Бассейн Делавэр — геологический осадочный и структурный бассейн в Западном Техасе и на юге Нью-Мексико , известный тем, что содержит крупные нефтяные месторождения и окаменевший риф, выходящий на поверхность. Национальный парк Гваделупе-Маунтинс и Национальный парк Карлсбад-Кавернс защищают часть бассейна. Он является частью более крупного Пермского бассейна , который сам находится в нефтяной провинции Среднего Континента .
К раннему пермскому времени, во время вольфкэмпской эпохи , овальный опускающийся бассейн Делавэр простирался более чем на 10 000 квадратных миль (26 000 км 2 ) на территории современного западного Техаса и юго-востока Нью-Мексико . [1] : 193§1 Этот период осадконакопления оставил толщину известняка толщиной от 1600 до 2200 футов (от 490 до 670 м) с прослоями темноокрашенного сланца . [1] : 193§1
Узкий выход, который геологи называют каналом Хови, периодически поставлял новую морскую воду из океана Панталасса на запад. Несколько меньший и более мелкий бассейн Мидленд находился к востоку, а гораздо меньший бассейн Марфа — на юго-западе. Все три бассейна находились к югу от экватора , к северу от гор Уошито в Среднем Техасе и являлись частью северного континента Лавразия . [2] Структурно Делавэр, Мидленд и Марфа были форландовыми бассейнами, созданными, когда горы Уошито были подняты, когда южный континент Гондвана столкнулся с Лавразией, образовав суперконтинент Пангея в позднем карбоне ( пенсильванском ). [3] Горы Уошито образовали дождевую тень над бассейнами, и теплое мелководное море затопило окружающую территорию. По другую сторону экватора Родовые Скалистые горы образовали большой гористый остров .
Бассейн Делавэр временно прекратил погружение в эпоху Леонарда в начале середины перми . Небольшие банки вдоль его края развивались вместе с небольшими прерывистыми рифами на мелководье недалеко от берега. Первой образовавшейся формацией была Йесо , состоящая из чередующихся слоев доломитового известняка, гипса и песчаника . Осадки, ответственные за создание Йесо, откладывались в прибрежных районах, которые перешли в карбонатные банки формации Викторио-Пик в более глубоких водах. Тонкослоистые известняки формации Боун-Спринг накапливались в виде известкового ила в застойной самой глубокой части бассейна. [1] : 194§2
Опускание бассейна Делавэр возобновилось позже в середине перми, и к гваделупской эпохе верхней перми рифовые пятна стали больше. Осадки, отложившиеся близко к берегу, теперь представляют собой кремнистые доломиты формации Сан-Андрес, тогда как отложения, отложившиеся немного дальше, образуют кварцевый песчаник и разбросанные рифовые пятна формации Браши-Каньон . [1] : 194–5§3
Быстрое погружение бассейна началось в середине гваделупского периода. Пятнистые рифы ответили быстрым (в основном вертикальным) ростом, что привело к образованию рифа Гоут-Сип. Развились три фации :
Опускание бассейна окончательно остановилось к концу гваделупского периода. Риф Капитан был крупнейшим в бассейне, и он быстро вырос на 350 миль (560 км) вокруг себя. Фации были: [1] : 195§5
Capitan Reef был построен в основном из известковых губок , корковых водорослей, таких как строматолиты , и непосредственно из морской воды в виде известкового ила. В резком контрасте с этим, кайнозойские (современная эра), мезозойские (эра динозавров ) и даже среднепалеозойские ( задолго до пермского периода) рифы в основном состоят из кораллов . [4]
Уровень моря упал, когда позднее пермское оледенение усилилось и заперло все большее количество воды в далеких ледяных шапках . Осадконакопление продолжало заполнять бассейн Делавэр в эпоху Очоан верхней перми, периодически отрезая бассейн от источника морской воды. Часть образовавшегося рассола стала глубоководными эвапоритами формации Кастилия . Кастилия состоит из слоев толщиной 1/16 дюйма (1,6 мм) чередующихся серых ангидрида и гипса , коричневого кальцита и галита . По мере увеличения концентрации соли галит и богатая калием соль выпадали из соленого водоема на его границе и в прибрежных зонах. Этот соляной слой покрывал все большую площадь по мере падения уровня воды, образуя формацию Саладо . [1] : 195§6
Бассейн Делавэр был заполнен по крайней мере до вершины рифа Кэпитан и в основном покрыт сушей до конца эпохи Очоан . Реки мигрировали по его поверхности и откладывали красный ил и песок, которые сейчас составляют алеврит и песчаник формаций озер Раслер и Дьюи. [1] : 195§7, 184§3 Карстовый рельеф развивался по мере того, как грунтовые воды циркулировали в погребенных известняковых формациях, растворяя пещеры, которые позже были разрушены заполнением и эрозией. [1] : 184§2
Подъем, связанный с орогенезом Ларамида в конце мезозоя и начале кайнозоя, создал крупный разлом , вдоль которого возникли горы Гваделупе . Хребет образует наклонную поднятую часть системы, а солончак Больсон образует опущенный блок. [1] : 195§8, 184§5 Известняк рифа Капитан был обнажён над поверхностью, а его наиболее выдающейся особенностью является Эль-Капитан высотой 1000 футов (300 м) . Другие крупные выходы составляют горы Апачи и Стеклянные горы на юге. [5]
Потоки размыли более мягкие отложения, понизив уровень земли до его нынешнего положения. Кислые грунтовые воды вырыли пещеры в известняке более высоких областей, а размытые отложения помогли заполнить любые оставшиеся пещеры пермского возраста. В отличие от большинства других пещер в известняке, в этом случае кислота, вероятно , была получена из сероводорода и богатых сульфидом рассолов, которые были освобождены тектонической активностью в середине третичного периода и смешаны с насыщенными кислородом грунтовыми водами, образуя серную кислоту . [1] : 184§5 Карлсбадские пещеры и близлежащие современные пещеры начали формироваться в это время в насыщенной грунтовыми водами фреатической зоне . Из-за полузасушливого климата созданный карстовый рельеф лишен характерных впадин, карстовых воронок , ям и растворяющихся трещин на поверхности. Массовые потери, такие как оползни, еще больше уменьшили топографический рельеф.
Дополнительное поднятие гор Гваделупы в эпоху плиоцена и раннего плейстоцена увеличило Карлсбадскую пещеру и близлежащие пещеры. Части основных пещер вышли из насыщенной фреатической зоны в вадоз с временными периодами покоя, во время которых в фреатической зоне происходила дополнительная растворяющая выемка. Считается, что эти паузы в выходе ответственны за создание различных уровней в Карлсбадских пещерах. Осаждение богатой углекислым газом воды, которая просочилась в пещеру, создало спелеотемы , особенно во влажных частях плейстоцена. Спелеотемы, найденные в «Большой комнате» Карлсбада, были датированы с помощью датирования методом электронного спинового резонанса и, как было установлено, имеют возраст от 500 000 до 600 000 лет. Это указывает на то, что уровень Большой комнаты к тому времени был сухим. [1] : 185–6§7
Мягкий и легко размываемый гипс формации Кастилии был удален, обнажив Гваделупе Эскарпмент. [1] : 185§7¶1 Дополнительная эрозия пересекла верхнюю часть Карлсбадской пещеры и других пещер, образовав их входы. Высыхание пещерного воздуха снизило скорость роста спелеотем и способствовало развитию узелкового травертина («пещерный попкорн»).