Формация Докс , также известная как песчаник Докс , является мезопротерозойской горной породой , которая выходит на поверхность в восточной части Гранд-Каньона , округ Коконино, штат Аризона . Формация Докс включает в себя большую часть группы Ункар , более древнего подразделения супергруппы Гранд-Каньона . Группа Ункар имеет толщину около 1600–2200 м (от 5200 до 7200 футов) и состоит из, в порядке возрастания, формации Басс , сланца Хакатаи , кварцита Шинумо , формации Докс и базальта Карденас . Группа Ункар перекрывается в порядке возрастания формацией Нанковип толщиной около 113–150 м (от 371 до 492 футов); группой Чуар толщиной около 1900 м (6200 футов); и формация Sixtymile, толщиной около 60 м (200 футов). Вся супергруппа Большого каньона залегает на глубоко эродированных гранитах , гнейсах , пегматитах и сланцах , которые составляют скалы фундамента Вишну . [2] [3] [4]
.jpg/1280px-Long_Way_Down,_Colorado_River,_Grand_Canyon_9-15_(21435493384).jpg)
Формация Докс содержит толстые базальтовые силлы и ряд небольших темных даек . В районе Desert View и к западу от Palisades of the Desert базальтовые силлы образуют очень выступающие темно-серые скалы. [2] [5]
Формация Докс получила свое название в честь Вирджинии Докс , педагога-переселенца , первой белой женщины, исследовавшей Гранд-Каньон, в честь которой и был назван холм Докс-Касл . [6]
Слои формации Докс, за исключением некоторых более устойчивых песчаниковых пластов, относительно подвержены эрозии и выветриванию. Нижний элемент формации Докс состоит из илистого песчаника и песчаника, а также некоторых переслаивающихся глинистых пластов, которые формируют ступенчатый, скалисто-склоновый рельеф. Основная часть формации Докс обычно образует округлый и покатый холмистый рельеф, который занимает необычно широкую часть каньона. [2]
В целом, формация Докс и связанные с ней пласты пород группы Ункар падают на северо-восток (10°–30°) к нормальным разломам , которые падают на 60+° к юго-западу. Это можно увидеть на разломе Палисейдс в восточной части основной области обнажения группы Ункар (ниже Восточного края). В другом месте, в центральной части Большого каньона, эти пласты Ункар (Басс, Хакатаи и Шинумо) встречаются в небольших, повернутых, опущенных вниз блоках или полосах, где они обычно обнажаются лишь частично. В этой части Большого каньона группа Ункар неполная, потому что эрозия песчаника до Тапитс удалила пласты выше уровня средней части формации Докс. Отсутствующая часть формации Докс и вышележащие базальт Карденас и группа Чуар сохранились в заметном синклинальном и разломном блоке , который обнажается в восточной части Большого каньона. [2]
К западу от 75-мильного ручья в центральном Гранд-Каньоне пласты формации Докс встречаются в небольших, повернутых, опущенных вниз блоках или полосах и обычно обнажаются лишь частично. В этих опущенных вниз блоках сохранились только два нижних члена, члены Эскаланте Крик и Соломон Темпл, поскольку остальная часть формации Докс и группы Ункар была удалена эрозией песчаника до Тапитс. Единственный полный участок формации Докс обнажается в восточной части Гранд-Каньона. В этой области формация Докс, которая является самой толстой единицей группы Ункар , была разделена на четыре члена. В порядке возрастания это члены Эскаланте Крик , Соломон Темпл , Команче-Пойнт и Очоа-Пойнт . Контакты между членами формации Докс являются постепенными и основаны в основном на топографическом выражении, осадочной среде осадконакопления и изменениях цвета. [2] [5]
Самый нижний член формации Докс — это Эскаланте Крик. Он состоит из более чем 244 м (801 фут) светло-коричневого до зеленовато-коричневого, кремнистого кварцевого песчаника и известкового литического и аркозового песчаника, перекрытого 122 м (400 футов) темно-коричневого до зеленого сланца и аргиллита . Песчаники члена Эскаланте Крик демонстрируют мелкомасштабную, пластинчато-плоскостную косую слоистость и градуированную слоистость . Градуированные сланцевые пласты содержат интеркласты в основании этого члена формации Докс. Два интервала извилистых слоев , которые являются стратиграфически самым высоким проявлением структур эвульсии флюидов в группе Ункар, встречаются в пределах 30 м от основания члена Эскаланте Крик. Желтовато-коричневый цвет этого члена резко контрастирует с характерным красным и красно-коричневым цветом остальной части формации Докс. [2] [5]
В пределах формации Докс, группа Соломон Темпл перекрывает группу Эскаланте Крик. Группа Соломон Темпл состоит из циклических последовательностей красного аргиллита, алеврита и кварцевого песчаника. Нижние 213 м (699 футов) этой группы состоят из склонообразующих красно-бордовых сланцевых алевритов и аргиллитов с прослоями кварцевого песчаника. Верхние 67 м (220 футов) группы состоят в основном из бордового кварцевого песчаника, который демонстрирует многочисленные особенности каналов и содержит пологие, пластинчатые и каналообразные фестончатые поперечные слои. Группа Соломон Темпл имеет толщину около 280 м (920 футов) в восточной части Большого каньона. [2] [5] Он так назван из-за обнажений в 2,4 км к северо-востоку от Соломон Темпл . [7]
В пределах формации Dox, Comanche Point Member залегает над Solomon Temple Member. В пределах центрального Большого каньона он был удален эрозией песчаника до Tapeats. Слои этого слоя в основном состоят из переслаивающегося мелкозернистого, образующего склоны, глинистого песчаника и песчанистого аргиллита , а также подчиненного аргиллита . Цвета, представленные этими слоями, пестрые, как правило, чередующиеся между пурпурным и красно-коричневым. Пять бледно-зеленых до белых, выщелоченных красных слоев , которые достигают толщины 2 м (6,6 фута), придают этому элементу пестрый вид. Соляные отливы, знаки ряби и трещины высыхания обычны для Comanche Point Member. Он также содержит несколько тонких слоев строматолитового доломита . Эти строматолитовые доломитовые слои встречаются либо внутри, либо непосредственно рядом с выщелоченными слоями. В восточной части Большого каньона группа Команчи-Пойнт занимает более половины площади обнажения Докс и отличается от окружающих ее групп характером формирования склонов и пестротой окраски. [2] [5]
Верхний элемент формации Докс — это элемент Очоа-Пойнт. В центральной части Большого каньона он также был удален эрозией песчаника до Тапитс. Он состоит из слюдистого аргиллита, который переходит вверх в преимущественно красный кварцевый, илистый песчаник. Осадочные структуры, обнаруженные в этом элементе, включают в себя отливки соляных кристаллов в аргиллите и асимметричные знаки ряби и небольшие косые слои в песчаниках. Элемент Очоа-Пойнт имеет толщину от 53 до 92 м (от 174 до 302 футов) и образует крутые склоны и скалы под базальтом Карденас. Формация Докс, которая непосредственно подстилает базальт Карденас, состоит из кирпично-красного до ярко-красного хорошо слоистого песчаника с параллельными слоями и сланцевыми прослойками, образующими гладкие склоны. Он также содержит тонкий, прерывистый поток базальтовой лавы . [2] [5] [8]
На различных уровнях в пределах формации Докс темный базальт был введен в виде силлов . Они образуют очень заметные, темно-серые скалы в районе ниже Desert View и к западу от Palisades of the Desert. Кроме того, ряд небольших, темных базальтовых даек также внедрились в формацию Докс. [2] [8]
Нижний контакт формации Dox с нижележащим кварцитом Shinumo, по-видимому, является постепенным и отмечен изменением топографического выражения и цвета. Базальные 12 м (39 футов) формации Dox, непосредственно залегающие над кварцитом Shinumo, состоят из преимущественно темно-зеленого до черного, расщепляющегося, образующего склон сланца, который содержит тонкие слои песчаника. Этот сланец образует отчетливую выемку между устойчивыми скалообразующими кварцитами кварцита Shinumo, залегающего под ними, и устойчивыми скалообразующими аркозовыми песчаниками формации Dox, залегающих над ними. Изменение топографического выражения, цвета и изменение фаций от кварцевого аренита до аргиллита и мелкозернистого аркоза — постепенные. [2] [9] Контакт между формацией Докс и кварцитом Шинумо на 74,7-й миле, где кварцит образует узкое V-образное ущелье под платформой, высеченной в мягком сланце формации Докс, можно увидеть с 74-й мили. [10]
Контакт формации Докс с вышележащим базальтом Карденас гладкий, плоский, параллельный напластованию и местами перекрывающийся. Местами песчаники формации Докс имеют небольшие складки и извилины, которые указывают на мягкую деформацию осадков . Кроме того, местами самые верхние 60 см (2,0 фута) формации Докс слегка обожжены. Тонкий поток лавы встречается в самой верхней части формации Докс. Таким образом, контакт между базальтом Карденас и формацией Докс является согласным и перекрывающимся. Это указывает на то, что пески все еще откладывались, когда изверглись первые лавы, и что отложение происходило во время перехода от накопления формации Докс к базальту Карденас. [2] [8] [11]
Вышележащая группа Тонто отделена от песчаника Докс и остальной части складчатой и нарушенной разломами группы Ункар заметным угловым несогласием , которое является частью Великого несогласия . Обычно поверхность этого несогласия представляет собой удивительно плоскую, древнюю эрозионную поверхность, часто утверждаемую как пенеплен , которая пересекает такие единицы, как формация Басс, сланец Хатакай и песчаник Докс. Устойчивые пласты в группе Ункар, такие как базальт Карденас и кварцит Шинумо, образуют древние холмы, называемые монадноками , которые возвышаются на высоту до 240 м (790 футов) над этой древней равниной. Тонкие слои песчаника Тапитс группы Тонто теперь покрывают большую часть этих древних монадноков. Однако некоторые из этих монадноков выступают в сланец Брайт-Энджел. Эти монадноки служили локально источниками крупнозернистых осадков, которые накапливались во время морской трансгрессии, образуя группу Тонто. [2] [12]
Превосходные обнажения углового несогласия в верхней части формации Dox и основания песчаника Tapeats можно увидеть на миле 71.0, где песчаник Tapeats лежит на эродированной поверхности формации Dox, и базальтовый силл. В этих обнажениях красные пласты Dox и темно-серый базальтовый силл падают на 8-10 градусов на восток. Они покрыты почти горизонтальным песчаником Tapeats. Поверхность этого углового несогласия довольно неровная, так как дифференциальная эрозия устойчивого базальтового силла образовала монадноки, которые были погребены песчаником Tapeats. [10]
Строматолиты являются доминирующими ископаемыми , обнаруженными в Comanche Point Member of Dox Formation. Эти строматолиты, которые выветриваются и становятся коричневыми или зеленовато-коричневыми, состоят из доломита с небольшим количеством ила и глины. Обычно они имеют форму латерально связанных полусфероидов и связаны с трещинами высыхания и структурами типа «птичий глаз». Кроме того, несколько тонких доломитовых пластов с тонкими наслоениями, возможно, водорослевыми, встречаются под нижним маркерным пластом в Comanche Point Member. [2] [5] [13]
Формация Докс представляет собой сложную последовательность морских , прибрежных , эстуарных и речных грязевых отложений, которые представляют собой отложения на проградирующей границе бассейна Ункар. Элементы Эскаланте-Крик и Соломон-Темпл сохраняют запись речного, эстуарного и дельтового осадконакопления . Контакт между подстилающим кварцитом Шинумо и формацией Докс представляет собой изменение от накопления осадков в прибрежных морских и прибрежных средах к накоплению осадков в наземных поймах и речных руслах. Элемент Эскаланте-Крик состоит из осадков, которые откладывались в неглубоких речных руслах, которые были шириной до 150 футов (46 м) и глубиной 15 футов (4,6 м). Многочисленные сложенные песчаниковые каналы можно наблюдать чуть выше порога Ункар (река, миля 73) и в пределах боковых дренажей между речными милями 65 и 73. У основания ручья Эскаланте два интервала извилистых слоев, которые включают в себя стратиграфически самые высокие структуры извлечения флюидов в группе Ункар, по-видимому, представляют собой последний из серии подземных толчков, которые начались во время отложения кварцита Шинумо. [2] [11]
Слои, содержащие крупные песчаниковые каналы группы Escalante Creek, перекрыты слоями, содержащими гораздо более мелкие каналы, такие как каналы разветвленных ручьев в дельте и среды пластового течения группы Solomon Temple. На 64-й миле в Carbon Creek эта часть формации Dox состоит из сложенных друг на друга мелкозернистых песчаниковых каналов, которые прорезаны заполненными грязью более молодыми каналами. Эти «вырезанные и заполненные» структуры каналов считаются признаками эстуарных сред, где уровень моря упал и впоследствии поднялся. Контакт между членами Solomon Temple и Comanche Point формации Dox знаменует переход от речных и прибрежных условий к морским условиям. [2] [11]
Отложение Comanche Point Member of the Dox Sandstone ознаменовало возвращение к условиям прибрежно-морских и приливно-отливных отмелей . Перемежающиеся пурпурные и красно-коричневые слои этого члена, по-видимому, отражают накопление в условиях попеременно очень мелководных морских и субаэральных условий. Пурпурно окрашенные слои интерпретируются как отложения комплексов приливно-отливных отмелей, включая смешанно-отливные и, возможно, соляно-отливные среды. [2] [5] [11]
Предполагается, что часть Очоа-Пойнт накопилась в результате непрерывного осадконакопления приливно-отливной зоны. Нижняя часть этой части, по-видимому, накопилась в более высокой илистой отмели в среде приливно-отливной зоны, где происходило периодическое высыхание. Верхняя часть этой части, как предполагается, накопилась в более глубокой или более морской части среды приливно-отливной зоны. В то время, когда эти приливно-отливные зоны были покрыты первоначальным извержением базальта Карденас, восточный регион Большого Каньона находился на уровне моря или очень близко к нему. Особенности, обнаруженные в самой нижней части базальта Карденас, указывают на то, что базальтовые лавы изливались на неконсолидированные песчаные и илистые отложения Докса в то время, когда они были влажными. Неизвестно, были ли эти отложения немного выше или немного ниже уровня воды в то время, когда они были погребены лавой. Высокая доля измененного стекла и всепроникающая трещиноватость (гиалокластит) базального карденасского базальта подтверждают эту интерпретацию. Высокое содержание натрия в базальном карденасском базальте указывает на спилитизацию из-за реакции с гиперсоленой водой. Гематитовые изменения осадка, возникшие в результате обжига лавами, минимальны и составляют несколько сантиметров или меньше. [2] [5] [8] [13]
Косвенное датирование зерен слюды из формации Докс указывает на то, что она отлагалась в течение относительно короткого промежутка времени, между 1140 и 1104 млн лет назад. Отдельные зерна слюды из части Эскаланте-Крик формации Докс были собраны и датированы с помощью 40Ar/39Ar масс-спектрометрии. Это датирование зерен слюды дало распределение возрастов в диапазоне приблизительно от 1260 до 1120 млн лет с четко выраженным пиком при 1140 млн лет. Хотя предполагалось, что эти даты фиксируют возраст, в котором минерал остыл через критическое температурное окно ~300 °C, датирование дополнительных образцов из других членов, а также петрографическое и микрозондовое исследование слюды указали на возраст исходных пород, из которых были вымыты слюды, и подтверждают интерпретацию того, что формация Докс моложе 1140 млн лет. Дополнительное датирование детритовых цирконов из формации Докс подтвердило датирование зерен слюды и показало, что большая часть группы Ункар (исключая формацию Басс) была отложена между 1170 и 1100 млн лет назад, а формация Докс была отложена после 1140 млн лет назад. Возраст вышележащего базальта Карденас показывает, что формация Докс накопилась до 1104 млн лет назад. [9] [11]
