La Formación Dox , también conocida como la arenisca Dox , es una formación rocosa mesoproterozoica que aflora en el este del Gran Cañón , condado de Coconino, Arizona . Los estratos de la Formación Dox, a excepción de algunos lechos de areniscas más resistentes , son relativamente susceptibles a la erosión y la intemperie. El miembro inferior de la Formación Dox consiste en arenisca limosa y arenisca, y algunos lechos arcillosos intercalados, que forman una topografía escalonada en pendiente de acantilado. La mayor parte de la Formación Dox forma típicamente una topografía de colinas redondeadas e inclinadas que ocupa una sección inusualmente amplia del cañón. [2]
Rango estratigráfico de la Formación Dox :Mesoproterozoico , 1,140-1,104 Ma Pha. Proterozoico Arcaico Had'n ↓ | |
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Tipo | Formación geológica |
Unidad de | Grupo Unkar |
Subunidades | Miembro de Escalante Creek, miembro del Templo de Solomon, miembro de Comanche Point y miembro de Ochoa Point |
Subyace | Cardenas Basalt (unidad 5) |
Superposiciones | Cuarcita Shinumo (unidad 3) |
Grosor | 1,150 a 1,345 pies (351 a 410 m) |
Litología | |
Primario | arenisca |
Otro | lutolita , dolomita , pizarra ; basalto intercalado |
Localización | |
Región | Arizona, región del Gran Cañón del Templo Isis , suroeste de Bright Angel Canyon , en el lado norte, Granite Gorge y a lo largo del río Colorado |
País | Estados Unidos de América |
Sección de tipo | |
Nombrado para | Castillo Dox , lado norte del río Colorado, cuadrilátero Shinumo, condado de Coconino, Arizona. |
Nombrado por | Noble (1914) [1] |
La Formación Dox comprende la mayor parte del Grupo Unkar , la sección base del Supergrupo del Gran Cañón . El Grupo Unkar es de aproximadamente 1,600 a 2,200 m (5200 a 7200 pies) de espesor y compuestas de, en orden ascendente, la Formación Bass , Hakatai esquisto , Shinumo cuarcita , Formación de Dox, y Cardenas basalto . El Grupo Unkar está superpuesto en orden ascendente por la Formación Nankoweap , de unos 113 a 150 m (371 a 492 pies) de espesor; el Grupo Chuar, de unos 1.900 m (6.200 pies) de espesor; y la Formación Sixtymile, de unos 60 m (200 pies) de espesor. Todo el Supergrupo del Gran Cañón se superpone a granitos , gneis , pegmatitas y esquistos profundamente erosionados que componen Vishnu Basement Rocks . [2] [3] [4]
En general, la Formación Dox y los estratos asociados de las rocas del Grupo Unkar se inclinan hacia el noreste (10 ° -30 °) hacia fallas normales que se inclinan 60 + ° hacia el suroeste. Esto se puede ver en la falla Palisades en la parte este del área principal del afloramiento del Grupo Unkar (debajo del East Rim). En otros lugares, dentro del centro del Gran Cañón, estos estratos de Unkar (Bass, Hakatai y Shinumo) se encuentran en bloques pequeños, rotados, con fallas hacia abajo o astillas donde comúnmente están solo parcialmente expuestos. Dentro de esta parte del Gran Cañón, el Grupo Unkar está incompleto porque la erosión de la arenisca anterior a Tapeats ha eliminado los estratos por encima del nivel de la parte media de la Formación Dox. La parte faltante de la Formación Dox y el Basalto Cárdenas y el Grupo Chuar suprayacentes se conservan en un bloque prominente sinclinal y de fallas que está expuesto en el este del Gran Cañón.
La Formación Dox contiene umbrales basálticos gruesos y varios diques pequeños y oscuros . En el área de Desert View y al oeste de Palisades of the Desert, los umbrales basálticos forman acantilados de color gris oscuro muy prominentes. [2] [5]
La Formación Dox toma su nombre de la educadora fronteriza Virginia Dox , la primera mujer blanca en explorar el Gran Cañón, por quien se nombró la colina del Castillo Dox . [6]
Descripción
Al oeste del arroyo de 75 millas en el centro del Gran Cañón, los estratos de la Formación Dox se encuentran en bloques o astillas pequeños, rotados, con fallas hacia abajo, y comúnmente solo están parcialmente expuestos. En estos bloques con fallas hacia abajo, solo los dos miembros inferiores, los miembros de Escalante Creek y Solomon Temple, se conservan ya que el resto de la Formación Dox y el Grupo Unkar ha sido eliminado por la erosión de la arenisca anterior a Tapeats. La única sección completa de la Formación Dox está expuesta en el este del Gran Cañón. En esa área, la formación Dox, que es la unidad más gruesa del Grupo Unkar , se ha subdividido en cuatro miembros. En orden ascendente, son los miembros de Escalante Creek , Solomon Temple , Comanche Point y Ochoa Point . Los contactos entre los miembros de la Formación Dox son graduales y se basan principalmente en la expresión topográfica, el ambiente sedimentario y los cambios de color. [2] [5]
Miembro de Escalante Creek
El miembro más bajo de la formación Dox es el miembro Escalante Creek. Se compone de más de 244 m (801 pies) de luz-tan a marrón verdoso, silíceo de cuarzo piedra arenisca y calcáreo lítico y arcósica piedra arenisca cubierta por 122 m (400 pies) de oscuro-pardo a verde de esquisto y mudstone . Las areniscas del miembro de Escalante Creek exhiben estratos cruzados tabular-planar a pequeña escala y estratos graduados . Los lechos de lutitas graduadas contienen interclastos en la base de este miembro de la Formación Dox. Dos intervalos de estratificación enrevesada , que son la ocurrencia estratigráficamente más alta de estructuras de evulsión de fluidos en el Grupo Unkar, ocurren dentro de los 30 m de la base del Miembro del Arroyo Escalante. El color bronceado a marrón de este miembro contrasta fuertemente con el característico color rojo y marrón rojizo del resto de la Formación Dox. [2] [5]
Miembro del Templo de Salomón
Dentro de la Formación Dox, el Miembro del Templo de Solomon se superpone al Miembro de Escalante Creek. El miembro del templo de Salomón consta de secuencias cíclicas de lutita roja, lita y arenisca de cuarzo. Los 213 m (699 pies) más bajos de este miembro consisten en limolita y lutita de lutita de color rojo a granate que forman pendientes intercaladas con arenisca de cuarzo. Los 67 m superiores (220 pies) del miembro consisten principalmente en arenisca de cuarzo marrón que exhibe numerosas características de canal y contiene lechos transversales de festones de ángulo bajo, tabulares y en forma de canal. El miembro del templo de Salomón tiene aproximadamente 280 m (920 pies) de espesor en el este del Gran Cañón. [2] [5] Se llama así debido a las exposiciones a 2,4 kilómetros al noreste del Templo de Salomón . [7]
Miembro de Comanche Point
Dentro de la Formación Dox, el Miembro de Punto Comanche se superpone al Miembro del Templo de Salomón. Dentro del Gran Cañón central, ha sido eliminado por la erosión de la piedra arenisca anterior a Tapeats. Los estratos de este miembro consisten principalmente en fino intercaladas granuloso, formando pendiente-, arenisca arcillosa y arenosa argilita , y subordinado arcilloso . Los colores exhibidos por estos estratos son variados, alternando típicamente entre violáceos y marrón rojizo. Cinco lechos de color rojo lixiviado, de color verde pálido a blanco, que miden hasta 2 m (6,6 pies) de espesor, le dan una apariencia abigarrada a este miembro. Los moldes de sal, las marcas de ondulación y las grietas por desecación son comunes en el miembro de Comanche Point. También contiene algunos lechos delgados de dolomita estromatolítica . Estos lechos de dolomita estromatolítica se encuentran dentro o directamente adyacentes a los lechos lixiviados. En el este del Gran Cañón, el miembro de Comanche Point ocupa más de la mitad del área de afloramiento de Dox y se distingue de los miembros circundantes por su forma de pendiente y su carácter abigarrado. [2] [5]
Miembro de Ochoa Point
El miembro superior de la Formación Dox es el Miembro de Ochoa Point. Dentro del Gran Cañón central, también ha sido eliminado por la erosión de la piedra arenisca anterior a Tapeats. Consiste en lutita micácea que asciende hasta convertirse en una arenisca limosa de cuarzo predominantemente roja . Las estructuras sedimentarias encontradas en este miembro incluyen, moldes de cristales de sal en la lutita y marcas de ondulación asimétricas y lechos transversales a pequeña escala, en las areniscas. El miembro de Ochoa Point tiene 53 a 92 m (174 a 302 pies) de espesor y forma pendientes empinadas y acantilados debajo del basalto de Cárdenas. La Formación Dox que subyace directamente al basalto de Cárdenas consiste en arenisca bien estratificada de color rojo ladrillo a bermellón, con estratos paralelos y divisiones lutitas, formando pendientes suaves. También contiene un flujo de lava basáltica delgada y discontinua . [2] [5] [8]
En varios niveles dentro de la Formación Dox, se ha inyectado basalto oscuro en forma de umbrales . Forman acantilados de color gris oscuro muy prominentes en el área debajo de Desert View y al oeste de Palisades of the Desert. Además, una serie de pequeños diques de basalto oscuros también se han introducido en la Formación Dox. [2] [8]
Contactos
El contacto inferior de la Formación Dox con la Cuarcita Shinumo subyacente parece ser gradacional y está marcado por un cambio en la expresión topográfica y el color. Los 12 m (39 pies) basales de la Formación Dox que recubren directamente la Cuarcita Shinumo consisten en lutitas fisionables, predominantemente de color verde oscuro a negro, que forman laderas y que contienen lechos delgados de arenisca. Esta lutita hace una muesca distinta entre las resistentes cuarcitas formadoras de acantilados de la Cuarcita Shinumo subyacentes y las resistentes areniscas arkósicas formadoras de acantilados de la Formación Dox que las cubre. El cambio en la expresión topográfica, el color y el cambio de facies, de arenita de cuarzo a lutita y arcosa de grano fino, es gradacional. [2] [9] El contacto entre la Formación Dox y la Cuarcita Shinumo en la Milla 74.7, donde la cuarcita forma una garganta estrecha en forma de V debajo de una plataforma tallada en la lutita blanda de la Formación Dox, puede verse desde la Milla 74. [10]
El contacto de la formación Dox con el basalto de Cárdenas suprayacente es suave, plano, paralelo al lecho y localmente interdependiente. En algunos lugares, las areniscas de la Formación Dox tienen pequeños pliegues y convoluciones que son indicativos de una deformación de sedimentos blandos . Además, en algunos lugares, los 60 cm superiores de la Formación Dox se hornean ligeramente. Un flujo de lava delgado ocurre dentro de la parte más alta de la Formación Dox. Por lo tanto, el contacto entre el basalto de Cárdenas y la formación Dox es conforme y entre dedos. Esto indica que aún se estaban depositando arenas cuando las primeras lavas entraron en erupción y que la deposición ocurrió durante la transición de la acumulación de la Formación Dox a Cárdenas Basalto. [2] [8] [11]
El Grupo Tonto suprayacente está separado del Dox Sandstone y el resto del Grupo Unkar plegado y fallado por una discordancia angular prominente , que es parte de la Gran Disconformidad . Por lo general, la superficie de esta discordancia es una superficie de erosión antigua notablemente plana, a menudo argumentada como una penillanura , que atraviesa unidades como la Formación Bass, Hatakai Shale y Dox Sandstone. Las capas resistentes dentro del Grupo Unkar, como Cardenas Basalt y Shinumo Quartzite, forman colinas antiguas, llamadas monadnocks , que se elevan hasta 240 m (790 pies) de altura sobre esta antigua llanura. Las finas cortinas de Tapeats Sandstone del Grupo Tonto ahora cubren la mayoría de estos antiguos monadnocks. Sin embargo, algunos de estos monadnocks sobresalen hacia el Bright Angel Shale. Estos monadnocks sirvieron localmente como fuentes de sedimentos de grano grueso que se acumularon durante la transgresión marina para formar el Grupo Tonto. [2] [12]
Se pueden ver excelentes exposiciones de la discordancia angular en la parte superior de la Formación Dox y la base de la Arenisca Tapeats en la Milla 71.0, donde la Arenisca Tapeats descansa sobre la superficie erosionada de la Formación Dox y un umbral de basalto. En estas exposiciones, los lechos rojos Dox y un alféizar basáltico gris oscuro se inclinan de 8 a 10 grados hacia el este. Están cubiertos por Tapeats Sandstone casi horizontales. La superficie de esta discordancia angular es bastante irregular ya que la erosión diferencial del resistente umbral de basalto formó monadnocks que han sido enterrados por Tapeats Sandstone. [10]
Fósiles
Los estromatolitos son los fósiles dominantes reportados en el Miembro de Punta Comanche de la Formación Dox. Estos estromatolitos, que envejecen de color marrón a marrón verdoso, consisten en dolomita, con pequeñas cantidades de limo y arcilla. Por lo general, toman la forma de hemisferoides unidos lateralmente y están asociados con grietas de desecación y estructuras de ojo de pájaro. Además, algunos lechos delgados de dolomita con finas laminaciones, posiblemente algas, se encuentran debajo del lecho marcador inferior en el miembro de Comanche Point. [2] [5] [13]
Ambientes deposicionales
La Formación Dox es una secuencia compleja de depósitos dominados por lodo marino , costero , estuarino y fluvial que representa la deposición en el margen progradante de la Cuenca Unkar. Los miembros de Escalante Creek y Solomon Temple conservan el registro de sedimentación fluvial, estuarina y deltaica . El contacto entre la cuarcita Shinumo subyacente y la formación Dox representa un cambio de la acumulación de sedimentos en ambientes marinos y costeros cercanos a la costa, a la acumulación de sedimentos en llanuras de inundación terrestres y canales de ríos. El miembro del arroyo Escalante consta de sedimentos que se depositaron en canales de ríos poco profundos , que tenían un ancho de hasta 150 pies (46 m) y 15 pies (4,6 m) de profundidad. Se pueden observar numerosos canales de arenisca apilados justo encima del rápido Unkar (río Milla 73) y dentro de los drenajes laterales entre los ríos Millas 65 y 73. En la base del miembro del arroyo Escalante, los dos intervalos de estratificación enrevesada, que comprenden la evulsión de fluido estratigráficamente más alta estructuras en el Grupo Unkar, parecen representar el último de la serie de terremotos que comenzaron durante la deposición de la Cuarcita Shinumo. [2] [11]
Los estratos que contienen grandes canales de arenisca del miembro del arroyo Escalante están superpuestos por estratos que contienen canales mucho más pequeños, como los de los arroyos trenzados en un delta, y entornos de flujo de hojas, del miembro del templo de Salomón. En la milla 64 en Carbon Creek, esta parte de la formación Dox consiste en canales de arenisca de grano fino apilados que están cortados por canales más jóvenes llenos de lodo. Se considera que estas estructuras de canales de "corte y relleno" son indicativas de ambientes estuarinos donde el nivel del mar ha disminuido y posteriormente aumentado. El contacto entre el Templo de Salomón y los miembros de Comanche Point de la Formación Dox marca una transición de los ambientes fluviales y costeros a las condiciones marinas. [2] [11]
La deposición del miembro de punta Comanche de la arenisca Dox marcó un regreso a las condiciones marinas marginales y planas de marea . Los estratos intercalados de color púrpura y marrón rojizo de este miembro parecen reflejar la acumulación en condiciones marinas y subaéreas de aguas muy poco profundas alternativamente . Los lechos de color violáceo se interpretan como depósitos de complejos de planicies de marea que incluyen ambientes mixtos y posiblemente salinos. [2] [5] [11]
Se interpreta que el miembro de Ochoa Point se ha acumulado como resultado de la sedimentación continua de la planicie de marea. La parte inferior de este miembro parece haberse acumulado en la posición más alta de la llanura de lodo del entorno de la llanura de marea donde se produjo la desecación periódica. Se infiere que la parte superior de este miembro se ha acumulado en la parte más profunda o más hacia el mar del entorno de la llanura mareal. En el momento en que estas planicies de marea fueron cubiertas por la erupción inicial del basalto de Cárdenas, la región oriental del Gran Cañón estaba al nivel del mar o muy cerca. Las características encontradas en la parte más baja del basalto de Cárdenas indican que las lavas basálticas se derramaron sobre sedimentos Dox arenosos y limosos no consolidados en el momento en que estaban húmedos. Se desconoce si estos sedimentos estaban ligeramente por encima o por debajo del nivel del agua en el momento en que fueron enterrados por la lava. La alta proporción de vidrio alterado y la fractura generalizada (hialoclastita) del basalto de Cárdenas basal apoyan esta interpretación. El alto contenido de sodio del basalto de Cárdenas basal indica spilitization debido a la reacción con agua hipersalina. La alteración hematítica del sedimento resultante de la cocción de las lavas es mínima, de unos pocos centímetros o menos. [2] [5] [8] [13]
Edad
La datación indirecta de los granos de mica de la Formación Dox indica que se depositó durante un período de tiempo relativamente corto, entre 1140 y 1104 Ma. Los granos de mica individuales de Escalante Creek Member of the Dox, fueron recolectados y fechados por espectrometría de masas 40Ar / 39Ar . Esta datación de los granos de mica arrojó una distribución de edades que van desde ca. 1260-1120 Ma, con un pico bien definido a 1140 Ma. Aunque se sospechaba que estas fechas registraban la edad a la que el mineral se enfriaba a través de una ventana de temperatura crítica de ~ 300 ° C, la datación de muestras adicionales de otros miembros y el examen petrográfico y con microsonda de la mica indicaron las edades de las rocas generadoras. de la cual se erosionaron las micas, y apoyan la interpretación de que la Formación Dox es menor de 1140 Ma. La datación adicional de circones detríticos de la Formación Dox corroboró la datación de los granos de mica y mostró que gran parte del Grupo Unkar (excluyendo la Formación Bass) se depositó entre 1170 y 1100 Ma, y que la formación Dox se depositó después de 1140 Ma. La edad del basalto de Cárdenas suprayacente demuestra que la Formación Dox se acumuló antes de 1104 Ma. [9] [11]
Ver también
- Geología del área del Gran Cañón
- Gran inconformidad
- Tanner Graben
Referencias
- ↑ Noble, LF (1914) The Shinumo Quadrangle, Grand Canyon District, Arizona. Boletín. No. 549. Servicio Geológico de los Estados Unidos, Reston, Virginia. 100 págs.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Hendricks, JD y GM Stevenson (2003) Grand Canyon Supergroup: Unkar Group. En SS Beus y M Morales, eds., Págs. 39-52, Grand Canyon Geology, 2ª ed. Oxford University Press, Nueva York.
- ^ Elton, DP y EH McKee (1982) Edad y correlación de la perturbación del Gran Cañón del Proterozoico tardío, norte de Arizona. Boletín de la Sociedad Geológica de América. 93 (8): 681-699.
- ^ Karlstrom, KE, BR Ilg, Bradley, D Hawkins, ML Williams, G Dumond, KK. Mahan y SA Bowring, Samuel (2012) Vishnu Basement Rocks of the Upper Granite Gorge: Formación de continentes hace 1,84 a 1,66 mil millones de años. En JM Timmons y KE Karlstrom, eds., Págs. 7-24, Geología del Gran Cañón: dos mil millones de años de historia de la tierra. Documento especial no 294, Sociedad Geológica de América, Boulder, Colorado.
- ^ a b c d e f g h i Elston, DP (1989) Supergrupo del Gran Cañón Proterozoico Medio y Tardío, Arizona. En DP Elston, GH Billingsley y RA Young, RA., Eds., Págs. 94-105, Geology of the Grand Canyon, Northern Arizona (con Colorado River Guides). American Geophysical Union Fieldtrip Guidebook T115 / 315 para el Congreso Geológico Internacional, 28th. Unión Geofísica Americana, Washington DC. 239 págs.
- ^ Wright, Lauren A .; Troxel, Bennie W. (2002). Levi Noble, geólogo . Encuesta geológica de los Estados Unidos. pag. 7.
- ^ Gwendolyn W. Luttrell, Marilyn L. Hubert, Cynthia R. Murdock, Léxico de nuevos nombres geológicos formales de los Estados Unidos 1981-1985 , 1991, Departamento del Interior de Estados Unidos , Servicio geológico; Washington, DC, página 299.
- ↑ a b c d Lucchitta, I y JD Hendricks (1983) Características, ambiente deposicional e interpretaciones tectónicas de las Lavas de los Cárdenas del Proterozoico, al este del Gran Cañón, Arizona. Geología. 11 (3): 177–181.
- ^ a b Timmons, JM, KE Karlstrom, MT Heizler, SA Bowring, GE Gehrels y LJ Crossey, (2005) Inferencias tectónicas del ca. 1254-1100 Grupo Ma Unkar y Formación Nankoweap, Gran Cañón: Deformación intracrática y formación de cuencas durante la orogénesis prolongada de Grenville. Boletín de la Sociedad Geológica de América. 117 (11-12): 1573-1595.
- ^ a b W. Kenneth Hamblin y J. Keith Rigby (1968) Guía del río Colorado, Parte 1, Guía de geología de la primera mitad del Gran Cañón, Ferry de Lee a Phantom Ranch. Archivado el 9 de julio de 2014 en los estudios de geología de Wayback Machine . vol. 5, parte 5. (Estudios para estudiantes núm. 4) Departamento de Geología, Universidad Brigham Young, Provo, Utah.
- ↑ a b c d e Timmons, JM, J. Bloch, K. Fletcher, KE Karlstrom, M Heizler y LJ Crossey (2012) The Grand Canyon Unkar Group: Formación de la cuenca mesoproterozoica en el interior continental durante el ensamblaje del supercontinente. En JM Timmons y KE Karlstrom, eds., Págs. 25-47, Grand Canyon geology: Two billones de años de historia de la tierra. Documento especial no 294, Sociedad Geológica de América, Boulder, Colorado.
- ^ Sharp, RP (1940) Superficies de erosión Ep-Archean y Ep-Algonkian, Gran Cañón, Arizona. Boletín de la Sociedad Geológica de América. 51 (8): 1235-1270.
- ↑ a b Stevenson, GM y Beus, SS, 1982, Estratigrafía y escenario deposicional de la Formación Dox Precámbrica superior en el Boletín de la Sociedad Geológica de América del Gran Cañón . 93: 163-173
Otras lecturas
- Anónimo (2011a) "Dox Sandstone". Servicio Geológico de Estados Unidos, Reston, Virginia.
- Anónimo (2011b) "Grupo Unkar del Supergrupo del Gran Cañón". Servicio Geológico de Estados Unidos, Reston, Virginia.
- Anónimo (2011c) "Arenisca Dox en el cañón de Shinumo Creek" , Lámina 13-B, Boletín 549 del Servicio Geológico de los Estados Unidos, Servicio geológico de los Estados Unidos, Reston, Virginia.
- Bell, B. y D. Brown (2012) La interacción del vulcanismo terrestre y la sedimentación de la superficie costera. Facultad de Geografía y Ciencias de la Tierra, Universidad de Glasgow, Glasgow, Escocia, Reino Unido.
- Keller, B., (2012) The Dox Sandstone , Descripción general del supergrupo del Gran Cañón , Grand Hikes, Bob's Rock Shop.
- Mathis, A. y C. Bowman (2007) The Grand Age of Rocks: The Numeric Ages for Rocks Exposed within Grand Canyon , National Park Service, Grand Canyon National Park, Arizona.
- Stamm, N. (2011) Unidad geológica: Dox , Servicio geológico de EE. UU., Reston, Virginia.
- Timmons, MK Karlstrom y C. Dehler (1999) Las inconformidades del Supergrupo Seis del Gran Cañón hacen una gran inconformidad Un récord de montaje y desmontaje del supercontinente . Revista trimestral del barquero. vol. 12, no. 1 , págs. 29–32.
- Timmons, SS (2003) Aprender a leer las páginas de un libro (Manual de capacitación en geología del Gran Cañón) , Servicio de Parques Nacionales, Parque Nacional del Gran Cañón, Arizona.
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