Геология района Брайс-Каньона

редактировать
Геология района в штате Юта

Зеленая долина с розовыми скалами по бокам. Вид на Пария выходит на прерывистый поток, текущий в сторону реки Пария, примерно в 8 милях (13 км) к востоку. Примерно в 2 милях (3 км) от него находится разлом Паунсаугант; нормальный сброс, вдоль которого долина реки Пария опускается с одной стороны, а плато Паунсаугун поднимается с другой. Розовые скалы, альковы и амфитеатры вдоль разрушающегося восточного склона плато обнажают формацию Кларон, возраст которой составляет около 50 миллионов лет.

Открытая геология района каньона Брайс в Юта показывает запись отложений, которая охватывает последнюю часть мелового периода и первую половину кайнозойской эры в этой части Северная Америка. Древняя среда осадконакопления региона вокруг того, что сейчас является Национальным парком Брайс-Каньон, отличалась от теплого мелкого моря (так называемого мелового морского пути ), в котором песчаник Дакоты и тропический сланец были отложены в прохладных ручьях и озерах, которые вносили отложения в красочную формацию Кларон, которая возвышается над амфитеатрами парка.

Были сформированы и другие образования, но в основном они размыты в результате подъема из ларамидского горообразования, которое началось около 70 миллионов лет назад (mya ). Это событие создало Скалистые горы далеко на востоке и помогло закрыть море, покрывшее область. Большая часть западной части Северной Америки начала вытягиваться в близлежащую топографию бассейна и хребта около 15 млн лет назад. Хотя область Брайса не входила в этот регион, она была растянута до Высоких Плато теми же силами. Поднятие плато Колорадо и открытие Калифорнийского залива на 5 млн лет назад изменили сток реки реки Колорадо и ее притоков, включая Река Пария, которая размывается между двумя плато, прилегающими к парку. Поднятие вызвало образование вертикальных стыков, которые позже были преимущественно разрушены, чтобы сформировать отдельно стоящие вершины, названные худу, бесплодные земли и монолиты, которые мы видим сегодня.

Образования, обнаженные на территории парка, являются частью Большой лестницы. Самые старые представители этой суперпоследовательности горных пород обнажены в Гранд-Каньоне, промежуточные - в Национальном парке Зайон, а самые молодые его части обнажены в районе Брайс-Каньона. В каждом парке и вокруг него происходит небольшое перекрытие.

Содержание
  • 1 Большая лестница
  • 2 Морской путь мелового периода
    • 2.1 Продвижение
    • 2.2 Отступление
  • 3 Континентальные отложения
    • 3.1 Поднимаются и размываются поймы
    • 3.2 Пойма и озеро Кларон система
    • 3.3 Вулканические образования Марисвейла
  • 4 Поздняя кайнозойская тектоника
    • 4.1 Формирование Высоких Плато
    • 4.2 Современный дренаж и эрозия
  • 5 Образование худу в Брайс-Каньоне
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Дополнительная литература
Большая лестница
Схема разреза слоев горных пород Гранд-Каньон (A), Шоколадные скалы (B), Киноварь-скалы (C), Белые скалы (D), Зайонский каньон (E), Серые скалы (F), Pink Cliffs (G), Брайс-Каньон (H)

камни, обнаженные в Брайс-Каньоне, примерно на 100 миллионов лет моложе, чем те, что находятся в близлежащем Национальном парке Зайон, и обнаженные породы в Сионе моложе тех, кто находится в Гранд-Каньоне на юге.

Однако у всех трех есть общие скальные единицы, создающие суперпоследовательность формаций, которые геологи называют Большой лестницей. Вместе образования Большой лестницы записывают почти 2000 миллионов лет истории Земли. Образования Брайс-Каньона - самые молодые известные подразделения на Большой лестнице. Более молодые горные породы, если они когда-либо существовали, были удалены эрозией.

меловым морским путем

продвижением

В меловом периоде мелководный морской путь распространился в внутренняя часть Северной Америки от Мексиканского залива на юге до Юты и позже до Северного Ледовитого океана на крайнем севере. Геологи называют это мелководное море Меловым морским путем или Западным внутренним морским путем. Морской путь разделил Северную Америку на две половины: восточную часть занимали уже древние Аппалачи и западную часть, состоящую в основном из все еще растущих гор Севье; образовались из неглубоких надвигов, вызванных орогенезом Севье. По мере того, как береговая линия перемещалась взад и вперед, район Брайса попеременно переходил от части суши Севье к морскому пути мелового периода. В результате чередующиеся слои неморских, приливных и морских отложений накладываются друг на друга.

Конгломерат, алевролит и ископаемый богатый песчаник, которые вместе имеют толщину до 300 футов (90 м), отмечают прибытие Меловой морской путь. Названный Песчаник Дакоты, это старейшее образование, обнаженное в районе каньона Брайс, но самое молодое, обнаженное в районе каньонов Зайон и Колоб на юго-западе. В Дакоте обнаружено огромное количество окаменелой древесины, устричных пластов, содержащих миллионы окаменелостей, и угля. В районе каньона Брайс это образование можно увидеть в тех местах, где оно обнаружено в виде литифицированного покрова песка, который, вероятно, накопился на пляжах, в лагунах и обширные угледобывающие болота по мере того, как Меловой морской путь пересек (продвинулся вглубь страны) над регионом и позже отступил. Он несогласно расположен на гораздо более старых юрских формациях, которые не обнажаются в непосредственной близости (см. геологию района каньонов Зион и Колоб для обсуждения этих более старых отложений).

Грязь и ил откладывались на вершине формации Дакота, поскольку морской путь в этом районе становился все глубже и спокойнее. Полученный в результате темно-серый и черный Tropic Shale отражает максимальное проникновение морского пути в Юту и имеет толщину 1000 футов (300 м) в амфитеатре Пария. Он образует неизведанные бесплодные земли и, возможно, является самым богатым ископаемыми образованиями в этом районе; содержит множество прямолинейных и спиральных аммонитов.

Отступление

Меловой морской путь уже отступал на восток и юг к тому времени, когда локальная толщина 1700 футов (500 м) формация Straight Cliffs сдан на хранение. Его элементы представляют различные этапы этого процесса. Формирующий скалы песчаник пачки каньона Тиббет соответствующим образом отложился на вершине тропических сланцев в мелководной морской среде, а затем и в прибрежной среде. Сланцы и песчаники из пачки Смоки-Холлоу откладывались 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 залежами угля в пачке Джона Генри, залегали в болотах, лагунах и речных средах, одна пачка, капельный резервуар, не встречается в районе Брайс-Каньона.. Эта формация размывается на почти неприступные скалы и откосы из песчаников от беловатого до желто-серого цвета со сравнительно тонкими прослоями сланцев и аргиллитов. Зубы акулы находятся в нижних частях формации.

Озера и реки, текущие на восток, стали основным местом отдыха наносов после отступления Мелового морского пути. Сланцы и песчаники формации Вахвип мощностью 700 футов (200 м) локально отлагались в движущейся воде (речная обстановка). Это образование является частью упомянутых ранее Серых утесов Большой лестницы. Он содержит множество окаменелостей позвоночных, в том числе динозавров, таких как гадрозавров.

континентальных отложений

Поднимаются и размываются поймы

Высокие горные образования розового цвета Худу в формации Кларон, в этом районе образовалась пойма Брайс-Каньона

A , пересекаемая реками и озерами. 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). Две формации, the и the, находятся на вершине Kaiparowits в других частях региона, но отсутствуют в районе Bryce Canyon. Песчаники и конгломераты этих образований фиксируют отложение ручьев и рек, начиная с палеоцена эпохи.

поднятия, вызванного эпизодом строительства горы под названием Ларамид. орогенез длился с позднего мела около 70 млн лет назад до раннего палеоцена. Это подняло некогда более низкие возвышенности к небу, в то время как низменные котловины между ними постепенно опустились. Компрессия в результате явления Ларамид деформировала землю в этом районе, образовав антиклиналь Брайс-Каньон с падением до 5 °. Все образования Пик Ханаан, Пайн Холлоу, Кайпаровиц и Вахип, а также часть лежащих под ними прямых скал, были удалены с гребня антиклинали в результате эрозии до того, как образовалась формация Кларон. Следовательно, вдоль гребня антиклинали существует угловое несогласие . Парк также расположен на западном, пологом склоне гораздо большего, который также образовался в результате Ларамида.

Пойма Кларон и система озер

Возвышение с Ларамида ненадолго приостановилось в эоцене. Извилистые ручьи медленно текли по образовавшимся широким и почти безликим равнинам. Периодические, но обширные наводнения затопляли большие территории, возможно, раз в 1000 лет; распространение грязи, булыжников и мелкого ила по равнинам. Эрозия вскрыла эти отложения между паводками и растениями в большом количестве. Окисление железа в иле и иле превратило почву в гематит, придав ему розово-красный оттенок. Позднее эти отложения были литифицированы в розовую пачку толщиной до 700 футов (200 м) локально эоценовой формации Claron (ранее называемой формацией Wasatch). Образовавшиеся конгломераты этого члена можно легко увидеть в Красном каньоне вдоль State Route 12, в то время как его ил и аргиллиты составляют большую часть хрупких и красочных шпилей парка, называемых худу. Геолог Кларенс Даттон назвал богатый оксидом железа нижний элемент Claron серией Pink Cliffs из-за его красочного внешнего вида.

Коричневая карта с большим озером на ней Система озер Claron

Большая система мелких, но обширных озер и связанных с ними дельт покрывала несколько тысяч квадратных миль того, что сейчас является северо-западом Колорадо и юго-западом Юта и Вайоминг. Эти озера существовали с палеоцена до середины олигоцена, но не распространились на район Брайс-Каньона до эоцена. Большое количество озерных отложений было отложено в этой системе за 20 миллионов лет ее существования, примерно с 60 до 40 млн лет назад. изменение климата и циклы заставили озера в системе со временем расширяться и сжиматься. При этом они оставили слои разной толщины и состава, сложенные друг на друга;

  • различные песчаные и булыжниковые отложения у берега,
  • кальциевые илы подальше от берега,
  • кальциевые -богатый ил в более глубоких водах, и
  • чистые известковые илы откладывались в самых глубоких водах.

Известковые илы и ил позже были литифицированы в известняк и прослои алевролита глубиной до 300 футов ( 90 м) -толстый белый член Claron. Эта пачка размывается на белые монолиты, которые встречаются только на самых высоких отметках Плато Паунсаугун. Окаменелости в Белой пачке редки и состоят в основном из пресноводных улиток и моллюсков, что указывает на то, что в озерах мало жизни. Большинство арок и естественных мостов в парке, включая знаменитый Natural Bridge, были вырезаны из пластов песчаника в Claron.

Вулканические образования Мэрисвейла

Брешь в геологической летописи, возникшая после отложения формации Кларон, была прервана с 34 по 31 млн лет назад извержениями из близлежащего вулканического поля Мэрисвейл, которое расположено к северо-западу от парка. Вулканический пепел и лава из этих потоков обнаружены менее чем в 20 милях (30 км) от Брайс-Каньона, но, по крайней мере, некоторое количество вулканического материала, вероятно, отложилось непосредственно в парке территория, которая позже будет удалена эрозией.

Большая часть активности на вулканическом поле Мэрисвейл происходила в течение трех отдельных интервалов; ~ 34–22 млн лет назад, 22–14 млн лет назад и 9–5 млн лет назад. дациты и андезиты были извергнуты над развивающимся батолитом в первом интервале. Богатый кристаллами пепел из кальдеры Три ручья возрастом 27 миллионов лет, кальдеры Большого Джона 24 миллиона лет и кальдеры пика Монро (23 миллиона лет) превратился в туф. Во втором и третьем интервалах произошло извержение большого количества риолитов. Риолит, богатый щелочами, извергался во втором интервале от кальдеры горы Белкнап за 19 млн лет.

Вулканическое поле Мэрисвейл разрушилось под собственной тяжестью около 20 млн лет назад; вероятно, из-за слабых мест в эвапоритах формации Кармель на глубине около 5000 футов (2000 м). Складывание и разломы формации Кларон в результате обрушения создали толчок в Руби-Инн. Также был создан небольшой прогиб, идущий с востока на запад и перпендикулярный движению надвига, названный синклиналью Брайса. Вулканическая активность в районе Мэрисвейл и Брайс прекратилась около 500 000 лет назад. Базальтовые породы того же возраста можно увидеть вдоль разлома Севье у входа в Красный каньон; вулканические породы темного цвета были смещены разломом примерно на 900 футов (300 м) и сейчас находятся в прямом контакте с гораздо более древней формацией Кларон.

Поздняя кайнозойская тектоника

Формация Высокого Плато

Повышенная карта Карта плато Колорадо

Более молодые горные породы были отложены, но в основном были удалены в результате последующей эрозии, ускоренной поднятием. Выходы этих образований можно найти в северной части парка и в некоторых местах по краю плато. Среди них - от 50 до 100 футов (от 20 до 30 м) олигоценового или миоценового возраста и от плиоцена до начала плейстоцена. в возрасте. Боут Меса состоит в основном из конгломератов с небольшим количеством песчаника и известняка из озер, представляющих собой отложения ручьев и прибрежных паводков. Коричневато-серый песчаник и гравий формации реки Севье залегали в долинах, которые были частью древней водосборной системы реки Севье.

Около 15 млн лет назад в миоцене время, силы растяжения в Неваде на западе были настолько велики, что кора стала тонкой, образовав Провинцию бассейнов и хребтов. Эти же силы разделили то, что сейчас является западной частью плато Колорадо, на девять различных плато меньшего размера, включая Паунсаугун, верхом на котором расположен парк. Длинные нормальные разломы , простирающиеся с севера на юг, были либо вновь созданы, либо активированы из более старых ранее существовавших разломов; плато поднималось с одной стороны каждого разлома, в то время как долины опускались с другой, поскольку кора расширялась в направлении восток-запад. Два из этих разломов ограничивают плато Паунсаугун; Севье на западе и Паунсаугунт на востоке. Движение вдоль этих двух разломов сместило формацию Кларон на 2000 футов (600 м) относительно долин Пария и Севье.

Ураганный разлом отмечает западный край Маркагунта. Плато и является топографической границей между областями бассейна и хребта и плато Колорадо. Национальный памятник Сидар-Брейс, который имеет почти такие же открытые геологические и эрозионные особенности, что и национальный парк Брайс-Каньон, расположен на западный край Маркагунта.

Затем все плато Колорадо начало подниматься с почти уровня моря до нескольких тысяч футов (более километра). Альтернативная теория заключается в том, что орогенез Ларамида поднял то, что сегодня является Бассейном и Хребтом и Плато Колорадо, и что силы растяжения, которые сформировали Бассейн и Диапазон, привели к тому, что этот регион опустился по сравнению с Плато Колорадо. Каким бы ни был порядок событий, область Высоких Плато плато Колорадо к настоящему времени была почти завершена.

Современный дренаж и эрозия

Дренаж плато Колорадо был значительно изменен открытием Калифорнийского залива. Рифтинг оторвал полуостров Нижняя Калифорния к северо-западу от мексиканского материка, начиная с 10–5 млн лет назад. Родовая река Колорадо ответила на региональное опускание, сокращая путь к морю, впадая в новый залив. Это значительно сократило расстояние от истока реки и ее дельты у моря. В результате вода в Колорадо и его притоках двигалась быстрее и углублялась, создавая топографию каньона.

Образование Гранд-Каньона реки Колорадо примерно на 1,2 млн лет назад привело к тому, что ее притоки срубились еще глубже. Эрозия, направленная вверх одного из этих притоков., река Пария размывалась на северо-северо-запад к тому месту, где сейчас находится амфитеатр Пария. Река шла примерно параллельно и к востоку от разлома Паунсаугунт. Эрозия от снега и дождя, которые падают прямо на обращенный к востоку край плато Паунсаугант, образует овраги, которые расширяются в альковы и амфитеатры, тогда как дифференциальная эрозия и заклинивание создают худу. Ручьи на плато не способствуют образованию альковов или амфитеатров, потому что они текут от края. Эрозия продолжается и сегодня.

Формация худу в каньоне Брайс
Последовательность, показывающая постепенно эродированные скалы

Пинк формации Кларон в основном состоит из легко разрушаемого и относительно мягкого известняка. Когда дождь соединяется с диоксидом углерода, он образует слабый раствор угольной кислоты. Эта кислота помогает медленно растворять известняк в пласте Claron Formation 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, а ночью замерзает. Сила расширяющегося льда помогает разрушить скалу формации Кларон. Ежегодно в Брайс-Каньоне происходит более 200 таких циклов замораживания / оттаивания. Заклинивание льда использует и расширяет почти вертикальные плоскости стыков, разделяющих Розовый член формации Кларон.

Внутренние слои аргиллита, конгломерата и алевролита прерывают известняк по горизонтали. Эти слои более устойчивы к воздействию углекислоты и поэтому могут действовать как защитные камни ласт, окон и капюшонов. Многие из более прочных кожухов покрыты известняком, богатым магнием, который называется доломитом. Доломит растворяется гораздо медленнее и, следовательно, защищает более слабый известняк под ним.

Однако те же процессы, которые создают хулиганство, в конечном итоге их уничтожат. В случае каньона Брайс скорость эрозии у хулиганов составляет 2–4 фута (0,6–1,3 м) каждые 100 лет. Поскольку каньон продолжает разрушаться на западе, он в конечном итоге захватит (возможно, через 3 миллиона лет) водораздел Восточного развилки реки Севье. Как только эта река протекает через амфитеатр Брайс, она будет доминировать в эрозионной структуре; замена худу V-образным каньоном и крутыми скалами, типичными для моделей выветривания и эрозии, созданных реками. Предзнаменование этого можно наблюдать в Водном каньоне во время похода по тропе Мшистой пещеры. Отводной канал ведет часть Восточного развилки реки Севье через этот участок парка на протяжении более 100 лет.

Примечания
Ссылки
На Викискладе есть материалы по теме: Геология национального парка Брайс-Каньон
Дополнительная литература
  • ДеКортен, Франк (1994). Тени времени; Геология национального парка Брайс-Каньон. Ассоциация естественной истории Брайс-Каньона.
  • Тафтс, Лоррейн Салем (1998). Тайны в национальных парках Гранд-Каньон, Зайон и Брайс-Каньон (Третье изд.). Норт-Палм-Бич, Флорида: Национальные фотографические коллекции. ISBN 0-9620255-3-4.
Последняя правка сделана 2021-05-21 03:42:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте