Geologie Arizony - Geology of Arizona

The geologie Arizona se začaly tvořit v Precambrian. Vyvřelá a metamorfovaná krystalická skála byla možná mnohem starší, ale byla přepsána během orogenací Yavapai a Mazatzal v Proterozoikum. The Grenville orogeny na východ způsobil, že se Arizona naplnila sedimenty a prolévala se do mělkého moře. Vápenec vytvořený v moři byl proměněn mafic narušení. The Velká neshoda je slavná mezera ve stratigrafickém záznamu, protože Arizona zažila 900 milionů let pozemských podmínek, s výjimkou izolovaných pánví. Tato oblast během roku oscilovala mezi suchozemskými a mělkými oceánskými podmínkami Paleozoikum jak se mnohobuněčný život stal běžným a tři hlavní orogenie na východ vylučovaly sedimenty, než se Severní Amerika stala součástí superkontinent Pangea. Rozchod Pangea byl doprovázen subdukcí Farallon talíř, který řídil vulkanismus během Nevadská vrásnění a Silnější vrásnění v Druhohor, který pokrýval velkou část Arizony sopečnými troskami a sedimenty. The Vzplanutí středního terciárního ignimbritu vytvořila v pohoří menší pohoří s rozsáhlým popelem a lávou Kenozoikum, následované potopením Farallonské desky v plášti během posledních 14 milionů let, které vytvořilo Povodí a provincie Range. Arizona má rozsáhlou mineralizaci v žilách kvůli hydrotermálním tekutinám a je mimo jiné pozoruhodná porfyrem mědi a zlata, olovem, zinkem, vzácnými minerály vytvořenými z obohacování mědi a odpařováním.^[1][2]

Stratigrafie, tektonika a geologická historie

Precambrian: Před 541 miliony let

Nejstarší skály v Arizoně pravděpodobně pocházejí z pozdních dob Archean nebo brzy Proterozoikum, ačkoli důkazy o dřívější geologii byly přepsány během Yavapai orogeny a Mazatzalská vrásnění —Významné události v oblasti budování hor před 1,8 až 1,6 miliardami let. Během tohoto období v prvohorách Yavapai, Pinal a Vishnu břidlice horniny vytvořené v důsledku intenzivní metamorfózy a byly narušeny žuly. Tyto starodávné deformované skály se nacházejí na úpatí Grand Canyonu, v kaňonu Salt River Canyon a v pohořích po celém státě.

Nejstaršími horninami v Arizoně jsou celkově metamorfované vulkanické horniny čedič a ryolit a související sedimentární horniny, které nyní tvoří dno Grand Canyonu a vznikly před 1,8 miliardami let. Okres Verde v Jerome, v Yavapai County také zachovává skály z tohoto období. Tam, starodávná ponorka hydrotermální průduchy vysrážené sulfidy přímo na starodávném mořském dně a vytvářely tak mohutná ložiska sulfidů mědi a zinku.

The Mazatzalská vrásnění došlo před 1,7 až 1,61 miliardami let. Během této události byly vyvřeliny, které byly více obohaceny křemen než předchozí horniny tvořily Pohoří Mazatzal a oblast Nové řeky. The Pinal Schist během tohoto období se také vytvořila a byla narušena žula a granodiorit. Nejstarší proterozoické metamorfované a vyvřeliny byly narušeny žulami a pegmatit před 1,45 až 1,4 miliardami let. Granit Oracle, poblíž Tucsonu, Ruin Granite, poblíž oblasti Ray-Superior, a Zoroaster Granite ve spodní části Grand Canyonu, všechny obsahují jeden až dva palce dlouhý, růžový ortoklasu krystaly. Orogeny vygenerovala Texaská zóna, oblast zlomenin, trhlin a zlomů ve skále, směřující na severozápad od Texasu po Kalifornii. V Arizoně tyto žíly běžně hostí exotické minerály včetně berylium a tantal a prvky jako lithium, vizmut, uran a wolfram. Tyto minerály byly nahrazeny horkými hydrotermálními tekutinami pohybujícími se ve slabých zónách ve skále.

Hlavní Grenville orogeny na východě proto-severoamerického kontinentu zasáhla oblasti až na západ jako Arizona a před 1,2 až 1 miliardou let vytvářela velké rozporné pánve. Rift pánve byly strukturálně spojeny s tvorbou měděných usazenin a keweenawanských čedičových vad v Michiganu a regionálně byly pánve vyplněny silnými vrstvami sedimentu v Arizoně. The Skupina Apache blízko dna Grand Canyonu, zahrnuje říční břidlice a pískovec, stejně jako vápenec z mělkého moře, vystavené v kaňonu řeky Salt River. Vápenec obsahuje stromatolit zbytky, hromady modrozelených řas. Skupina Apache byla napadena čedičem a diabase před 1,05 až 1,14 miliardami let. Mescalský vápenec se proměnil, formoval azbest a přehřáté diabázové magma vápenec „upečlo“ mramor. Vápenec, břidlice, stará 1,07 miliardy let křemenec, pískovec a čedič z Skupina Unkar se také nachází v Grand Canyonu.

The Mezoproterozoikum formace v Grand Canyonu překrývá 850 milionů let starý, Neoproterozoikum Chuar Group a Sixtymile Formation sedimentární horniny. The Velká neshoda je slavná mezera ve stratigrafickém záznamu Velkého kaňonu 900 milionů let mezi proterozoickými granitickými horninami a Kambrijský mořské sedimenty. Po zbývajících 350 milionů let proterozoika došlo v Arizoně k rozsáhlé erozi, v níž bylo několik povodí uloženo jen několik oblastí usazování sedimentů.

Paleozoikum (před 541–251 miliony let)

Skrze Paleozoikum jak se mnohobuněčný život stal běžným, vytvořila Arizona pasivní západní okraj Severní Ameriky. Přestože byl region tektonicky klidný a neměl vulkanickou aktivitu ani magické vniknutí, byla ovlivněna řadou velkých orogenií na východ. The Takonická vrásnění před 490 až 445 miliony let Acadian orogeny před 410 až 380 miliony let a Alleghanská vrásnění před 325 až 220 miliony let tlačil nahoru tyčící se pohoří. Rozsáhlá eroze těchto hor vrhá sedimenty na západ do mělkého moře v Arizoně. Vápenec vytvořený v mělkém moři obsahuje mnoho jeskyní státu, důležitá ložiska rudy a vysoce kvalitní vzorky minerálů, jako jsou wulfenit. Fosílie bezobratlých jsou v mořských ložiskách z tohoto období běžné.

V Střední kambrie Před 520 až 488 miliony let se pobřeží přesunulo na východ a uložilo pískové kameny související s plážemi. Ty jsou zase pokryty pískovcem, prachovcem a břidlicí uloženou v podmínkách na pobřeží, které byly před více než 515 až 488 miliony let pokryty vápencem, který byl vysledován červími vrty a tenkými záhony konglomerát. Trilobit a brachiopod fosilie se objevují ve stratigrafickém záznamu.

V důsledku pozvednutí během takonské vrásnění ustoupilo moře a Arizona se v průběhu Ordovik a Silurian opouštět několik skal z těchto časových období Během Devonský „Arizona střídala mořské a kontinentální podmínky, protože v oblasti Nevady se objevila subdukční zóna a sopečný ostrovní oblouk. The Martinská formace v jižní Arizoně obsahuje vápence, pískovce, břidlice a rohovník uložené v Pozdní devon a naložené rybami a fosiliemi bezobratlých. Klid mezi orogeniemi v Mississippian období Karbon vyústil v major námořní přestupek a tvorba silného vápence. The Vápenec Redwall v Grand Canyonu a Vápenec Esabrosa v jižní Arizoně, oba se datují do tohoto období a obsahují korály, brachiopod a krinoid fosilie. Následná eroze vytvořila velké jeskyně ve vápenci, včetně Kartchnerova jeskyně v Cochise County a Grand Canyon's Veseyův ráj.

Během Pennsylvanian a Permu, finální montáž Apalačské pohoří k nadmořské výšce Himaláje došlo k alleghanské vrásnění a vzniku superkontinent Pangea. Zalednění jižní polokoule zvýšilo a snížilo hladinu moře v Arizoně a vytvořilo topografii římsy a svahu běžnou v Grand Canyonu, Sedoně a Monument Valley se střídáním vrstev prachovce, vápence, pískovce dolomit a břidlice. The Kaibabský vápenec je slavná formace z této doby, pokrývající velkou část severní Arizony. ^[3]

Druhohor (před 251–66 miliony let)

V Druhohor, superkontinent Pangea se začal ve svém středu roztrhat a vytvořil Atlantický oceán. Subdukce Farallon talíř pod západní Severní Amerikou zůstává špatně pochopená událost, ačkoli nové seismické modelování a modelování počítačovou tomografií osvětluje tuto událost. Když oceánská deska ustoupila pod Severní Ameriku, vytvořila částečné podmínky tání, které formovaly sopky na povrchu v Kalifornii a Arizoně.

Sopečná činnost byla zahájena v západní Arizoně asi před 205 miliony let a zahájila Nevadská vrásnění, která trvala až před 145 miliony let, přesahující Trias do jurský. Proniknutí žuly před 190 miliony let obohatilo mnoho žil o minerály a vytvořilo ložiska zlata z porfyru mědi. Bisbee, Arizona „92 mil jihovýchodně od Tucsonu došlo k sekundární oxidaci a obohacení za vzniku vysoce kvalitního produktu malachit a azurit.

Jižní Arizona byla povznesená a zažila sopečné erupce, které ukládaly popel s vysokým obsahem oxidu křemičitého na sever jako Chinle formace, který vytvořil zkamenělé dřevo z Zkamenělý lesní národní park. Prostřednictvím jury okupovala severní Arizonu do Utahu velká pobřežní poušť podobná moderní poušti Sahara nebo Namib. Sopečný materiál je protkán dunovými pískovci v Pohoří Santa Rita, na jih od Tucsonu a korelovat s Aztécký pískovec a Navaja pískovec, překlenující severní Arizonu do Národní park Zion.

V Křídový, Silnější vrásnění se odehrálo dále na západ v Kalifornii před 140 až 89 miliony let a souviselo to také se subduktující Farallonovou deskou. Na rozdíl od nevadanské vrásnění však v Arizoně nedošlo k žádné významné tvorbě minerálů souvisejících se žíly. Region ustoupil do mořských podmínek a škeble skořápky vybudovaly kolem Bisbee ložisko vápence. Na rozdíl od minulosti mořský přestupek vznikal na jihovýchod a východ od Western Interior Seaway. Stoupající a klesající moře z východu ukládaly břidlice a pískovec, zatímco sedimenty ze Sevierského vrásnění se vrhaly na východ. Uhelná ložiska se tvořila v bažinatém pobřežním prostředí.

Mnoho dopadů starších horských stavebních akcí bylo přetištěno a znovu mineralizováno Laramid orogeny, Před 89 až 43 miliony let, která vybudovala Skalnaté hory. Sopečná činnost, magmatismus a mineralizace se přesunula na východ do Arizony. Malé průniky a vulkanická centra zaznamenávají první fázi Laramidového vrásnění v jižní Arizoně před 76 až 67 miliony let. Mineralizace porfyru z mědi a zlata se objevila v západní Arizoně i v sousedním Novém Mexiku. Hlavní fáze Laramidu před 79 až 67 miliony let vytvořila masivní vulkanická centra, která vypukla obrovské objemy andezit a ryolit popel. Tyto kaldery se zhroutily a zanechaly po sobě zbytky jako Cat Mountain Rhyolite, na západ od Tucsonu. Dlažební kostky a obrovské balvany, tak velké jako domy, vytvářejí usazené horniny v matici vulkanického materiálu. Stříbro, olovo a zinek usazené z hydrotermálních roztoků v radiálních a prstencových zlomech horniny. ^[4]

Kenozoikum (před 66 miliony let - současnost)

V důsledku ploché subdukce během závěrečné fáze vorogenu Laramidu před 54 až 43 miliony let v Eocen epocha Kenozoikum, hluboký zásah do žula a pegmatit proběhlo 23 kilometrů pod povrchem. Žulové plutony inklinovaly k tvorbě blízko dobře vyvinuté oblasti drcení a často se vyskytovaly wolfram a křemen bohaté žíly v granát -muskovit granitoidy a pegmatitové hráze. The Pohoří Santa Catalina sever a severovýchod od Tucsonu obsahují Wilderness Granite, který vznikl jako průnik 14 mil pod povrchem. The Colorado Plateau pozvedl a začal erodovat během eocénu.

Během Eocen, Oligocen a Miocén, Střední třetihorní vzplanutí igmibritu, událost budování hor spojená s Farallonskou deskou, vypukla obrovské množství sopečného popela. Mnoho malých pohoří v západní Arizoně, včetně pověr, hor Galiuro, Chiricahua a Tumacacori, je převážně tvořeno tokem popela tuf z těchto erupcí.

Předpokládá se, že erupce byly částečně výsledkem zvýšení strmé subdukce desek do pláště a magmatická aktivita se přesunula z východu na západ, což s sebou přineslo změny v mineralogii a typech hornin. V malých povodích se nahromadily sopečné zbytky, konglomerát a lakustrin sádra, jíl a uhličitany. Lávové proudy a žulové průniky vybudované Pohoří Galiuro a Pohoří Chiricahua. Zlaté a měděné žíly mineralizované v hrázích rojů, následované kalderou batoliti a stříbro-olovo-zinkové skarny. Normální a oddělené poruchy nízkého úhlu deformovaly sedimentární a vulkanické horniny od závěrečné fáze události.

Za posledních 14 milionů let Miocén, Pliocén, Pleistocén a proud Holocén byla subduktivní Farallonská deska odříznuta úderným pohybem na Chyba San Andreas, spojený s hranicí transformace. Deska nadále klesala, ale poháněla ji menší síla. Výsledkem bylo, že strmé normální poruchy tvořily horst a popadnout krajina Povodí a provincie Range. Čedič vnikl do povodí a odpařuje a další nahromaděné sedimenty, včetně soli pod Phoenixem, jílu a zeolity v oblasti Bowie a sádry v údolích San Pedro a Verde.

The Sentinel vulkanické pole, západně od Casa Grande a Sopečné pole v San Francisku na sever od Flagstaffu se oba formovaly v povodích, vytlačovaných za posledních pět milionů let. Navíc hluboko peridotit byl vynesen na povrch čedičovými toky v Sopečné pole San Bernardino na jihovýchodě. ^[5]

Hydrogeologie

Díky svému suchému podnebí a velkému počtu obyvatel je voda ve státě Arizona kriticky důležitá. Většina pitné vody je čerpána z povrchových vodních zdrojů, včetně Bureau of Reclamation přehrady a Projekt Central Arizona odklon. Velká část této povrchové vody pochází z Řeka Colorado. Podzemní voda slouží ke zvýšení povrchové vody. V letech 1915 až 1983 bylo v blízkosti Phoenixu čerpáno odhadem 81 milionů akr stop podzemní vody, aby doplňovalo povrchovou vodu z řek Salt, Verde a Agua Fria. V městských oblastech se nyní podzemní voda dodává hlavně z nadměrného zavlažování, odtoku z městského povrchu, prosakování kanálů a let nad průměrnými srážkami. V roce 1978 americký geologický průzkum zjistil pokles hladiny vodní hladiny o 350 stop.^[6]

USGS publikoval výzkum v roce 1997, který zkoumal pennsylvánský a permský věk pískovce, vápence a prachovce pod Flagstaffem a jižní Colorado Plateau, která tvoří komplexní regionální vodonosnou vrstvu se špatně pochopeným tokem podzemní vody.^[7] Následující podrobná studie v roce 2016 se zabývala Coconino County a Yavapai County v severo-centrální části státu. Tato oblast je podložena vodonosnou vrstvou C a vodonosnou vrstvou Redwall-Muav. Vodonosná vrstva C je vodonosná vrstva podzemní vody, s hloubkou až 1500 stop k vodní hladině a na západě je suchá, s výjimkou posazených vodonosných zón. To je podloženo Redwall-Muav, omezené a až 3200 stop pod povrchem země. Podzemní voda byla ve vodonosné vrstvě C stará až 7 000 let a v Redwall-Muav až 22 000 let, na základě tritium a uhlík-14 analýza. Voda z těchto zvodněných vrstev je z velké části vysoce kvalitní, i když některé studny převyšují EPA doporučení pro arsen, baryum, uran a olovo. Oba zvodnělé vrstvy zaznamenaly od roku 1975 značný nárůst čerpání.^[8]

Geologie přírodních zdrojů

Hory Santa Rita a Tombstone Hills obsahují stříbro a olovo tvořené hydrotermálními tekutinami ve zlomeninách během orogeny Laramid. Arizona je známá jako měděný stát, protože ročně produkuje dvě třetiny mědi v USA. Laramidová ložiska měděného porfyru jsou běžná kolem Tucsonu a zahrnují doly Twin Buttes, Sierrita-Esperanza, Rosemont, Silver Bell a Mission-Pima, stejně jako historický důl Ajo na západě. Doly Ray, Miami, Pinto Valley, Morenci, Safford, Carlota, Superior a Resolution jsou příklady lokalit pro těžbu mědi ve východní a střední Arizoně.

Tato ložiska mají obvykle býčí oko - mineralizace, od mědi a zinku ve středu po zinek, olovo, stříbro a zlato na obvodu a stříbro a mangan na vnějším okraji.

Sekundární obohacení a oxidace mědi přineslo minerály s ještě vyššími koncentracemi mědi, včetně chalkopyrit, chalcocite, azurit, malachit a chrysocolla. Navíc jsou v blízkosti běžné vklady skarnu plutony, kde se vytváří metamorfóza kontaktu s žulovým magmatem granát nebo křemičitan vápenatý. Těžařské čtvrti Aravapai, Castle Dome, Kalifornie, Middle Pass, Swisshelm a Ash Peak - to vše bylo výsledkem stavby středních třetihor. ^[9]

Reference