La piedra arenisca de Jacobsville es una formación de piedra arenisca roja , marcada con rayas y manchas de color claro, que se encuentra principalmente en el norte del Alto Michigan , partes de Ontario y debajo de gran parte del Lago Superior . Deseada por su durabilidad y estética, la piedra arenisca se utilizó como piedra de construcción arquitectónica tanto en Canadá como en los Estados Unidos. La piedra fue extraída por treinta y dos canteras en toda la península superior de Michigan aproximadamente entre 1870 y 1915.
Arenisca de Jacobsville Rango estratigráfico : Mesoproterozoico - Cámbrico medio | |
---|---|
Tipo | Formación |
Subyace | Formación Munising |
Superposiciones | Arenisca Freda |
Litología | |
Primario | Arenisca |
Otro | Conglomerado , limolita |
Localización | |
Región | Michigan Ontario |
País | Estados Unidos Canadá |
Sección de tipo | |
Nombrado para | Jacobsville, Michigan |
La arenisca se ha llamado de diversas formas redstone , brownstone , Lake Superior Sandstone y Eastern Sandstone . En 1907, la Formación Jacobsville recibió su clasificación actual y el nombre Jacobsville , en honor a Jacobsville, Michigan , una ciudad conocida por su producción de arenisca. Existe un desacuerdo con respecto a la edad de la piedra arenisca, aunque data de algún momento entre la Era Mesoproterozoica y el Cámbrico Medio . La formación es de origen terrestre y carece por completo de fósiles.
Geología
Clasificación
Los primeros estudios geológicos del sur del Lago Superior se realizaron a principios del siglo XIX. Muchos estudios utilizaron el término Arenisca del Lago Superior para describir varias formaciones geológicas diferentes. [1] [2] La diferenciación de la arenisca se centró principalmente en una división este-oeste a través de la península de Keweenaw o entre las areniscas rojas inferiores y grises superiores. [3] La definición actual de la Formación Jacobsville fue hecha en 1907 por AC Lane y AE Seaman , en la cual las diversas areniscas del Lago Superior se dividieron en Jacobsville, Freda y Munising . [4] [5] El Jacobsville refleja las areniscas descritas como rojo inferior u oriental . [6] También introdujeron el nombre Jacobsville en honor a Jacobsville, Michigan , una ciudad notable por su producción de arenisca, incluido el "famoso Portage Redstone". [2] [6]
Las similitudes en litología y conjuntos de minerales pesados entre la piedra arenisca Jacobsville y el grupo Bayfield , una piedra arenisca similar ubicada en el norte de Wisconsin, sugieren que pueden estar correlacionadas. [7] [8] Jacobsville Sandstone es más similar a la formación superior del grupo, la Chequamegon Sandstone. [9] A pesar de sus similitudes, se desconoce si las dos formaciones son una y la misma. [9] [10] Se ha sugerido una correlación entre Jacobsville y Freda Sandstone (en lugar de Bayfield) sobre la base de una mineralogía, textura y posición estratigráfica similar. [11] La formación es similar a la Formación Middle Run en el suroeste de Ohio. [12] Los primeros estudios también sugirieron una correlación entre Jacobsville y Potsdam Sandstone en Nueva York. [4]
Una capa clástica roja en el condado de Putnam, Ohio, fue denominada tentativamente Jacobsville Sandstone en 1948 por Charles Fettke. [12]
Descripción
La piedra arenisca de Jacobsville es generalmente roja, debido a las pequeñas cantidades de óxidos de hierro, moteada con varios rosas, blancos y marrones. [13] La piedra arenisca exhibe muchas rayas blancas y manchas esféricas, causadas por la lixiviación y el blanqueamiento, que forman límites nítidos con los colores circundantes. [13] [14] Su litología varía desde areniscas y lutitas ricas en cuarzo a ricas en feldespato . [15] [16] La formación consiste en cuatro distintas facies : conglomerado , lenticular de piedra arenisca, piedra arenisca masiva, y rojo siltstone . [17]
La piedra arenisca está bien cementada [16] y no contiene depósitos glaciares ni fósiles. [18] Los granos de la piedra arenisca de Jacobsville varían de .25 a .5 mm (0.0098 a 0.0197 pulgadas) de tamaño. [13] En base a un promedio de las muestras tomadas en Marquette y Alger condados, Jacobsville piedra arenisca se compone de: 27,4% nonundulatory cuarzo, 27,0% ondulatoria de cuarzo, 23,0% feldespato potásico , y 12,3% silícicos clastos volcánicas. Los componentes más pequeños son 3,8% de cuarzo policristalino, 2,4% metamórfico, 1,4% sedimentario, 1,3% opaco, 0,8% volcánico máfico y 0,1% plagioclasa . El conjunto de minerales pesados de Jacobsville Sandstone está compuesto por 84% de ilmenita , 4% a 5% de leucoxeno , 4% de granate , 3% de apatita , 3% de circón y 1% de turmalina . [13]
Extensión y estratigrafía
La formación se encuentra al sureste de la falla de Keweenaw en la península de Keweenaw, y al sur del lago Superior más al este en la península superior. [19] En Ontario, Jacobsville Sandstone es la base de Sault Ste. Marie y se extiende de forma discontinua a lo largo de la orilla del lago desde Bar River en el sur hasta cerca de Wawa en el norte. [20] [21] La formación también tiene una pequeña extensión en el condado de Iron, Wisconsin . [22] Debido a la superficie sumamente irregular sobre la que se depositó, [8] la formación varía en espesor desde 5 pies (1,5 m) a más de 1,800 pies (550 m) en Michigan. [23] La piedra arenisca también se encuentra debajo de la mayor parte del lago Superior, al oeste de Munising en particular, [6] con un espesor máximo de más de 3000 pies (910 m). [2] La Formación Jacobsville se encuentra disconforme debajo de la Formación Munising y por encima del Grupo Oronto . [18] [24] La formación es un miembro superior del Supergrupo Keweenawan . [25] La piedra arenisca de Jacobsville varía de horizontal a levemente inclinada y las paleocurrentes apuntan hacia la cuenca del Lago Superior. [26]
La Formación Jacobsville aflora significativamente en toda la Península Superior, con menor exposición en Ontario y Wisconsin. [27] Los acantilados de arenisca tienden a tener un talud en bloque que sostiene poca vegetación. [28] La piedra arenisca Jacobsville, que se eleva solo unos pocos pies sobre el nivel del lago, es la formación más antigua expuesta en Pictured Rocks National Lakeshore . La piedra arenisca ocupa un lugar destacado en Grand Island en el Bosque Nacional Hiawatha . [24]
Formación y edad
La piedra arenisca de Jacobsville se originó en ambientes fluviales , lacustres y deltaicos . [24] [29] La arena y la grava fueron transportadas en arroyos que fluían hacia el norte desde las tierras altas del norte de Michigan, restos de montañas formadas durante la orogenia penokeana . Los arroyos se nivelaron a lo largo de lo que ahora es la orilla sur del lago Superior, depositando sedimentos que formaron la piedra arenisca Jacobsville. [8] El ambiente de deposición fue húmedo y húmedo, lo que resultó en el color rojo de la piedra arenisca debido a la alteración de los minerales que contienen hierro. Una alteración adicional antes de la deposición de la Formación Munising creó las bandas de color en Jacobsville. [30]
Las estimaciones para la edad de la formación van desde finales de la Era Mesoproterozoica (hace alrededor de 1.03 a 1.07 mil millones de años) [15] hasta el Cámbrico Medio , [31] [32] aunque los primeros geólogos creían que podría haber datado tan recientemente como el Alto Cámbrico . [33] La edad está limitada desde hace 1100 a 540 millones de años, ya que la Formación Jacobsville está delimitada por encima y por debajo de la Formación Munising y el Grupo Oronto, respectivamente. Sin embargo, la edad de la arenisca ha sido difícil de determinar. [18] El origen terrestre ( es decir, no marino) de Jacobsville significa que no contiene fósiles [33] con los que hasta la fecha la formación y la dirección de la paleocorriente no pueden utilizarse para determinar su edad. [34] Además, no contiene intrusiones ígneas para colocar un límite inferior en la edad, no proporciona datos paleomagnéticos , [18] y pocas exposiciones de la arenisca muestran su relación estratigráfica con otras formaciones. [33] Debido a que la Formación Jacobsville llena una porción de la grieta que formó el Lago Superior , generalmente se le asigna una edad Precámbrica tardía en los Estados Unidos. Esta restricción no está presente en Canadá, por lo que se considera que la formación es de edad cámbrica allí. [18]
Un estudio en 2010 sugirió un tiempo probable de formación en 940 a 910 millones de años. [35] Como la formación Jacobsville no contiene depósitos glaciares, no podría haberse formado durante un evento de Snowball Earth , eliminando así la mayor parte de la mitad reciente de la Era Neoproterozoica (hace aproximadamente 760 a 542 millones de años). [18] Además, como la Formación Munising superpuesta y de forma similar contiene varios fósiles, mientras que la Formación Jacobsville no, es probable que Jacobsville sea anterior a la evolución de la vida macroscópica hace unos 800 millones de años. [9] Sin embargo, un mayor refinamiento del período de hace 1000 a 800 millones de años sigue siendo incierto. [36]
Acuífero
La formación es un acuífero mayormente no confinado , [37] llamado acuífero Jacobsville , [16] que cubre un área de 4.363 millas cuadradas (11.300 km 2 ). [38] A pesar de ser un acuífero de arenisca, tiene una baja permeabilidad [39] y el agua se mueve en gran medida a través de grietas y fisuras que se extienden a una profundidad de aproximadamente 100 a 150 pies (30 a 46 m). En 1985, se extrajeron 6,5 millones de galones estadounidenses (25 000 m 3 ) de agua dulce por día para uso humano. [16] Varios pozos de roca madre en el acuífero de Jacobsville tienen niveles elevados de uranio . [40] El uranio elevado también contribuye a los altos niveles de radón , particularmente en la península de Keweenaw. [41]
Extracción
La primera extracción de la piedra arenisca se produjo en el condado de Alger en la década de 1860 con dos empresas que proporcionaban piedra para construir altos hornos cercanos para la industria del hierro . [42] La primera extracción comercial y generalizada de la piedra arenisca comenzó alrededor de 1870. [43] La industria alcanzó su punto máximo a principios de la década de 1890. [44] Alrededor de treinta y dos canteras [45] existieron a lo largo de los años, agrupadas cerca de Jacobsville y Marquette con otras esparcidas a lo largo de la costa del Lago Superior. [46] El final de la industria se produjo de forma variable según la ubicación, aunque terminó alrededor de 1915 con el estallido de la Primera Guerra Mundial . [47]
Una de las principales figuras de la industria de la piedra arenisca de Jacobsville fue John Henry Jacobs , [45] con quien estaban asociados los mayores productores de la zona de Jacobsville. [48] La ciudad fue fundada en 1884 cuando Jacobs abrió sus primeras canteras en el área. [49] Tanto la piedra arenisca como la ciudad de Jacobsville llevan su nombre. [19]
Las dos variedades principales de piedra arenisca de Jacobsville que se extrajeron fueron piedra roja y piedra rojiza. [50] Redstone procedía de la zona de Jacobsville, tanto en variedades uniformes como variadas . [51] Una variedad de piedra rojiza de color marrón violáceo conocida como gota de lluvia, llamada así por su apariencia húmeda, fue descrita como "la piedra más hermosa extraída del lago Superior". [52] Marquette suministró piedra rojiza y gotas de lluvia, sin embargo, los suministros eran generalmente limitados. [51] Hasta principios de la década de 1900, Jacobsville Sandstone se conocía popularmente como Lake Superior Sandstone, brownstone o redstone y tenía el prefijo de la ubicación en la que se extraía, como Marquette y Portage Entry ( por ejemplo , Marquette brownstone). [8]
Técnica
La piedra arenisca se extraía como piedra de dimensión , piedra de tonelada y piedra de escombros , siendo la piedra de dimensión la más comercial y costosa. Los bloques de piedra dimensional miden típicamente 8 por 4 por 2 pies (2,44 por 1,22 por 0,61 m). [53] El subproducto de quitar la piedra dimensional fue piedra de escombros, que se vendió a bajo precio o se descartó por completo. [54] La piedra arenisca se extrajo entre abril y noviembre, [55] ya que el invierno podría ser perjudicial para la piedra. [56]
Cuando se abrió una nueva cantera, hasta 50 pies (15 m) de deriva glacial y sobrecarga de lutitas fueron voladas y removidas para acceder a la arenisca debajo. Si no hay acantilados de piedra arenisca existían para una cantera de la cara , larga y estrechos canales espaciados cuatro pies de distancia fueron cortadas para permitir la explotación de canteras. [55] Se quitó una llave de entre los canales, ya sea mediante acuñamiento o voladura, para crear un espacio para que los bloques se muevan a medida que se retiran. [57] Una vez que se quitó la llave, se perforaron agujeros horizontalmente debajo del bloque que se iba a extraer y luego se abrieron con cuñas. Luego, estos grandes bloques se desmenuzaron con cuñas golpeadas con mazos. Una vez dimensionados correctamente, los bloques se transportaban en tranvía a los muelles o se cargaban directamente en los barcos. [58] Desde allí, la piedra arenisca se envió a los puertos a lo largo de los Grandes Lagos para su distribución hacia el interior. [51] [56]
Disminución
Año | Valor total [59] |
---|---|
1899 | $ 178,038 |
1900 | $ 132,650 |
1901 | $ 174,428 |
1902 | $ 188.073 |
1903 | $ 121,350 |
1904 | $ 74,868 |
1905 | $ 123,123 |
1906 | $ 65,395 |
1907 | $ 53,003 |
1908 | $ 39,103 |
1909 | $ 36,084 |
1910 | $ 31,233 |
1911 | $ 12,985 |
1912 | $ 16,438 |
1913 | $ 19,224 |
1914-1916 | - |
La Exposición Mundial de Columbia de 1893 en Chicago, con su Ciudad Blanca , marcó el comienzo de un cambio de estilo que prefería mármoles y calizas de colores claros sobre el color oscuro de la piedra arenisca de Jacobsville. [60] La dirección de la arquitectura se alteró drásticamente en una década a expensas de Jacobsville Sandstone, especialmente en la región del Lago Superior. [61] En 1896, el comisionado de estadísticas minerales de Michigan informó que:
Los arquitectos se han pronunciado en contra en sus planos y especificaciones ... por el motivo de que la arquitectura debe tener un cambio de estilo y material al igual que la sombrerería y la sastrería. Afirmaron que se estaba utilizando demasiada arenisca y que la similitud debe romperse mediante el uso de piedra de otro tipo y color ... [56]
La industria comenzó a declinar y muchas canteras pararon porque la arenisca extraída anteriormente era suficiente para satisfacer la demanda. [62] Después de varios años de demanda deprimida, la industria se recuperó alrededor del cambio de siglo. [50] Sin embargo, la producción total de piedra arenisca de Michigan alcanzó su punto máximo en 1902 a un valor de $ 188.073 y cayó a $ 12.985 en 1911. [59] En 1914, menos de tres empresas producían arenisca en el estado y, por lo tanto, no se registraron cifras. [59]
Según el director del Servicio Geológico y Biológico de Michigan , el declive fue causado en parte por la Depresión de 1893 y la gran distancia entre las canteras y los principales mercados. [62] La piedra artificial, el hormigón y el ladrillo se habían vuelto populares y económicos, desplazando todas las variedades de piedra del mercado. [62] Además, los fabricantes de ladrillos hicieron campaña con éxito contra el uso de la piedra. [63] Alrededor de 1897, Jacobsville Sandstone atrajo la atención durante la construcción del Palacio de Justicia del Condado de Wayne . [64] El uso de la piedra arenisca se contrajo, pero finalmente se rescindió, a favor de la piedra de Ohio, [65] en medio de acusaciones de que la piedra arenisca Jacobsville tenía una resistencia y durabilidad inferiores. [64]
El final exacto de la industria no está claro, pero la mayoría de las canteras se cerraron alrededor de 1915. [45] Los registros indican que la última cantera activa, operada por la Portage Entry Redstone Company, cerró entre 1923 y 1926. [51] A pesar de la desaparición de En la industria, algunas construcciones nuevas todavía usaban Jacobsville Sandstone varios años en el siglo XX. Los ejemplos incluyen la Escuela Baraga (1903–06), JH Kaye Hall (1913–15) en la Escuela Normal del Estado del Norte (ahora Universidad del Norte de Michigan ) y una estatua llamada USS Kearsarge construida en Wolverine por la Administración de Progreso de Obras . [66] Como la mayoría de las canteras ya no estaban en funcionamiento, la piedra arenisca a menudo se recuperaba de los edificios existentes. [67]
La ciudad de Jacobsville, fundada por la industria de la piedra arenisca, alcanzó su punto máximo de población alrededor de 1897 con unos 800 residentes. [49] La ciudad comenzó a declinar alrededor de 1910 ya mediados de la década de 1960, la oficina de correos había cerrado y solo quedaban setenta habitantes. [68]
Otros recursos y futuro
Aunque Jacobsville Sandstone se utilizó principalmente como piedra, existe el potencial para otras industrias. La formación contiene una gran cantidad de hierro, pero ha habido poca exploración. [34] Ha habido una historia de exploración de recursos de uranio en la Península Superior, incluso dentro de la formación Jacobsville. [69] [70] Entre 2003 y 2010, una operación conjunta entre dos empresas gastó 1,6 millones de dólares en exploración de uranio en Jacobsville. [71] También ha habido cierto interés en reanudar la extracción de la piedra arenisca como piedra de dimensión . [72]
La piedra arenisca Jacobsville ha sido designada por la Unión Internacional de Ciencias Geológicas como un recurso de piedra del patrimonio mundial . [73]
Usos
Cualidades materiales
La piedra arenisca Jacobsville fue popular como material de construcción debido a su resistencia, durabilidad y atractivo estético. En particular, es resistente a las temperaturas extremas del fuego y al ciclo de congelación-descongelación de los climas del norte. [74] El Mining Journal of Marquette informó el 20 de noviembre de 1875 que:
Sus cualidades a prueba de fuego fueron probadas minuciosamente en el gran incendio de Chicago , donde las paredes de piedra rojiza del lago Superior ... permanecieron intactas, sin una grieta, escamas o imperfecciones causadas por el gran calor bajo la influencia del cual los frentes de mármol se desmoronaron y cayeron al suelo. suelo. [75]
La piedra arenisca se podía obtener a bajo costo en grandes cantidades y el transporte por los Grandes Lagos reducía aún más los costos. También es fácil de trabajar y tallar, y podría usarse en todo un edificio. [43] La piedra más deseada fue sin manchas blancas y con coloración uniforme. [55] El estilo románico richardsoniano , que es "particularmente adecuado para la expresión en piedra de color", ayudó a popularizar la piedra arenisca en la arquitectura. [62] Los edificios de este estilo crearon la impresión de estabilidad en una sociedad en rápido cambio y se adaptaron bien al carácter de la región del Lago Superior. [76]
Edificios y estructuras
Varios edificios en la Península Superior [77] y en los Estados Unidos y Ontario, Canadá incorporan Jacobsville Sandstone en su construcción. En la Península Superior, estos edificios incluyen el Teatro Calumet , [78] Iglesia de San Ignacio de Loyola , [79] y varios edificios en el Distrito Histórico de Quincy Street . [80] En otros lugares, la piedra arenisca se utilizó en el hotel Waldorf-Astoria original en la ciudad de Nueva York. [49]
La piedra de escombros se usaba comúnmente para cimientos, belenes, rompeolas y muelles. [54]
La piedra arenisca Jacobsville se ha utilizado como agregado de hormigón [51] y losa . [81]
Ver también
- Lista de areniscas
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enlaces externos
- Mapa que muestra la extensión de la piedra arenisca Jacobsville en Ontario , [ enlace muerto ] del Ministerio de Desarrollo y Minas del Norte de Ontario
- Imágenes de la cantera en cityofhoughton.com
- Cantera de Portage Houghton