El Dakota es un sedimentaria nombre de la unidad geológica de formación y grupo rango compuesta de areniscas , mudstones , arcillas y pizarras depositados en la abertura Cretácico medio de la vía marítima interior occidental . [5] El uso del nombre Dakota para este estrato Albiano - Cenomaniano en particular está excepcionalmente extendido; desde Columbia Británica y Alberta hasta Montana y Wisconsin hasta Colorado y Kansasa Utah y Arizona . Es famoso por producir formaciones rocosas masivas y coloridas en las Montañas Rocosas y las Grandes Llanuras de los Estados Unidos, y por preservar tanto las huellas de dinosaurios como las hojas tempranas de los árboles de hoja caduca.
Formación Dakota / Rango estratigráfico de grupo :Cenomaniano Pre Ꞓ O S D C PAG T J K Pg norte | |
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Tipo | Formación o grupo geológico |
Subunidades | Formación (tipo: Nebraska , Kansas ): D / Johnson Clay Member J / Terra Cotta Clay Member Formación (Iowa): [1] Arenisca Romeroville Formación Pajarito Arenisca Mesa Rica |
Subyace | Esquisto Graneros del Grupo Colorado ( Grandes Llanuras ) Esquisto Mancos ( Suroeste ) |
Superposiciones | Precámbrico ( Cuarcita Sioux ), Pérmico, Cretácico Inferior ( Lytle ) y Jurásico ( Formación Morrison ) |
Litología | |
Primario | proporciones variables de arenisca terrestre, lutita y arcilla |
Otro | pizarra marina , lignito , carbón |
Localización | |
Coordenadas | 42 ° 18′25 ″ N 96 ° 27′14 ″ O / 42.307 ° N 96.454 ° W / 42.307; -96.454 |
Paleocoordenadas aproximadas | 38 ° 54'N 66 ° 24'W / 38,9 ° N 66,4 ° W / 38,9; -66,4 |
Región | Grandes Llanuras , Montañas Rocosas , Meseta de Colorado , Valle del Rift del Río Grande |
País | Estados Unidos Canadá |
Sección de tipo | |
Nombrado para | Dakota City, Nebraska |
Nombrado por | Manso y hayden |
Año definido | 1862 [4] |
Formación Dakota (Estados Unidos) |
Debido a la erosión extensa de las rocas más antiguas durante el Jurásico y el Triásico , los estratos de Dakota se encuentran de manera discordante sobre muchas formaciones diferentes que varían en edad desde el Precámbrico hasta el Cretácico Inferior. Con algunas excepciones locales, es la unidad del Cretácico más antigua expuesta en el norte de las Grandes Llanuras, incluidas Kansas , Nebraska , Iowa , Minnesota y Wisconsin , así como el desierto del suroeste . Por lo general, consiste en depósitos arenosos , marinos poco profundos o de playa con sedimentos de marismas de influencia marina y depósitos de corrientes ocasionales . [6] [7]
Nombrar y clasificar
FB Meek y FV Hayden usaron Dakota por primera vez en 1862 para nombrar las distintivas exposiciones de arenisca roja a lo largo del río Missouri cerca de la ciudad de Dakota , Nebraska. Pero, con este nombre, aplicaron el término "grupo", que en ese momento tenía el significado de rango de formación , como se usa en la actualidad. [4] La Formación Dakota es el nombre principal y el rango de la unidad en las Grandes Llanuras . El rango de formación también se aplica en extensiones occidentales (por ejemplo, noreste de Utah) ya que la unidad se adelgaza y exhibe características formativas, las lutitas marinas están ausentes y las especies de polen fósil se correlacionan con las que se encuentran en la unidad en el río Missouri . [8] En la cuenca de San Juan y otras cuencas y mesetas intermontanas del suroeste , Dakota Sandstone es el nombre formal de la arenisca más antigua del Cretácico, así como las lenguas de esa arenisca terrestre que se extienden hacia las lutitas marinas oscuras de Mancos . [2] Sin embargo, Dakota Sandstone es en todas partes un nombre informal común para la unidad, especialmente para los lechos de arenisca. [9]
El rango del Grupo Dakota se emplea a lo largo del territorio de Dakota Hogback en Colorado y Wyoming, la meseta de Colorado , [3] el río Dry Cimarron , [3] y la cuenca de Denver . Esta clasificación de grupo reconoce secuencias y miembros que exhiben características formativas locales, especialmente lutitas marinas que están menos desarrolladas o ausentes más lejos del centro de la vía marítima. Como estas ubicaciones eran en el momento de la formación las áreas más tempranas y profundas de la vía marítima, estos grupos pueden incluir edades más antiguas de rocas que las que generalmente se incluyen en otros lugares bajo el nombre de Dakota. Los nombres de las formaciones miembros del Grupo Dakota varían entre estas regiones a medida que se estudia más la geología; pero, la unidad más antigua incluida en los Grupos Dakota, excluida en otros lugares, es la Formación Lytle terrestre , que es más antigua que cualquier otra roca del Cretácico en Colorado o Kansas. [9] El Skull Creek Shale y Plainview Sandstone de Colorado también se incluyen en el Grupo Dakota, al igual que la Formación Cedar Mountain de Utah y su miembro del Conglomerado Buckhorn. Sin embargo, estas unidades representan una secuencia de vía marítima separada en el tiempo entre las secuencias de Lytle y "Dakota superior" (Mowry), y en las llanuras al este, las mismas unidades se denominan Kiowa Shale y Cheyenne Sandstone , que se consideran separadas de la Formación Dakota como se define en Kansas y, además, no aparece en la ubicación tipo en Nebraska. [10] Sin embargo, la subsecuente investigación estratigráfica y palinostratigráfica de secuencia ha demostrado que la Formación Dakota en la ubicación tipo incluye arena y lutitas que cubren las mismas edades y secuencias que las "facies de lutitas marinas de los Graneros" y "principios del Albian Tardío Kiowa-Skull Creek ". [11]
En ciertos lugares, la clasificación es indivisa; por ejemplo, en el extremo suroeste de Utah , el estrato se designa como el Conglomerado Dakota sin más división. [3]
Cuando están más cerca de la superficie (dentro de un par de miles de pies / cientos de metros), los lechos de arenisca de la Formación Dakota forman varios Acuíferos Dakota , importantes fuentes de agua en algunas áreas de las Grandes Llanuras y el suroeste, [7] mucho mayor en extensión que el Acuífero High Plains , [12] y famoso por sus propiedades artesanales . [13]
En otros lugares, cuando son más profundos, especialmente en la cuenca de Denver , estas mismas arenas se han buscado para las reservas de hidrocarburos . Los " perforadores ", que navegan por estratos profundos mediante el monitoreo del material traído a la superficie en el lodo de perforación , designaron alfabéticamente las "arenas productoras" de hidrocarburos del Dakota en la cuenca de Denver como (más alta) " D ", " J ", "M". y "O" (el más bajo). Las "D" y "J" de Colorado de la Cuenca Denver del perforador han sido particularmente importantes para Nebraska, Kansas y Oklahoma en sus esfuerzos por correlacionar sus afloramientos orientales con las unidades Dakota en la Cuenca Denver y las unidades occidentales en general. [14] [10]
Historia geologica
La deposición de los sedimentos que se convertirían en la Formación Dakota comenzó durante el Cretácico Superior temprano ( Cenomaniano ). Esta deposición marcó una reversión de más de 100 millones de años de erosión (la mayor parte del Mesozoico ). Esta inversión se debió al aumento de la desembocadura de los ríos, llamado aumento en el nivel base, cuando se formó la vía marítima del Cretácico. Esta subida redujo el gradiente de los ríos provocando que depositaran sedimentos tierra adentro porque su velocidad ya no podía sostener grandes volúmenes de sedimentos. [15]
Las mediciones muestran que los ríos fluían hacia el oeste y el suroeste hacia el mar invasor desde las áreas de origen cerca de los Grandes Lagos actuales . El punto de deposición se movió lentamente hacia el este a medida que se elevaba la vía marítima. Este cambio se ve por un cambio gradual en la composición de las areniscas de tener una gran cantidad de detritos de rocas de la edad Paleozoica en Kansas a areniscas que tienen todos los detritos de rocas cristalinas precámbricas en Iowa. [dieciséis]
Este cambio significa que los ríos habían erosionado completamente las rocas paleozoicas en el área de la fuente del río cuando el Seaway se elevó lo suficiente como para que los ríos depositaran sedimentos en Iowa. La parte superior de la Formación Dakota se depositó a lo largo de la costa, como lo indican algunos invertebrados marinos fósiles . Las plantas fósiles, los depósitos de carbón y las arcillas de caolinita muestran que el clima fue cálido y húmedo durante la deposición de la Formación Dakota. [16] Algunos de los suelos antiguos conservados muestran que estaba presente un extenso bosque de llanura aluvial.
Secuencias de Western Interior Seaway
Esta vía marítima del Cretácico experimentó una serie de secuencias geológicas (ciclos de subida y bajada del nivel del mar en relación con la elevación de la tierra), que, durante las bajadas patriculares, restablecieron temporalmente una conexión terrestre entre el continente este y oeste en el ancestral Arco Transcontinental . Cada secuencia representa un ciclo de progresión importante de la vía marítima hacia el interior occidental de América del Norte seguido de una retirada (ver Ley de Facies de Walther ). Las secuencias de la vía marítima típicamente expresan secuencias de facies de, primero, una discontinuidad de la superficie de erosión de rodal bajo (posiblemente con desarrollo de suelos ), luego un patrón transgresivo de arena terrestre y lodo seguido de sedimentos marinos cerca de la costa, un patrón de rodal alto que puede establecer lutitas y calizas marinas de la costa lejana, un patrón regresivo de retorno a los sedimentos marinos cercanos a la costa a lodo y arena terrestres, y una superficie erosiva final baja. Cinco de las primeras secuencias de Western Interior Seaway son relevantes para las clasificaciones de Dakota.
La primera secuencia, tipificada por la Formación Lytle , no completó el enlace de las ensenadas norte y sur antes de retirarse. La segunda secuencia está tipificada por las correspondientes formaciones Skull Creek y Kiowa . Estas dos primeras secuencias no están presentes en el área tipo a lo largo del río Missouri. Los sedimentos ampliamente considerados Dakota registran la secuencia de Mowry con las areniscas Muddy, J o Dakota inferior y las areniscas D o Dakota superior que se forman en las discontinuidades al principio y al final de ese ciclo. En el este, las lutitas marinas limitadas de la secuencia de Mowry se asignan a la Formación Dakota, mientras que en el centro a las lutitas y lutitas marinas se les asigna comúnmente una unidad separada entre las unidades de arenisca superior e inferior, y en el suroeste, las lutitas marinas mucho más gruesas. están asignados a las lenguas del Bajo Mancos . El Ciclo de Greenhorn es la secuencia final relevante, ya que se superpone a todas las clasificaciones de Dakota, con la excepción de ciertas areniscas de la edad de Graneros , como las clasificadas en Wisconsin y Iowa. [17]
Litología
En el rango de uso del nombre Dakota, la unidad es principalmente conocida por sus enormes lechos de arenisca, que comúnmente muestra tonos de rojo, pero también gris, amarillo o blanco. La arena fue transportada y depositada por ríos o acumulada en dunas o hebras costeras, y luego cementada con óxido de hierro rojo o calcita blanca , dependiendo de las condiciones locales del agua subterránea que siguieron a la sedimentación. El grado de cementación puede variar desde un suave desmoronamiento hasta resistente al martilleo. Los lechos de arenisca pueden tener conglomerados locales de grava. La composición de la arena y la grava varía en función de las fuentes de los ríos que realizan cada depósito.
La cantidad de arenisca, con un promedio de 25-50%, puede ser muy grande en distancias cortas entre extremos del 5% al 80%. Sin embargo, el resto general de la unidad, generalmente en proporciones complementarias de 80% a 5%, es lutita estratificada y arcilla depositada en llanuras aluviales, pantanos y estuarios. Al igual que la arena, el lodo que forma el suelo fue modificado por las condiciones del agua subterránea para acumular óxido de hierro o calcita. La coloración puede ser de oscuro a rojo claro, gris, amarillo y blanco. La acumulación de óxido de hierro puede acercarse a la dureza y el brillo de la hematita .
En evidencia de la naturaleza baja en general del exuberante ambiente de la Tierra de invernadero de Dakota, el lignito y el carbón se han formado en varias áreas.
El esquisto marino también forma parte de las secuencias de Dakota. Menos común en las extensiones remotas, particularmente en el este, la lutita es más representativa de las porciones más profundas de la vía marítima interior. Además, las lutitas en la parte superior del Dakota superior en las llanuras del este generalmente se asignan a la Granola o unidades equivalentes, mientras que en el oeste las "lenguas" de lutita intercaladas más gruesas generalmente se asignan al Marcos inferior. Sin embargo, cerca de los límites occidentales, donde el Dakota "pellizca" entre el Morrison y el Mowry, la unidad regresa al patrón arena-barro-arena totalmente terrestre y al polen fósil de la ubicación tipo Nebraska. [8]
Estas características de los bancos de arena caóticas, tierra-formada y marismas se encuentran por encima de pedernal, más blancos marinos megacyclic calizas del Pérmico y a continuación , esquistos rítmicos, calcáreos grises , persisten durante miles de millas, localmente variable como pueden ser, haciendo uso común del nombre de Dakota en a pesar de muchos esfuerzos para aplicar nombres localizados. [8]
Dos lados de la vía marítima
Históricamente, los estratos del Cretácico Inferior en la región de las Montañas Rocosas se han denominado Formación Dakota basándose en una supuesta correlación con la sección tipo de Dakota de las Grandes Llanuras. Witzke y Ludvigson han argumentado que el uso del nombre "Dakota" debe reflejar una correlación real, no presunta, basada en la estratigrafía y la composición de la roca sedimentaria. [16] Al oeste de las Montañas Rocosas, como en la meseta de Colorado, se recomendó que esta secuencia de rocas sedimentarias del Cretácico superior, predominantemente areniscas, se conociera como el Grupo Dakota, [18] para disipar cualquier sugerencia de correlación de facies directa . Sin embargo, pocos autores de artículos sobre Dakota al oeste de las Montañas Rocosas, especialmente en la meseta de Colorado, reconocen a Dakota como el Grupo Dakota, en lugar de utilizar el término Dakota Sandstone, de rango de formación. Sus subdivisiones se reconocen como miembros. Muchos autores han enfatizado el hecho de que la piedra arenisca de Dakota marina en la meseta de Colorado está entretejida con la parte inferior marina de la lutita de Mancos, lo que da como resultado nombres litoestratigráficos válidos como la lengua de arroyo de aguas bravas de la lutita de Mancos, que se superpone directamente con la arenisca de Twowells. Lengua de la piedra arenisca de Dakota. [2] En la cuenca occidental de San Juan, la parte más baja de la arenisca Dakota, aunque de origen marino marginal en la cuenca oriental de San Juan, es un complejo de areniscas no marinas. Estas relaciones se muestran especialmente bien en la cuenca de San Juan del noroeste de Nuevo México.
A partir del Cretácico Inferior, la vía marítima del Cretácico se extendió hacia el sur desde lo que ahora es el Océano Ártico y se conectó con una pequeña extensión hacia el norte desde el Golfo de México. [19] Esta transgresión marina del océano a lo que antes era tierra, fue completada por el difunto Albiano (~ 100 MA), dividiendo así América del Norte por la mitad. En el lado este de la vía marítima, los sedimentos que se convertirían en la Formación Dakota se depositaron como arenas y limos marinos costeros y cercanos a la costa. A medida que la vía marítima continuaba profundizándose y ensanchándose, esta costa oriental se movía progresivamente hacia el este a lo largo del Cenomaniano. Mientras tanto, en el lado occidental de la vía marítima, los sedimentos fueron transportados hacia el este y el noreste por los ríos de las montañas ubicadas a lo largo de lo que es la frontera entre Nevada y Utah.
Estos sedimentos occidentales se acumularon también como arenas y limos costeros y cercanos a la costa, y son contrapartes de la Formación Dakota en el lado este de la vía marítima. Sin embargo, estos sedimentos homólogos se originaron en el otro lado del mar y fueron transportados por ríos que fluían en direcciones opuestas. Estos sedimentos occidentales son equivalentes a la Formación Dakota de las Grandes Llanuras, pero no son exactamente los mismos estratos. Las formaciones individuales en el grupo Dakota occidental tienen nombres locales. En Wyoming, el término Formación Cloverly ha sido expandido por algunos autores para incluir sedimentos anteriormente colocados dentro de la Formación Dakota. [ citación necesitada ] A lo largo de Colorado Front Range, los lechos terrestres inferiores, o facies, del Grupo Dakota a veces se denominan Formación Lytle, y las facies marinas cercanas a la costa se denominan Formación South Platte. [20] En el este de Utah y el oeste de Colorado, Young introdujo el término Formación Naturita para una serie de facies en el "Grupo Dakota" más grande. [18] Sin embargo, a pesar de la lógica de Witzke y Ludvigson, los geólogos han seguido refiriéndose a la secuencia de formaciones del Cretácico Inferior en la Meseta de Colorado y las Montañas Rocosas como el Grupo Dakota. [21]
Geología económica
Dakota ha proporcionado varios recursos en los estados de las llanuras, así como en partes del oeste montañoso.
Las lutitas y lutitas predominantes son una fuente de hidrocarburos, mientras que las lentes y canales de arenisca forman reservas explotables de hidrocarburos. Por lo tanto, Dakota Group es una fuente de petróleo y gas en la Cuenca de Denver . [22]
Cuando están cerca de la superficie, estas mismas estructuras funcionan como acuitardos y acuíferos , respectivamente. Las areniscas de Dakota forman suministros cruciales de agua en las llanuras, especialmente en las tierras altas entre los valles de los ríos, dondequiera que se encuentren fuera de los límites del acuífero de Ogallala . [23]
Como la formación es de origen exclusivamente terrestre, en contraste con las vastas formaciones marinas de las Llanuras, Dakota tiene recursos únicos adicionales. El carbón de lignito se formó en la unidad y se extrajo brevemente en el siglo XIX. Este suministro fue inmediatamente extraído de combustible por los primeros colonos estadounidenses, pero fue decididamente inferior a los suministros más grandes de carbón en el sureste de Kansas. [24] Los ambientes pantanosos generalizados del período Dakota dieron como resultado concreciones de hierro, formando hematita , limonita y lechos de "piedra de hierro", que son comunes en el miembro de arcilla Janssen de Kansas. [24] La fundición de esta fuente limitada de hierro solo se intentó brevemente junto con la extracción de lignito. Se descubrió que la arenisca cementada con hierro era un material de construcción duradero y colorido en las llanuras sin árboles del siglo XIX. Los edificios históricos de la década de 1860 de Fort Harker (Kansas) y Fort Larned están construidos con esta piedra. Las arcillas Dakota se extraen para la fabricación de baldosas y ladrillos. [25]
El uranio también se encuentra concentrado en la piedra arenisca de Dakota, donde el agua rica en uranio que se filtra ha depositado el mineral en los acuíferos. [26]
Paleoambiente
Las arenas y lodos de Dakota representan tierras bajas húmedas, ríos, llanuras aluviales y playas con una costa profundamente ondulada entre deltas y ensenadas marinas salobres . [11] El agua subterránea pronto depositó óxido de hierro y calcita, endureciendo el material para preservar la evidencia de la ecología de esos ambientes. La piedra arenisca con huellas de dinosaurios en la parte superior de Dakota sobre la lutita marina Skull Creek cerca de Denver demuestra que la vía marítima ocasionalmente se retiraba del área.
Huella de hojas cementadas con hierro ( condado de Ellis, Kansas ); evidencia de arena pantanosa cerca de árboles de hoja caduca
Concha de molusco marino ( condado de Ellis, Kansas ); evidencia de playa arenosa bañada por las olas
Huellas de playa de dinosaurios ( Dinosaur Ridge ); Puente de tierra temporal y ancho sobre la vía marítima
Paleofauna de vertebrados
Los fósiles de dinosaurios son muy raros en la Formación Dakota y la mayoría [ cita requerida ] provienen de Kansas. Algunos de ellos se encuentran en Colorado. El sitio más popular para la visualización pública de fósiles de dinosaurios del Cretácico en Colorado es Dinosaur Ridge . El mejor espécimen es un esqueleto parcial de un anquilosaurio nodosaurido llamado Silvisaurus condrayi . [27] [28] Otro material de anquilosaurio aislado también puede pertenecer a Silvisaurus . [29] También se conocen huellas de dinosaurios fósiles que incluyen terópodos y anquilosaurios. [29] Se conoce un gran fémur ornitópodo del condado de Burt, Nebraska, así como huellas de dinosaurios fósiles del condado de Jefferson. [30] [31]
- cf. Troodon sp
- cf. Paronychodon (? Troodontid indet)
- cf. Richardoestesia sp. (terópodo indet)
- ? Barosaurus lentus
- Silvisaurus condrayi - "Esqueleto parcial con cráneo, sacro". [32]
Pterosaurios
Pterosaurios de la formación Dakota | ||||
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Taxón | Presencia | Descripción | Imagenes | |
Suborden:
| Conocido de los estratos del Cretácico temprano y tardío en el Grupo Dakota. [33] Encontrado en el embalse John Martin en Colorado. [33] | Especímenes guardados en el Dinosaur Tracks Museum, de la Universidad de Colorado en Denver. [33] |
Ver también
- Lista de formaciones rocosas con dinosaurios
- Dinosaur Ridge se encuentra al oeste de Denver , Colorado
- Dakota Hogback
Referencias
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Otras lecturas
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