Геология Арканзаса включает в себя глубокие магматические кристаллические породы фундамента возрастом 1,4 миллиарда лет из протерозоя, известные только по скважинам, перекрытые обширными осадочными породами и некоторыми вулканическими породами . Регион был мелководной морской, речной и прибрежной средой на протяжении большей части раннего палеозоя , поскольку многоклеточная жизнь стала обычным явлением. В конце палеозоя в пермском периоде регион испытал образование угля и обширные разломы и поднятия, связанные с горообразованием Уошито. Обширная эрозия новых высокогорий создала смесь континентальных и морских отложений, и большая часть штата оставалась затопленной даже в последние 66 миллионов лет кайнозоя . В недавнее плейстоценовое и голоценовое время ледниковые отложения изливались в регион с севера, вниз по крупным рекам, образуя дюны и осадочные хребты. Сегодня в Арканзасе активно развита нефтегазовая промышленность, хотя землетрясения, связанные с гидроразрывом пласта, ограничивают добычу. Горнодобывающая промышленность штата также занимается добычей рассолов, песка, гравия и других промышленных минералов.
Древнейшие породы в Арканзасе — это магматические граниты, обнаруженные в глубоких скважинах в Озарксе и северной части залива Миссисипи, возраст которых составляет 1,4 миллиарда лет. Эти фельзитовые породы, вероятно, образовались вскоре после распада суперконтинента Колумбия на составляющие его континенты, включая Лаврентию , которая сегодня образует стабильные фундаментные породы большей части Северной Америки.
Докембрий , включая архейский и протерозойский эоны , плохо изучен в Арканзасе, но считается, что весь штат залегает на глубоких, магматических и метаморфических кристаллических фундаментных породах. В регионе Уошито геологи обнаружили магматические и метаморфические докембрийские эрратические валуны, а также метаморфизованные интрузии магматических пород. [1]
Во время кембрийского взрыва , когда многоклеточные стали обычным явлением, Арканзас был в основном затоплен реками и мелководной морской средой. В районе Озарка отлагались известковые, кварцевые пески и глины, в то время как в районе Уошито наблюдалось образование чередующихся слоев песка, глины, ила и небольшого количества известкового ила. [2]
Уровень воды в Арканзасе мог повыситься из-за отложения песка и глины в глубоководной морской впадине в регионе Уошито, которая к девону перешла в кремнистый ил и глину . В Озарксе преобладала мелководная прибрежная среда, где тонкие слои карбонатов прерывались периодической эрозией в ордовикский период . В девонский период отложение карбонатов продолжалось, но с добавлением отложений углеродистой глины, кремнистого ила и некоторых мелководных морских песчаных отложений. [2]
В то время как морская среда продолжала преобладать в миссисипском периоде , этот период отмечен быстрой обломочной седиментацией в позднем миссисипском периоде в регионе Уошито. Осадочная среда в районе Озаркс осталась во многом такой же, как и в девоне для миссисипского периода, но в начале пенсильванского периода в регионе наблюдалась быстрая обломочная седиментация . В Озаркс отсутствуют раннепенсильванские породы.
Арканзас испытал широко распространенное разломообразование в Пенсильвании, связанное с горообразованием Уошито . В результате быстро накопленные осадки в глубоководном морском прогибе Уошито были разломлены, сложены, испытали низкосортный метаморфизм, за которым последовало поднятие и образование многочисленных кварцевых жил. [2]
Мелководная среда прибрежных болот, образовавшаяся в районе долины Арканзаса, ограниченная вновь образованными разломами, что привело к последующему образованию угля из растительных остатков. Регион испытал эрозию во время пермского периода и широко распространенное поднятие возвышенностей, а также продолжающееся образование молочно-кварцевых жил. [2]
В начале мезозоя , в триасовый период, нагорья подверглись постоянной эрозии. На суше образовались красная глина, ил, песок, гравий и другие отложения, а также небольшие ангидритовые отложения.
Морская трансгрессия в юрском периоде обновила морскую среду. Красная глина, карбонатный песок и ил накапливались в мелководном море. Большие отложения ангидрита этого периода указывают на очень высокую соленость воды. Эти отложения ангидрита залегают в недрах южного Арканзаса.
В раннем меловом периоде карбонаты и обломочные отложения накапливались в мелководных морях вместе с гипсом и дополнительным ангидритом. Примерно 100 миллионов лет прогиб залива Миссисипи расширил морскую трансгрессию, что привело к накоплению мергеля , песка и мела, а также вулканического мусора, выброшенного вулканической активностью в регионе. [2]
В палеогеновый и неогеновый периоды кайнозоя ( также традиционно называемые третичным периодом) Арканзас пережил те же геологические события, что и в мезозое.
В палеоцене прибрежные рифы и темные морские глины образовались в затопленном заливе Миссисипи. Бокситы развивались на островах, образовавшихся из обнаженных меловых магматических пород. В эоцене некоторое количество бокситов было перемещено, и возвращение к болотистым условиям способствовало образованию низкосортного лигнита . На протяжении плиоцена и олигоцена эта территория подвергалась широкомасштабной эрозии.
Большая часть почвы и отложений вблизи поверхности в Арканзасе образовалась в течение последних 2,5 миллионов лет четвертичного периода . В плейстоцене зоны альпийского снежного покрова, похожие на небольшие ледники, образовались в горах Уошито и Бостонских горах . Периодический обширный ледниковый смыв из рек Огайо и Миссисипи образовал хребет Кроули , а также Восточную и Западную низменности. Ил и песок образовали лесс и дюны. В течение последних 11 000 лет голоцена Арканзас испытал дополнительное отложение аллювия из-за разливов реки Миссисипи. Песчаные дамбы образовались из-за значительной сейсмической активности на северо-востоке Арканзаса в районе сейсмической зоны Нью-Мадрид . [2]
Добыча бокситов и цинка в прошлом играла важную роль в экономике Арканзаса, наряду с нефтью и природным газом, которые все чаще добываются из нетрадиционных ресурсов, таких как сланцевое месторождение Фейетвилл .
Сурьму извлекали из стибнита , который находился в кварцевых жилах в округе Севьер, штат Арканзас , между 1873 и 1947 годами, достигнув пика во время Первой мировой войны и полагаясь на комбинацию неглубоких траншей и туннелей. В горах Уошито марганцевые месторождения также содержат до 1,2 процента кобальта, меди, никеля и лития.
В Арканзасе есть 19 минералов, содержащих медь, включая халькопирит , малахит и самородную медь, часто встречающиеся в Озарксе и Уочитасе. Ни один из них не образует экономически выгодных месторождений. В Озарксе сфалерит часто встречается вблизи разломов в палеозойском известняке и доломите.
Помимо меди, есть многочисленные железные минералы, но лишь немногие из них имеют промышленные месторождения. Две небольшие чугунолитейные печи работали в 1800-х годах, а крошечный карьер в 1960-х годах недалеко от Росстона, Арканзас, извлекая всего несколько сотен тонн. Наибольшее производство в целом составило 120 000 тонн, добытых в Wilcox Group , где выветривание слоистого сидерита привело к образованию лимонитовых конкреций. В 2006 году промышленные минералы были оценены в 913 миллионов долларов с производством брома, портландцемента, щебня, извести, песка и гравия для строительства.
В Арканзасе гидроксиды алюминия в бокситах образуют небольшие оолиты и пизолиты размером с горошину и выходят на поверхность или располагаются очень близко к поверхности под тонкими отложениями. Ресурс был впервые добыт в 1898 году, через 11 лет после того, как государственный геолог Джон Браннер идентифицировал его в образце из округа Пуласки, Арканзас . В дополнение к месторождению в округе Пуласки, к югу и востоку от Литл-Рока, есть второе месторождение в округе Салин, Арканзас , недалеко от Бентона. В меловой и ранний кайнозойский период острова сиенита в затопленном заливе Миссисипи испытали тропические муссонные условия и выветрились в латерит , сняв многие элементы и оставив осадок, обогащенный алюминием. Первоначально бокситы Арканзаса обеспечивали 90% спроса на алюминий в США. Подземная добыча до и во время Второй мировой войны уступила место открытой добыче в 1960-х годах. Во время войны в 1943 году было добыто до шести миллионов тонн. Арканзасские бокситовые рудники часто обходили стороной в пользу более качественных запасов бокситов в Карибском море, и добыча прекратилась в 1982 году. В штате имеются небольшие запасы галлия, связанные с месторождениями бокситов. [3]
В период с 1920 по 2003 год в Арканзасе было добыто 1,8 млрд баррелей нефти. Десять округов, расположенных в южной части штата, добывают нефть. К ним относятся Эшли, Брэдли, Калхун, Колумбия, Хемпстед, Лафайет, Миллер, Невада, Уошито и Юнион, хотя на округа Юнион, Лафайет, Колумбия и Уошито исторически приходилось 85% от общего объема добычи.
Эльдорадо, Арканзас, был местом ранних разведочных работ. За пятьдесят лет до открытия нефти компания William Brown's Union Coal Company построила нефтеперерабатывающий завод в 1860 году для перегонки нефти из лигнита . Разведывательные скважины были пробурены в 1880-х годах, и другие компании в округе Кэмден пытались перерабатывать нефть из лигнита на протяжении 1860-х годов.
Разведка нефти началась всерьез в 1916 году с неудачной скважины к востоку от Эльдорадо, в округе Юнион (который в то время был известен как округ Урбана). Через неделю после того, как Сэмюэл С. Хантер нашел скромные запасы нефти в скважине Хантер № 1 около Стивенса, Арканзас , компания Constantin Oil and Refining Company обнаружила большие запасы нефти и природного газа. Вскоре после этого, в 1921 году, фонтан в Эльдорадо выдал струю до 10 000 баррелей на расстоянии мили. Добыча нефти резко возросла в течение 1920-х годов, что побудило железные дороги запускать до 22 поездов в день между Эльдорадо, Шривпортом и Литл-Рок .
На пике бума в 1925 году 3483 скважины производили до 73 миллионов баррелей нефти. Огромные поставки переполняли местные железные дороги, и большая часть нефти хранилась в открытых карьерах, где она выщелачивалась в грунтовые воды или становилась бесполезной из-за загрязнения дождевой водой. Комиссия по охране природы Арканзаса начала судебные иски, связанные с разливами в 1920-х годах, а в 1939 году штат создал Комиссию по нефти и газу Арканзаса, которая поставила перед собой задачу регулировать отрасль и ограничивать отходы нефти и газа, а также разливы бромсодержащего соляного раствора, извлекаемого из скважин.
Добыча нефти резко упала с 58 миллионов баррелей в 1926 году до 12 миллионов к 1932 году. Однако отрасль резко выросла во время Второй мировой войны до начала 1960-х годов, производя 30 миллионов баррелей в год. Бассейны Шулер и Магнолия в округе Юнион, открытые в 1937 году, дали 110 миллионов баррелей за весь срок своей эксплуатации. Только одно новое нефтяное месторождение было открыто в 1971 году, и к началу 2000-х годов добыча держалась немного выше семи миллионов баррелей. С изменениями в сторону нетрадиционных ресурсов в 2000-х годах на сланцевом месторождении Фейетвилл начался гидроразрыв пласта . Однако связанный с гидроразрывом ряд землетрясений Гая-Гринбриера в августе 2010 года подтолкнул к более медленному подходу к разработке. [4]