Кіріспе

Даллас-Форт-Уорт метроплексі шамамен 145-66 миллион жыл бұрынғы кредалық дәуірдің қабаттарының үстінде орналасқан. Бұл креда дәуіріндегі шөгінділер эрозияға ұшыраған Оуачита тауларының және Оуачита тау жасалуының нәтижесінде пайда болған Форт-Уорт алабының үстінде жатыр. DFW метроплексінде батыстан шығысқа қарай және Мексика шығанағына қарай қабаттардың жасы бірте-бірте артады. Кредалық дәуірдің шөгінділері өте аз бұрышпен (шамамен 1°) шығысқа қарай еңкейеді.

DFW метроплексінің құрылымдық және тектоникалық тарихы

DFW Метроплексінің геологиясы негізінен креда кезеңінің жұмсақ еңкейген шөгінділерінен тұрады, сонымен қатар ол әлдеқайда ертерек геологиялық жазбаны жасырады. Кредадан бұрынғы шөгінділерді DFW Метроплексінің батыс бөлігінде, Техас штатының Уэзерфорд қаласы маңында ғана жер бетінде табуға болады. Оуачита орогенезінен пайда болған ежелгі бүктелген таулар 300 миллион жыл бұрын Метроплекстің шығыс бөлігінде болған. Бұл ежелгі таулар эрозия және жарылу нәтижесінде, Мексика шығанағының ашылуымен байланысты төмендеді. Оуачита тауларының тамыры DFW Метроплексінде көрінбесе де, оларды бұрғылау және басқа деректер арқылы анықтауға болады, себебі олар шөгінділердің астында жатыр. Техастың батысында, Марафонға жақын жерде тау тізбегі жер бетіне шығып, Марафон көтерілісі деп аталады. DFW Метроплексінің солтүстігінде таулардың тамыры Оклахома штатының оңтүстік-шығысындағы Арбакл тауларында анықталады, олар бастапқы кең тау жотасынан күшті эрозияға ұшыраған. Марафон-Оуачита-Аппалач-Варискан жотасы, Орталық Техас арқылы Арканзас айналасынан, Аппалач таулары арқылы және соңында Шығыс Еуропаға дейін созылған, Пангея және Лауруссия суперконтиненттерінің соқтығысуынан Пангеяның қалыптасуымен байланысты. Оуачита аймағындағы деформация – бұл Мексика шығанағы ашылған кезде пайда болған әлсіз аймақ, ол юра кезеңінде шамамен 165 миллион жыл бұрын пайда болды. Техастағы ең көне тау жыныстары кембрийге дейінгі кезеңге, атап айтқанда мезопротерозойға жатады және шамамен 1,6 миллиард жыл бұрын пайда болған, Солтүстік Америка кратонының оңтүстік шегін көрсетеді. Бұл тау жыныстары көбінесе фанерозой шөгінділерінің астында жатыр, бірақ Ллано аймағында бұрынғы кембрийге дейінгі магмалық және метаморфтық тау жыныстары көтеріліп, жер бетіне шыққан. Далластан батысқа қарай креда шөгінділерінің астында орналасқан Форт-Уорт алабы Оуачита орогенезі кезінде алғы алап ретінде қалыптасқан. Көлденең қысқару литосфераны иіп, иілу изостазиясын тудырды. Оуачита тауларының батысындағы иілген литосфера Миссисиптің Барнетт тақтасы және басқа да палеозой шөгінділерін сақтаған, алғы алап деп аталатын ойыс пішіндес депрессияның қалыптасуына себеп болды; бұл шөгінділер көбінесе Пангеяның соқтығысуына дейін пайда болған. Барнетт тақтасындай формацияларда көрінетіндей, табиғи газ сияқты көмірсутектердің маңызды қоры экономикалық тұрғыдан маңызды. Пангея триас кезеңінде шамамен 225 миллион жыл бұрын бөліне бастады. Жарылу Атлантиканың орталық бөлігіне (Солтүстік Америка мен Африка арасында) және Мексика шығанағына айналған аймақтарға бірдей әсер етті. Бұл жарылу болашақтағы геологиялық процестерде маңызды рөл атқаратын дивергентті тақта шегін жасады. Бұрыннан бар қабық пен мантия литосферасының созылуын қамтитын жарылу, литосфераны бұзуға жеткілікті көлденең кернеудің болуымен басталды. Соңында жарылу Атлант мұхиты мен Мексика шығанағында теңіз түбінің таралуына жол ашты. Теңіз түбінің кеңеюі – бұл материалдың жоғары көтерілуі арқылы жаңа мұхит литосферасының қалыптасуы, рифтингтен айырмашылығы, ол тек қабықтың созылуын қамтиды. Литосфералық мантиядағы конвекциялық ағымдар теңіз түбінің кеңеюіне себеп болған қозғаушы механизмдер болып табылады. Жаңа литосфера осы жасушалар арқылы мұхит қырқаларының астындағы ыстық материалды жер бетіне шығарғанда пайда болады. Жаңа литосфера қыртыстардан көлденең қозғалғанда, Мексика шығанағы мен Атлантикаға қосылған жаңа қабық Солтүстік Америка мен Оңтүстік Америка құрлықтарының бір-бірінен алыстауына себеп болды. Мексика шығанағында теңіз түбінің кеңеюі креда кезеңінің басында тоқтады және кеңею Кариб теңізіне ауысты. 110-85 миллион жыл бұрын мұхит түбінің кеңею жылдамдығы әлемде жиі өсті. Теңізге құйылған базальт мөлшерінің артуы мұхит бассейндерінен судың ығысуына әкелді, бұл теңіз деңгейінің көтерілуіне соқтырып, Техас шегінің жағалауларын және әлемнің басқа да шекаралас құрлықтарын су басып кетті. Теңіз деңгейінің күрт көтерілуі тербелістің нәтижесінде болды, ол Кенемандық трансгрессия деп аталады, бұл ең танымал және соңғы ірі трансгрессия. Қосымша магманың таралуы мұхиттағы суды жылытты және қатпарлы организмдер үшін қолайлы орта болды, олар өлгеннен кейін мұхит түбінде қалың әк тасын құрады. Судың ығысуынан басқа, магманың көбеюі CO2 деңгейін қазіргі деңгейден 2-6 есеге дейін арттырды. Бұл өсім қабықтың қосымша өндірісімен бірге жаһандық температураның көтерілуіне әкелді, бұл түрлі креда формацияларының болашақ дамуында маңызды рөл атқарды. Теңіз түбінің кеңею жылдамдығы шамамен 85 миллион жыл бұрын төмендегенде, мұхитқа лақтырылған базальттық материалдың мөлшері де төмендеді, бұл бастапқы судың ығысуына себеп болды. DFW Метроплексінің маңында көрінетіндей, осы кезеңде салынған креда тау жыныстары теңіз түбінің кеңею жылдамдығының артуына тікелей байланысты болды.

DFW метроплексі тау жыныстарының жинақталу ортасы

DFW Метроплексі кең N-S бағытталған белдеу арқылы шығып жатқан кредалық шөгінділермен жайылады. Батыстағы Форт-Уорт ерте креда кезеңінің (Команш сериясы) шөгінділеріне, ал шығыстағы Даллас кеш креда кезеңінің (Көлдік сериясы) шөгінділеріне салынған. Команш сериясының кредалық тау жыныстары 20 миллион жылдық аралықта жиналды. Осы 20 миллион жыл ішінде жиналған шөгінділер тізбек шекарасында біріктірілген, және соңында үлкен регрессиямен сипатталады. Команш сериясының уақыт аралығы ≈118-98 млн жыл бұрынғы кезеңді қамтиды және Тринити, Фредрикберг және Вашита топтарының қалыптасуына жауапты. Бұл үш топтың барлығы Балкондық жарылым аймағының батысында орналасқан, Уэзерфордтың батысынан Форт-Уорттың шығысына дейін созылады. Тринити тобы ең алдымен құрамында Глен Роуз формациясы барлығымен танымал. Глен Роуз формациясының 40-200 фут қалыңдығындағы қабаттары саз, марль және құмнан тұратын бірліктердің кезектесуінен тұратын әктастан құралған. Глен Роуздың шөгінді ортасы – теңіз жағалауына жақын аймақ. Осы жағалау аймағы Глен Роузға динозавр іздерін сақтау арқылы белгілілік әкелді. Бұл процесс тірі жануарлар жағалауға жақын азық іздеген кезде жүзеге асты. Олар аяқ іздері мен іздерді қалдырды, содан кейін олардың үстіне балшық жиналды. Соңында, саз қабаттарының үстіне көбірек формациялар жиналды, нәтижесінде 100 миллион жылдық із қалдығының уақыт капсуласы пайда болды. Уақыт өте келе, су мен желдің әсерінен үстіндегі шөгінділер эрозияға ұшырап, аяқ іздері ашылды, сондықтан Глен Роуз динозаврлар алқабының мемлекеттік паркінде динозавр іздері табылды. Форт-Уорттың шығысынан Даллас қаласының шығысына дейінгі кредалық формациялар Гулфиан сериясының бөлігі болып табылады. Формациялардың шығысқа қарай жылжуы батыстан шығысқа қарай жүреді, сонымен қатар жасы бойынша бірте-бірте жас болады, ≈97 млн жылдан 66 млн жылға дейін. Гулфиан сериясы DFW Метроплексіндегі ортаңғы кредалық формацияларды жинаған Сеноман-Турон трансгрессиясымен танымал. Гулфиан сериясы үш топтан тұрады: ең ескісінен ең кішісіне дейін – Дакота, Колорадо және Монтана. Гулфиан сериясының біріншісі – Вудбайн формациясы, ол Дакота тобында орналасқан және ірі, дөңгелек дәнды кварц шөгінділерінен тұратындықтан жоғары энергиялы шөгінді ортасында қалыптасқан. Вудбайн формациясында теңіз және құрлықта пайда болған шөгінділер мен қазбалар бар, соның ішінде Техастың осы бөлігіндегі соңғы белгілі динозаврлар, шамамен 96 млн жыл бұрын пайда болған. Вудбайнның қалыңдығы 175-250 фут аралығында, солтүстікке қарай қалыңдайды. Оклахома штатындағы Уачита тауларынан эрозияға ұшыраған палеозойлық жыныстардан және әлсіз метаморфозаланған шөгінді жыныстар Вудбайнның үлкен бөлігін құрайды. Вудбайн шөгіндісінен кейін трансгрессия жалғасты, нәтижесінде Колорадо тобы құрылды, ол Батыс Далластың астында орналасқан Eagle Ford Shale-ді бірінші болып құрады. Eagle Ford Shale теңіз деңгейінің тереңдігі шамамен ≈100 м немесе 330 фут болды және жағалаудан 20-50 км жерде орналасқан. Төменгі қабаттардағы шөгінді ортасы төмен энергиялы және аздап оттегісіз болды. Мұхиттың терең суларының осы аноксиялық жағдайы бірнеше факторлардың нәтижесі болып табылады, соның ішінде жаһандық деңгейдің жоғарылауы, теңіз деңгейінің жоғарылауы, органикалық өнімділіктің жоғарылауы және ыдырауы, Миланкович циклдігі және Батыс ішкі теңіз жолындағы термохалиндік ағымдардың шектелуі. Eagle Ford-тың төменгі бөлігі органикалық заттарға бай, пирит және қазбаланған теңіз шихталарынан тұрады, бұл ең үлкен су басу бетін немесе оның шөгіндісіндегі ең терең судың шыңын көрсетеді. Eagle Ford-тағы әртүрлі фауна судың тыныш болғанын және фотосфералық аймақта болғанын көрсетеді. Eagle Ford-тың шағын мүшесі, шиыршықтар арасындағы жұқа әктас қабаты Kamp Ranch деп аталады. Шағын регрессивтік биік тұрақ Eagle Ford-тың жоғарғы жағына қарай карбонат қабатын құрды, ол дауылдан пайда болған толқындардан және аралас карбонатты балшық тастардан пайда болған толқын белгілері сияқты жоғары энергия белгілерімен сипатталады. Eagle Ford тобының жалпы қалыңдығы 200-300 фут аралығында. Теңіз деңгейі осы үлкен трансгрессивті оқиғада одан да жоғары көтерілді, бұл шамамен 89-85 млн жыл бұрын қалыңдығы 300-500 фут болатын Остин балшығының пайда болуына көмектесті. Остин формациясы қайта кристалдалған, қазбаланған, араласқан сазды балшық пен марлдан тұрады. Остин балшығының шөгінділері негізінен карьерлерде, жол кескіндерінде және судың үстіңгі топырақты эрозиялаған ағындарда көрінеді. Остин балшығы – Даллас қаласының негізінде жатқан әйгілі ақ тас. Остин балшығындағы жанартау күлі бар, ол шамамен 86 млн жыл бұрын алыс жердегі жанартаулардың және магмалық интрузиялардың жарылуынан жел арқылы жеткізілген. Бұл жарылыстар қазіргі Оңтүстік-Орталық Техаста орналасқан 250 мильге 50 мильді құрайтын суасты жанартаулар белдеуі бойында болды. Бұл жанартаулар белдеуі Балкондық жарылым аймағының бағытына сәйкес келеді және Балкондық жанартау провинциясы деп белгілі. Бұл ежелгі жанартаулардың қалдықтары тек бірнеше жерде ғана көрінеді, өйткені көпшілігі Остин және Тейлор топтарымен көмілген, қазір жер астында жатыр. Остин балшығының шөгіндісі кезіндегі жанартау белсенділігі Ларамид орогенезімен байланысты. Теңіз деңгейі Остин балшығының шөгіндісіне жағдай жасау үшін көтерілді, сонымен қатар Кредалық ішкі теңіздің ең үлкен кеңеюімен сәйкес келеді. Остин балшығының шөгіндісінің тереңдігі шамамен ≈250 м немесе 820 фут су болды. Остин балшығы коцколиттер деп аталатын микроорганизмдерге толы, және бұл сол кездегі теңіз түбінің кеңеюінен ығысқан жылы сулардың нәтижесі болып табылады. Остин балшығының үстінде Тейлор формациясы деп белгілі бірнеше қабаттар бар. Тейлор қабаттарының шөгіндісі эвстатикалық регрессияның басталуын көрсетеді, ол креда кезеңінің соңына дейін жалғасты. Озан марлі Остин балшығының үстіндегі бірінші қабат және Ричардсон және Гарланд қалаларының астында табылған. Озан марлі кальцийлі, микалы саздан тұрады, жоғары қарай күміс және құмның мөлшері артады. Озан марлінің шөгінді ортасы салыстырмалы түрде терең теңізде және төмен энергиялы ортада болды, бірақ теңіз деңгейі төмендегендіктен балшықпен басымдықтың күшеюі байқалды. Озан марлінің қалыңдығы шамамен 500 фут, және ірі теңіз қазбаларын табуға болады. Озан марлінің үстінде Вольф Сити құмтасы және Пекан Гэп балшығы деп белгілі екі жұқа қабат бар. Вольф Сити құмтасы Техас штатының Рокуолл қаласында бетіне шығып тұратын құмтас дикелерімен танымал, бұл тастан салынған қабырға сияқты көрінеді. Тейлордың ең жоғарғы бөлігі 300 фут қалыңдығындағы марль қабатынан тұратын Марлбрук марлінен тұрады. Креда кезеңінің соңғы қабаттары, сонымен қатар Тейлор формациясының үстіне салынған және Далластың шығысында табылған Наварро қабаттары. Наварро қабаттарындағы шөгінділердің аноксиялық суы бар, себебі қазбаланған шөгінділердің арасында шөгінділер бар, және бұл АҚШ-тың оңтүстік-батыс бөлігіндегі жанартау белсенділігінің күшеюінен туындайды. Тейлор формациясының шөгіндісінің соңында эвстатикалық регрессия теңіз деңгейін қазіргі Мексика шығанағының жағалауына дейін төмендетті. Бұл жаһандық регрессия теңіз түбінің кеңеюінің баяулауын көрсетеді және Гулфиан сериясын тізбек шекарасында біріктіреді. Елдің батыс бөлігіндегі Ларамид орогенезі, таулы жоталарды құрастырған, бұрынғы бүктелу және итеруге қарағанда көтерілу арқылы көлденең қысқаруға бейімделді. Сонымен қатар, шамамен 66 млн жыл бұрын динозаврларды қоса алғанда, үлкен жойылды, және бұл Мексиканың Юкатан түбегіне шағылысқан метеориттің салдарынан болды деп саналады.

Қалдықтар

DFW метрополиясындағы ең көне қазбаларды Форт-Уорттың солтүстік-батысындағы Минералды Веллс қазбалар паркінен табуға болады. Бұл қазбалардың ішінде 300 миллион жылға дейін сақталған, жақсы сақталған Пенсильвания теңіз қазбалары, мысалы, криноидтар мен брахиоподтар бар. Динозаврлар мен кеш Креда дәуірінің теңіз рептилияларының, мысалы, мозазаврдың қалдықтары да табылады. Мозазаврдың бір түрі қаланың атымен аталыпты: Dallasaurus turneri. Динозаврлар алқабы мемлекеттік паркі Глен-Роуз, Техас штатында, Форт-Уорттан оңтүстік-батысқа қарай 67 және 144 тас жолдарының қиылысында орналасқан. Динозаврлар алқабы мемлекеттік паркінде әлемдегі ең жақсы сақталған динозавр іздері бар. Бұл іздерді ет жейтін тероподтар мен шөп жейтін сауроподтар қалдырған. Даллас пен Форт-Уорт арасында орналасқан Вудбайн формациясы теңіз және құрлықтағы қазбалардан тұрады, соның ішінде Техастың осы бөлігіндегі соңғы белгілі динозаврлар да бар. Вудбайннан шығысқа қарай Игл-Форд орналасқан. I-20 және 408 айналымының солтүстік-батыс бөлігі акула тістеріне толы. Кист бульвары бойындағы 408-ден шығысқа қарай Остин тақтасының астындағы Игл-Форд тақтасының үлкен бөлігі орналасқан, онда көбінесе қазбаланған акула тістері табылады. Далластың тікелей астында аммониттер кездеседі, бірақ олар сирек. Акула тістері конденсацияланған аймақтарда, сондай-ақ Остин тақтасында кездесетін моллюск қабықшаларымен (Inoceramus) бірге оңай табылады. Көзбен көруге болмаса да, Остин тақтасы миллиондаған коколиттерден, яғни қазбаланған балдырлардан тұрады.

Тринити өзені

Тринити өзені DFW метрополиясының қалыптасуында маңызды рөл атқарды. Даллас ең қолайлы арқада, Елм-Форк өзенінің негізгі арнасына құятын жерден төмен, өзеннің борлы топырағы арқылы оңтүстік-шығысқа қарай ағатын жерде орналасқан. Бұл саяхатшыларға өзенді бір рет ғана кесіп өтуге мүмкіндік берді, салыстырмалы түрде берік жағалар мен түбі бар жерде. Бұл Үштік өзенінен ерте заманнан бері арқа арқылы өтуге, қайықтар мен көпірлер салуға ең қолайлы жер болды. Техас Республикасы тұсында DFW метрополиясы көбінесе еуропалықтармен бейіттелмеген, бірақ 1840 жылдары қоныс аударушылар солтүстікке қарай жол таба бастады. Солтүстікке қарайғы бағыт табиғи түрде Остин борлы төбелерінің төменгі төбелері мен жұмсақ қыраттарын ұстанды, ол көп ұзамай Далласқа айналған өзенге жетті. Далластың болашақ орнын Джон Нили Брайан өзінің сауда бекеті үшін таңдады, ол өзен арқылы жүретін қайыққа қарап тұруы керек болды. Далласқа ескі, күшті Тринити өзенінің шөгінділерінен пайда болған геологиялық құрылымдар да әсер етті. Солтүстік жарты шардың мұз дәуірі плейстоцен кезеңінде, континенттік мұздық Канзасқа дейін жеткен кезде болды. Плейстоцендік террасалар Далластың дамуына әсер етті, бай аллювиалды топырақ пен сулы горизонтты қамтамасыз етті, ол ерте жылдары өте пайдалы болды. Даллас қаласының орталығы осы террасалардың бірінің үстінде салынған, ол Тринити өзенінен шығысқа қарай бірте-бірте көтеріледі.

Су сапасы

DFW метрополиясының қосымша, бірақ көзге түспейтін геологиялық артықшылығы болды. Тринити өзені кемелермен жүзуге қолайлы емес, бірақ ішуге тамаша. Тринити өзенінің суы солтүстік және оңтүстіктегі ірі Қызыл өзен мен Бразос өзендерінен де жақсы. Ірі өзендер ұзын, және олар Тринити өзенінің бастауынан батысқа қарай тұзды пермдік шөгінділер арқылы ағады. Сондықтан Тринити өзенінің суы Бразос немесе Қызыл өзендеріне қарағанда тәттірек. Тәтті судың жанында өмір сүру оңайырақ және жақсырақ, және осы қарапайым факт DFW-тің солтүстік және оңтүстіктегі ірі өзендердегі елді мекендерге қарағанда гүлденуіне көмектесті. Тринити өзені кеме қатынасына жарамсыз болғандықтан, метрополия 1870-ші жылдардың басында теміржол келгенше үлкен қалаға айнала алмады. (Қараңыз: Даллас, Техас тарихы (1874–1929)) Осылайша, Даллас-Форт-Уорт метрополиясы – шын мәнінде заманауи мегаполистік аймақ, өйткені механикалық көлік жүйелері Тринити өзенінің кеме қатынасындағы кемшілігін ескере алмайтын болғанша, ол осы деңгейге жетпес еді.