Введение
Формирование Моррисона – это характерная последовательность осадочных пород верхней юры, обнаруженная в западной части Соединенных Штатов, которая является самым богатым источником окаменелостей динозавров в Северной Америке. Оно состоит из глинистых сланцев, песчаника, алеврита и известняка и имеет светло-серый, зеленовато-серый или красный цвет. Большинство окаменелостей встречается в зеленых алевритовых слоях и нижних песчаниках – останках рек и пойм юрского периода. Формирование сосредоточено в штатах Вайоминг и Колорадо, с выходами в Монтане, Северной Дакоте, Южной Дакоте, Небраске, Канзасе, в северных частях (панхендлах) Оклахомы и Техаса, Нью-Мексико, Аризоне, Юте и Айдахо. Эквивалентные породы под другими названиями встречаются в Канаде. Его площадь составляет 1,5 миллиона квадратных километров, хотя лишь незначительная часть обнажена и доступна геологам и палеонтологам. Более 75% до сих пор погребены под прериями на востоке, а значительная часть его западного палеогеографического распространения была разрушена в процессе поднятия и эрозии Скалистых гор. Оно было названо в честь города Моррисон, штат Колорадо, где Артур Лейкс обнаружил одни из первых окаменелостей в этом формировании в 1877 году. В том же году оно стало центром «Войны костей» – соперничества между ранними палеонтологами Отниелем Чарльзом Маршем и Эдвардом Дринкером Коупом. В Колорадо, Нью-Мексико и Юте Формирование Моррисона являлось крупным источником урановой руды.
The Morrison Formation is a distinctive sequence of Upper Jurassic sedimentary rock found in the western United States which has been the most fertile source of dinosaur fossils in North America. It is composed of mudstone, sandstone, siltstone, and limestone and is light gray, greenish gray, or red. Most of the fossils occur in the green siltstone beds and lower sandstones, relics of the rivers and floodplains of the Jurassic period. It is centered in Wyoming and Colorado, with outcrops in Montana, North Dakota, South Dakota, Nebraska, Kansas, the panhandles of Oklahoma and Texas, New Mexico, Arizona, Utah, and Idaho. Equivalent rocks under different names are found in Canada. It covers an area of 1.5 million square kilometers (600,000 square miles), although only a tiny fraction is exposed and accessible to geologists and paleontologists. Over 75% is still buried under the prairie to the east, and much of its western paleogeographic extent was eroded during exhumation of the Rocky Mountains. It was named after Morrison, Colorado, where some of the first fossils in the formation were discovered by Arthur Lakes in 1877. That same year, it became the center of the Bone Wars, a fossil collecting rivalry between early paleontologists Othniel Charles Marsh and Edward Drinker Cope. In Colorado, New Mexico, and Utah, the Morrison Formation was a major source of uranium ore.
Геологическая история
Согласно радиометрическому датированию, формация Моррисона датируется возрастом от 156,3 ± 2 млн лет (Ma) в основании до 146,8 ± 1 млн лет в верхней части, что соответствует самым ранним киммериджским и ранним титонским ярусам поздней юры. Этот возраст сопоставим с возрастом известняковой формации Зоннхофен в Германии и формации Тендагуру в Танзании. Возраст и значительная часть фауны сходны с формацией Луринья в Португалии. На территории западных Соединенных Штатов она с разной степенью перекрывает среднеюрские формации Саммервилль, Санденс, Белл-Ранч, Ванаках и Стумп. В то время суперконтинент Лавразия недавно распался на континенты Северной Америки и Евразии, хотя они все еще были соединены перешейками суши. Северная Америка двигалась на север, проходя через субтропические широты. Бассейн Моррисона, простиравшийся от Нью-Мексико на юге до Альберты и Саскачевана на севере, сформировался во время орогенеза Невады – предшествующего этапа более поздних орогенных эпизодов, приведших к образованию Скалистых гор, которые начали подниматься на западе. Отложения, поступавшие из восточных водосборных бассейнов, переносимые ручьями и реками с нагорья Элко (вдоль границ современных Невады и Юты) и отлагавшиеся в заболоченных низинах, озерах, речных руслах и поймах, сформировали формацию Моррисона. На севере Санденсское море, являвшееся продолжением Северного Ледовитого океана, простиралось вдоль Канады и доходило до Соединенных Штатов. В формации Моррисона в Монтане обнаружен уголь, что указывает на то, что северная часть формации, вдоль берегов моря, была влажной и заболоченной, с обильной растительностью. Эолийные, или ветром переносимые, песчаники встречаются в юго-западной части, что свидетельствует о гораздо более засушливом климате – пустыне с песчаными дюнами.
Стратиграфия
Формация Моррисона подразделяется на несколько членов, распространение которых варьируется по географическому ареалу формации. Члены (в алфавитном порядке):
Bluff Sandstone Member (AZ, CO, NM, UT): Хорошо сортированный, светло-коричневый до белого песчаник с крупными зернами и включениями черта. Интерпретируется как отложенный в эоловых условиях, у края дюнного поля. Brushy Basin Member (AZ, CO, NM, UT): конгломерат, перемежающийся с глинистым сланцем; до пятидесяти процентов объема составляют измененный стекловидный пепел, образовавшийся в результате выпадения фельзического пепла. Отложение, вероятно, происходило в флювиально-лагунной среде, при этом лагунный компонент тяготеет к солончакам. Fiftymile Member (UT): в основном представлен в бассейне Кайпаровиц, состоит из перемежающихся песчаника и глинистого сланца, с минимальным количеством конгломерата. Местами является верхним членом и имеет контакт с формацией Дакота. Jackpile Sandstone Member (NM): преимущественно беловатый суб-аркозовый песчаник с глинистой матрицей. Перемежается с пестрыми, бледно-зелеными до красных, бентонитовыми линзами глинистого сланца. Однако недавние результаты геохронологии детритного циркона показали, что член песчаника Джекпайл является частью формации Бурро-Каньон. Ralston Creek Member (CO): ранее рассматривался как отдельная формация и недавно переклассифицирован как базальный член формации Моррисон в восточном Колорадо. Является аналогом членов Tidwell и Salt Wash. Эта переклассификация подтверждается более детальным изучением контактов и радиометрической датировкой. В составе Ralston Creek конгломерат, песчаник, гипсовый глинистый сланец и гипсовый песчаниковый глинистый сланец; пока не установлено, имеет ли гипс морское или лагунное происхождение. Recapture Member (AZ, CO, NM, UT): образует основание формации Моррисон на большей части ее распространения, перекрывая формации Entrada и Wanakah. Состоит из глинистого песчаника и глинистого сланца, представляющего флювиальную обстановку, перемежающегося с чисто эоловыми песчаниковыми фациями; в некоторых местах содержит большое количество (до девятнадцати процентов) включений ортоклазового полевого шпата. Salt Wash Member (CO, UT): состоит из флювиального песчаника, с редкими конгломератовыми тенденциями. Tidwell Member (AZ, CO, NM, UT): в северной части Колорадского плато является базальным членом формации Моррисон. В основном состоит из глинистого сланца, сланца и песчаника, иногда содержит известняковые обломки, а также тонкие прослои известняка. Осадочные среды варьируются от илистых равнин до флювиальных, эвапоритных и лагунных. Формация Моррисон в целом напоминает Tidwell. Unkpapa Sandstone Member (SD): встречается в основном в западной части Южной Дакоты в виде хорошо сортированного, мелкозернистого песчаника, состоящего в основном из кварца, с некоторыми включениями полевого шпата. Местами перекрыт формацией Лакота или основной частью формации Моррисон и перекрывает член сланцевой группы Редвотер формации Санденс. Иногда рассматривается как отдельная формация, особенно в регионе Блэк-Хиллз. Westwater Canyon Member (AZ, CO, NM, UT): состоит из песчаника, перемежающегося с линзами глинистого сланца и редким конгломератом. Отложен в обстановке переплетенных рек, с высоким содержанием органического вещества. Термин "Poison Canyon Sandstone" неофициально применяется к верхним песчаниковым участкам члена. Westwater Canyon Member является основным источником урановой руды в формации Моррисон, особенно в бассейне Сан-Хуан. Windy Hill Member (CO, SD, UT, WY): ранее включался в состав верхнего члена формации Санденс, поскольку, как и остальная часть Санденс, был отложен в морских условиях; однако он отделен несоответствием и перекрывается с формацией Моррисон, что оправдывает изменение номенклатуры. Состоит из известковистого, окаменелого песчаника, обычно интерпретируемого как отложенного в морской среде. Другие неофициальные или устаревшие обозначения формации Моррисон включают Stockett Bed в Монтане, неофициальную подгруппу, содержащую битуминозный уголь; устаревшие термины Casamero, Chavez и Prewitt Sandstone для Brushy Basin, Recapture и Westwater Canyon соответственно; и Bullington Member, который был полностью отброшен.
Bluff Sandstone Member (AZ, CO, NM, UT): Well sorted, light brown to white sandstone with large grains and components of chert. Interpreted as being deposited in an aeolian setting, at the edge of a dune field. Brushy Basin Member (AZ, CO, NM, UT): conglomerate interbedded with mudstone; up to fifty percent by volume is made up of altered vitric ash, which originated as felsic ash falls. Deposition likely occurred in a fluvial lacustrine environment, with the lacustrine component tending towards playas. Fiftymile Member (UT): Mainly present in the Kaiparowits basin, consisting of interbedded sandstone and mudstone, with minimal conglomerate. Locally, it is the uppermost member and has contact with the Dakota Formation. Jackpile Sandstone Member (NM): primarily a whitish crossbedded subarkose sandstone with a clay matrix. It is interbedded with variegated, pale green to red, bentonitic mudstone lenses. However, recent detrital zircon geochronology results have suggested that the Jackpile Sandstone Member is part of the Burro Canyon Formation. Ralston Creek Member (CO): formerly a considered separate formation and recently reclassified as the basal member of the Morrison in eastern Colorado. It appears analogous to the Tidwell and Salt Wash Members. This reclassification is supported by more detailed examination of the contacts and radiometric dating. The Ralston Creek contains conglomerate, sandstone, gypsum mudstone, and gypsum sandstone mudstone facies; it is undetermined if the gypsum is of marine or lacustrine origin. Recapture Member (AZ, CO, NM, UT): forms the bottom of the Morrison across most of its range, overlying the Entrada and Wanakah Formations. Consists of clayey sandstone and claystone, representing a fluvial setting, interbedded with purely aeolian sandstone facies; in places, it also contains a large (up to nineteen percent) of orthoclase feldspar inclusions. Salt Wash Member (CO, UT): composed of fluvial sandstone, with occasional conglomeratic tendencies. Tidwell Member (AZ, CO, NM, UT): in the northern part of the Colorado Plateau, it is the basal member of the Morrison. Mainly composed of siltstone, shale, and sandstone, and occasionally incorporates limestone clasts, along with thin beds of limestone. Depositional environments range from mudflats to fluvial, to evaporate and lacustrine. The Morrison as a whole resembles the Tidwell. Unkpapa Sandstone Member (SD): occurs primarily in western South Dakota as a well sorted, fine grained sandstone, consisting primarily of quartz, with some feldspar inclusions. Locally overlain by the Lakota Formation or the main body of the Morrison, and overlies the Redwater Shale Member of the Sundance Formation. Occasionally referred to as a separate formation, chiefly within the Black Hills region. Westwater Canyon Member (AZ, CO, NM, UT): consists of sandstone interbedded with mudstone lenses and the occasional conglomerate component. Deposited in a braided stream environment, high in organic matter. The term "Poison Canyon Sandstone" is informally applied to the upper sandstone sections of the member. The Westwater Canyon Member is the main source of uranium ore in the Morrison, especially in the San Juan Basin. Windy Hill Member (CO, SD, UT, WY): Formerly included as the upper member of the Sundance Formation, as, like the rest of the Sundance, it was deposited in marine settings; however, it is separated by an unconformity and interfingers with the Morrison, meriting the nomenclature shift. Composed of limey, fossiliferous sandstone, generally interpreted to be deposited in a marine setting. Other informal or disused designations of the Morrison include the Stockett Bed in Montana, an unofficial sub unit which contains bituminous coal; the outdated terms Casamero, Chavez, and Prewitt Sandstone for the Brushy Basin, Recapture, and Westwater Canyon, respectively; and the Bullington Member, which has been discarded entirely.
Содержание ископаемых
Хотя многие из окаменелостей Формации Моррисона фрагментарны, их достаточно, чтобы составить хорошее представление о флоре и фауне в бассейне Моррисона в период Киммериджиана. В целом климат был сухим, похожим на саванну, но поскольку не было цветковых растений (трав, цветов и некоторых деревьев), флора была совершенно иной. Преобладали хвойные, наряду с гинкго, цикадовыми, папоротниковыми деревьями и хвощами. Большая часть ископаемой растительности была приречной, произрастая вдоль речных пойм. Вдоль рек обитали рыбы, лягушки, саламандры, ящерицы, крокодилы, черепахи, птерозавры, раки, моллюски и млекопитающие. Динозавры, вероятно, также обитали в приречных зонах. Поскольку известно, что по крайней мере некоторые из этих видов гнездились в этом районе (обнаружены эмбрионы камптозавров), это указывает на то, что местность была благоприятной для динозавров, а не только для мигрирующих, сезонных популяций. Однако большая масса тела зауроподов, возможно, является адаптацией к миграциям в периоды засухи. В 1992 году был обнаружен экземпляр стегозавра с сохранившимся панцирем, что подтвердило наличие у динозавра двух рядов пластин на спине. Карьер Сухой Месы, Колорадо: отличается широким разнообразием фауны и наиболее полным набором динозавров среди всех карьеров Формации Моррисона. Первые раскопки были проведены в 1972 году исследователями из Университета Бригама Янга. Уникальные находки включают в себя самого длинного известного динозавра – Суперзавра, химерического Ультразавра и крупнейшего хищника на континенте – Торвозавра. Палеонтологическая ресурсная зона Фруита: участки с барханами, расположенные к югу от Фруиты, активно разрабатывались Джорджем Каллисоном из Калифорнийского государственного университета и Музея естественной истории округа Лос-Анджелес. Было обнаружено множество экземпляров млекопитающих, ящериц и крокодилов. Недавно из этого района были описаны Fruitafossor windscheffelia и новый динозавр Fruitadens. Местонахождение следов на реке Пургаторио, округ Отеро.
Экономическая геология
Формация Моррисона содержит месторождения урана, включая урановое тело Джекпайл, открытое вблизи Грантса, штат Нью-Мексико, в 1951 году.