หินดินดานไบรท์แองเจิล
| หินดินดานไบรท์แองเจิล | |
|---|---|
| ช่วงชั้นทางธรณีวิทยา : แคมเบรียนตอนกลาง[ 1 ] | |
 หินปูนมูอาฟ (สีเทาเข้มหรืออ่อน สีน้ำตาล หรือสีส้มแดงเป็นหน้าผาย่อยที่ฐานของหน้าผาหินปูนเรดวอลล์ ) และหินดินดานไบรท์แองเจิล ( หินที่ก่อตัวเป็นเนินลาด สีเขียว ) วางอยู่ บน หินทรายเทปอีทส์ (หน้าผา แนวตั้งสีน้ำตาลเข้มสั้น ) (เทปอีทส์ก่อตัวเป็น "ที่ราบสูงทอนโต") ในหุบเขาด้านใน ช่องเขาแกรนิต (หน่วยหินทั้ง 3 หน่วย ได้แก่ มูอาฟ ไบรท์แองเจิล และเทปอีทส์ สามารถมองเห็นได้ง่ายใต้ หินปูนเรดวอลล์สีแดง(หนา 220 เมตร (720 ฟุต)) | |
| พิมพ์ | การก่อตัวทางธรณีวิทยา |
| หน่วยของ | กลุ่มทอนโต[ 2 ] |
| พื้นฐาน | หินปูนมูอาฟ |
| ทับซ้อน | หินทรายเทปตส์ |
| ความหนา | สูงที่สุด 67 เมตร (220 ฟุต) |
| หินวิทยา | |
| หลัก | หินทรายแป้งไมกาและหินดินดาน |
| อื่น | หินทรายและหินทรายที่มีแร่กลอโคไนต์ |
| ที่ตั้ง | |
| ภูมิภาค | ทางตอนเหนือของรัฐแอริโซนา ทางตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนีย ทางตอนใต้ของรัฐเนวาดา และทางตอนกลางตอนใต้ของรัฐยูทาห์ |
| ประเทศ | สหรัฐอเมริกา |
| ส่วนประเภท | |
| ตั้งชื่อตาม | Bright Angel Canyon, Bright Angel quadrangle, Coconino Co., Arizona [ 3 ] |
| ตั้งชื่อโดย | โนเบิล (1914) [ 3 ] |
หินดินดานไบรท์แองเจิล (Bright Angel Shale)เป็นหนึ่งในห้าชั้นหินทางธรณีวิทยาที่ประกอบกันเป็นกลุ่มหินทอนโต ( Tonto Group ) ในยุคแคมเบรียน หินดินดานนี้และชั้นหินอื่นๆ ในกลุ่มทอนโตปรากฏให้เห็นในแกรนด์แคนยอน รัฐแอริโซนา และบางส่วนของรัฐแอริโซนา ตอนเหนือ รัฐแอริโซนาตอนกลาง รัฐแคลิฟอร์เนียตอนใต้รัฐเนวาดา ตอนใต้ และรัฐยูทา ห์ตอนใต้ หินดินดานไบรท์แองเจิลประกอบด้วยหินดินดาน (หินโคลน) และหินทรายแป้ง ที่มี ซากดึกดำบรรพ์อยู่บ้าง มีสีเขียวและสีน้ำตาลแดง มีแร่ไมกา และแตก เป็นแผ่นได้ โดยมีชั้นหินทราย และหินปูนสีน้ำตาลถึงสีเหลืองอ่อน หนา แทรกอยู่เป็นบางจุด ความหนาของหินดินดานมีตั้งแต่ 57 ถึง 450 ฟุต (17 ถึง 137 เมตร) โดยทั่วไปแล้ว หินดินดานและหินทรายที่มีชั้นบางๆ จะสลับกันเป็นวัฏจักรขนาดเซนติเมตร นอกจากนี้ยังแสดงโครงสร้างตะกอน จำนวนมาก ซึ่งรวมถึงริ้วคลื่นกระแส ริ้วคลื่นการแกว่ง และริ้วคลื่นการรบกวน หินดินดานไบรท์แองเจิลยังค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นหินทรายเทปัตส์ (Tapeats Sandstone) ที่อยู่ด้านล่าง และยังสลับชั้นกับหินปูนมูอาฟ (Muav Limestone) ที่อยู่ด้านบนอย่างซับซ้อนอีกด้วย ลักษณะเหล่านี้ทำให้การกำหนดขอบเขตบนและล่างของ Bright Angel Shale เป็นเรื่องยาก โดยทั่วไปแล้ว หินดินดานและหินทรายชั้นบางๆ จะถูกกัดเซาะจนกลายเป็นเนินสีเขียวและสีน้ำตาลแดงที่ทอดยาวจาก Tonto Platform ขึ้นไปยังหน้าผาที่เกิดจากหินปูนของMuav Limestone ที่อยู่ด้านบน และหินโดโลไมต์ของFrenchman Mountain Dolostone [ 2 ] [ 4 ]
การตั้งชื่อ
ในปี พ.ศ. 2418 GK Gilbert [ 5 ]พบว่าชั้นหินที่โผล่ขึ้นมาใกล้ก้นหุบเขาแกรนด์แคนยอนบางส่วนนั้นคล้ายคลึงกับชั้นหินที่รู้จักกันในที่อื่น ๆ ในรัฐแอริโซนาในชื่อกลุ่มหินทอนโต (Tonto Group ) โดยอาศัยความคล้ายคลึงนี้ เขาจึงกำหนดให้ชั้นหินที่ประกอบเป็นส่วนล่างสุดของชั้นหิน ยุคฟาเนโรโซอิก (Phanerozoic strata) ในแกรนด์แคนยอนเป็นกลุ่มหินทอนโต (Tonto Group ) โดยไม่ได้กำหนดแหล่งที่ตั้ง ต้นแบบอย่างเป็นทางการ เขายังแบ่งกลุ่มหินทอนโตออกเป็นสามส่วนย่อย จากอายุน้อยที่สุดไปจนถึงอายุมากที่สุด ได้แก่ หินปูนลายหินอ่อน (Marbled limestone ) หินดินดานทอนโต (Tonto shale ) และหินทรายทอนโต (Tonto sandstone ) [ 5 ]
ในปี พ.ศ. 2457 L F. Noble [ 3 ]ได้เปลี่ยนชื่อกลุ่มย่อย Tonto ของ Gilbert เขาเปลี่ยนชื่อหินทราย Tonto เป็นหินทราย Tapeatsและหินดินดาน Tonto เป็นหินดินดาน Bright Angelเขาตั้งชื่อหินดินดาน Bright Angel ตามชื่อหุบเขา Bright Angel เนื่องจากชั้นหินนี้ปรากฏให้เห็นชัดเจนบนผนังหุบเขานี้[ 3 ]
ต่อมาในปี พ.ศ. 2465 [ 6 ]หินปูนลายหินอ่อนได้รับการกำหนดนิยามใหม่และเปลี่ยนชื่อเป็นหินปูนมูอาฟโดย LF Noble ตามนิยามของ Noble หินปูนมูอาฟประกอบด้วย ชั้นหิน โดโลไมต์ ชั้นบน และชั้นหินปูนชั้นล่าง[ 6 ]ปัจจุบันชั้นหินปูนชั้นล่างของ Noble ได้รับการกำหนดให้เป็นหินปูนมูอาฟ และหินโดโลไมต์ภูเขาเฟรนช์แมนได้รับการกำหนดให้เป็นชั้นหินโดโลไมต์ชั้นบนของ Noble [ 4 ]
ED McKee และ CE Resser [ 7 ]ส่วนใหญ่ยังคงใช้ระบบการตั้งชื่อของ Noble ไว้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาได้แบ่ง Bright Angel Shale ออกเป็นส่วนย่อยๆ จำนวนมาก ซึ่ง ก็คือ สมาชิกโดยอิงจากชั้นหินปูนและหินทรายที่โดดเด่นภายในนั้น อย่างไรก็ตาม พบว่าสมาชิกเหล่านี้มีความสับสนและไม่เป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจลำดับชั้นหินของ Bright Angel Shale และมักถูกละเลยและไม่ค่อยได้ใช้ในเอกสารที่ตีพิมพ์[ 8 ] [ 9 ]
คำอธิบาย
ในแกรนด์แคนยอน หินดินดานไบรท์แองเจิลโดยทั่วไปเป็นส่วนผสมที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน บางครั้งมีซากดึกดำบรรพ์ ประกอบด้วยหินดินดาน หินโคลน หินทรายแป้ง หินทรายเนื้อละเอียด และชั้นหินปูนที่แยกตัวอยู่เป็นระยะๆ องค์ประกอบทางธรณีวิทยาที่เด่นชัดในหินดินดานไบรท์แองเจิลคือหินดินดานสีเขียว ซึ่งประกอบด้วยอิลไลต์ เป็นส่วนใหญ่ และมีคลอไรต์และเคโอไลไนต์ ในปริมาณที่แตกต่างกัน สีน้ำตาลแดงเกิดจากโออยด์ฮีมาไทต์ และซีเมนต์ออกไซด์เหล็กในปริมาณสูง นอกจากนี้ยังพบชั้นหินทรายเนื้อหยาบที่มีหินกรวดหรือหินทรายกรวดอยู่ด้านล่างเป็นระยะๆ ในหินดินดานไบรท์แองเจิล ส่วนประกอบที่เป็นกรวดของชั้น หิน เหล่านี้ประกอบด้วยควอตซ์เฟลด์สปาร์โพแทสเซียมในปริมาณเล็กน้อย เศษ หินตะกอนและกลอโคไนต์กลอโคไนต์ยังพบในและทำให้หินตะกอนและหินทรายหลายชนิดมีสีเขียว เมื่อเข้าใกล้ฐาน หินดินดานไบรท์แองเจิลจะมีขนาดหยาบขึ้นเรื่อยๆ พร้อมกับมีชั้นหินทรายเพิ่มมากขึ้น จนกระทั่งค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นหินทรายเทปตส์[ 2 ] [ 4 ] [ 7 ]
หินตะกอนและหินทรายของ Bright Angel Shale แสดงโครงสร้างตะกอนตลอดแกรนด์แคนยอน โครงสร้างตะกอนเหล่านี้ประกอบด้วยชั้นลามิเนตแนวนอน การเรียงตัวแบบแผ่นและรางขวางขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่ และการเรียงตัวแบบคลื่นและเลนส์ หินทรายเม็ดหยาบและหินทรายกรวดที่แยกตัวออกมาโดยทั่วไปไม่มีโครงสร้างและเรียงตัวเป็นชั้นหยาบๆ และวางตัวอยู่บนพื้นผิวที่ถูกกัดเซาะในบางพื้นที่[ 2 ] [ 4 ] [ 7 ]
ในแกรนด์แคนยอน ชั้นหินดินดานไบรท์แองเจิลโดยทั่วไปมีความหนาประมาณ 110 ถึง 150 เมตร (360 ถึง 490 ฟุต) ในแกรนด์แคนยอนฝั่งตะวันตก ชั้นหินดินดานไบรท์แองเจิลมีความหนามากกว่า 140 เมตร (460 ฟุต) และความหนาจะลดลงไปทางทิศตะวันออกจนเหลือเพียงประมาณ 82 เมตร (269 ฟุต) ที่โทโรวีปในแกรนด์แคนยอนตอนกลาง มีความหนา 100 เมตร (330 ฟุต) ในหุบเขาไบรท์แองเจิล การสลับชั้นที่ซับซ้อนของหินดินดานไบรท์แองเจิลกับหินปูนมูอาฟที่อยู่ด้านบนเป็นสาเหตุหลักของความแปรปรวนของความหนา ทางใต้ของแกรนด์แคนยอน ความหนาจะลดลงเหลือเพียงไม่กี่ฟุตในเทือกเขาจูนิเปอร์ทางเหนือของเพรสคอต รัฐแอริโซนา[ 2 ] [ 4 ] [ 7 ]
ฟอสซิล
ภายในแกรนด์แคนยอน หินดินดานไบรท์แองเจิลเป็นหินที่มีฟอสซิลมากที่สุดในบรรดาหินห้าชั้นที่ประกอบกันเป็นกลุ่มทอนโต ประกอบด้วยฟอสซิลร่างกายหลากหลายชนิดและอุดมไปด้วยฟอสซิลร่องรอยโดยรวมแล้ว เมื่อเปรียบเทียบกับหินยุคแคมเบรียนตอนกลางอื่นๆ ในภูมิภาคนี้ ฟอสซิลร่างกายในหินดินดานไบรท์แองเจิลมีลักษณะเป็นชิ้นส่วนและหายาก แม้ว่าในระดับภูมิภาคจะมีฟอสซิลร่างกายค่อนข้างน้อย แต่ชั้นหินแต่ละชั้นอาจอุดมไปด้วยฟอสซิลร่างกายที่สมบูรณ์ ชั้นหินแต่ละชั้นภายในหินดินดานไบรท์แองเจิลมีความอุดมสมบูรณ์เทียบเท่ากับหินยุคแคมเบรียนอื่นๆ ในภูมิภาคเกรตเบซินและเทือกเขาร็อกกี้ หินดินดานไบรท์แองเจิลได้ให้ผลลัพธ์เป็นไทรโลไบต์อย่างน้อย 15 ชนิดและแบรคิโอพอด 4 สกุลนอกจากนี้ยังพบไฮโอลิธ 1 สกุล อาร์โทร พอ ด ในทะเลที่เป็นไปได้ 4 สกุลและอีโอครินอยด์ 2 ชนิด [ 10 ]
ร่องรอยฟอสซิลที่พบในหินดินดานไบรท์แองเจิลประกอบด้วยร่องรอยและทางเดินของสัตว์ขาปล้องโพรง ของหนอน และโครงสร้างที่อยู่อาศัย บางส่วนได้รับการระบุใน ระดับ สกุลและ ชนิด ของร่องรอยฟอสซิลนอกจากนี้ ยังพบโครงสร้างรอยย่นในหินดินดานไบรท์แองเจิลในพื้นที่ซัมเนอร์บัตต์ซึ่งจัดเป็นโครงสร้างตะกอนที่เกิดจากจุลินทรีย์[ 11 ] [ 12 ]
นอกจากฟอสซิลของสัตว์หลายเซลล์ ที่มีแร่ธาตุสะสมอยู่ข้างต้นแล้ว ยังพบฟอสซิลของไมโครฟอสซิลถึงเมโซฟอสซิลที่มีผนังเป็นสารอินทรีย์ที่ไม่มีแร่ธาตุสะสม ซึ่งรู้จักกันในชื่อฟอสซิลคาร์บอนขนาดเล็ก ในหินดินดานไบรท์แองเจิล ฟอสซิลเหล่านี้ถูกสกัดจากตัวอย่างหินดินดานสีเขียวเทาที่มีการเรียงตัวเป็นชั้นละเอียด แตกง่าย และมีไมกาปานกลาง จากหินดินดานไบรท์แองเจิลตอนล่างถึงตอนกลาง โดยใช้ กรดไฮโดรฟลูออริก ฟอสซิลคาร์บอนขนาดเล็กเหล่านี้ประกอบด้วยซากของสาหร่ายไซยาโนแบคทีเรียกุ้งหอยและพริอาพูลิดที่มีฟันที่มีเส้นใยซับซ้อน[ 13 ]
สภาพแวดล้อมการสะสมตัว
ในขั้นต้น หินดินดานไบรท์แองเจิล ซึ่งส่วนใหญ่มีกลอโคไนต์เป็นองค์ประกอบหลัก ถูกมองว่าสะสมตัวอยู่ในส่วนที่ลึกกว่าของชั้นหินทะเล[ 7 ]ต่อมา หินดินดานไบรท์แองเจิลมักถูกตีความว่าเป็นชั้นหินทะเลตื้น และสมาชิกต่างๆ ของมันถูกตีความว่าเกิดจากการรุกและถอยของทะเลเล็กน้อย[ 2 ]อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่นานมานี้ บางส่วนของมันยังถูกตีความว่ารวมถึงสภาพแวดล้อมของปากแม่น้ำและพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงที่ได้รับอิทธิพลจากเหตุการณ์พายุ การตีความนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของการวางตัวแบบเฉียงในหินทรายและการมีอยู่ของการวางตัวแบบเฮเทอโรลิธิกที่เป็นคลื่นหรือรูปเลนส์ ซึ่งทั้งสองอย่างบ่งชี้ถึงสภาพแวดล้อมน้ำขึ้นน้ำลงที่เปลี่ยนแปลงไป[ 4 ] [ 11 ]สุดท้าย การขาดอะคริทาร์ชในหินดินดาน ซึ่งเป็นหินหลักของชั้นหินนี้ ถือเป็นหลักฐานของอิทธิพลทางทะเลที่น้อยที่สุดในระหว่างการสะสมตัว[ 12 ]ชั้นหินดินดานที่แยกตัวอยู่ภายใน Bright Angel Shale ซึ่งมีซากดึกดำบรรพ์ของไทรโลไบต์ แบรคิโอพอด และซากดึกดำบรรพ์อื่นๆ ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีและหลากหลาย น่าจะแสดงถึงช่วงเวลาของการสะสมตัวของชั้นหินทะเลตื้นในช่วงที่มีระดับน้ำทะเลสัมพัทธ์สูงในภูมิภาคแกรนด์แคนยอน[ 10 ]
อายุ
ในปี พ.ศ. 2488 ED McKee และ CE Resser [ 7 ]ใช้กลุ่มฟอสซิลไทรโลไบต์เพื่อกำหนดอายุของ Bright Angel Shale พวกเขาตีความชีวธรณีวิทยา ของไทรโลไบต์ ว่าบ่งชี้ว่ามันข้ามเส้นเวลาและมีอายุน้อยลงไปทางทิศตะวันออก ในการตีความของพวกเขา ฐานของ Bright Angel Shale และส่วนล่างหนึ่งในสามของมันอยู่ในช่วงปลายยุคแคมเบรียนตอนต้น ในขณะที่ในส่วนตะวันออกของหุบเขา ฐานและความหนาทั้งหมดอยู่ในช่วงกลางยุคแคมเบรียน[ 2 ]ในปี พ.ศ. 2561 K. Karlstrom และคนอื่นๆ[ 14 ]พบว่า Tapeats Sandstone มีอายุน้อยกว่าที่เคยตีความไว้ก่อนหน้านี้และไม่ได้มีอายุน้อยลงไปทางทิศตะวันออก ส่งผลให้ Bright Angel Shale อยู่ในยุคกลางแคมเบรียนทั้งหมด[ 1 ] [ 11 ]
ชั้นหิน Tonto Group และหินดินดาน Bright Angel Shale ที่มีสีสันสวยงาม สามารถระบุได้ง่ายว่าเป็นลำดับชั้นทางธรณีวิทยาที่อยู่ใต้หน้าผาสูงของหินปูน Redwall (หินปูน Redwall ตั้งอยู่บนหน้าผาหินปูน Muav ที่แข็งแรงและไม่สูงมากนัก) นอกจากนี้ กลุ่มหิน Tonto Group ยังสามารถมองเห็นได้ง่ายข้างๆ ช่องเขา Granite Gorge ของแม่น้ำโคโลราโดและหินฐาน Vishnu Basement Rocks
ดูเพิ่มเติม
- ธรณีวิทยาของพื้นที่แกรนด์แคนยอน
- รายชื่อหน่วยชั้นหินที่มีซากดึกดำบรรพ์ในรัฐแอริโซนา
- บรรพชีวินวิทยาในรัฐแอริโซนา
อ่านเพิ่มเติม
- Blakey, Ron และ Wayne Ranney, ภูมิทัศน์โบราณของที่ราบสูงโคโลราโด,สมาคมแกรนด์แคนยอน (ผู้จัดพิมพ์), 2008, 176 หน้า, ISBN 978-1934656037
- Brandriss, M. (2004) รอยแตกแยกเชิงมุมระหว่างหินยุคโปรเทโรโซอิกและยุคแคมเบรียน แกรนด์แคนยอน รัฐแอริโซนา GeoDIL, ห้องสมุดภาพดิจิทัลทางธรณีวิทยามหาวิทยาลัยนอร์ทดาโคตา แกรนด์ฟอร์กส์ รัฐนอร์ทดาโคตา
- Mathis, A. และ C. Bowman (2007) ยุคหินอันยิ่งใหญ่: อายุเชิงตัวเลขของหินที่ปรากฏอยู่ภายในแกรนด์แคนยอนอุทยานแห่งชาติแกรนด์แคนยอน รัฐแอริโซนากรมอุทยานแห่งชาติ อุทยานแห่งชาติแกรนด์แคนยอน รัฐแอริโซนา
- Share, J. (2102a) รอยแตกขนาดใหญ่ของแกรนด์แคนยอนและช่วงเวลาปลายยุคโปรเทโรโซอิก-แคมเบรียน: ตอนที่ 1 – การกำหนด
- Share, J. (2102a) รอยแตกขนาดใหญ่และช่วงเวลาปลายยุคโปรเทโรโซอิก-แคมเบรียน: ตอนที่ 2 - การแยกตัวของโรดิเนียและยุคน้ำแข็ง "โลกน้ำแข็ง" ที่ตามมา
- Timmons, MK Karlstrom และ C. Dehler (1999) Grand Canyon Supergroup รอยแตกแยกหกรอยรวมกันเป็นรอยแตกแยกขนาดใหญ่หนึ่งรอย บันทึกการรวมตัวและการแยกตัวของมหาทวีป Boatman 's Quarterly Review เล่มที่ 12 ฉบับที่ 1หน้า 29–32
- ทิมมอนส์, เอส.เอส. (2003) การเรียนรู้ที่จะอ่านหน้าหนังสือ (คู่มือฝึกอบรมธรณีวิทยาแกรนด์แคนยอน)กรมอุทยานแห่งชาติ อุทยานแห่งชาติแกรนด์แคนยอน รัฐแอริโซนา