Геология Техаса: Обзор и особенности строения

Введение

Обзор геологии штата Техас в США

Техас характеризуется широким разнообразием геологических условий. Стратиграфия штата в значительной степени сформирована морскими трансгрессивно-регрессивными циклами фанерозоя, с менее значительным, но всё же существенным вкладом поздней кенозойской тектонической активности, а также останками палеозойских горных хребтов. К северу и западу от разломов расположены плато Стоктон, Эдвардс и Команчи; они образуют блок коры, поднятый в неогеновый период. Этот обширный регион центрального Техаса, простирающийся от округа Брюстер на восток до округа Бексар и на северо-восток до реки Ред-Ривер, характеризуется широким распространением меловых сланцев и известняковых обнажений. Известняк особенно важен как экономически – для производства цемента и в качестве строительного материала, так и практически; пористые известняковые формации Техасского холмирья являются водоупорным горизонтом Эдвардсского водоносного слоя, жизненно важного источника воды для миллионов людей. Почти в центре этих меловых пород находится Лланский подъем – геологический купол, сложенный докембрийскими гнейсами, сланцами и гранитами, окруженный осадочными породами палеозоя. Гранит здесь добывается для строительства, но техасцы, пожалуй, лучше знают его по проявлению в виде Зачарованной скалы. От Сан-Саба на севере до Чайлдресса и от водопада Уичита на востоке до Биг-Спринг на западе поверхность сложена поздними палеозойскими (пенсильванскими) и ранними мезозойскими (триасовыми) морскими отложениями. Эти слои становятся моложе с востока на запад, пока не перекрываются дисконформабельно терригенными отложениями Огаллалы миоценового и плиоценового возраста. Эти поздние кенозойские отложения преобладают в Техасской Панхендле. Геология западного Техаса, вероятно, самая сложная в штате, представляющая собой смесь обнаженных меловых и пенсильванских слоев, перекрытых четвертичными конгломератами. Серия разломов простирается с юго-востока на северо-запад по всему региону, от Биг-Бенда до Эль-Пасо; также имеются обширные вулканические отложения. Горы Марафон к северо-востоку от Национального парка Биг-Бенд давно представляют особый интерес для геологов; они являются сложенными и эродированными останками древнего горного хребта, образованного в той же орогенезе, что и горы Уачита и Аппалачи.

Texas contains a wide variety of geologic settings. The state's stratigraphy has been largely influenced by marine transgressive regressive cycles during the Phanerozoic, with a lesser but still significant contribution from late Cenozoic tectonic activity, as well as the remnants of a Paleozoic mountain range. North and west of the faults are the Stockton, Edwards, and Comanche plateaux; these define a crustal block that was upthrown during the Neogene. This large region of central Texas, which extends from Brewster County east to Bexar, and northeast to the Red River features extensive Cretaceous shale and limestone outcrops. The limestone in particular is important, both economically for its use in cement manufacture and as a building material, as well as practically; a porous limestone formation in the Texas Hill Country is the reservoir of the Edwards Aquifer, a vital water source to millions. Almost in the center of these Cretaceous rocks is the Llano Uplift, a geologic dome of Precambrian gneiss, schist, and granite, surrounded by Paleozoic sedimentary rocks. The granite here is quarried for construction, but it is perhaps best known to Texans through its manifestation as Enchanted Rock. From San Saba north to Childress, and from Wichita Falls in the east to Big Spring in the west, the surface consists of late Paleozoic (Pennsylvanian) to early Mesozoic (Triassic) marine sediments. These strata grow younger from east to west, until they are overlain unconformably by terrigenous Ogallala sediments of Miocene and Pliocene age. These late Cenozoic deposits dominate the Texas Panhandle. The geology of west Texas is arguably the state's most complex, with a mix of exposed Cretaceous and Pennsylvanian strata, overlain by Quaternary conglomerates. A series of faults trend southeast to northwest across the region, from Big Bend to El Paso; there are also extensive volcanic deposits. The Marathon Mountains northeast of Big Bend National Park have long been of special interest to geologists; they are the folded and eroded remains of an ancient mountain range, created in the same orogeny that formed the Ouachita and Appalachian Mountains.

Историческая геология

Прекамбрийские метаморфические и магматические породы Ллано-Уподнятия, вероятно, сформировались в ходе мезопротерозойской орогении Гренвилля, которая была частью формирования суперконтинента Родиния. Со временем горы, образовавшиеся в ходе орогении Гренвилля, были сглажены эрозией, а затем покрыты палеозойскими и мезозойскими отложениями, которые не подверглись подъёму и эрозии в их нынешнем виде до позднего кайнозоя. Ранне- и среднепалеозойские породы в Техасе обычно представлены карбонатами, отложенными в эпиконтинентальных морях. Исключениями являются значительная область кембрийского песчаника на западе Техаса и отдельные слои сланца девонского и миссисипского периодов. В последующий пенсильванский период поднялись горы Уачита, пересекающие штат; это обеспечило близкий источник осадочного материала для сланцев и песчаников, а также способствовало отложению морских известняков. Пермские породы – наиболее известные из палеозойских отложений Техаса. Они широко распространены на севере Техаса, где их характерные красные слои впечатляюще обнажены в каньоне Пало-Дюро. Эти слои также нефтеносны в западном Техасе, например, в районах Мидленда и Одессы. Эта богатая нефтью область известна как Пермский бассейн. Пермский Техас был покрыт мелководными морями на западе, а на востоке и севере в районе Панандла располагались солончаки. Выдающиеся обнажения пермских отложений находятся в и вокруг Национального парка Гуадалупе, геология которого послужила основой для определения нескольких пермских стратотипов; этот регион является одним из лучших в мире для изучения этого периода. Ранне- и среднемезозойские отложения в Техасе в целом представлены слабо. Триасовые породы ограничиваются песчаниками и сланцами в Панандле, в то время как юрская летопись практически отсутствует на поверхности. Глубоко залегающие соляные отложения и морские известняки под прибрежной равниной также относятся к юрскому периоду, когда сформировались первые мелководные моря. Отложения позднего мезозоя гораздо богаче. Меловые породы – особенно отложения нижнего мела – широко распространены на поверхности, а ещё больше залегает под прибрежной равниной. Эти слои состоят из мощных последовательностей известняка, отложенных, когда весь регион был затоплен Западным внутренним морским путем во время последнего крупного морского трансгрессии. К началу кайнозоя Западный внутренний морской путь отступил, завершив формирование современной геологии Техаса. Современная прибрежная равнина сформировалась в это время и состоит из всё более мощных осадочных отложений (возможно, до 15 км в глубину у береговой линии), отложенных в направлении юго-востока в опускающийся Мексиканский залив. Западный Техас был подвержен вулканизму в эоценовую и олигоценовую эпохи, что сформировало большую часть современной топографии этого района. По состоянию на октябрь 2017 года штат Техас (если рассматривать его как самостоятельную страну) является седьмой по величине нефтедобывающей страной в мире, с суточной добычей около эквивалента нефти. Экологические последствия практик, связанных с добычей сланцевого газа в штате, включая гидроразрыв пласта и факельное сжигание газа, вызвали споры. Штат также производит нетопливные минералы, такие как уран; значительная часть его стоимости нетопливных минералов приходится на производство цемента, щебня, промышленного песка, а также песка и гравия для строительства. В прошлом штат добывал ртуть, серебро и медь.

The Precambrian metamorphic and igneous rocks of the Llano Uplift probably formed during the Mesoproterozoic Grenville orogeny, which was part of the assembly of the supercontinent Rodinia. Over time, the mountains of the Grenville orogeny were eroded flat, and later covered by Paleozoic and Mesozoic sediments that were not uplifted and eroded in their present manner until the late Cenozoic. Early to middle Paleozoic rocks in Texas are typically carbonate deposited in epeiric seas. Exceptions include a significant area
of Cambrian sandstone in west Texas, and some shale strata from the Devonian and Mississippian periods. The Ouachita Mountains were uplifted across the state during the succeeding Pennsylvanian period; this provided a nearby source of sediment for shale and sandstone, along with more marine limestone deposition. Permian rocks are the best known of the Texas Paleozoic. They are widespread in north Texas, where their characteristic red beds are spectacularly exposed in Palo Duro Canyon. The strata are also oil rich where buried in west Texas, such as in the Midland and Odessa region. This crude oil rich area is known as the Permian Basin. Permian Texas was covered by shallow seas to the west, with evaporation flats to the east and north in the Panhandle. Outstanding exposures of Permian strata are located in and around Guadalupe Mountains National Park, the geology of which resulted in the definition of several Permian stratotypes; the region is one of the world's best for studies of the period. Early and middle Mesozoic strata are, on the whole, poorly represented in Texas. Triassic rocks are limited to sandstone and shale in the Panhandle, while the Jurassic record is almost nonexistent at the surface. Deeply buried salt deposits and marine limestones under the coastal plain also date from the Jurassic, when the first shallow seas formed. The late Mesozoic record is much richer. Cretaceous rocks—particularly those of the Lower Cretaceous—are widespread at the surface, with yet more buried under the coastal plain. The strata consist of massive limestone sequences deposited when the entire region was submerged under the Western Interior Seaway, during the last great marine transgression. The Western Interior Seaway had withdrawn by the beginning of the Cenozoic, the era that put the finishing touch on Texas's current geology. The modern coastal plain formed during this time; it
comprises increasingly thick sediments (perhaps 15 km deep at the coastline) deposited southeastward into the downwarping Gulf of Mexico. West Texas was rent by volcanism during the Eocene and Oligocene epochs, activity which formed most of the modern topography of the area. As of October 2017, the State of Texas (if treated as its own nation) is the 7th largest oil producing nation in the world, with production totaling approximately per day of oil equivalent. The environmental impacts of practices related to the state's shale gas production, including fracking and gas flaring, have generated controversy. The state also produces nonfuel minerals such as uranium; much of its nonfuel mineral value is derived from production of cement, crushed stone, industrial sand, and construction sand and gravel. In the past, the state mined mercury, silver, and copper.