Кіріспе

Капитолий рифі аймағының ашық геологиясы Солтүстік Америкада, Капитолий рифі ұлттық паркінің маңында және Юта штатының оңтүстік-шығысындағы Колорадо үстіртісіндегі, негізінен мезозой дәуіріне жататын шөгінділердің жазбасын ұсынады. Капитолий рифі аймағында шамамен 3000 метрге жететін шөгінді қабаттары табылды, олар АҚШ-тың Юта штатының оңтүстік-орталық бөлігінің 200 миллион жылға жуық геологиялық тарихын көрсетеді. Бұл тау жыныстарының жасы пермдік (270 миллион жылға дейін) кредалыққа (80 миллион жылға дейін) дейін ауысады. Аймақтағы тау жыныстары қабаттары өзендер мен батпақтар (Чинле формациясы), Сахара сияқты шөлдер (Навахо құмтасы) және аязды теңіз (Манкос тақтасы) сияқты әртүрлі ежелгі климаттарды көрсетеді. Аймақтағы ең алғашқы белгілі шөгінділер пермдік кезеңде теңіздің құрлыққа енуімен қалыптасқан. Алғашында құмтас шөгіндісі жиналды, бірақ теңіз тереңдеген сайын әк тас пайда болды. Триас кезеңінде теңіз шегінгеннен кейін, аймақ көтерілуге дейін өзендер лай жинады және эрозияға ұшырады. Конгломерат, содан кейін бұтақтар, құм, саз және желмен әкелінген жанартау күлі қосылды. Триас кезеңінің ортасынан соңына қарай құрғақшылық күшейді, осы кезде баяу ағатын өзендерден шөгінділермен бірге көп мөлшерде құмтас қалыптасты. Келесі теңіз қайтадан келгенде, ол аймақты уақыт-уақыт су басып, тұзды шөгінділерді қалдырды. Тосқауыл аралдар, құм сілкінділер және кейіннен тасқындық жазықтықтар құмтас үшін құм, конгломерат үшін кесек тастар және тақталы тас үшін сазды материал берді. Теңіз шегініп, өзендер, көлдер және батпақты жазықтар шөгінділердің жиналу орындарына айналды. Креда кезеңінде Батыс ішкі теңіз жолы қайтадан келді және құмтас пен тақталы тас шөгінділерін қалдырды, бірақ кейіннен Цен кезеңінің басында жоғалып кетті. 70-50 миллион жыл бұрын Солтүстік Американың батысындағы ірі тау жасалу оқиғасы – Ларамид орогенезі шығыстағы Роки тауларын құрды. Аймақтың көтерілуі жер астындағы жарылымға әсер етіп, су қалтасының бүгілуіне себеп болуы мүмкін. Соңғы кезде Колорадо үстіртісінің көтерілуі және одан туындаған эрозия осы бүгілуді соңғы 15-20 миллион жыл ішінде ғана ашты. Плейстоцендегі мұз дәуірі жауын-шашын мөлшерін және эрозияны арттырды. Су қалтасының жоғарғы жағы әсіресе зардап шекті, бүгілу ашылып, тілінген.

Тұнбалардың бастапқы жиналуы

Кейбір маңызды ұғымдар: Формация – бірегей сипаттамалары бар, ресми түрде аталған және анықталған геологиялық бірлік. Осы сипаттамалар көбінесе үзіліссіз уақыт кезеңінде қалыптасқан және формация шөгінді жиналған нақты ортадан туындайды. Мүше – формациядағы кішірек бірлік, ал төсек – мүшенің ерекше бөлігі. Топтар – маңызды байланыстармен біріктірілген формациялар жиынтығы, мысалы, миллиондаған жылдарға созылған құрғақшылық кезеңінде немесе миллиондаған жылдар бойы бір аймақты мезгіл-мезгіл су басу нәтижесінде жиналғандар. Әртүрлі теңсіздіктер – геологиялық жазбадағы үзілістер. Мұндай үзілістер ұзақ уақыт бойы шөгіндінің болмауынан немесе кейінгі эрозиядан туындауы мүмкін, ол бұрын шөгінділердің жоғалып кетуіне себеп болады. Келесі бөлімдер геологиялық оқиғалар тарихын жасау үшін ең көнеден ең жас тау жыныстары бірліктеріне дейін реттелген. Бұл шөгінділердің нақты қимасында көрінетінге кері рет, себебі суперпозиция заңына сәйкес, жаңа тау жыныстары бірліктері ескілердің үстіне шөгеді.

Катлер және Кайбаб формациялары (перм)

Перм дәуірінің басында Юта материктік шельфте орналасқан, оны Panthalassa мұхитының кейде шалшық сумен жабатын бір тармағы қамтып тұрды. Лауразияның бұл бөлігі қазіргі экваторлық Африканың батыс жағалауына ұқсас пассивті материктік жиекте болды. Соның нәтижесінде пайда болған формациялар шамамен 290-250 миллион жылдық Cutler Formation-ның (жергілікті жерде топ деп аталады) құрамына кіреді. Cutler Formation-ның алғашқы мүшелері шөгіндірген кезде Юта палеоэкваторға жақын болды, бірақ шамамен 275 миллион жыл бұрын 10° солтүстік ендікке дейін жылжыды. White Rim және Cedar Mesa құмды дөңгелектердің қазбаланған қат-қабаттарынан тұрады, олар құрғақ жағажайлық ортада шөгіндірген болуы мүмкін, және олар мерзімік түрде теңіз суымен жабылған. Бұл формациялардағы құм өлшемі бойынша белгілі бір деңгейде сұрыпталған, дөңгелектелген (абразия нәтижесінде тозған) және өте ұсақтан орташа өлшемге дейін жетеді. Жергілікті 240 метрлік Cedar Mesa және 128 метрлік White Rim-нің жақсы көріністерін Sulphur Creek-тің төменгі бөлігінде және парктің батыс шекарасынан тыс Circle Cliffs-тің төменгі бөлігінде табуға болады. Басқа аймақтарда Organ Rock Shale Cedar Mesa және White Rim арасында орналасқан, бірақ ол парктің шығысына қарай тартылады. Жергілікті жерде көмілген Elephant Canyon және жоғалған Organ Rock жақын орналасқан Canyonlands ұлттық паркінде, шығысқа қарай 100 шақырым жерде көрінеді (Canyonlands аймағының геологиясын қараңыз). Перм дәуірінің кейінгі кезеңінде Kaibab теңізі жерге басып кіріп, кейіннен литофикацияланған, жергілікті 60 метрге дейін жететін Kaibab әктасын құрады. Kaibab теңізінің ортаңғы Перм кезеңінде шегінуі оның теңіз төбесін эрозияға ұшыратты, нәтижесінде 30 метрлік тереңдіктегі арналар пайда болды және геологиялық жазбадағы үзіліс деп аталатын конформдық жағдай туды. Кейбір ұсақ түйіршікті қабаттарда толқынды іздер мен саз жарықтары байқалады, ал құмтаста көлденең және төмен бұрышты қабаттанулар бар. Бұл қабатта амфибиялар мен рептилиялардың кішкентай және үлкен қазбаланған іздері, сондай-ақ галит құймалары табылды. Moenkopi-дің ең жас мүшесі – 320-ден 430 метрге (98-ден 130 метрге) дейін қалыңдығы бар Moody Canyon мүшесі. Moody Canyon ресми емес түрде екі бөлімге бөлінеді: Мысыр ғибадатханасының төменгі бөлігінде толқынды қабатталған жоғарғы бөлімнің жақсы көріністері кездеседі.

Манкос шахтасы мен Месаверде формациясы (Кредолық)

Шамамен 94-85 миллион жыл бұрын теңіз жолы Манкос тақтасын құрлыққа түсіріп, кейін қайта шегінді. Ашық теңіз жағдайлары жергілікті жерде 12-ден 220 метрге дейін қалыңдығы бар, шатқалды беткейлер құрайтын Тунунк тақта мүшесін қалыптастырды. Ол көкшіл сұр тақтадан, аралас балшық тастан, ұсақ түйірлі құмтастан және саз тастан тұрады. Тунунк эрозияға ұшырап, беткейді құрайды және жергілікті жерде қазбаларға бай. Ол ең жақсы Кафедралы аңғарының оңтүстік-шығысындағы Көк шөлде көрінеді және басқұрлыштардың, екі жақтаулы моллюскалардың және балық қабыршақтарының қазба үлгілерін қамтиды. Толқын басымдығымен дельта және өзен жүйесі аймаққа таралып, жергілікті жерде 62-ден 117 метрге дейін (205-385 фут) қалыңдығы бар, жартасты құрайтын Феррон құмтасын жасады. Ол қоңыр түсті ұсақ түйірлі құмтастан, ақ түсті қиылысқан құмтастан және аралас карбонатқа бай сұр тақтадан тұрады. Батыс Ішкі теңіз жолы толу және көтерілу салдарынан кішірейді, ал шығыстағы биік таулар эрозиядан азайып барады. Тосқауыл жағалаулар мен өзен дельталары шығысқа қарай теңізге қарай жылжыды. Нәтижесінде 90-нан 120 метрге дейін (300-400 фут) қалыңдығы бар Месаверде формациясы ашық қоңырдан қара сұрға дейін қалың жатақталған және қиылысқан құмтастан, аралас қара сұр тақтадан және жоғарыдағы Манкос тақтасының Масук мүшесімен араласып жатады. Парктің шығыс бөлігіндегі бірнеше үстірттердің бетінде ғана шағын қалдықтар табылды.

Уотерпокет торы, Уинта көлі және жанартаулық

Ларамид оргенезі бұл аймақты шамамен 70-50 миллион жыл бұрын ықшамдап, осы процесте Роки тауларын қалыптастырды. Ларамидтің терең қысым күштерінің нәтижесінде көптеген моноклиндар (тау жыныстары қабаттарындағы көлбеу иілген бүгілу түрі) пайда болды. Саябақтың негізгі географиялық ерекшелігі – Су қалтасы деп аталатын осы моноклиндердің бірі. 160 шақырымдық бүгілу солтүстік-оңтүстік бағытта орналасқан және шығыс жағы тік. Су қалтасының батыс жағындағы тау жыныстары шығыс жағындағылардан 2100 метрден артыққа көтерілген. Осылайша, бүгілудің батыс бөлігінде ежелгі тау жыныстары, ал шығыс бөлігінде жас тау жыныстары жатыр. Бұл бүгілу прекембрийлік негіздегі жарылымдардың қозғалысынан туындаған болуы мүмкін, олар кез келген ашық жартастық құрылымдардың астында жасырылған. 1979 жылы бүгілудің астында болған ұсақ жер сілкіністері осы жарылымдармен байланысты болуы мүмкін. Су қалтасының қалыптасуымен бірге аймақта тауаралық (интермонтаналық) ойпаты дамыды. Уинта көлі солтүстік және оңтүстіктен келген өзен суларымен толды. Бұл үлкен көл шамамен 58 миллионнан 35 миллион жыл бұрын болған және Флагстаф әктасы мен Грин Ривер формациясын құруға себепкер болды, олар жергілікті жерлерде шамамен 60 метрге жетеді. Басқа жерлерде бұл формациялардың жиынтық қалыңдығы 2740 метрден асады. Мысалдарды Оңтүстік Шөл және Кафедралы аңғарда, бүгілудің солтүстік жағында көруге болады.

Эрозия

Он-он бес миллион жыл бұрын бүкіл аймақ Колорадо үстірттерінің қалыптасуымен бірнеше мың фут (бір километрден астам) биікке көтерілді. Бұл жолы көтерілу бірқалыпты болды, формациялардың жалпы бағыты көбінесе сақталды. Бүгінгі ландшафтты жасаған эрозияның көп бөлігі Колорадо үстірттерінің көтерілгеннен кейін болды, ал негізгі каньондардың көп бөлігі шамамен 1 мен 6 миллион жыл бұрын пайда болған болуы мүмкін. Тіпті осы шөлді климатта да су ландшафтты қалыптастыруға жауапты эрозияның ең маңызды факторы болып табылады. Тас құлауы немесе тас жылжуы түріндегі гравитация күші жартастардың пішінін қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Жел мұнда эрозияның аз факторларының бірі болып табылады. Waterpocket Fold көтерілген кезде аймақтағы дренаж жүйесі қайта ұйымдастырылып, тіктелді. Фримонт өзені сияқты ірі өзендер Waterpocket Fold-қа тез түсу арқылы көтерілумен бірге жылдамдауға бейім болды. Sand Creek сияқты басқа өзендер өз бағытын өзгертіп, бүктемен қатар ағып, төзімділігі төмен формацияларды кесіп өтті. Ал басқа өзендер көтерілумен бірге жүруге тырысып, тік каньондар жасады, бірақ кейіннен бағытын өзгертіп, каньондарын құрғақ және биік қалдырды. Аймақтағы эрозия нәтижесінде 7,000 фут (2,100 м) мезозой және кайнозой шөгінділері алынып тасталды. Плейстоцен дәуірінде ылғалды және салқын жағдайлар қалыптасты және қазіргі голоцен дәуірінде кем дегенде екі неоглациалдық кезең (кішкентай мұз дәуірі) арқылы қысқа мерзімге қайта оралды. Аймақтағы түрлі өзендер мен ағындар Генри тауларының шығысындағы және Аквариус үстірттерінің батысындағы тау мұздықтарының еру суларымен және жауын-шашынның артуымен толысты. Кенеттен су тасқындары, тау беткейлерінің құлауы, мұздың қатуы және тасқынға ұшырау эрозия жылдамдығының айтарлықтай артуына әсер етті. Мұздықтар Боулдер және Мың көл тауларының үстінен 20-30 миллион жылдық қара базальт тастарды алып, оларды мұздықтардың еру сулары, тасқын және су тасқындары арқылы парк аумағына жеткізді.