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.

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.

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.