласий составляют одно великое несогласие. Отчет о сборке и разборке суперконтинента. Ежеквартальный обзор Лодочника. том. 12, нет. 1 , стр. 29–32.