Капitol Reef аймағының геологиялық тарихы және қабаттары
Geology of the Capitol Reef area
Капitol Reef ұлттық саябағының геологиясы: 270 млн жылдық тарих, Пермьден Бор кезеңіне дейінгі шөгінділер, ежелгі климаттар мен теңіздер туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
The exposed geology of the Capitol Reef area presents a record of mostly Mesozoic aged sedimentation in an area of North America in and around Capitol Reef National Park, on the Colorado Plateau in southeastern Utah. Nearly 10,000 feet (3,000 m) of sedimentary strata are found in the Capitol Reef area, representing nearly 200 million years of geologic history of the south central part of the U. S. state of Utah. These rocks range in age from Permian (as old as 270 million years old) to Cretaceous (as young as 80 million years old.) Rock layers in the area reveal ancient climates as varied as rivers and swamps (Chinle Formation), Sahara like deserts (Navajo Sandstone), and shallow ocean (Mancos Shale). The area's first known sediments were laid down as a shallow sea invaded the land in the Permian. At first sandstone was deposited but limestone followed as the sea deepened. After the sea retreated in the Triassic, streams deposited silt before the area was uplifted and underwent erosion. Conglomerate followed by logs, sand, mud and wind transported volcanic ash were later added. Mid to Late Triassic time saw increasing aridity, during which vast amounts of sandstone were laid down along with some deposits from slow moving streams. As another sea started to return, it periodically flooded the area and left evaporite deposits. Barrier islands, sand bars and later, tidal flats, contributed sand for sandstone, followed by cobbles for conglomerate, and mud for shale. The sea retreated, leaving streams, lakes and swampy plains to become the resting place for sediments. Another sea, the Western Interior Seaway, returned in the Cretaceous and left more sandstone and shale only to disappear in the early Cenozoic. From 70 to 50 million years ago the Laramide orogeny, a major mountain building event in western North America, created the Rocky Mountains to the east. The uplift possibly acted on a buried fault to form the area's Waterpocket Fold. More recent uplift of the entire Colorado Plateau and the resulting erosion has exposed this fold at the surface only within the last 15 to 20 million years. Ice ages in the Pleistocene increased the rate of precipitation and erosion. The cracked upper parts of the Waterpocket Fold were especially affected and the fold itself was exposed and dissected.
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.
Some important concepts: A formation is a formally named and defined geologic unit with unique characteristics. Those characteristics were created during a largely unbroken period of time and result from the specific depositional environment that the formation was laid down in. A member is a minor unit in a formation and a bed is a distinct subunit of a member. Groups are sets of formations that are related in significant ways such as, for example, all being deposited during a dry period that lasted millions of years or as the result of an ocean periodically flooding the same area over millions of years. The various kinds of unconformities are gaps in the geologic record. Such gaps can be due to a prolonged absence of deposition or due to subsequent erosion that removes previously deposited rock units. The following sections are ordered from oldest to youngest rock units in order to create a geologic history of events. This is the opposite order one would see in an actual cross section of the sediments because newer rock units are deposited on top of older ones per the law of superposition.
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.
In early Permian time, Utah was on a continental shelf that was occasionally covered by a shallow arm of the Panthalassa Ocean. That part of Laurasia was on a passive continental margin not unlike the current west coast of equatorial Africa. The resultant formations are part of the approximately 290 to 250 million year old Cutler Formation (called a group locally) Utah was nearly on the paleoequator while the first members of the Cutler Formation were deposited but it had migrated nearly to 10° north latitude by around 275 million years ago. The White Rim and Cedar Mesa are composed of fossilized cross bedded sand dunes that were likely deposited in an arid coastal environment that periodically flooded with sea water. Sand in these formations are somewhat sorted by size, well rounded (worn by abrasion), and range from very fine to medium grained. Good outcrops of the locally 800 foot (240 m) thick Cedar Mesa and 420 foot (128 m) thick White Rim can be found in the bottom of Sulphur Creek and at the bottom of the Circle Cliffs outside the park's western border. In other areas the Organ Rock Shale is between the Cedar Mesa and White Rim but it pinches out east of the park. Both the locally buried Elephant Canyon and missing Organ Rock are exposed in nearby Canyonlands National Park 60 miles (100 km) east (see geology of the Canyonlands area). Later in Permian time, the Kaibab Sea invaded the land and laid down a limey ooze that later lithified to form the locally up to 200 foot (60 m) thick Kaibab Limestone. Retreat of the Kaibab Sea by the Mid Permian exposed its seabed to erosion, resulting in 100 foot (30 m) deep channels and the creation of a gap in the geologic record called an unconformity. Some of the finer grained beds display ripple marks and mudcracks while the sandstone has horizontal and low angle crossbedding. Small to large fossilized track ways from amphibians and reptiles are found in this layer as well as casts of halite. The youngest member of the Moenkopi is the 320 to 430 foot (98 to 130 m) thick Moody Canyon Member. Moody Canyon is informally sub divided into two units: Good exposures of the ripple laminated upper unit are found on the lower part of Egyptian Temple.
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.
Approximately 94 to 85 million years ago, the seaway advanced onto and retreated from land as it laid down the Mancos Shale. Open marine conditions created the locally 40 to 720 feet (12 to 220 m) thick gullied slope forming Tununk Shale Member. It is made of bluish gray shale with interbedded mudstone, fine grained sandstone and siltstone. The Tununk erodes into a slope and is locally fossil rich. It is most prominently exposed in the Blue Desert immediately southeast of Cathedral Valley and contains fossilized examples of cephalopods, bivalves, and fish scales. A wave dominated delta and river system then spread over the area, creating the locally 205 to 385 feet (62 to 117 m) thick cliff forming Ferron Sandstone. It is composed of brown fine grained sandstone along with white cross bedded sandstone with interbedded carbonate rich gray shale. The Western Interior Seaway was shrinking due to infilling and uplift while the high mountains to the east were being reduced by erosion. Barrier beaches and river deltas migrated eastward into the seaway. The resulting 300 to 400 foot (90 to 120 m) thick Mesaverde Formation consists of light brown to dark gray thick bedded and cross stratified sandstone with interbedded dark gray shale and intertongues with the Masuk Member of the overlying Mancos Shale. Only small remnants are found capping a few mesas in the park's eastern section.
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.
The Laramide orogeny compacted the region from about 70 million to 50 million years ago and in the process created the Rocky Mountains. Many monoclines (a type of gentle upward fold in rock strata) were also formed by the deep compressive forces of the Laramide. One of those monoclines, called the Waterpocket Fold, is the major geographic feature of the park. The 100 mile (160 km) long fold has a north–south alignment with a steeply east dipping side. The rock layers on the west side of the Waterpocket Fold have been lifted more than 7,000 feet (2,100 m) higher than the layers on the east. Thus older rocks are exposed on the western part of the fold and younger rocks on the eastern part. This particular fold may have been created due to movement along a fault in the Precambrian basement rocks hidden well below any exposed formations. Small earthquakes centered below the fold in 1979 may be from such a fault. Contemporary with the Waterpocket Fold's formation was the development of an intermontane (between mountains) basin in the area. Lake Uinta filled this basin with stream water derived from the north and south. This large lake existed from about 58 million until 35 million years ago and is responsible for creating the Flagstaff Limestone and Green River Formation, which locally reach a thickness of around 200 feet (60 m). Elsewhere these formations have a combined thickness of over 9,000 feet (2,740 m). Examples can be seen in South Desert and Cathedral Valley at the northern end of the fold.
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.
Ten to fifteen million years ago the entire region was uplifted several thousand feet (well over a kilometer) by the creation of the Colorado Plateaus. This time the uplift was more even, leaving the overall orientation of the formations mostly intact. Most of the erosion that carved today's landscape occurred after the uplifting of the Colorado Plateau with much of the major canyon cutting probably occurring between 1 and 6 million years ago. Even in this desert climate, water is the erosional agent most responsible for the carving of the landscape. The pull of gravity, in the form of rock falls or rock creep, plays a major role in the shaping of the cliff lines. Wind is a minor agent of erosion here. The drainage system in the area was rearranged and steepened as the Waterpocket Fold was uplifted. Larger streams, such as the Fremont River, were more likely to keep up with the uplift by downcutting into the Waterpocket Fold faster. Other streams, such as Sand Creek, changed their course by flowing parallel to the fold and cutting into less resistant formations. Yet other streams tried to keep up with the uplift by carving slot canyons only to later change course, leaving their canyons literally high and dry. A total of 7,000 feet (2,100 m) of overlying Mesozoic and Cenozoic sediment has been removed by erosion in the area. Wetter and cooler conditions developed during the Pleistocene epoch and briefly returned via at least two neoglacial episodes (little ice ages) in the current epoch, the Holocene. The various rivers and streams in the area were engorged by increased precipitation and with melt water from mountain glaciers on the Henry Mountains to the east and the Aquarius Plateau to the west of the park. Flash floods, mass wasting of hillsides, frost wedging, and landslides all contributed to a significantly faster rate of erosion. Glaciers plucked 20 to 30 million year old black basaltic boulders from atop Boulder and Thousand Lake Mountains that were subsequently deposited over the park area by meltwater streams from the glaciers, rockslides and floods.