Геология Канзаса охватывает геологическую историю и нынешние обнаженные породы и почвы . Породы, которые выходят на поверхность в американском штате Канзас , образовались во время фанерозойской эры , которая состоит из трех геологических эр : палеозойской , мезозойской и кайнозойской . Палеозойские породы на поверхности в Канзасе в основном относятся к миссисипскому , пенсильванскому и пермскому периодам.
Самые старые породы на поверхности в Канзасе — это миссисипские породы, которые состоят из известняков , сланцев , доломитов , кремней , песчаников и алевритов . Миссисипский период представлял собой среду, похожую на нынешнюю. Быстро текущие ручьи и реки прорезают известняковую коренную породу и в некоторых местах создают пещеры и карстовые воронки . [2] Пенсильванские породы состоят преимущественно из чередующихся морских и неморских сланцев и известняков с некоторым количеством песчаника, угля , кремня и конгломерата. Пенсильванский период был временем, когда регион, который сейчас является восточным Канзасом, оставался почти на уровне моря. Между трансгрессией и регрессией морей образовались болота и трясины, отлагающие мертвую растительность, а позже, после погребения под более молодыми отложениями, эта мертвая растительность образовалась в уголь. [2] Пермские породы в основном состоят из известняков, сланцев и эвапоритов . Пермский период в Канзасе начался как среда, состоящая из теплых, мелких морей. По мере развития пермского периода климат стал очень сухим, и моря начали убывать, создавая водоемы, отрезанные от открытых морей, в свою очередь, создавая области для образования темных сланцев и эвапоритовых минералов, таких как галит и гипс , по мере испарения воды. [2] Конец пермского периода знаменует собой период самого большого вымирания в истории Земли; более 90% всей жизни исчезло.
Мезозойские породы на поверхности Канзаса состоят преимущественно из пород мелового периода . Относительно небольшой выход юрских отложений обнажается в юго-западном углу штата. Породы мелового периода состоят из известняка , мела , сланца и песчаника. Меловой период в Канзасе был средой открытого океана или моря, в которой преобладали микроскопические морские растения и животные, которые плавали или плавали у поверхности этого древнего водоема. [2] Когда эти микроскопические существа умирали, они опускались на дно, образовывали мягкий известковый ил и сохраняли любых более крупных существ, которые умирали и тонули в нем.
Кайнозойские породы на поверхности были сформированы в течение палеогенового , неогенового и четвертичного периодов. Палеогеновые и неогеновые породы в Канзасе состоят из речного ила, песка, пресноводных известняков и некоторого количества вулканического пепла , образовавшегося в результате извержений на западе Соединенных Штатов. Около начала палеогена образовались Скалистые горы , а также ручьи и реки, текущие на восток от гор в Канзас. За 60 миллионов лет эрозии Скалистые горы создали клин материала, простирающийся до холмов Флинт в восточном Канзасе. [2] Четвертичные породы в Канзасе состоят из следующих: ледниковый дрейф ; речной ил, песок и гравий; песок дюн ; и переносимый ветром ил. Четвертичный период в западном Канзасе был очень похож на неогеновый, постоянная эрозия Скалистых гор отложила дополнительные осадки. [2]
Канзас разделен на одиннадцать различных физико-географических регионов. [4]
Миссисипские известняки и кремни плато Озарк обнажаются на крайнем юго-востоке Канзаса в округе Чероки . [5] Эта область была частью округа Трех штатов в девятнадцатом и двадцатом веках. Галена была центром добычи свинца и цинка в этом районе. [6]
Низины Чероки — это регион юго-восточного Канзаса непосредственно к северу и западу от плато Озарк в округах Чероки, Лабетт , Кроуфорд и Бурбон . Низины развиты на территориях пологих холмов, образованных на сланце и песчанике группы Чероки пенсильванского периода. Группа Чероки известна богатыми залежами угля в Канзасе и по всему Среднему Западу Соединенных Штатов. [7]
Регион куэсты Осейдж лежит под двадцатью округами юго-восточного Канзаса. Куэсты представляют собой регион обращенных с востока на юго-восток уступов (высотой от 50 до 200 футов [от 15 до 61 м]), сформированных на устойчивых известняковых блоках, которые плавно падают на запад и северо-запад. Области между уступами залегают под сланцами. Регион куэсты содержит уголь, черный сланец и некоторое количество нефтяных сланцев . Лампроитовые силлы встречаются в пределах куэстовых блоков округов Вудсон и Уилсон . Эти необычные магматические породы были внедрены в меловой период. [8] [9]
Холмы Чатокуа представляют собой узкую область на юго-востоке Канзаса, покрытую хребтами, покрытыми песчаником, и холмистыми возвышенностями. Песчаники пенсильванского возраста отложились в большой речной долине. Песчаники представляют собой песчаник Тонганокси, входящий в состав формации Стрейнджер, и песчаник Ирландии, входящий в состав формации Лоуренс. Холмы встречаются в западных частях округов Монтгомери , Уилсон и Вудсон , а также на восточных окраинах округов Чатокуа , Элк и Гринвуд . Песчаники продолжаются в северной части Оклахомы. [10]
Холмы Флинт образовались на северно-южном обнажении пермских кремнистых известняков. Регион простирается от округа Маршалл на севере до округа Коули и далее в северную Оклахому, где они известны как Холмы Осейдж . Пермские известняки содержат обильные выветриваемые кремни (или кремень), а выветривание и почвы вершин холмов и русел рек региона содержат обильные кремнистые гравии. Поверхностные обнажения редких магматических кимберлитов встречаются в округах Райли и Маршалл . Кимберлитовые диатремы имеют меловой возраст. В кимберлитовых проявлениях Канзаса алмазов не обнаружено. Кристаллы граната из кимберлитов были обнаружены в местных речных гравиях. [11] [12] [13]
Red Hills охватывает часть южного Канзаса в округах Кларк , Команчи и Барбер вдоль границы с Оклахомой. Red Hills названы в честь своего цвета, полученного от пермских красных пластов , которые выходят на поверхность и лежат под землей в регионе. Красный цвет создается обильным содержанием оксидов железа в выветриваемых отложениях. Регион залегает красными сланцами, алевритами и песчаниками вместе с переслаивающимися доломитами и гипсовыми эвапоритовыми слоями. Огромные залежи гипса добываются недалеко от Сан-Сити на северо-западе округа Барбер. Gyp Hills около Medicine Lodge были названы в честь гипса формации Блейн. Растворимый гипс, ангидрит и доломит образуют множество пещер в этом районе. [14] [15] Большой бассейн округа Кларк представляет собой провал глубиной 1,2 мили (2 км), образовавшийся в результате растворения соляных пластов в недрах земли.
Smoky Hills представляет собой большую территорию северной части центрального Канзаса. Район залегает под меловыми отложениями. Породы, выходящие на поверхность в этом районе, включают песчаники формации Dakota , известняк Greenhorn и толстый мел Niobrara . Стратиграфически Dakota перекрывается Greenhorn, а тот Niobrara. Dakota выходит на поверхность в восточной части региона в виде плавно наклоненных на запад устойчивых хребтов. Хотя песчаники являются наиболее устойчивыми и, следовательно, наиболее заметными, Dakota включает сланцы и глины. Формация содержит обильные коричневые оксиды железа, и в этом районе обнаружено много конкреций . В западных частях района коренная порода представляет собой ископаемый мел формации Niobrara, который включает в себя Smoky Hill Chalk , известный обилием окаменелостей рыб и морских рептилий . [16] [17]
Западная треть Канзаса находится в районе Высоких равнин. Самая высокая точка Канзаса, гора Санфлауэр (4039 футов (1231 м)), расположена в физико-географическом регионе Высоких равнин. Тектоническое поднятие Скалистых гор во время кайнозоя привело к эрозии и отложению огромного количества неморских осадков на восток через Высокие равнины. Формация Огаллала состоит из большого клина рыхлых песков и илов, которые являются значительным водоносным горизонтом под равнинами. Огаллала содержит слой песчаника, сцементированного опалом . В юго-западном углу штата в округе Мортон породы юрского возраста выходят на поверхность вдоль реки Симаррон . Отложения лёсса покрывают большую часть Высоких равнин на севере и северо-западе Канзаса. [18] [19]
Северо-восточный угол штата, к северу от реки Канзас и к востоку от реки Биг-Блю , покрыт ледниковыми отложениями, отложенными во время доиллинойских оледенений, которые произошли 600 000 лет назад в плейстоцене . Пенсильванская и пермская коренная порода погребена под толстыми отложениями ледниковых отложений, в основном лесса. Разнообразные ледниковые эрратические валуны были оставлены тающими ледниками. Многие из них состоят из кварцита сиу, перенесенного на юг из района Су-Фолс, Южная Дакота . [20]
Низменности Веллингтон-Макферсон в юго-центральном Канзасе в округах Самнер , Седжвик , Харви и Макферсон залегают под речными отложениями, отложившимися в долине реки Арканзас в эпоху плейстоцена один-два миллиона лет назад. Отложения в основном состоят из песков, ила и гравия. К ним относятся отложения водоносного горизонта Equus Beds , названные так в честь содержащихся в них ископаемых останков современных лошадей плейстоцена . Также под этой областью находится пермский соляной пласт Хатчинсона , толщина которого достигает 400 футов (120 м). В этой области также находятся неактивные песчаные дюны. [21]
Низины реки Арканзас следуют течению реки Арканзас через юго-запад и юго-центральный Канзас. Широкая пойма содержит большое количество песка и ила, переносимых рекой со Скалистых гор. Значительная площадь песчаных дюн находится на южной стороне равнины, образованной преобладающими ветрами с ледников на север во время плейстоцена. [21]
Геология недр Канзаса состоит из нескольких последовательностей осадочных слоев, отложившихся на докембрийском основании Северо - Американского кратона .
Под Канзасом существует несколько региональных подземных структур, включая пять осадочных бассейнов . Эти структуры играют важную роль в контроле огромных залежей нефти и природного газа в штате. Центральное поднятие Канзаса представляет собой широкую арку в скалах западно-центрального Канзаса. Скальные образования внутри этой арки были основными производителями нефти. Бассейн Анадарко на юго-западе Канзаса содержит значительные запасы природного газа. Бассейн Седжвик, бассейн Чероки и бассейн Форест-Сити на юге и востоке Канзаса также производят нефть и природный газ. [22]
Поднятие Немаха представляет собой глубокую зону разлома , которая проходит по диагонали через восточный Канзас и простирается от юга Омахи, штат Небраска, до Оклахома-Сити . Эта зона разлома непосредственно залегает над гранитным "выступом" в докембрийском фундаменте и структурно активна как разлом Гумбольдта . Примерно в пятидесяти милях к западу самое южное расширение протерозойской Среднеконтинентальной рифтовой системы простирается в северо-восточный Канзас. [23]
Северные две трети Канзаса залегают под протерозойской последовательностью, известной как Центральный равнинный ороген. Магматические и метаморфические породы этой орогенной зоны считаются продолжением складчатого пояса возрастом 1,7 млрд лет, обнаженного в Колорадо и Вайоминге. [24] Южные примерно треть штата залегают под южной гранитно-риолитовой провинцией, датируемой возрастом от 1,35 до 1,48 млрд лет. [24] [25]