Geologia Arkansas
Geologia Arkansas obejmuje głębokie 1,4 miliarda lat magmowych krystalicznych skał piwnicznych z proterozoiku , znanych tylko z otworów wiertniczych, pokrytych rozległymi skałami osadowymi i niektórymi skałami wulkanicznymi . Region ten był płytkim środowiskiem morskim, rzecznym i przybrzeżnym przez większą część wczesnego paleozoiku , gdy życie wielokomórkowe stało się powszechne. Pod koniec paleozoiku w permie w regionie doszło do formowania się węgla oraz rozległych uskoków i wypiętrzeń związanych z budową gór w orogenezie Ouachita. Rozległa erozja nowych wyżyn stworzyła mieszankę osadów kontynentalnych i morskich, a znaczna część stanu pozostawała zalana nawet przez ostatnie 66 milionów lat kenozoiku . W niedawnym plejstocenie i holocenie osady lodowcowe napływały do regionu z północy głównymi rzekami, tworząc wydmy i grzbiety osadowe. Dziś Arkansas ma aktywny przemysł naftowy i gazowy, chociaż stosuje się szczelinowanie hydrauliczne powiązane roje trzęsień ziemi mają ograniczone wydobycie. Przemysł wydobywczy w stanie produkuje również solanki, piasek, żwir i inne minerały przemysłowe.
Stratygrafia i historia geologiczna
Najstarsze skały w Arkansas to granity magmowe znalezione w głębokich studniach w Ozarks i północnej części Mississippi Embayment, datowane na 1,4 miliarda lat. Te felsyczne skały prawdopodobnie uformowały się wkrótce po rozpadzie superkontynentu Kolumbii na jego kontynenty składowe, w tym Laurentię , która dziś tworzy stabilne skały piwniczne większości Ameryki Północnej.
Prekambr , w tym eony archaiku i proterozoiku , jest słabo poznany w Arkansas, ale uważa się, że cały stan leży u podłoża głębokich, magmowych i metamorficznych krystalicznych skał piwnicznych . W regionie Ouachita geolodzy odkryli magmowe i metamorficzne prekambryjskie głazy narzutowe, a także zmetamorfizowane intruzje skał magmowych.
kambr (542-488 mln lat temu)
W czasie eksplozji kambryjskiej , gdy wielokomórkowość stała się powszechna, Arkansas było zalewane głównie przez rzeki i płytkie środowisko morskie. W regionie Ozark osadzały się wapienne, kwarcowe piaski i gliny, podczas gdy w rejonie Ouachita powstawały naprzemienne warstwy piasku, gliny, mułu i niewielkich ilości mułu wapiennego.
Ordowik-dewon (488-359 mln lat temu)
Poziomy wody mogły się pogłębić w Arkansas, gdy piasek i glina osadzały się w głębokim morskim środowisku rynnowym w regionie Ouachita, które przesunęło się w krzemionkowy szlam i glinę przez dewon . W Ozarkach dominowało płytkie środowisko przybrzeżne, gdzie cienkie warstwy węglanów zostały przerwane przez okresową erozję w ordowiku . W dewonie depozycja węglanów była kontynuowana, ale z dodatkowym osadzeniem gliny zawierającej węgiel, mułu krzemionkowego i niektórych płytkich osadów piasku morskiego.
Karbon-perm (318-299 mln lat temu)
Podczas gdy środowisko morskie nadal dominowało w Mississippian , okres charakteryzował się szybką sedymentacją klastyczną w późnym Mississippian w regionie Ouachita. Środowisko depozycji w obszarze Ozarks pozostało takie samo jak w dewonie dla Mississippian, ale region ten doświadczył szybkiej sedymentacji klastycznej na początku pensylwanii . W Ozarkach brakuje z wczesnego Pensylwanii .
Arkansas doświadczyło powszechnych uskoków w Pensylwanii, związanych z wydarzeniem związanym z budową gór w orogenezie Ouachita . W rezultacie szybko nagromadzone osady w głębokiej rynnie morskiej Ouachita uległy uskokom, pofałdowaniu, doświadczyły metamorfizmu niskiego stopnia, po którym nastąpiło wypiętrzenie i utworzenie licznych żył kwarcowych .
Płytkie środowisko bagien przybrzeżnych utworzone w regionie Doliny Arkansas, ograniczone nowo utworzonymi uskokami, co prowadzi do późniejszego tworzenia się węgla z resztek roślinnych. Region doświadczył erozji podczas permu i powszechnego wypiętrzania się wyżyn, a także ciągłego tworzenia się mlecznych żył kwarcowych.
Mezozoik (251-66 mln lat temu)
Na początku mezozoiku , w okresie triasu , wyżyny ulegały ciągłej erozji. Czerwona glina, muł, piasek, żwir i inne osady oraz małe anhydrytu powstały na lądzie.
Transgresja morska w okresie jurajskim przyniosła odnowione środowisko morskie. Czerwona glina, węglanowy piasek i muł nagromadziły się w płytkim morzu. Duże złoża anhydrytu z tego okresu wskazują na bardzo duże zasolenie wody. Te złoża anhydrytu znajdują się pod powierzchnią południowego Arkansas.
We wczesnej kredzie węglany i osady klastyczne gromadziły się w płytkich morzach wraz z gipsem i dodatkowym anhydrytem. Około 100 milionów lat, wypaczenie Mississippi Embayment rozszerzyło transgresję morską, prowadząc do gromadzenia się margla , piasku i kredy, a także szczątków wulkanicznych wyrzucanych przez aktywność wulkaniczną w regionie.
Kenozoik (66 milionów lat temu-obecnie)
W okresie paleogenu i neogenu kenozoiku (tradycyjnie znanego również jako trzeciorzęd) Arkansas doświadczyło podobnych zdarzeń geologicznych, jak w mezozoiku.
W paleocenie rafy przybrzeżne i ciemne gliny morskie utworzyły się w zalanym Zatoce Mississippi. Boksyt rozwinął się na wyspach, powstałych z odsłoniętej kredowej skały magmowej. W eocenie część boksytu została przetransportowana, a powrót do warunków bagiennych sprzyjał powstawaniu niskowartościowego węgla brunatnego . W całym pliocenie i oligocenie obszar ten podlegał powszechnej erozji.
Znaczna część gleby i osadów w pobliżu powierzchni Arkansas powstała w ciągu ostatnich 2,5 miliona lat czwartorzędu . W plejstocenie strefy alpejskiego śniegu, podobne do małych lodowców, utworzyły się w górach Ouachita i Boston Mountains . Okresowe rozległe wylewy lodowcowe z rzek Ohio i Mississippi wytworzyły Crowley's Ridge oraz Wschodnie i Zachodnie Niziny. Muł i piasek tworzyły lessy i wydmy. W ciągu ostatnich 11 tys Holocen , Arkansas doświadczył dodatkowego osadzania się aluwium z powodu powodzi w rzece Mississippi. Wały piaskowe powstały w wyniku znacznej aktywności sejsmicznej w północno-wschodnim Arkansas w pobliżu strefy sejsmicznej Nowego Madrytu .
Geologia zasobów naturalnych
boksytu i cynku odgrywało w przeszłości rolę w gospodarce Arkansas, podobnie jak ropa naftowa i gaz ziemny, które są coraz częściej wydobywane z niekonwencjonalnych zasobów, takich jak Fayetteville Shale .
Minerały i metale
Antymon był wydobywany ze stibnitu , który znajdował się w żyłach kwarcowych w hrabstwie Sevier w Arkansas w latach 1873-1947, osiągając szczyt podczas I wojny światowej i polegając na kombinacji płytkich okopów i tuneli. W górach Ouachita złoża manganu zawierają także aż 1,2 proc. kobaltu, miedzi, niklu i litu.
Arkansas ma 19 minerałów zawierających miedź, w tym chalkopiryt , malachit i rodzimą miedź, często znajdujących się w Ozarks i Ouachitas. Żadne nie tworzą opłacalnych ekonomicznie złóż. W Ozarkach sfaleryt często znajduje się w pobliżu uskoków paleozoicznego wapienia i dolomitu.
Oprócz miedzi istnieje wiele minerałów żelaza, ale niewiele z nich ma ekonomiczne złoża. W XIX wieku działały dwa małe piece do surówki, aw latach 60. mała kopalnia odkrywkowa w pobliżu Rosston w Arkansas, wydobywająca zaledwie kilkaset ton. Największa całkowita produkcja wyniosła 120 000 ton wyprodukowanych przez Wilcox Group , gdzie wietrzenie złoża syderytu spowodowało powstanie konkrecji limonitu . W 2006 roku minerały przemysłowe wyceniono na 913 milionów dolarów przy produkcji bromu, cementu portlandzkiego, tłucznia kamiennego, wapna oraz piasku i żwiru dla budownictwa.
Boksyt
W Arkansas wodorotlenki glinu w boksycie tworzą małe oolity i pisolity wielkości grochu i wychodnie lub znajdują się bardzo blisko powierzchni pod cienkimi osadami. Zasób został po raz pierwszy wydobyty w 1898 roku, 11 lat po tym, jak stanowy geolog John Branner zidentyfikował go w próbce z hrabstwa Pulaski w stanie Arkansas . Oprócz złoża w hrabstwie Pulaski, na południe i wschód od Little Rock, istnieje drugie złoże w hrabstwie Saline w stanie Arkansas, niedaleko Benton. W okresie kredy i wczesnego kenozoiku wyspy sjenitu w zalanym Mississippi Embayment doświadczył tropikalnych warunków monsunowych i zwietrzał do laterytu , usuwając wiele pierwiastków i pozostawiając osad wzbogacony w aluminium. Początkowo boksyt Arkansas zaspokajał 90% zapotrzebowania na aluminium w USA. Górnictwo podziemne przed i podczas II wojny światowej ustąpiło miejsca górnictwu odkrywkowemu w latach 60. Podczas wojny w 1943 r. Wydobyto do sześciu milionów ton. Kopalnie boksytu w Arkansas były często pomijane na rzecz rezerw boksytu wyższej jakości na Karaibach, a wydobycie zakończono w 1982 r. Stan ma niewielkie ilości galu związane ze złożami boksytu.
Ropa naftowa i gaz ziemny
W latach 1920-2003 w Arkansas wydobyto 1,8 miliarda baryłek ropy. Dziesięć hrabstw, rozsianych po południowej części stanu, produkuje ropę naftową. Należą do nich Ashley, Bradley, Calhoun, Columbia, Hempstead, Lafayette, Miller, Nevada, Ouachita i Union, chociaż hrabstwa Union, Lafayette, Columbia i Ouachita historycznie odpowiadały za 85% całkowitej produkcji.
El Dorado w Arkansas było miejscem wczesnych poszukiwań. Pięćdziesiąt lat przed odkryciem ropy naftowej firma Union Coal Company Williama Browna zbudowała w 1860 r. rafinerię ropy naftowej w celu destylacji ropy z węgla brunatnego . Odwierty poszukiwawcze wiercono w latach osiemdziesiątych XIX wieku, a inne firmy w hrabstwie Camden próbowały rafinować ropę z węgla brunatnego przez całe lata sześćdziesiąte XIX wieku.
Eksploracja ropy naftowej rozpoczęła się na dobre w 1916 roku od nieudanego odwiertu na wschód od El Dorado, w hrabstwie Union (znanym wówczas jako hrabstwo Urbana). Tydzień po tym, jak Samuel S. Hunter znalazł skromne ilości ropy w odwiercie Hunter nr 1 w pobliżu Stephens w stanie Arkansas , firma Constantin Oil and Refining Company znalazła duże ilości ropy i gazu ziemnego. Wkrótce potem, w 1921 r., z rzeki El Dorado wytrysnęło do 10 000 baryłek na odległość jednej mili. Produkcja ropy dramatycznie wzrosła w latach dwudziestych XX wieku, co skłoniło linie kolejowe do uruchomienia do 22 pociągów dziennie między El Dorado, Shreveport i Little Rock .
W szczytowym okresie boomu w 1925 r. 3483 odwierty wydobyły do 73 milionów baryłek ropy. Ogromne zapasy przytłoczyły lokalne linie kolejowe, a większość ropy była przechowywana w odkrywkach, gdzie przedostawała się do wód gruntowych lub stawała się bezużyteczna w wyniku zanieczyszczenia wody deszczowej. Komisja Ochrony Arkansas wszczęła procesy sądowe związane z wyciekami w latach dwudziestych XX wieku, a stan powołał Komisję Ropy i Gazu Arkansas w 1939 r., Która miała na celu regulację przemysłu i ograniczenie odpadów ropy i gazu, a także wycieków solanki zawierającej brom. wydobyty ze studni.
Produkcja ropy gwałtownie spadła z 58 milionów baryłek w 1926 r. Do 12 milionów w 1932 r. Jednak przemysł rozwijał się podczas II wojny światowej do wczesnych lat 60. XX wieku, produkując 30 milionów baryłek rocznie. Baseny Shuler i Magnolia w hrabstwie Union, odkryte w 1937 roku, wyprodukowały 110 milionów baryłek w całym okresie ich eksploatacji. W 1971 roku odkryto tylko jedno nowe złoże ropy, a na początku XXI wieku produkcja oscylowała nieco powyżej siedmiu milionów baryłek. Wraz ze zmianami w kierunku niekonwencjonalnych zasobów w 2000 roku, szczelinowanie hydrauliczne rozpoczęło się na Fayetteville Shale . Jednak rój trzęsień ziemi związanych z szczelinowaniem Guy-Greenbrier w sierpniu 2010 roku spowodowała wolniejsze podejście do rozwoju.
