Geologie Jižní Dakoty - Geology of South Dakota

The geologie Jižní Dakota se začala formovat před více než 2,5 miliardami let v EU Archean věk Precambrian. Magmatická krystalická sklepní skála se nadále pohybovala skrz Proterozoikum, proložené sedimenty a vulkanickými materiály. Velký vápenec a břidlice vklady vytvořené během Paleozoikum, během převládajících mělkých mořských podmínek, následovaný červené postele během pozemských podmínek v Trias. The Western Interior Seaway zaplavila region a vytvořila obrovské břidlice, křídu a uhlí v Krušných horách Křídový jako Laramid orogeny začal formovat Skalnaté hory. The Black Hills byly povzneseny na počátku Kenozoikum, následovaná dlouhotrvajícími obdobími eroze, usazování sedimentů a padáním sopečného popela, které formovaly Badlands a skladování fosilií mořských a savčích. Hodně ze státní krajiny bylo přepracováno během několika fází zalednění v Pleistocén.^[1] Jižní Dakota má rozsáhlé nerostné zdroje v Black Hills a část těžby ropy a zemního plynu v Williston Basin. The Důl pro domácí, aktivní až do roku 2002, byl hlavní zlatý důl, který dosáhl až 8000 stop pod zemí a nyní se používá pro výzkum temné hmoty a neutrin.

Stratigrafie, tektonika a geologická historie

Nejstarší skály v Jižní Dakotě pocházejí z Archean věk Precambrian, před více než 2,5 miliardami let. Archeanská krystalická skála byla vytvořena vniknutím Malé losy a Medvědí hory žuly, s příměsí období sopečné činnosti, stavby hor a břidlice depozice. Mořské pískovce a jíly a uložené během Proterozoikum a žula Harney Peak se usadila před 1,71 miliardami let. The Neoproterozoikum byl ve stratigrafickém záznamu poznamenán dlouhým obdobím eroze.

Paleozoikum (před 541–251 miliony let)

V Kambrijský, na začátku Paleozoikum souběžně s rychlým množením mnohobuněčného života pokračovala v této oblasti suchozemská eroze. Oblast byla zaplavena během velkého rozsahu námořní přestupek v Pozdní Cambrian skrz Ordovik jako vápenec, pískovec a břidlice. Siouxský křemenec byl pravděpodobně jediným bodem vysoké topografie, který se tyčil nad rovinou, která byla napadena mořskou vodou. The Formace Deadwood vytvořené během tohoto období, vystavené jako 400 stop silná jednotka ve stěnách Spearfish Canyonu, dosahující až 50 stop silné Wind Cave. Kamberské kameny jsou vystaveny pouze v Černých kopcích a mizí ve vrtech vyvrtaných na jih od Větrné jeskyně, za starodávným břehem. Formace Deadwood však dosahuje tloušťky 700 stop v jamkách na severozápadě.

Deadwood Formation je plážový písek a štěrk na své základně, ale jak se starověké pobřeží pohybovalo na východ, na západě se v hlubších vodách tvořily tenké vrstvy bahna a vápence. Formace obsahuje trilobit fosilie a stopy zanechané červy, vystavené při odlivu. Intraformační konglomerát je také běžný, vyplývající z fragmentů vápence rozbitých ve vlnách Silurian a Devonský byly poznamenány více karbonátovým ukládáním, zejména uvnitř Williston Basin, na východ do střední Jižní Dakoty. Během Mississippian období Karbon, rozšířená suchozemská eroze zasáhla všechny kromě severní a střední části státu. Další vápencové usazeniny vytvořené v Brzy Mississippian. Mořské prostředí převládalo v Pennsylvanian, jako pískovce, uhličitany a odpařuje uloženo.

Hladiny moře ustoupily Permu, poznamenána erozí na východě a pokračující námořní depozicí na západě. ^[2]

Druhohor (251–66 milionů let)

Červené postele se tvořily na západě, během Trias, na začátku Druhohor. Region se vrátil do suchozemských podmínek v jurský, s rozsáhlou erozí, a poté se vrátil do mělkého mořského prostředí v Křídový, ukládající tlusté sekvence černé břidlice Pierre - nejsilnější a nejrozšířenější sedimentární jednotky ve státě. Břidlice měla původně na Wyomingské linii tloušťku 2 500 stop a na východě jen desítky stop, ačkoli eroze ji v Black Hills odstranila. The Laramid orogeny začalo zvedání Skalistých hor během křídy.

Na západ od řeky Missouri se ve vnitrozemském moři během křídy vytvořila křída Niobrara, která obsahuje mosasaur a plesiosaur kosti. Tepee buttes se tvoří jako malé, kónické kopce v krajině Pierre břidlice, z čoček vápence odolnějšího proti erozi. Sekvence uhlí z plážového písku po sobě zanechaly tloušťku až 200 stop Formace Fox Hills po Western Interior Seaway začala ustupovat, 15 milionů let poté, co se začala formovat břidlice Pierre. Břidlice s nízkou propustností poskytla špatně odvodněnou krajinu, rozřezala potoky a řeky, které přinesly velké množství sedimentu - jíl, bahno a písek tlustý až 500 stop -, které se ukládaly jako Formace Hell Creek. Formace obsahuje tenké hnědé uhlí postele, triceratops a tyranosaurus kosti.

Stejně jako mnoho jiných míst po celém světě si Jižní Dakota zachovává palcovou silnou hraniční hlínu, kterou zanechal dopad asteroidu Hromadný zánik K-Pg Před 66 miliony let. Pod hraničním jílem je běžný fosilní pyl z velkých polí, ale v záznamu později je po dlouhou dobu neobvyklý pyl. ^[3]

Kenozoikum (před 66 miliony let - současnost)

Po ústupu křídového vnitrozemského moře se Black Hills byli povzneseni a doprovázeni magmatickou aktivitou v Paleocen na začátku Kenozoikum. Břidlice Pierre na východ od Black Hills erodovala do zvlněné pláně. The Ludlowova formace má tloušťku až 350 stop a na severozápadě neobsahuje žádný zjevný zlom v kontinentální depozici v době masového vyhynutí, kromě toho, že je pískovější a méně dobře cementovaná. Dále na východ formace obsahuje dceřinou společnost Dělová koule formace, uložený během krátkého oživení vnitrozemského moře a nesoucí fosilní ústřice, šneky a škeble. 300 stop pískovce a hnědého uhlí v Formace řeky jazyka překrývá Ludlowské souvrství, zesiluje na východ a drží některé z hlavních ložisek uhlí nalezených v severním Wyomingu.

Na severozápadě jsou formace Ludlow, Cannonball a Tongue River zařazeny do kategorie Skupina Fort Union, se silnými vrstvami pískovcového pramene ze Skalistých hor.

Skrze Eocen, Černé vrchy erodovaly a odhazovaly trosky na východ, v období subtropických teplot. Pyrit železa v břidlicích oxidoval a stával se jasně červenými a žlutými oxidy železa. Usazeniny se v této oblasti nehromadily až do konce eocénu, protože velké proudy odnášely materiál do oceánu. Sopečné horniny z eocénu chrání zkamenělé stromy.

The Oligocen přinesl posun v podnebí do suchých podmínek a transformoval region do obrovské naplavené pouštní pláně. Až 600 stop písku a jílů pohřbilo Black Hills do vzdálenosti 2 000 stop od jejich hřebenů v západní Jižní Dakotě a vytvořilo Formace White River, zatímco na východě došlo k určité erozi. Štěrková ložiska obsahují krokodýlí kosti a suchozemské šneky, želvy a semena hackberry jsou také běžné ve fosilních záznamech. Ptačí kosti a dokonce i fosilní kachní vejce byla nalezena ve spojení s škeblemi, hlemýždi a zbytky řasových rohoží v dočasných rybnících.

Od roku 1800 geologové diskutovali o tom, jak rozdělit formaci White River. The Formace Chadron je spodní jednotka, pokrývající oxidující eocenový erozní povrch a dosahující až 180 stop silné. Tloušťka formace se velmi liší, kde se plní do již existujících údolí nebo přikrývek kopců. Obsahuje světle zelenou bentonit jíl s vysokou schopností smršťování a čočky vápence obsahující zbytky hlemýžďů, škeblí a řas z rybníků. Titanotherium ve formaci byly nalezeny fosilie a další velcí savci. Kvůli vysoké koncentraci jílu a snadnosti, s jakou eroduje, má formace Chadron tendenci vytvářet mírné svažité kopce a terasy. Nadložení Formace Brule zahrnuje jíl položený vodou, navátý písek, bahno a sopečný popel, s maximální tloušťkou až 450 stop. Pouštní půdy caliche jsou někdy zachovány jako vápenaté uzliny a malé jílovité pažby jsou často zakryty dobře cementovanými kanálovými písky a štěrky. Formace Brule eroduje do zubatých vrcholků Badlands. Na konci 90. let paleontologové objevili 150 rodů savců, mezi hlodavci a nosorožci, stejně jako koně a velbloudi. Na konci své pětimilionové depozice byla formace zakončena zářivě bílým popelem Rocky Ford, větrem od mocných ryolit erupce v západních kaskádách v Oregonu.

Menší objemy světlého písku a jílu uložené v Miocén, ale období přišlo s návratem do teplých a vlhkých podmínek. Revitalizované toky odnesly velké množství sedimentů a vyhladily většinu formace Bílé řeky. Stovky stop mladšího sedimentu pokrývají skupinu White River v jihozápadní Jižní Dakotě. Miocénní pískovce, které často tvoří útesy, často přehnaně tvoří formaci White River.

Během Jižní Dakoty došlo k období eroze Pliocén. Zvláště v západní Jižní Dakotě tvořila mobilizace hrubých sedimentů Ogallala kolektor. ^[4] V Pleistocén doby ledové zažila Jižní Dakota několik sekvencí zalednění. ^[5] Nejstarší ložiska ledovcového driftu jsou na jihovýchodě, v Sioux Falls a Newton Hills, obložená hluboce zvětralým Illinoisanem nebo potenciálně před Illinoisským věkovým materiálem. Velká rozloha do vyplňuje nížinu řeky James a za řekou Missouri, s nejistým věkem, často považována za zalednění Wisconsinu. Brookings do roviny je pás silně zvětralé pozemní morény, protékající Brookings. Chodit s Illinoisan, to uniklo pohřbu ledovou vrstvou Wisconsinu. Úzký pás v centrální Prairie Hills drží Toronto až do roviny, nejstarší definitivně ve Wisconsinském driftu, zatímco fáze Bemis na východním okraji kopců tvořila pás morén. Led sice nepostupoval na východ od Prairie Hills, ale zanechal zbývající morénový hřeben, známý jako Altamontské stádium, které zasahuje do západní strany kopců. Pozdní ve Wisconsinu se ledový příkrov rozdělil na Prairie Hills a rozšiřoval lalok Des Moines na východ a západní lalok podél údolí řeky James. Poslední postup ledovce, známý jako etapa Big Stone, vystopoval nížinu řeky Minnesota na severovýchodě. ^{[6] [7]}

Geologie přírodních zdrojů

Černé vrchy byly rozsáhle prozkoumány a pravidelně těženy na stříbro, zlato, slídu, wolfram, živce, bentonit, beryl, olovo, zinek, uran, lithium a písek, stejně jako ropa, začínající v 70. letech 19. století. ^[8]Homestake Mining Company, která spravovala Důl pro domácí až do svého uzavření v roce 2002 sloučila zlaté doly Deadwood, Golden Terra, Father DeSmet a Caledonia kolem roku 1900. Její zaměstnanci využívali nově vznikající technologii pneumatického vrtání a zpracování kyanidů a do roku 1941 vytvořili šachtu Ross Shaft a Yates Shaft - obě hloubku 5 000 stop. činnost byla během druhé světové války pozastavena a obnovena. Podle stého výročí dolu v roce 1976 bylo 8000 stop hluboké a vyprodukovalo 31 milionů uncí zlata, sedm milionů uncí stříbra a 115 milionů tun mleté ​​rudy.

Po jeho uzavření bylo místo považováno za Superfund web, ačkoli šachty jsou nyní znovu použity pro Sanfordské podzemní výzkumné zařízení, největší podzemní laboratoř v USA, používaná pro temná hmota a neutrino výzkum. Jihozápadně od Olovo, Jižní Dakota, stále existuje aktivní zlatý důl v otevřené jámě, provozovaný společností Goldcorp.^[9]

Jižní Dakota produkuje ropu a plyn v EU Williston Basin na severozápadě, i když produkuje pouze jedno procento z celkových USA, především z tradičních vertikálních vrtů. Sto vrtů ročně vyprodukuje 1,6 milionu galonů ropy. Téměř veškerá výroba je soustředěna na ploše 400 čtverečních mil v Harding County a spoléhá se na Red River Formation.^[10]

Reference