Кіріспе

Гранд-Тетон аймағының геологиясы Солтүстік Америкадағы ең көне тау жыныстары мен ең жас тау тізбектерінің бірін қамтиды. Grand Teton ұлттық паркінің ішіне кіретін Тетон тау жотасы шамамен 9 миллион жыл бұрын өсуге бастады. Ескірек құрылым, Джексон-Хоул, – бұл тау жотасының қасында орналасқан аймақ. Тетонның шығыс бетін құрайтын 2,5 миллиард жылдық метаморфтық тау жыныстары теңіздік және кейбір жанартаулық шөгінділерден тұрады. Осы жыныстар қазір Джексон-Хоулдің тереңдігінде жатыр. Палеозой дәуірінде жылы, ағыс сулы теңіздерде тау жыныстары шөгінді, ал мезозой дәуірінде шөгінділер теңіздік және құрлықтық ортада кезектесіп орналасты, Крит кезеңінің соңында Крит теңізі аймақты уақыт-уақыт жауып тұрды.

Кембрийге дейінгі жиналу, метаморфизм және ену

Мүмкін, 3 миллиард жыл бұрын кембрийге дейінгі кезеңде құм, әк, лайлы тұнба және саз теңіз ойысында шөгіндіге түсті (содан кейінгі тау жынысының ішінара қайта кристалдануына байланысты нақты мерзімін анықтау мүмкін емес). Бұл қабаттардың арасында, әдетте аралдық доғадан шыққан, вулкандық шөгінділер болды. Кейіннен бұл шөгінділер құмтастарға, әктастарға және түрлі шиферлерге айналды. Бұл тау жыныстары 2,8-2,7 миллиард жыл бұрын болған тау жасалу кезеңдерінде (оргенездерде) қарқынды бүктеліп, метаморфозға ұшырады, нәтижесінде жарық және қара жолақты гнейс пен шист пайда болды. Бүгінде бұл тау жыныстары Тетон қатарының шығыс бөлігін құрайды, олардың жақсы мысалдары Өлім каньоны және басқа каньондарда оңай көрініс табады. Жасылдан қараға дейінгі серпентин американдықтардың ыдыс жасауына қолданылды. 2,5 миллиард жыл бұрын магманың бөліктері ежелгі тау жынысына еніп, гранитті тау жынысының плутондарын құрады. Осы тау жынысының кең аумақтары қатардың орталық бөлігінде табылады. Шамамен 1,3-1,4 миллиард жыл бұрын, соңғы кембрийде, қалың қара диабаздық бөгеттер де еніп, қазіргі Моран тауы мен Орта Тетонның беткейіндегі көзге көрінетін тік бөгеттерді жасады (Моран тауындағы бөгеттің биіктігі 46 метр). Кейбір ірі бөгеттерді Дженни және Стринг көлдері аймағынан көруге болады. Қара бөгеттердің енуінен бастап алғашқы палеозой шөгінді жыныстарының қалыптасуына дейін 700 миллион жылдан астам уақыт өтті. Кембрий тау жыныстары геологиялық жазбадағы бұл үзіліс кезеңінде, яғни несогласие кезінде көтерілді; эрозияға ұшыраған олар бірте-бірте көлденең жазыққа дейін тозды, бұл жазық, мүмкін, қазір Канаданың орталық және шығыс бөліктеріндегі ұқсас кембрий тау жыныстарының кең жазықтарына ұқсайды. Кембрийдің соңында, шамамен 600 миллион жыл бұрын, жазық баяу төмендеді және болашақ Тетон қатарының орны 500 миллион жыл бойы ара-тұра суға батып, теңіз астында қалды.

Жайық теңізінің шетінде

Кембрий кезеңінің басында Кордильерлік ойыс деп аталатын жағалау теңізі Оңтүстік Калифорниядан солтүстік-шығысқа қарай Невада, Юта және Айдахо арқылы созылып жатты. Ал шығыс жақтағы докембрийлік тау жыныстарынан тұратын кең, көлбеу жазық батысқа қарай баяу ағып жатқан өзендермен суландырылды, олар құм мен лайды теңізге әкелді. Тетон тауларының орны осы жазықтың бір бөлігі болды. Жердің біртекті түрде шөгуі орта кембрий кезеңінде теңіздің докембрийлік жазықты су басу арқылы шығысқа қарай біртіндеп таралуына әкелді. Құм жағажайларда жиналды, бүгінгідей. Теңіз шығысқа қарай жылжығанда, су астында қалған жағажай құмына лай жиналды. Тетон аймағындағы ең көне құм шөгіндісі – қалың Flathead Sandstone. Кейінгі креда кезеңіндегі аймақтық көтерілу теңіздің шегінуіне себеп болды және Гранд-Тетон аймағын динозаврлар жиі кездесетін аласа жағалау жазығына айналдырды (Трицератопстың қазбасы Тогвоти өткелінің жанындағы парктің шығысында табылды). Теңіздің соңғы шегінуінен кейін қалған батпақтар мен сортаңдардан көмір кен орындары пайда болды. Парктің шығыс жиегінде және одан тыс жерлердегі тасталынған шахталардың жанында көмірдің шығуына тап болады. Парктің солтүстігінде, шығысында және оңтүстігінде ежелгі мезозой дәуіріне жататын формациялардың шығуына тап болады.

Санданс теңізі ескі кен орындарын қамтиды

Мезозой шөгіндісінің базалық бөлігінің көп бөлігі 305 метрден астам қалыңдықтағы, жұмсақ, ашық қызыл түсті және триас дәуіріне жататын, Чугуотер формациясы деп аталатын тау жыныстарынан тұрады. Саз жарықтарының, қазбаланған жорғалаушылар мен екімекенділердің таралуы Джексон-Хоулдан оңтүстік-батысқа қарай бірнеше километр жерде теңіз болған, су басып жатқан жазықтарда шөгінді қалыптасқанын көрсетеді. Ақ гипстің (кальций сульфаты) бірнеше қабаттарынан тұратын булану шөгінділері теңізден оқшауланған, аз тереңдіктегі тұзды су қоймаларынан пайда болған болуы мүмкін. Темір оксидінің шамалы мөлшері қызыл түстің пайда болуына себеп болады және бұл формация парктің шығысы мен оңтүстігінде түрлі-түсті төбелерге айналады. Триас дәуірі юра дәуіріне ауысқанда, жел қызыл қоңыр түсті құмды Чугуотер формациясының қызыл төсеніштеріне таратып, Наггет құмтасын қалыптастырды. Наггет өз кезегінде Gypsum Springs формациясының жұқа қызыл тақтасы мен қалың гипс кендерімен жабылды. Кейіннен Аляскадан оңтүстікке қарай Вайомингке дейін Санданс теңізі деп аталатын жылы, лайлы, азаматты теңіз тарала бастады. 152 метрден астам жұмсақ сұр, қазбаларға бай тақтас және жұқа әктас пен құмтастар шөгінді. Теңіз шегінгеннен кейін, юра және төменгі бор дәуіріндегі Моррисон және Кловерли формациялары төменгі, тропикалық ылғалды су тасқыны жазықтарында қалыптасты. Бұл формациялар қызыл, қызғылт, күлгін, жасыл түсті балшық тастар мен саздастардан, сондай-ақ сарыдан бежевый түсті құмтастардан тұратын түрлі-түсті құнарсыз жерлерге айналады. Ірі және ұсақ динозаврлар мол өсімдіктер мен батпақтарда мекендеді.

Батыс ішкі теңіз жолы кеңейіп , қысқарады

Жарқын түсті тау жыныстары мезозойдың соңғы кезеңі – кредалық дәуір басталғанда жинала берді. Батыс Ішкі Теңіз жолы деп аталатын тағы бір жылы, беткей теңіз, содан кейін Тетон аймағын және Вайомингтің көп бөлігін ішінара, кейде толығымен жапты. Шамамен 3048 метрге (10000 фут) дейін сарғыш түсті құм, лай, саз және көмір қабаттары, жанартау күлінің қабаттары және аздаған малта тастар жиналды. Батыс Ішкі Теңіз жолы 85 миллион жыл бұрын Тетон аймағынан шығысқа қарай шегінді, бұл Бекон қыртысты құмтасының қалыптасуымен белгіленді. Теңіз жағалауымен бірге кең көмір батпақтары пайда болды, олардың қалдықтары Жоғарғы кредалық қабаттарда 3-10 метрге (5-10 фут) дейін жететін көмір қабаттарын қалдырды. Парктің шығыс жиегіндегі тасталған шахталарда осы көмір қабаттарының үлгілерін көруге болады. Бұл шөгінді ортаның қазіргі аналогы – Флорида Эверглейдсының ыстық және ылғалды климаты. Көмірдің қалыптасуы үшін 2 метрдей (5 фут) ықшамдалған өсімдік материал қажет. Кредалық дәуір бойы Батыс Ішкі Теңіз жолының тыныш, беткей суларына Тетон аймағының батысы мен солтүстік-батысындағы жанартаулардан келген ұсақ түйірлі жанартау күлі мерзімді түрде шөгінді. Осылай жиналған күл кейіннен бентонитке айналды – құю өнеркәсібінде және мұнай құдықтарын бұрғылауда қолданылатын бір түрі саз. Джексон-Хоудағы еліктер мен бұғылар бентонитті (ащы) тұздық ретінде пайдаланады. Бентонит суға толып ісіп, Джексон-Хоуға кіретін жолдарды жабатын тасқынға себеп болады. Тетон аймағындағы кредалық тау жыныстары жер қыртысының шығысқа қарай жұқаратын үлкен бөлігінің құрамына кіреді, оның қалыңдығы кейбір жерлерде 3 километрге (2 миль) жуық. Бұл тау жыныстарының көп бөлігі батыстағы баяу өсіп келе жатқан таулардан эрозиялық әрекет нәтижесінде пайда болған қалдықтардан тұрады. Бентонит, шикі мұнай және табиғи газ түрлі кредалық формациялардан жиі өндіріледі. Көмірдің мол қоры бар, кейбір қабаттары 30 метрге (50-100 фут) дейін жетеді, бұл үлкен әлеуетті ресурсты құрайды. Кредалық дәуірдің соңында, шамамен 80 миллион жыл бұрын, аймақтың ландшафты тегіс және біртекті болды, бұл жағдай Кредалық дәуірдің көп бөлігінде сақталды.

Роки тауларының көтерілуі

Роки тауларының алғашқы пішінін қалыптастырған көтерілу кезеңі Ларамид орогенезі деп аталады. Вайомингтің батысында және оңтүстік-батысында таулар бұрыннан-ақ болған, ал ескірек таулар (юра дәуіріне дейін) Невадаға қарай батысқа қарай созылып жатты. Кейінгі бор дәуірінде қазіргі Тетон жотасы мен Грос-Вентр тауларының орналасқан аймағында төменгі, кең солтүстік-батысқа қарай иілген доға пайда болды. Теттон аймағының батысындағы алғашқы Ларамид тау құрылысының дәлелі – қазіргі Тетон жотасының солтүстігінде және батысында орналасқан Тарги көтерілісінен шыққан жүздерше куб мильдік кварцит тас бөлшектері. Өзендер көтерілістен шығысқа және оңтүстік-шығысқа қарай тас, құм және сазды алып жүрді, бұл аймақ кейіннен Джексон-Хоул деп аталды. Нәтижесінде пайда болған Harebell формациясында алтынның ұсақ сынықтары және аз мөлшерде сынап табылды. Орталық және Оңтүстік Вайомингте, шығысқа және оңтүстік-шығысқа қарай тасылған ұсақ бөлшекті жинақтау арқылы екі үлкен шөгінді алабы қалыптасты. Көптеген ірі тас бөлшектері Прекамбрий және, мүмкін, төменгі палеозой кварциттерінен шыққан, яғни кварциттер эрозияға ұшырамас бұрын Тарги көтерілісінен кем дегенде 15000 фут (4572 м) палеозой және мезозой жыныстары алынып тасталған болуы керек.

Үшінші деңгейлі көтеру және жинақтау

Солтүстік Американың батыс бөлігінің тектоникалық жағдайы күрт өзгерді, өйткені Батыстағы Тынық мұхитының астындағы Фаралон плитасы Солтүстік Америка плитасының астына жайпақ бұрышпен батып кірді. Ларамидтік орогенез деп аталатын осы соқтығысудың тудырған қысым күштері кредалық теңізді жойды, Сиерра аркасын Солтүстік Американың қалған бөлігімен біріктірді және Роки тауларын жасады. Бұл тау пайда болу оқиғасы мезозой дәуірінде 80 миллион жыл бұрын басталып, 30 миллион жыл бұрын кайнозой дәуірінің бірінші жартысына дейін созылды. Шамамен 60 миллион жыл бұрын бұл күштер Тетон аймағындағы төменгі жазықтықты көтеріп, жақын маңдағы Вайомингтің көтерілу белдемінің солтүстік-оңтүстік бағыттағы итермелеу қабаттарын құрды. Бұл аймаққа қазір Тетон жотасы, Грос-Вентр жотасы, Винд-Ривер таулары және Тетонның оңтүстігінде және шығысында орналасқан басқа тау жоталары кіреді. Осы шамада парк шекарасынан солтүстікке қарай Тарги көтерілісі деп аталатын бөлек көтеріліс аймағы пайда болды. Тарги көтерілісінің кейінгі эрозиясы өзендердің тік градиенттерінің артуымен жүзеге асты. Осы эрозиядан шыққан қиыршық тас, кварцит кесектері және құм ақырында 1524 метр қалыңдықтағы Хэрбелл формациясын құрады, ол бүгін парктің солтүстік және солтүстік-шығыс бөліктеріндегі әртүрлі конгломераттар мен құмтастар түрінде көрінеді. Палеоцен дәуірінде жоғары көтерілген аймақтардан келген кластикалық шөгінділердің көп мөлшері Пиньон конгломератын құру үшін Хэрбелл формациясын жауып тастады. Бұл формацияның төменгі қабаттары көмір қабаттарынан және қыш тастан тұрады, ал жоғарыда Тарги көтерілісінен келген кварциттен жасалған конгломераттан тұрады. Фаралон плитасы ақырында Солтүстік Америка плитасының астында толығымен сіңіріліп, Ларамидтік орогенезге нүкте қойды. Батыс Солтүстік Американың тереңінен келетін ыстық және жартылай пластикалық тау жыныстары 30 миллион жыл бұрын басталған қысымның азайғанына жауап ретінде баяу көтеріліп, үстіндегі тау жыныстарын шығысқа және батысқа қарай бірте-бірте итерді. Жоғарғы қабықтың сынық блоктары бір жағынан батып, алап құрайтын, екінші жағынан тау жотасы бар, шамамен солтүстік-оңтүстік бағыттағы қалыпты жарылымдар арқылы бұзылды. Бұл созу осы уақытта батыс Вайомингтегі жоғары жатқан платоны жарып жіберуге бастаған болуы мүмкін, бірақ ежелгі шөгінділердің мәліметтері Тетон жарылымы жүйесі одан әлдеқайда кейін пайда болғанын көрсетеді (төменде қараңыз). Бір блок, Джексон-Хоул алабы, төмен жылжыды, ал екінші блок, Тетон жотасының батысқа қарай еңкейген шығыс бөлігін қамтиды, жоғары жылжыды; осылайша Роки тауларының ең жас тау жотасы пайда болды. Шамамен 10 миллион жыл бұрын Тевинот формациясы, көл шөгінділерінен тұрады, тікелей Колтердің үстінде орналасқан және әктас пен балшық тастан, сондай-ақ жанартау материалдарынан және окаменелі шұңғылдар мен бұрғаштардан тұрады. Барлығы, Үшінші кезеңдегі шөгінділердің жалпы қалыңдығы шамамен 6 миль (10 км) құрап, Америка Құрама Штаттарындағы ең толық теңізге жатпайтын Үшінші кезең геологиялық бағанын құрайды. Алайда, парк ішіндегі осы бірліктердің көпшілігі жас шөгінділердің астында көмілген. Ақырында Тетон жотасындағы мезозойлық тау жыныстары жойылды және Джексон-Холдағы осы формациялар терең жерге көмілді. Қызғылт түсті Flathead құмтасының айқын шығындысы Моран тауының басында аңғардың түбінен 6000 фут (1829 м) биіктікте орналасқан. Джексон-Холдағы бұрғылау кезінде дәл осындай формация аңғардың бетінен 24,000 фут (7315 м) тереңдікте табылды, бұл екі блоктың бір-біріне қатысты 30,000 фут (9144 м) ығысқандығын көрсетеді. Осылайша, 300 жыл ішінде бір фут қозғалыс орын алды (шамамен жылына 1 см).

Квартерлік вулкандық шөгінділер мен мұздық дәуірлер

Йеллоустоун жанартауының, аймақтың солтүстік-батысында орналасқан, жаппай жанартаулық атқылаулары 2,2 миллион, 1,3 миллион және 630 000 жыл бұрын болған. Әрбір апатты кальдераны қалыптастырған атқылаудың алдында, тіпті одан бұрынғы жанартаулық эпизодтар кезінде ұзаққа созылған, дәстүрлі атқылаулар болған. Мұндай оқиғалардың бірі Тьюинот көлінің солтүстік бөлігіне үлкен мөлшерде риолиттік лава жіберді. Одан алынған обсидиан (вулкандық шыны) калий-аргонмен датирленді және жасы 9 миллион жылға жетеді. Бұл обсидианды мыңдаған жылдар бойы жергілікті халықтар жебе ұштарын, пышақтар мен найза ұштарын жасау үшін пайдаланған. Желлоустоун аймағынан келген жауын-шашын сулары Джексон-Хоулды дәнекерленген туфпен көміп тастаған кезде көл құрғап қалған. Бұл туфтың көне жатындары Сигнал тауындағы Бивуак формациясында көрініс тапқан, ал Плейстоцен дәуіріне жататын туфтар Шығыс және Батыс Грос Венчур Бттс-терінің (тау да, бттс те кішкентай жарықтар) үстінде кездеседі. Кензой дәуірінде аймақтағы климат жағдайлары біртіндеп өзгерді, плиталардың тектоникалық қозғалысы Солтүстік Американы субтропиктік аймақтан Плиоцен дәуірінде қоңыржай аймаққа жылжытты. Плейстоцен дәуірінде мұз басудың басталуы Тетон және айналасындағы жоталарда үлкен мұздықтардың пайда болуына әкелді, олар кем дегенде үш мұз дәуірі кезінде Джексон-Хоулға дейін жетті. Каскад, Гранат, Өлім және Гранит каньондары мұздықтардың бірнеше кезеңдерімен қазылған. Аймақтағы алғашқы және ең ауыр мұз басу Буффало мұздығымен байланысты. Осы оқиға кезінде Тетонның шығыс жағындағы альпілік (тау аңғары) мұздықтар бірігіп, 610 метр қалыңдықтағы мұздың алжапқышын құрады, ол Сигнал тауы мен Джексон-Хоулдың оңтүстік шетіндегі басқа үш төбелерді басып өтті. Осыған ұқсас оқиғалар аймақтағы басқа жоталарда қайталанды, соңында олар Канада мұздықтарының бір бөлігін құрады, ол ең жоғарғы шегінде шығыс Айдахоға дейін созылды. Содан бері адамдар Джексон көлінің шығуын бөгеттеп, көлдің көлемін демалыс мақсатында арттырды. Пиндейл мұздықтарының барлығы, мүмкін, голоцен дәуірінің басталуынан кейін еріді. Бүгінде көрінетін оншақты шағын цирк мұздықтары 5000 жыл бұрын кейінгі неогляциация кезінде пайда болды. Моран тауында бес мұздық бар: солтүстік бетіндегі Үштік мұздық, шығыс бетіндегі Скиллет мұздық және оңтүстік-шығыс бетіндегі Құлаушы мұздық. Мұздықтардың барлық әрекеттері Тетон жоталарының шыңдарын мұздың әсерінен тікелей және тіршіліксіз етіп жасады. Басқа мұздықтарға Grand Teton шығыс бетінен төмен қарайтын Тетон мұздығы, Middle Teton солтүстік-шығыс беткейлерінде орналасқан Middle Teton мұздығы және жылдам кері шегініп жатқан Schoolroom мұздығы (Hurricane Pass маңындағы Grand Teton батысында) кіреді. 1925 жылғы Грос-Вентр жер көшкіні сияқты жаппай ысырап ету оқиғалары осы аймақты өзгертуде. 1925 жылдың 22 маусымында Рихтер шкаласы бойынша 4 магнитудалы жер сілкінісі қазіргі саябақтың оңтүстік-шығыс шекарасынан 5 шақырым қашықтықта орналасқан таудың беткейін әлсіретті. Келесі күні Пенсильвания дәуіріне жататын Тенслеп құмтасының 50 миллион куб метрге жуық суға қаныққан бөлігі Шеп тауынан 2 шақырымға дейін төменгі Грос-Вентр өзенінің аңғарына құлап, өзенге бөгет салды. Қардың еруінен туған күштің әсерінен 8 шақырым ұзындығында және 61 метр тереңдігінде пайда болған көл 1927 жылдың 18 мамырында қалдық бөгетті бұзып, Уайоминг штатының Келли қаласын су басып, алты адам қаза тапты.