Geologia obszaru Bryce Canyon

Green valley with pink cliffs on sides.
Paria View wychodzi na przerywany strumień płynący w kierunku rzeki Paria , około 8 mil (13 km) na wschód. Około 2 mil (3 km) dalej znajduje się uskok Paunsaugunt; normalny uskok, wzdłuż którego dolina rzeki Paria opada z jednej strony, a płaskowyż Paunsaugunt wznosi się z drugiej. Różowe klify, wnęki i amfiteatry wzdłuż erozji wschodniej ściany płaskowyżu odsłaniają około 50-milionową formację Claron.

Odsłonięta geologia obszaru Bryce Canyon w Utah pokazuje zapis depozycji, który obejmuje ostatnią część okresu kredowego i pierwszą połowę ery kenozoicznej w tej części Ameryki Północnej . Starożytne środowisko depozycji regionu wokół obecnego Parku Narodowego Bryce Canyon różniło się od ciepłego płytkiego morza (zwanego Cretaceous Seaway ), w którym osadzały się piaskowiec Dakota i łupki tropikalne, po chłodne strumienie i jeziora , które przyczyniły się do powstania kolorowej formacji Claron, która dominuje w amfiteatrach parku.

Powstały również inne formacje, ale w większości uległy erozji w wyniku wypiętrzenia z orogenezy Laramide , która rozpoczęła się około 70 milionów lat temu ( mya ). To wydarzenie podniosło Góry Skaliste daleko na wschód i spowodowało cofnięcie się morza, które pokryło obszar Bryce Canyon. Po zakończeniu budowy gór Laramide, około 15 milionów lat temu, duża część zachodniej Ameryki Północnej zaczęła być rozciągana na pobliską Basenu i Pasma . Większy obszar Bryce został podniesiony jako część Wysokich Płaskowyży przez te same siły. Podniesienie Płaskowyże Kolorado i otwarcie Zatoki Kalifornijskiej o 5 milionów lat temu zmieniły drenaż rzeki Kolorado i jej dopływów, w tym rzeki Paria , która eroduje w kierunku czołowym między dwoma płaskowyżami sąsiadującymi z parkiem. Wypiętrzenie spowodowało powstanie pionowych połączeń, które później preferencyjnie uległy erozji, tworząc wolnostojące szczyty zwane hoodoos , badlands i monolity, które widzimy dzisiaj.

Formacje odsłonięte na terenie parku są częścią Wielkich Schodów . Najstarsze elementy tej supersekwencji jednostek skalnych są odsłonięte w Wielkim Kanionie , pośrednie w Parku Narodowym Zion , a jej najmłodsze części są odsłonięte w rejonie Bryce Canyon. W każdym parku i wokół niego występuje niewielkie nakładanie się.

Wielkie Schody

Główny artykuł: Wielkie schody
Dalsze informacje: Geologia obszaru kanionów Zion i Kolob oraz Geologia obszaru Wielkiego Kanionu
Cross section diagram of rock layers
Wielki Kanion (A), Czekoladowe Klify (B), Cynobrowe Klify (C), Białe Klify (D), Kanion Zion (E), Szare Klify (F), Różowe Klify (G), Bryce Canyon (H)

Skały odsłonięte w Bryce Canyon są około 100 milionów lat młodsze niż te w pobliskim Parku Narodowym Zion , a skały odsłonięte w Syjonie są młodsze niż te w Wielkim Kanionie na południu.

Istnieją jednak wspólne jednostki skalne między wszystkimi trzema, tworzące supersekwencję formacji , które geolodzy nazywają Wielkimi Schodami. Razem formacje Wielkich Schodów rejestrują prawie 2000 milionów lat Ziemi . Formacje Bryce Canyon to najmłodsze znane jednostki w Grand Staircase. Młodsze jednostki skalne, jeśli kiedykolwiek istniały, zostały usunięte przez erozję .

Kredowy tor wodny

Osiągnięcie

W kredzie płytkie tory wodne rozciągały się do wnętrza Ameryki Północnej od Zatoki Meksykańskiej na południu do Utah , a później do Oceanu Arktycznego na dalekiej północy. Geolodzy nazywają to płytkie morze Cretaceous Seaway lub Western Interior Seaway. Tor wodny podzielił Amerykę Północną na dwie połowy: wschodnią część zdominowaną przez starożytne już Appalachy i zachodnią część złożoną głównie z wciąż rosnących Gór Sevier; utworzone z płytkich uskoków ciągu spowodowane przez orogenezę Sevier . Gdy linia brzegowa przesuwała się tam iz powrotem, obszar Bryce zmieniał się z części lądu Sevier na obszar kredowego toru wodnego. W rezultacie naprzemienne warstwy osadów innych niż morskie, międzypływowe i morskie leżą jedna na drugiej.

Konglomerat , mułowiec i piaskowiec bogaty w skamieniałości , które razem mają grubość do 300 stóp (90 m), oznaczają nadejście kredowego toru wodnego. Nazywany piaskowcem Dakota , jest najstarszą formacją odsłoniętą w rejonie Bryce Canyon, ale najmłodszą odsłoniętą w rejonie kanionów Zion i Kolob na południowym zachodzie. Obfite ilości skamieniałego drewna , ławice ostryg zawierające miliony skamielin i węgiel wszystkie znajdują się w Dakocie. W rejonie Bryce Canyon formację tę można zobaczyć w dolinie Paria, gdzie znajduje się ją jako zlitowany piasek kocowy , który prawdopodobnie gromadził się na plażach , w lagunach i rozległych bagnach produkujących węgiel , gdy Cretaceous Seaway przekraczał (posuwał się w głąb lądu) nad region, a później wycofał się. Znajduje się niezgodnie z dużo starszymi jurajskimi , które nie są odsłonięte w najbliższej okolicy (patrz geologia obszaru kanionów Syjonu i Kolob, aby zapoznać się z omówieniem tych starszych osadów).

Błoto i muł osadzały się na szczycie formacji Dakota, gdy tor wodny stał się głębszy i spokojniejszy w okolicy. Powstały ciemnoszary do czarnego Tropic Shale rejestruje maksymalne przekroczenie toru wodnego do Utah i ma grubość 1000 stóp (300 m) w Paria Amphitheatre. Tworzy niezarośnięte pustkowia widoczne w Dolinie Tropic i jest prawdopodobnie najbardziej bogatą w skamieniałości formacją na tym obszarze; amonity o prostych i zwiniętych skorupach .

Wycofać się

Cretaceous Seaway cofał się już na wschód i na południe, zanim osadziła się lokalna formacja Straight Cliffs o grubości 1700 stóp (500 m). Jego członkowie reprezentują różne etapy tego procesu. Piaskowiec tworzący klify członka kanionu Tibbet został odpowiednio osadzony na szczycie łupków tropikalnych w płytkich środowiskach morskich, a później w pobliżu brzegu. Łupki i piaskowce z Smoky Hollow Member zostały osadzone na wierzchu jego podstawowej warstwy bogatego w węgiel mułowca na przybrzeżnych bagnach i lagunach na brzegu toru wodnego. Podczas gdy naprzemienne warstwy łupków i piaskowca zmieszane z ogromnymi pokładami węgla członka John Henry leżały na bagnach, lagunach i rzekach środowiskach, jeden członek, Drip Tank, nie występuje w rejonie Bryce Canyon. Formacja ta ulega erozji, tworząc prawie niemożliwe do zdobycia klify i skarpy z białawych do żółtoszarych piaskowców ze stosunkowo cienkimi warstwami łupków i mułowców. Zęby rekina znajdują się w dolnych partiach formacji.

Jeziora i rzeki płynące na wschód stały się dominującym miejscem spoczynku osadów po wycofaniu się szlaku kredowego. Łupki i piaskowce z lokalnie formacji Wahweap o grubości 700 stóp (200 m) osadzały się w poruszającej się wodzie (otoczenie rzeczne). Formacja ta jest częścią wspomnianych wcześniej Szarych Klifów Wielkich Schodów. Zawiera liczne skamieniałości kręgowców , w tym dinozaurów , takich jak hadrozaury .

Depozycja kontynentalna

Równiny zalewowe podnoszą się i niszczą

Tall pink-colored rock formations
Hoodoos w formacji Claron, Bryce Canyon

W okolicy rozwinęła się równina zalewowa poprzecinana rzekami i jeziorami. Nagromadzone w tym otoczeniu mułki i piaski przekształciły się w szare piaskowce i mułowce formacji Kaiparowits . Ta formacja ma grubość do 100 stóp (30 m) w rejonie Bryce Canyon, ale inne części Kaiparowits w regionie mają grubość kilkuset stóp (dziesiątek metrów). Dwie formacje, Canaan Peak i Pine Hollow, znajdują się na szczycie Kaiparowits w innych częściach regionu, ale nie występują w rejonie Bryce Canyon. Piaskowce i zlepieńce tych formacji rejestrują depozycję potokową i rzeczną rozpoczynającą się w paleocenie epoka.

Wypiętrzenie spowodowane epizodem budowy gór zwanym orogenezą laramidową trwało od późnej kredy około 70 milionów lat temu do wczesnego paleocenu. To podniosło niegdyś niższe wyżyny w niebo, podczas gdy nisko położone baseny między nimi stopniowo opadły. Kompresja spowodowana zdarzeniem Laramide zdeformowała teren na tym obszarze, tworząc antyklinę Bryce Canyon o nachyleniu do 5 °. Wszystkie formacje Canaan Peak, Pine Hollow, Kaiparowits i Waheap, wraz z częścią leżących poniżej prostych klifów, zostały usunięte z grzbietu antykliny w wyniku erozji przed osadzeniem się formacji Claron. Niezgodność kątowa dlatego istnieje wzdłuż grzbietu antykliny. Park znajduje się również na zachodnim, łagodnie opadającym zboczu znacznie większego wypiętrzenia Kaibab, które również powstało w wyniku Laramide.

Równina zalewowa Claron i system jezior

Wypiętrzenie z Laramide zatrzymało się na krótko w eocenie . Meandrujące strumienie płynęły powoli przez rozległe i prawie pozbawione cech charakterystycznych równiny. Okresowe, ale rozległe powodzie zalewały duże obszary być może raz na 1000 lat; rozrzucając błoto, bruk i drobny muł na równinach. Erozja nacięła te osady między powodziami, a wzrost roślin był obfity. Utlenianie żelaza w błocie i mule zamieniło glebę w hematyt , nadając mu różowo-czerwony odcień. Osady te zostały później zlitowane do grubości do 700 stóp (200 m) Pink Member lokalnej formacji Claron w eocenie (wcześniej nazywanej formacją Wasatch). Skanalizowane konglomeraty tego członka można łatwo zobaczyć w Czerwonym Kanionie wzdłuż drogi stanowej 12, podczas gdy jego muł i mułowce tworzą większość delikatnych i kolorowych iglic parku zwanych kapturami . Geolog Clarence Dutton nazwał bogatego w tlenek żelaza dolnego członka serii Claron the Pink Cliffs ze względu na jego kolorowy wygląd.

Brown map with a large lake on it
System jeziora Claron

Duży system płytkich, ale rozległych jezior i związanych z nimi delt pokrywał kilka tysięcy mil kwadratowych terenów dzisiejszego północno-zachodniego Kolorado oraz południowo-zachodnich Utah i Wyoming . Jeziora te istniały od paleocenu do środkowego oligocenu , ale nie rozprzestrzeniły się na obszar Bryce Canyon aż do eocenu. W ciągu 20 milionów lat jego istnienia od około 60 do 40 milionów lat temu w systemie tym osadziły się duże ilości osadów dna jeziora. Zmiana klimatu a cykle powodowały, że jeziora w systemie rozszerzały się i kurczyły w czasie. Robiąc to, pozostawili łóżka o różnej grubości i składzie ułożone jedno na drugim;

  • różne złoża piasku i bruku w pobliżu brzegu,
  • wapń dalej od brzegu,
  • bogate w wapń błoto w głębszych wodach i
  • czyste szlamy wapienne osadzały się w najgłębszych wodach.

Wapienne wycieki i błoto zostały później litowane w wapień i wstawiony mułowiec białego członka Claron o grubości do 300 stóp (90 m). Ten członek ulega erozji w białe monolity , które można znaleźć tylko na najwyższych wysokościach płaskowyżu Paunsaugunt . Skamieniałości są rzadkie w Białym Członku i składają się głównie ze ślimaków słodkowodnych i małży , co wskazuje, że w jeziorach występowało niewiele organizmów żywych. Większość łuków i naturalnych mostów w parku, w tym słynny Most Naturalny , została wyrzeźbiona z pokładów piaskowca w Claron.

Wulkany Marysvale

Luka w zapisie geologicznym po osadzeniu się formacji Claron została przerwana 34 do 31 milionów lat temu przez erupcje z pobliskiego pola wulkanicznego Marysvale , które znajduje się na północny zachód od parku. Popiół wulkaniczny i lawa z tych przepływów znajdują się mniej niż 20 mil (30 km) od Bryce Canyon, ale przynajmniej część materiału wulkanicznego została prawdopodobnie zdeponowana bezpośrednio na terenie parku, a później została usunięta przez erozję.

Większość aktywności na polu wulkanicznym Marysvale miała miejsce podczas trzech oddzielnych okresów; ~ 34–22 milionów lat temu, 22–14 milionów lat temu i 9–5 milionów lat temu. Dacyty i andezyty wybuchły nad ewoluującym batolitem w pierwszym interwale. Bogaty w kryształy popiół z 27-milionowej (myo) kaldery Three Creeks, 24 myo kaldery Big John i 23 myo kaldery Monroe Peak stwardniał w tuf . W drugim i trzecim interwale nastąpiły erupcje dużych ilości ryolitów . Bogaty w alkalia ryolit wybuchł w drugim interwale z kaldery Mount Belknap 19 lat temu.

Pole wulkaniczne Marysvale zapadło się pod własnym ciężarem około 20 milionów lat temu; prawdopodobnie z powodu słabości ewaporatów formacji Carmel około 5000 stóp (2000 m) poniżej. Fałdowanie i uskoki formacji Claron po upadku stworzyły ciąg Ruby's Inn. Utworzono również lekką osnowę biegnącą ze wschodu na zachód i prostopadłą do ruchu ciągu, zwaną synkliną Bryce'a. Aktywność wulkaniczna w rejonie Marysvale i Bryce ustała około 500 000 lat temu. Bazaltowy skały z tego samego wieku można zobaczyć wzdłuż uskoku Sevier w pobliżu wejścia do Czerwonego Kanionu; ciemne skały wulkaniczne zostały przesunięte przez uskok o około 900 stóp (300 m) i są teraz w bezpośrednim kontakcie ze znacznie starszą formacją Claron.

Tektonika późnego kenozoiku

Powstanie Wyżyn Wysokich

Raised map
Mapa płaskowyżu Kolorado

Młodsze jednostki skalne zostały położone, ale w większości zostały usunięte w wyniku późniejszej erozji przyspieszonej przez wypiętrzenie. Wychodnie tych formacji występują w północnej części parku oraz w kilku miejscach na krawędzi płaskowyżu. oligocen lub miocen konglomerat Boat Mesa o grubości od 50 do 100 stóp (20 do 30 m) oraz od pliocenu do wczesnego plejstocenu starzona formacja rzeki Sevier. Boat Mesa zbudowana jest głównie z konglomeratów z niewielkimi ilościami piaskowca i trochę wapienia z jezior, reprezentujących strumieniowe i nadbrzeżne osady powodziowe. Brązowo-szary piaskowiec i żwir formacji rzeki Sevier zostały położone w dolinach, które były częścią rzeki Sevier przodków .

Około 15 milionów lat temu w miocenie siły napięcia w Nevadzie na zachodzie były tak duże, że skorupa była cienka, tworząc prowincję Basin and Range . Te same siły podzieliły to, co jest obecnie zachodnią częścią Płaskowyżu Kolorado , na dziewięć różnych mniejszych płaskowyżów, w tym Paunsaugunt , na którym znajduje się park. Długie normalne uskoki o kierunku północ-południe zostały albo nowo utworzone, albo reaktywowane ze starszych, wcześniej istniejących usterek; płaskowyż wznosił się po jednej stronie każdego uskoku, podczas gdy doliny opadały po drugiej, gdy skorupa rozciągała się w kierunku wschód-zachód. Dwa z tych uskoków ograniczały płaskowyż Paunsaugunt; Sevier na zachodzie i Paunsaugunt na wschodzie. Ruch wzdłuż tych dwóch uskoków spowodował przesunięcie formacji Claron o 2000 stóp (600 m) w stosunku do dolin Paria i Sevier.

Hurricane Fault wyznacza zachodnią krawędź płaskowyżu Markagunt i jest topograficzną granicą między prowincjami Basin and Range i Colorado Plateau. Pomnik narodowy Cedar Breaks , który ma prawie taką samą odsłoniętą geologię i cechy erozyjne jak Park Narodowy Bryce Canyon, znajduje się na zachodnim skraju Markagunt.

Następnie cały płaskowyż Kolorado zaczął się podnosić z poziomu bliskiego morza do kilku tysięcy stóp (ponad kilometr) wysokości. Alternatywna teoria głosi, że orogeneza Laramide podniosła to, co jest dzisiejszym Basenem i Pasmem oraz Płaskowyżem Kolorado, oraz że siły napięcia, które utworzyły Basen i Pasmo, spowodowały opadnięcie tego regionu w stosunku do Płaskowyżu Kolorado. Niezależnie od kolejności wydarzeń, region High Plateau na płaskowyżu Kolorado był już prawie ukończony.

Współczesny drenaż i erozja

Zobacz także: Geologia obszaru Wielkiego Kanionu i Geologia obszaru Canyonlands

Odwodnienie Płaskowyżu Kolorado zostało znacznie zmienione przez otwarcie Zatoki Kalifornijskiej . Rifting oderwał Półwysep Kalifornijski na północny zachód od kontynentu meksykańskiego , zaczynając od około 10 do 5 milionów lat temu. Pierwotna rzeka Kolorado zareagowała na regionalny spadek, skracając drogę do morza, wpływając do nowej zatoki. To znacznie zmniejszyło odległość od górnego biegu rzeki i jej delty nad morzem. W rezultacie woda w Kolorado i jej dopływach poruszała się szybciej i wcinała się głębiej, tworząc topografię kanionu.

Wielkiego Kanionu rzeki Kolorado o 1,2 miliona lat dalej spowodowało, że jej dopływy ścięły się jeszcze głębiej. Erozja czołowa jednego z tych dopływów, rzeki Paria , erozji w kierunku północno-północno-zachodnim, w kierunku dzisiejszego amfiteatru Paria. Rzeka obrała trasę mniej więcej równoległą do uskoku Paunsaugunt i na wschód od niego. Erozja spowodowana śniegiem i deszczem, które spadają bezpośrednio na wschodnią krawędź płaskowyżu Paunsaugunt, tworzy wąwozy, które rozszerzają się w nisze i amfiteatry, podczas gdy zróżnicowana erozja i klinowanie mrozu tworzą kaptury . Potoki na płaskowyżu nie przyczyniają się do powstawania wnęk czy amfiteatrów, ponieważ odpływają od krawędzi. Erozja trwa w ten sposób do dziś.

Formacja Hoodoo w Bryce Canyon

Sequence showing progressively eroded rocks

Różowy członek formacji Claron składa się głównie z łatwo ulegającego erozji i stosunkowo miękkiego wapienia. Kiedy deszcz łączy się z dwutlenkiem węgla, tworzy słaby roztwór kwasu węglowego . Kwas ten pomaga powoli rozpuszczać wapień w formacji Claron ziarno po ziarnku. To właśnie ten proces chemicznego wietrzenia zaokrągla krawędzie kapturów i nadaje im nierówny i wypukły profil.

Zimą topniejący śnieg wsiąka w szczeliny i spoiny, aw nocy zamarza. Siła rozszerzającego się lodu pomaga erodować skałę formacji Claron. Każdego roku w Bryce Canyon występuje ponad 200 takich cykli zamrażania i rozmrażania. Klinowanie Frost wykorzystuje i poszerza prawie pionowe płaszczyzny połączeń, które dzielą Różowego Członka Formacji Claron.

Wewnętrzne warstwy mułowca, zlepieńca i mułowca przerywają poziomo wapień. Warstwy te są bardziej odporne na atak kwasu węglowego i dlatego mogą pełnić rolę ochronnych zwieńczeń płetw, okien i kapturów. Wiele trwalszych kapturów jest pokrytych rodzajem magnez , zwanego dolomitem . Dolomit rozpuszcza się znacznie wolniej, dzięki czemu chroni słabszy wapień pod spodem.

Jednak te same procesy, które tworzą hoodoo, w końcu również je zniszczą. W przypadku Bryce Canyon tempo erozji hoodoo wynosi 2–4 stopy (0,6–1,3 m) na 100 lat. Ponieważ kanion nadal ulega erozji na zachodzie, ostatecznie przejmie (za około 3 miliony lat) dział wodny wschodniego rozwidlenia rzeki Sevier . Gdy ta rzeka przepłynie przez Bryce Amphitheatre, zdominuje wzór erozji; zastąpienie kapturów kanionem w kształcie litery V i stromymi ścianami klifów, typowymi dla wietrzenia i erozji tworzonych przez rzeki. Zapowiedź tego można zaobserwować w Water Canyon podczas wędrówki szlakiem Mossy Cave Trail. Kanał objazdowy prowadzi przez tę część parku część wschodniego rozwidlenia rzeki Sevier od ponad 100 lat.

Notatki

Dalsza lektura

  • DeCourten, Frank (1994). Cienie czasu; Geologia Parku Narodowego Bryce Canyon . Stowarzyszenie Historii Naturalnej Bryce Canyon.
  •   Kępki, Lotaryngia Salem (1998). Sekrety w parkach narodowych Wielkiego Kanionu, Zion i Bryce Canyon (wydanie trzecie). North Palm Beach, Floryda: Narodowe kolekcje fotograficzne. ISBN 0-9620255-3-4 .
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geology_of_the_Bryce_Canyon_area&oldid=1093124647 ”