Jordánská formace - Jordan Formation

Jordánská formace
Stratigrafický rozsah: Pozdní Cambrian
JordanSSHoytPark.jpg
Výchoz pískovce Jordan v parku Hoyt, Madison, WI. Skalní kladivo spočívá v blízkosti kontaktu člena Van Oser a nad ním ležícího člena Sunset Point.
TypGeologická formace
JednotkaSkupina Trempealeau
PodjednotkyČlen Norwalk, člen Van Oser, člen Waukon, člen Sunset Point
PodkladovéFormace Oneota skupiny Prairie du Chien
OverliesFormace svatého Vavřince skupiny Trempeleau
Tloušťka15–115 m (49–377 ft)
Litologie
Hlavnípískovec
Umístění
KrajIowa Shelf, Wisconsin Arch, Lincoln Anticline, Michiganská pánev
ZeměSpojené státy
RozsahMinnesota, Wisconsin, Illinois, Michigan, Iowa, Missouri
Zadejte část
Pojmenováno proJordan, Minnesota
PojmenovalN. H. Winchell (1874)

The Jordánská formace (také klasifikováno jako Jordan pískovec nebo Jordan Člen formace Trempealeau) je siliciclastic sedimentární hornina jednotka identifikovaná v Illinois, Michigan, Wisconsin, Minnesota, a Iowo.[1][2] Pojmenován podle výrazných výchozů v údolí řeky Minnesota poblíž města Jordán, se rozprostírá po celém Iowském šelfu a na východ přes Wisconsinský oblouk a Lincolnskou antiklinálu do Michiganské pánve.[3]

Stratigraficky je Jordánská formace nejvyšší jednotka typu St. Croixan Series (historicky nejvyšší členění Kambrijský v Severní Americe).[4] Skládá se převážně ze zralého, špatně slinutého křemenného pískovce, i když bylo identifikováno několik odlišných facie na základě velikosti zrna, živcového obsahu a sedimentárních struktur.[5]

Jordánsko je důležitým zdrojem oxid křemičitý. Historicky se jednotka těžila značně pro výrobu skla, i když v poslední době byla využívána jako zdroj frakčního písku.[6] Tato porézní, špatně slinutá vrstva je také důležitá vodonosná vrstva a hlavní zdroj pitné vody pro lidi na celém středozápadě.[7]

Definice a historie

Nejdříve zmínky o vrstvách, nyní označovaných jako Jordan, byly učiněny mnoha průkopnickými geology horního Středozápadu. Ve zprávě o geologii ve Wisconsinu, Iowě a Minnesotě z roku 1852 ji D. D. Owen přiřadil k nejvyšší části svého „Dolního pískovce“ („Horní pískovec“ odkazující na to, co se nyní nazývá Svatý Petr ).[8] Termín Jordan Sandstone poprvé použil v roce 1874 N. H. Winchell, který svůj popis založil na expozicích v lomu poblíž Jordan, Minnesota.[9]

Rozsah

Jordánská formace je značně zastoupena výchozy a expozicemi po celém Wisconsinu, Minnesotě a Iowě [5] Geologická mapa Wisconsinu; Geologická mapa Minnesoty). Je zvláště dobře zastoupena v výchozech podél řeky Mississippi a jejích přítoků.[5] Je také přítomen v podpovrchu v mnoha částech těchto států a byl identifikován také v jádrech a vrtných řízcích v Illinois, Missouri a Michiganu (ačkoli zde se nenachází na povrchu).[2]

Mimo tuto oblast jsou přítomny horniny podobného věku, ačkoli jsou označovány jako jiné litostratigrafické jednotky. Předpokládané boční ekvivalenty jordánského souvrství zahrnují Eminence Dolostone v Illinois Basin,[10] Au Train Formation of the North Michigan Basin,[11] a nějaký horizont superskupiny Knox ve středovýchodních Spojených státech.[10][12]

Sedimentologie

Jordánská formace se skládá převážně z velmi vyspělých, dobře tříděných pískovců nejisté provenience.[5] I když je složen převážně z křemenných zrn, jsou ve značném množství přítomny živcové a lithické fragmenty, stejně jako různé bioklasty získané z mořských bezobratlých.[5][13]

Byly identifikovány a rozlišeny nejméně tři různé typy facie na základě sedimentárních struktur a velikosti zrna: hummocky cross stratified facies, a trough-cross stratified facies, and a large scale-cross stratified facies.[5] Celkově Jordan Formation zobrazuje hrubou vzestupnou sekvenci.[5]

Stratigrafie

Obecně je Jordan Sandstone přiřazena formační hodnost a je považována za nejvyšší členění skupiny Trempealeau Group (i když je někdy hodnocena jako nejvyšší člen formace Trempealeau).[2][14] Ačkoli část původního typu již není vystavena, je nová referenční část definována na expozici poblíž Homeru v Minnesotě v kraji Winona, kde je vidět několik odlišných jazyků formace.[4] Jordan Sandstone se pohybuje od 15 do 115 metrů (50 až 377 stop).[4]

Základní

Dolní Jordán obsahuje relativně vysoké podíly živcového materiálu a jeho spodní kontakt je poměrně gradační.[5] Po většinu horního Středozápadu překrývá formaci Sv. Vavřince, kterou tvoří a dolomitický facies (člen Black Earth) a blátivá facies (člen Lodi).[15] Dřívější studie často kombinovaly Jordán a Sv. Vavřince, i když je lze rozlišit na základě litologie.[1] Kontakt mezi těmito jednotkami je obvykle nastaven v horní části nejvyššího prachovcového lože Lodi, kde je překryta souvislou vrstvou pískovce.[4][16]

Překrývající se

Výchoz pozdních kambrijských a raných ordovických skal v silničním řezu na Miller's Curve, západně od Madisonu ve Wisconsinu. Jordánský pískovec je světle šedá skála ve spodní třetině tohoto výběžku, Oneota (dolomitický karbonát) je oranžově šedá skála v horních dvou třetinách silnice.

Jordán je obložen formací Oneota, dolomitickou karbonátovou jednotkou raného ordovického věku.[15] Mohutné, dobře slinuté mikrobiální karbonáty formace Oneota obvykle překrývají několik metrů písečné břidlice s vápnitými mezikusy, které se označují jako Coon Valley nebo Stockton Hill Member.[1][17] Ačkoli se tyto postele tradičně spojily s jordánským souvrstvím na základě litostratigrafických vlastností, novější sekvence a biostratigrafické studie naznačují, že je více spřízněna s Oneotou.[1][18] Horní kontakt Jordánu je interpretován jako topograficky složitý, nekonformní povrch.[13]

Podjednotky

Jordán má nejméně čtyři pojmenovaná dělení rozlišená na základě sedimentárních struktur, velikosti zrna a stratigrafické polohy.[5] Bazální člen Norwalk se skládá z jemnozrnného hummocky stratifikovaného pískovce obsahujícího relativně vysoký podíl živce. Tato podjednotka je silně bioturbovaná a obsahuje příležitostné fosilie mořských organismů.

Foto-mozaika jordánského souvrství na stanici Mendota, několik kilometrů severně od Madisonu ve Wisconsinu. Dolní člen Van Oser je na základně, člen Sunset Point je uprostřed a horní člen Van Oser je nahoře.

Norwalk je obecně obložen členem Van Oser, středně zrnitou koryto-rozvrstvenou křemennou pískovcovou facií.[5] Nejméně dva jazýčky této facie jsou přítomny v jordánském souvrství, obvykle oddělené buď jemnozrnným pahorkatým vrstevnatým pískovcem zvaným Waukonský člen, nebo bioturbovaným laminovaným křemičitým pískovcem s dolomitickým cementem, kterému se říká člen západního bodu.[5]

Historie ukládání

Depozice

Vzhledem k přítomnosti vzácných fosilií a bioturbovaných sedimentů je jordánská formace interpretována jako produkt mořských depozičních prostředí.[13] Bioturbovaná, jemnozrnná facie je interpretována jako ložiska spodního břehu ovlivněná výkyvy přílivu a bouří.[13] Hrubší ložiska s křížovým ložem, jako je Van Oser, mohou být ložisky velkých podmořských dun.[13]

Jordán je jedním z mnoha „listových pískovců“, které pokrývaly velkou část kontinentu během pozdního kambriu.[13] V této době byla většina Severní Ameriky pokryta mělkým mořem pokrytým bočně souvislými vrstvami pískovce a uhličitanu pokrývajícími desítky tisíc kilometrů čtverečních (paleozoický ortokvartit-uhličitanový komplex).[19]

Stáří

Jordánská formace byla dlouho považována za horní Kambrijský konkrétněji zahrnuje část Saukia trilobit biozóna, jak je stanoveno přítomností trilobitů, jako je Tellerina strigosa.[5] Conodonts od člena Norwalk navrhnout přiřazení k Eoconodontus zóna, která potvrzuje věk poskytovaný trilobity.[5]

Překrývající se formace Oneota je brzy Ordovik ve věku, jak naznačují konodonti a trilobiti.[18] To naznačuje, že kambrijsko-ordovická hranice by měla spočívat buď v horním Jordánu, nebo v kontaktu s nadložní Oneotou.[18] Ale toto je stále oblast aktivního studia.

Ekonomický dopad

Frac písek

Dobře tříděné a dobře zaoblené sedimenty jordánského souvrství jsou těženy těžce jako a navrhovatel pro hydraulické štěpení.[6] Písek se běžně přidává do štěpných tekutin za účelem udržení otevřených indukovaných hydraulických zlomenin. Tlouštka jednotky, její relativně špatná cementace a těsná blízkost hlavních vodních cest a silnic z ní činí lukrativní cíl pro těžební společnosti.[20][21]

Podzemní voda

Hrubozrnná Jordanská formace je špatně cementovaná a má nízký obsah jílu, což znamená, že jednotka je vysoce propustná.[22] Díky těmto vlastnostem je vynikající vodonosná vrstva, který se rozprostírá po celém severovýchodu Spojených států.[7]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Clayton, L .; Attig, J.W. (1990). „Geology of Sauk County, Wisconsin“ (PDF). Informační oběžník o geologickém a přírodovědném průzkumu ve Wisconsinu. 67: 1–68.
  2. ^ A b C „Jordan Sandstone“. Databáze národní geologické mapy. Citováno 2014-05-17.
  3. ^ „Jordan Sandstone“. Databáze národní geologické mapy. Citováno 2014-05-17.
  4. ^ A b C d Runkel, Anthony (1994). „Revised Stratigraphic Nomenclature for the Upper Cambrian (St. Croixan) Jordan Sandstone, Southeastern Minnesota“ (PDF). Krátké příspěvky do geologie v Minnesotě: Zpráva o geologickém průzkumu v Minnesotě z vyšetřování. 43: 60–71. Citováno 2014-05-17.
  5. ^ A b C d E F G h i j k l m Byers, Charles; Dott, R. H. (1995). “Sedimentology and Depositional Sequences of the Jordan Formation (Upper Cambrian), Northern Mississippi Valley”. Journal of Sedimentary Research. 65B (3): 289–305. doi:10.1306 / d4268239-2b26-11d7-8648000102c1865d.
  6. ^ A b McLeod, Reggie (2011). „$ and Dollars - Mining Frac Sand in the River Valley“ (PDF). Big River Magazine: 24–39. Citováno 2014-05-17.
  7. ^ A b Miller, James A. "Pískovcové vodonosné vrstvy". Atlas podzemních vod Spojených států. USGS. Citováno 2014-05-17.
  8. ^ Owen, D.D. (1852). Zpráva o geologickém průzkumu ve Wisconsinu, Iowě a Minnesotě: mimochodem části území Nebrasky. Philadelphia: Lippincott, Grambo & Co.
  9. ^ Winchell, N.H. (1874). Druhá výroční zpráva za rok 1873. Geologický a přírodní průzkum v Minnesotě. str. 73–219.
  10. ^ A b Shaver, R. H. (kompilátor) (1984). Korelace stratigrafických jednotek v Severní Americe - středozápadní pánev a region Arches. Tulsa, OK: American Association of Petroleum Geologists, Correlation Chart Series.
  11. ^ Bergstrom DJ, Morey GB (kompilátor) (1984). Korelace stratigrafických jednotek v Severní Americe - severní střední kontinent. Tulsa, OK: American Association of Petroleum Geologists, Correlation Chart Series.
  12. ^ Patchen DG, Avary KL, Erwin RB (kompilátoři) (1984). Korelace stratigrafických jednotek v Severní Americe - severní Apalačská pánev. Tulsa, OK: American Association of Petroleum Geologists, Correlation Chart Series.
  13. ^ A b C d E F Runkel, A.C. (1994). „Definice nejvyššího kambrijského (croixanského) Jordanského pískovce a povaha kambricko-ordovické hranice v údolí horní Mississippi“. Bulletin americké geologické společnosti. 106 (4): 492–506. doi:10.1130 / 0016-7606 (1994) 106 <0492: dotucc> 2.3.co; 2.
  14. ^ Ulrich, E.O. (1924). "Poznámky k novým jménům v tabulce formací a k fyzickým důkazům zlomů mezi paleozoickými systémy ve Wisconsinu". Wisconsinská akademie věd, umění a literatury: Transakce. 21: 71–107.
  15. ^ A b „Stratigrafické jednotky podloží ve Wisconsinu“ (PDF). Vzdělávací série 51. Archivovány od originál (PDF) dne 18. 05. 2014. Citováno 2014-05-17.
  16. ^ Berg, R.R .; Nelson, C. A .; Bell, W.C. (1956). Sloan, R .; Schwartz, G.M. (eds.). "Lower Paleozoic geology of the Upper Mississippi Valley". Geologický spolek Ameriky průvodce série Field Trip. 2: 1–23.
  17. ^ Smith, G.L .; Byers, C.W .; Dott, R.H. (1993). „Sekvenční stratigrafie dolní ordovické skupiny Prairie du Chien na Wisconsinském oblouku a v Michiganské pánvi“. Bulletin Americké asociace ropných geologů. 33: 49–67.
  18. ^ A b C Parsons, B.P .; Clark, D.L. (1999). „Conodonts and the Cambrian-Ordovician Boundary in Wisconsin“ (PDF). Geoscience ve Wisconsinu. 17: 1–10. Archivovány od originál (PDF) dne 18. 05. 2014.
  19. ^ Pettijohn, F.J. (1957). Sedimentární skály (druhé vydání). New York: Harper. s. 1–718.
  20. ^ „Těžba křemičitého písku ve Wisconsinu“ (PDF). Wisconsin ministerstvo přírodních zdrojů. Citováno 17. května 2014.
  21. ^ „Silica sand in Wisconsin“. Webové stránky geologického a přírodovědného průzkumu ve Wisconsinu. Wisconsinský geologický a přírodní průzkum. Archivovány od originál dne 9. prosince 2013. Citováno 17. května 2014.
  22. ^ Runkel, R. C .; Tipping, R. G .; Alexander, E.C .; Alexander, SC (2006). „Hydrostratigrafická charakterizace mezikrystalové a sekundární pórovitosti v části kambrického pískovcového systému zvodnělé vrstvy v kratonickém nitru Severní Ameriky: Zlepšení předvídatelnosti hydrogeologických vlastností“. Sedimentární geologie. 184 (3–4): 281–304. doi:10.1016 / j.sedgeo.2005.11.006.

externí odkazy