Формация Басс , также известная как известняк Басс , является мезопротерозойской горной породой , которая выходит на поверхность в восточной части Гранд-Каньона , округ Коконино, штат Аризона . Формация Басс разрушается либо в виде скал, либо в виде ступенчатых скал. В случае ступенчатого рельефа устойчивые слои доломита образуют подъемы, а слои аргиллита — крутые ступени. В целом, формация Басс в районе Гранд-Каньона и связанные с ней слои группы Ункар — породы падают на северо-восток (10°–30°) в сторону нормальных разломов , которые падают на 60+° в направлении юго-запада. Это можно увидеть в разломе Палисейдс в восточной части основной области выхода на поверхность группы Ункар (ниже Восточного края). Кроме того, толстые, выступающие и темноокрашенные базальтовые силлы вторгаются в формацию Басс. [2]
Формация Басс является базальной частью группы Ункар .
Группа Ункар имеет толщину около 1600–2200 м (5200–7200 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 (371–492 фута); группой Чуар толщиной около 1900 м (6200 футов); и формацией Сикстимайл толщиной около 60 м (200 футов).
Супергруппа Гранд-Каньон , в которой формация Басс является самой нижней формацией, залегает на глубоко эродированных гранитах , гнейсах , пегматитах и сланцах , которые составляют скалы фундамента Вишну . [2] [3] [4]
.jpg/1280px-Hopi_Point_Grand_Canyon_3_(15544283645).jpg)
Было некоторое обсуждение номенклатуры формации Басс. Первоначально она была названа известняком Басс в 1914 году по каньону Басс, где она обычно обнажена. Известняк Басс был переклассифицирован геологами в формацию Басс, потому что он состоит из гетерогенных смесей обломочных и карбонатных осадочных слоев , из которых доломит является преобладающим типом породы, а известняк - лишь второстепенным типом породы. Кроме того, его член Хотаута был первоначально обозначен как конгломерат Хотаута в 1914 году как отдельная единица статуса формации для каньона Хотаута. Позднее он был включен в формацию Басс в качестве члена, где он и остался. [1] [2] [5]
Формация Басс состоит из переслаивающихся песчаников ( аркозов ) и алевритовых песчаников, заметных прослоев конгломератов и доломитов и подчиненных прослоев аргиллитов и известняков. Доломиты и песчанистые доломиты являются преобладающими литологиями. Пласты внутриформационной брекчии также встречаются по всей формации Басс. Доломиты и известняки различаются по цвету от серого до красно-серого и иногда содержат бисквитные и биогермные строматолитовые слои. Конгломераты, брекчии, песчаники и аргиллиты различаются по цвету от пурпурно-коричневого до темно-красного и красновато-коричневого.
Доломит и известняк доминируют в формации Басс в центральной части Большого Каньона, в то время как песчаник, конгломерат и аргиллит доминируют в формации Басс в восточной части Большого Каньона. Формация Басс обычно становится более мелкозернистой к вершине. [2] [5] [6] [7]
Слои вулканического пепла встречаются в формации Басс. Они состоят из слоев белой, очень мелкозернистой тефры , которые переслаиваются с доломитом и аргиллитом по направлению к основанию формации. Эти слои характеризуются резкими базальными контактами, некоторой градуированной слоистостью и разнообразной ассоциацией силикатных минералов , которая отличается от карбонатных или кальций-силикатных минеральных ассоциаций соседних слоев. Цирконы из одного из этих слоев вулканического пепла были датированы с использованием методов датирования ураном и свинцом . [5] [8]
Основание как Bass Formation, так и Unkar Group в восточной части Гранд-Каньона отмечено Hotauta Member of the Bass Formation. Это заметный прерывистый конгломерат, первоначально названный Hotauta Conglomerate и позже переименованный в Hotauta Member. Этот конгломерат состоит из округлых, размером с гальку или булыжник обломков кремня , гранита, кварца , кристаллов плагиоклаза и микропегматитов в матрице кварцевого песка. Около 80% обломков размером с гравий состоят из гранита и кварцита . Кварцитовый гравий не имеет никаких местных эквивалентов в Гранд-Каньоне, что указывает на отдаленный источник. Превосходные обнажения Hotauta Member встречаются на уровне реки Колорадо около Hance Rapids (речная миля 77) и вдоль троп South Kaibab и North Kaibab . [2] [5] [9]
Разнообразие осадочных структур было отмечено в формации Басс. Они включают в себя следы ряби ; поверхности, покрытые грязевыми трещинами ; структуры конус в конусе ; межформационные брекчии/конгломераты; как нормальную, так и обратную мелкомасштабную, градуированную слоистость ; и локальные заполнения каналов. Доломит и известняк в формации Басс подверглись постседиментационным изменениям, включая: доломитизацию , перекристаллизацию, стилолитизацию и окремнение . [2] [5] [6]
Базальтовые силлы и дайки прорывают все слои группы Ункар, которые подстилают лаву Карденас. Только силлы, чьи питающие дайки не обнажены, можно наблюдать прорывающимися в формацию Басс. Там, где силлы прорывали кремнистые доломиты в формации Басс, метасоматоз и перекристаллизация привели к образованию хризотил -асбеста как выше, так и ниже силлов. Жилы асбеста с волокнами до 10 см (3,9 дюйма) в длину часто встречаются в пределах 3 м (9,8 фута) от верхних и нижних контактов силлов. [2]
Известняк Басс в целом показывает увеличение толщины к северо-западу, варьируясь от 37 (121 фут) до 104 м (341 фут). Его средняя толщина составляет 80 м (260 футов). Его толщина составляет 100 м (330 футов) в Фантом-Крик (северная сторона храма Изиды , пирамиды Хеопса и равнин Юта), и 57 м (187 футов) в Кристалл-Крик. Тонкий участок формации Басс в Кристалл-Крик, вероятно, отражает наличие топографической высоты Вишну-Фасадных пород на палеоповерхности , на которой он накопился. [6] [7]
Основание формации Басс является крупным несогласием , которое также формирует основание супергруппы Гранд-Каньон и группы Ункар. Это несогласие отделяет лежащий под ним и глубоко эродированный кристаллический фундамент , состоящий из гранитов, гнейсов, пегматитов и сланцев скал фундамента Вишну, от стратифицированных протерозойских пород супергруппы Гранд-Каньон. [2] [9]
Этот контакт представляет собой удивительно гладкую поверхность, которая имеет рельеф около 6 м (20 футов) в 15-минутном топографическом четырехугольнике Shinumo и 15 м (49 футов) в 15-минутных топографических четырехугольниках Bright Angel и Vishnu. В каньоне Hotauta и в Granite Narrows эта поверхность чрезвычайно гладкая с рельефом всего в несколько метров. Самый большой рельеф на этой поверхности можно увидеть напротив устья Shinumo Creek, где низкие округлые холмы Vishnu Basement Rocks возвышаются на 6 м (20 футов) над общим уровнем относительно плоской поверхности.
Подстилающие эту поверхность скалы фундамента Вишну часто глубоко выветрены до средней глубины 3 м (9,8 фута) под ней. Там, где они не были удалены эрозией, до и во время отложения вышележащей формации Басс, присутствует остаточный реголит, образовавшийся в результате субаэрального выветривания подстилающих пород фундамента. Обычно этот реголит состоит из темно-красновато-коричневого, бесструктурного, железистого осадка, который обычно имеет толщину от нескольких сантиметров до 30 см (0,98 фута). Этот контакт считается классическим примером древнего пенеплена . [10]
В восточной части Большого Каньона контакт между формацией Басс и вышележащим сланцем Хакатай обычно постепенный в течение интервала около метра. Например, в Красном Каньоне контакт состоит из интервала, в котором строматолитовый известняк формации Басс тесно переслаивается с грубообломочной осадочной породой вышележащего сланца Хакатай. В восточной части Большого Каньона контакт резкий, но согласный. [2] [9]
Контакт между песчаником Tapeats и формацией Bass и остальной частью складчатой и нарушенной группы Unkar представляет собой заметное угловое несогласие , которое является частью Великого несогласия . Дифференциальная эрозия группы Unkar оставила устойчивые пласты базальта Cardenas и кварцита Shinumo в качестве топографических возвышенностей (сегодня рассматриваемых как древние и выветренные монадноки ), которые теперь погребены под песчаниками, сланцами и конгломератами песчаника Tapeats. Эти монадноки служили локально источниками крупнозернистых осадков во время морской трансгрессии , которая отложила песчаник Tapeats и других членов группы Tonto . Контакт между формацией Bass и песчаником Tapeats образует часть относительно плоской поверхности, которая лежит между монадноками. [2] [9]
Ископаемые строматолиты встречаются в формации Басс. Диагностические «столбчатые формы» строматолитов встречаются редко. Из этих форм только Collenia undosa Walcott, Collenia symmetrica Fenton & Fenton и Collenia frequens Walcott были зарегистрированы в формации Басс до сих пор. Среда, в которой росли эти строматолиты, судя по связанным с ними отложениям, представляла собой тихие, мелкие морские воды. Обычное присутствие следов ряби и грязевых трещин предполагает прерывистое высыхание. Тонкие слои хлопьевидной брекчии, связанные с ними, указывают на случайные периоды турбулентности кратковременной продолжительности. Однако прямых доказательств, конкретно указывающих на приливную среду вблизи береговой линии , нет. [11]
Различные типы других ископаемых, то есть медузы , губки , червеобразные следы и двустворчатые моллюски , были зарегистрированы в формации Басс. Критические исследования этих зарегистрированных ископаемых пришли к выводу, что ископаемые губки являются неорганическими кремниевыми конкрециями ; медузы являются либо структурами выхода газа, либо водорослевыми колониями; а червеобразные следы являются неорганическими осадочными структурами. Кроме того, ископаемые останки двустворчатого моллюска неизвестного сродства, которые были зарегистрированы в формации Басс, теперь считаются округлыми грязевыми хлопьями или гранулами, которые, вероятно, являются онколитами водорослевого происхождения. [11] [12] [13]
Литология и осадочные структуры, наблюдаемые в известняке Басс, указывают на то, что, за исключением элемента Хотаута, он накопился под морем, которое наступало с запада. Элемент Хотаута состоит из речных песков и гравия , которые накапливались в долинах на эродированной поверхности скал основания Вишну. Кварцитовый гравий указывает на то, что конгломераты элемента Хотаута были отложены речными системами, которые простирались на неизвестное расстояние за пределами региона Гранд-Каньона. Морские отложения похоронили речные отложения элемента Хотаута в виде гладкой поверхности с локальным рельефом, вероятно, не более 150 футов (46 м) скал основания Вишну, затопленных морской трансгрессией с запада. Доломит формации Басс, вероятно, изначально откладывался как известняк и впоследствии изменился в доломит в результате позднего диагенеза . Этот известняк в значительной степени накопился в чистых, относительно теплых, мелководных морских водах как биологическими, так и абиологическими процессами. Во время максимального, самого глубокого вторжения морских вод известняк и глубоководный ил накапливались в западной части Большого каньона, в то время как строматолиты и мелководный ил накапливались в восточной части Большого каньона. После максимального вторжения морских вод море медленно регрессировало, и оно накапливалось в прибрежных и прибрежных средах, на что указывают следы ряби , грязевые трещины , окисленные сланцы и другие свидетельства периодического субаэрального воздействия, обнаруженные в верхней части формации Басс. Условия формирования эвапорита , вероятно, также имели место во время этой регрессивной фазы. В конечном итоге, мелководная прибрежная морская среда, прибрежные равнинные илистые отмели и дельты , которые ознаменовали начало отложения сланцев Хакатаи, доминировали в районе Большого каньона. [2] [5] [6] [9]
Ураново -свинцовое датирование цирконов из слоя пепла в формации Басс, аргоново-аргоновое датирование вышележащих магматических пород и термохронологические исследования нижележащих пород фундамента Вишну ограничивают возраст формации Басс и связанной с ней группы Ункар . Цирконы из выпавших в воздух слоев вулканического пепла в ее нижней части дали ураново-свинцовую дату 1254,8 ± 1,6 млн лет. Эта дата согласуется с радиометрическим возрастом докембрийских слоев, интерпретируемых как коррелирующие с формацией Басс, и ее возрастом, оцененным на основе более ранних палеомагнитных исследований. Кроме того, эта дата согласуется с тем, что более молодой базальт Карденас был извергнут около 1104 млн лет назад. Наконец, уран-свинцовое датирование цирконов согласуется с исследованиями нижележащих пород фундамента Вишну, которые указывают на то, что они были извлечены с глубины от 25 до 10 км между 1750 и 1660 млн лет назад и с глубины 10 км до поверхности, на которой залегает формация Басс между 1660 и 1250 млн лет назад. [5] [9]
Присутствие жил хризотил- асбеста в формации Басс было впервые отмечено в ходе раннего исследования Большого каньона экспедицией Пауэлла . Вскоре после 1890 года были поданы заявки на добычу этих асбестовых залежей. Позже, в начале 1900-х годов, Уильям Уоллес Басс добывал асбест в районе каньона Синумо-Крик-Хакатаи, а Джон Ханс добывал асбест в каньоне Асбест. Хотя эти залежи имели качественный асбест, из них добывалось мало асбеста, максимум несколько тонн, поскольку эти залежи были довольно небольшими и труднодоступными. Эти асбестовые шахты в настоящее время заброшены и охраняются как исторические места. [14] [15] [16]
В середине 1960-х годов Грегори Х. Биллингсли обнаружил несколько жил асбеста толщиной до 7,6 см (3,0 дюйма) в устье ручья Тапитс . Эти жилы выходят на поверхность вверх по течению вдоль реки Колорадо на протяжении почти двух миль до ручья Стоун-Крик. Зеленый хлорит , зеленый гранат и тальк связаны с жилами асбеста, которые встречаются в зоне контактного метаморфизма толщиной 0,6–0,9 м (2–3 фута), связанной с базальтовыми силлами. По неизвестным причинам на эти жилы никогда не подавались заявки, и не было предпринято никаких попыток их разработки. [14] [16]
Месторождения асбеста Гранд-Каньона очень похожи по происхождению и природе на месторождения асбеста региона Сьерра-Анча - каньон Солт-Ривер в округе Гила, штат Аризона . Как и в случае с формацией Басс, эти месторождения хризотил-асбеста относятся к контактному метаморфическому типу, который встречается в магнезиальных мезопротерозойских доломитах и известняках, измененных базальтовыми дайками и силлами. Как и в случае с месторождениями асбеста Гранд-Каньона, доломит и известняк вступили в реакцию с кремнеземсодержащими флюидами, нагретыми базальтовыми интрузиями, образовав серпентиновый минерал хризотил. Подобно месторождениям асбеста Гранд-Каньона, эти базальтовые силлы и дайки имеют возраст от 1050 до 1140 млн лет. В отличие от месторождений асбеста в Гранд-Каньоне, месторождения асбеста в районе Сьерра-Анча-Каньон-Солт-Ривер оказались чрезвычайно продуктивными. [15] [17]
36°06′29″с.ш. 112°07′15″з.д. / 36.1080°с.ш. 112.1209°з.д. / 36.1080; -112.1209
