Geologie Dallas – Fort Worth Metroplex - Geology of the Dallas–Fort Worth Metroplex

Dallas-Fort Worth Metroplex sedí nad křídové pobírajících vrstev se pohybuje v rozmezí od ≈145-66 Ma (před miliony let). Tyto sedimenty křídového věku leží nad erodovanými horami Ouachita a Fort Worth Basin , který byl vytvořen Ouachita Orogeny . Při přechodu ze západu na východ v komplexu DFW Metroplex a dolů směrem k Mexickému zálivu vrstvy postupně mladší. Křídové sedimenty klesají velmi opatrně (asi 1 °) na východ.

Křídové formace komplexu Dallas-Fort Worth Metroplex
Geologická mapa a označené geologické útvary, které leží přímo pod povrchem v Dallas County
Křídové útvary Texasu
Kde se DFW Metroplex nacházel během posledního superkontinentu známého jako Pangea
Umístění tektonických desek a umístění DFW zhruba před ≈94 miliony let
Křídové horniny v DFW Metroplex jsou rozděleny na starší Comanchean Series na západě a mladší Gulfian Series na východě, jak je zde zobrazeno
Simulovaný barevný satelitní snímek Dallasu a Fort Worth v Texasu, pořízený satelitem Landsat 7 NASA. Dallas tvoří velkou část pravé poloviny urbanizované oblasti. Červená je vegetační oblast obklopující DFW. Všimněte si také mnoha nádrží v oblasti.
Schematická část EW zobrazující geologii pod komplexem DFW Metroplex
Sekce X ve východní texaské pánvi a zobrazení střední křídy neshody, která je zodpovědná za utěsnění známé ropné nádrže východního Texasu formace Woodbine
Strukturální prvky nacházející se ve východním a středním Texasu

Strukturální a tektonická historie DFW Metroplex

Geologie DFW Metroplex se skládá z mírně nakloněných sedimentů převážně křídy , což také zakrývá mnohem starší geologický záznam. Sedimenty starší než křída lze nalézt pouze na povrchu v extrémní západní části DFW Metroplex, v oblasti kolem Weatherfordu v Texasu . Starověké skládané hory tvořené vrásněním Ouachita existovaly ve východní části Metroplexu před 300 miliony let. Tyto starobylé hory byly sníženy erozí a riftingem spojeným s otevřením Mexického zálivu v Jurassic a poté byly pohřbeny pod mladšími křídovými sedimenty. Ačkoli kořeny pohoří Ouachita nejsou v komplexu DFW Metroplex viditelné, protože jsou pohřbeny, stále je lze rozpoznat pomocí vrtů a dalších údajů. V západním Texasu poblíž Marathonu se pohoří objevuje na povrchu a je známé jako Marathon Uplift . Na sever od DFW Metroplex lze kořeny hor identifikovat v JV Oklahoma jako pohoří Arbuckle , silně erodované z původního obrovského pohoří.

Marathon - Ouachita - Appalachian - Variscan cordillera, který se táhnul přes centrálním Texasu, Arkansasu kolem, až po Apalačských horách a nakonec se do východní Evropy , nastal, když supercontinents Pangea a Laurussia srazil tvořit Pangea v svrchnopaleozoického ≈300 Ma. Zóna deformace známá jako Ouachitas označuje zónu slabosti, která byla využívána, když se Mexický záliv otevřel v době Jurassic asi 165 Ma .

Nejstarší kameny v Texasu pocházejí z prekambrie , konkrétně z mezoproterozoika a jsou staré asi 1 600 milionů let, a označují jižní hranici severoamerického kratonu . Tyto horniny jsou většinou pohřbeny pod fanerozoickými sedimenty, ale jsou vystaveny v oblasti Llano , kde byly předchozí prekambrické magmatické a metamorfované horniny pozvednuty a vystaveny na povrchu.

Fort Worth Basin , který leží pod křídových sedimentů západně od Dallasu , vytvořených jako poloostrově pánve během Ouachita vrásnění. Horizontální zkrácení způsobilo, že ohybová isostasy ohýbala litosféru . Ohnutá litosféra na západ od pohoří Ouachita způsobila vytvoření prohlubně ve tvaru mísy známé jako umyvadlo v popředí , které zachovalo mississippské sedimenty Barnettské břidlice a další paleozoické sedimenty; tyto sedimenty se většinou vytvořily před pangeickou srážkou. Významná ložiska uhlovodíků, jako je zemní plyn, mají ekonomický význam, jak je vidět ve formacích, jako je Barnett Shale .

Pangea se začala rozpadat během triasu ≈225 Ma. Rifting postižených oblastí, které se staly centrálním Atlantikem (mezi Severní Amerikou a Afrikou) a Mexickým zálivem přibližně ve stejnou dobu. Toto rifting vytvořilo divergentní okraj desky, který by hrál nedílnou roli budoucích geologických procesů, které budou následovat. Rifting , který zahrnuje protahování již existující kůry a plášťové litosféry, byl zahájen existencí dostatečného horizontálního deviátorového tahového napětí, které rozbilo litosféru. Nakonec rifting ustoupil mořskému dnu šířícímu se v Atlantiku a Mexickém zálivu uprostřed Jurassic , kolem ≈165 Ma. Šíření mořského dna je místo, kde se nová oceánská litosféra vytváří upwellingem materiálu, na rozdíl od riftingu, kde šlo pouze o protažení kůry. Konvekční proudy v sublitosférickém plášti jsou hnacími mechanismy, které způsobily šíření mořského dna. Nová litosféra se vyrábí, když tyto buňky vynášejí na povrch horký materiál pod oceánskými hřebeny. Jak se nová litosféra pohybovala vodorovně od hřebenů, nová kůra přidaná do Mexického zálivu a Atlantiku způsobila, že se kontinenty Severní Ameriky a Jižní Ameriky vzdálily. Na začátku křídy se šíření mořského dna v Mexickém zálivu zastavilo a šíření se přesunulo do proto-Karibiku.

Kolem 110-85 Ma došlo k celosvětovému oscilačnímu nárůstu rychlosti šíření oceánského dna. Nárůst množství čediče vstřikovaného do oceánu způsobil vytěsnění vody z oceánských pánví, což mělo za následek vzestup hladiny moře, který zaplavil pobřeží texaského okraje a další sousedící kontinenty po celém světě. Hlavní vzestup hladiny moře , ke kterému došlo v důsledku oscilace, je znám jako cenomanský přestupek , který je nejznámějším a posledním významným přestupkem v křídě. Rozptýlení extra magmatu ohřívalo vodu v oceánu a bylo příznivým prostředím pro vápenaté organismy, které po smrti klesly na dno oceánského dna a vytvářely silné usazeniny vápence . Kromě přemístění vody zvýšilo vstřikované magma hladiny CO₂ na přibližně 2 až 6násobek současné úrovně. Toto zvýšení spolu s extra produkcí kůry způsobilo zvýšení globálních teplot, což také hrálo nedílnou roli v budoucím vývoji různých křídových útvarů. Když se rychlost šíření mořského dna zpomalila kolem ≈85 Ma, zpomalilo se také množství čedičového materiálu vhozeného do oceánu, což způsobilo počáteční vytěsnění vody. Jak je vidět v okolí DFW Metroplex, křídové horniny uložené během této doby byly přímo ovlivněny zvýšenou rychlostí šíření mořského dna.

Depoziční prostředí pro horniny DFW Metroplex

DFW Metroplex se rozprostírá přes 100 kilometrů široký NS trendový pás výběžků křídových sedimentů. Fort Worth na západě je úhledně postaven na raně křídové (Comanche Series) a Dallas na východě je postaven na pozdně křídové (Gulf Series) sedimenty. Křídové horniny Comanche Series byly uloženy v intervalu 20 milionů let. Sedimenty usazené během těchto 20 milionů let jsou vázány uvnitř hranice sekvence a jsou definovány hlavní regresí na konci. Časový rámec Comanche Series se pohybuje mezi ≈118-98mya a je zodpovědný za depozici skupin Trojice, Fredsrickberga a Washity. Všechny tyto tři skupiny leží západně od Balconesovy zlomové zóny a rozprostírají se od mírně západně od Weatherfordu po východní stranu Fort Worth. The Trinity Group je nejlépe známá pro formaci Glen Rose, která v ní leží. 40–200 stop silné postele formace Glen Rose se skládají z vápence se střídajícími se jednotkami, které se skládají z jílu, slínu a písku. Depoziční prostředí Glen Rose bylo mělké prostředí mořského pobřeží. Toto pobřežní prostředí by nakonec přineslo proslulost Glen Rose, protože by nakonec zachovalo stopy dinosaurů. Tento proces by nastal, když by se živí pozemští tvorové potulovali a hledali potravu poblíž pobřeží. Kdyby to udělali, nechali by stopy a koleje, které by nakonec byly konzervovány usazením bahna ve stopách a na jejich povrchu. Nakonec by se více vrstev uložilo na vrstvy bahna a vytvořilo by v podstatě 100 milionů let časovou kapsli stopové fosilie . Jak čas plynul, zvětrávání z vody a větru způsobovalo erozi nadložních sedimentů a odhalování stop, a tedy důvod, proč se ve státním parku Glen Rose Dinosaur Valley nacházejí stopy dinosaurů .

Křídové útvary, které leží od východní Fort Worth po východ od Dallasu, jsou součástí Gulfian Series. Velikonoční postup formací jde od západu k východu, který také pomalu stárne ve věku, od ≈ 97 Ma do 66 Ma. Gulfian Series je známý pro cenomaniansko-turonský přestupek, který uložil středokřídové útvary v DFW Metroplex. Gulfian Series se skládá ze tří skupin, od nejstarších po nejmladší jsou Dakota, Colorado a Montana. První ze sérií Gulfian je formace Woodbine, která leží ve skupině Dakota a je vytvořena v prostředí s vysokou energetickou depozicí, protože je složena převážně z velkých křemenných sedimentů se zaoblenými zrny. Ve formaci Woodbine jsou přítomny mořské a suchozemské sedimenty a fosilie, včetně posledních známých dinosaurů v této části Texasu, jejichž historie sahá kolem ≈96 mya. Woodbine pohybuje v tloušťce 175-250 ft a zahušťuje na sever. Velkou část Woodbine tvoří suchozemské sedimenty, které erodovaly z paleozoických hornin, a slabě metamorfované sedimentární horniny z hor Ouachita v Oklahomě.

Po sesazení Woodbine nadále docházelo k přestupkům a vytvořila skupinu Colorado, která nejprve vytvořila břidlici Eagle Ford, která leží přímo pod západním Dallasem. Eagle Ford Shale měl hloubku hladiny moře kolem ≈ 100 m nebo 330 stop a vyskytoval se asi 20–50 km od břehu. Depoziční prostředí ve spodních postelích bylo nízkoenergetické a mírně anoxické . Toto anoxické nastavení hlubších vod v oceánu je výsledkem několika faktorů, včetně zvýšených globálních hladin CO2, vyšších hladin moří, zvýšené organické produktivity a úpadku, Milankovitchovy cyklickosti a omezených termohalinních proudů v Western Interior Seaway . Spodní část Eagle Ford se skládá z organických, pyritických a fosilních mořských břidlic, které označují maximální povodňový povrch nebo vrchol nejhlubší vody v jeho depozici. Různá fauna přítomná v Eagle Ford naznačuje, že vody byly klidné a uvnitř fotonické zóny. Malý člen Eagle Ford, který se skládá z tenké vápencové jednotky mezi břidlicemi, je známý jako Kamp Ranch. Došlo k malé regresní výšce, která vytvořila tuto karbonátovou vrstvu směrem k vrcholu Eagle Ford, která je známá díky vlastnostem vysoké energie, které zobrazuje, jako jsou zvlněné stopy od vln generovaných bouřemi a vložené uhlíkaté prachovce . Celková tloušťka nerozdělené skupiny Eagle Ford Group je přibližně 200–300 stop silná.

Hladina moře stoupla ještě výše v této masivní přestupkové události, která pomohla vytvořit 300–500 stop tlustou Austin Chalk , kolem ≈89-85mya. Austinská formace se skládá z rekrystalizovaných, fosilních, interbedded křídy a slíny. Expozice austinské křídy jsou patrné hlavně v lomech, silnicích a korytech potoků, kde voda erodovala vrchní půdu. Austinova křída je známá bílá skála, na které sedí město Dallas . Sopečný popel je přítomen v austinské křídě a byl ukládán větrem ze vzdálených erupčních sopek a erupčních magických vniknutí kolem 86 Ma. K těmto erupcím došlo na pásmu podmořských sopek o délce 250 a 50 mil , které se nacházejí v dnešním jihozápadním Texasu. Tento pás sopek se shoduje s trendem zóny zlomů Balcones a je známý jako vulkanická provincie Balcones. To, co se skládalo z těchto starověkých sopek, je viditelné jen na několika místech, protože většinu pohřbily skupiny Austin a Taylor a nyní jsou v podpovrchu. Přítomnost tohoto vulkanismu během depozice Austinovy ​​křídy koreluje s laramidovým orogeny . Hladina moře stoupla, aby byly správné podmínky pro ukládání Austin Chalk, což se rovněž shoduje s maximálním rozsahem křídového vnitrozemského plavidla . Hloubky depozice Austinovy ​​křídy se vyskytovaly v ≈250 m nebo 820 ft vody. Austin Chalk formace je naplněna mikroorganismy známými jako coccoliths , a jsou produktem teplých vod, které byly vytlačeny ze zvýšeného mořského dna šířícího se v té době.

Na vrcholu Austin Chalk je několik různých vrstev postelí známých jako Taylorova formace. Depozice Taylorových lůžek označuje bod eustatické regrese, který pokračoval až do konce křídy. Ozan Marl je první postel překrývající Austinovu křídu a nachází se pod městy Richardson a Garland. Ozan Marl se skládá z vápenaté slídové hlíny s rostoucím bahnem a pískem směrem k vrcholu. Prostředí, které bylo hostitelem depozice ozanského slínu, bylo stále v relativně hlubokém mořském a nízkoenergetickém prostředí, ale od doby, kdy hladina moře klesala, začala být vidět sedimentace, v níž dominovalo bahno. Ozanský slín je silný asi 500 stop a lze zde najít mořské megafosílie. Na vrcholu ozanového slínu jsou dvě tenké postele známé jako pískovec Wolfe City a křída Pecan Gap. Wolfe City Sandstone je známý ve městě Rockwall v Texasu svými pískovcovými hrázemi, které vyčnívají do povrchu a dávají povrchový výraz zdi postavené ze skal. Samotný vrchol Tayloru má 300 stop dlouhý slíň známý jako Marlbrook Marl.

Poslední postele křídy, které jsou také uloženy přímo nad Taylorovou formací a nacházejí se východně od Dallasu, jsou postele Navarro. Lůžka Navarro odrážejí v té době anoxické vody kvůli přítomnosti břidlic a jsou výsledkem zvýšené vulkanické aktivity v jihozápadní části Spojených států. Na konci depozice Taylorovy formace snížila eustatická regrese hladinu moře až na dnešní pobřeží Mexického zálivu. Tato celosvětová regrese znamená zpomalení šíření mořského dna a ohraničuje Gulfianovu sérii v hranici posloupnosti. V západní části země začal Laramidský vrásnění, které budovalo Skalnaté hory, vyhovět horizontálnímu zkrácení o poznání oproti předchozímu skládacímu a tlačnému ubytování. Také během této doby kolem 66 let došlo k velkému vyhynutí včetně dinosaurů a předpokládá se, že k němu došlo meteoritem, který zasáhl Mexiko z poloostrova Yucatán . Všechny tyto výskyty znamenají konec důležitého času pro Texas, zejména DFW Metroplex, a přinesly novou éru a období známé jako kenozoikum a paleogen .

Fosílie

Nejstarší fosílie v komplexu metra DFW lze sbírat v Mineral Wells Fossil Park NW ve Fort Worth. Mezi tyto fosílie patří dobře zachované pennsylvánské mořské fosílie, jako jsou krinoidy a brachiopody , jejichž doba života je stará 300 milionů let.

Jsou zde nalezeny zbytky dinosaurů a pozdně křídových mořských plazů, jako je Mosasaur . Jeden druh mosasaur byl pojmenován po městě: Dallasaurus turneri .

Státní park Dinosaur Valley se nachází v Glen Rose v Texasu u 67 a 144, který je jihozápadně od Fort Worth. Státní park Dinosaur Valley má některé z nejlépe dochovaných stop dinosaurů na světě. Stopy opustily masožravé teropody a býložravé sauropody .

Formace Woodbine umístěná mezi Dallasem a Fort Worth se skládá z mořských a suchozemských fosilií, jako jsou konkrementy a stopové fosilie , včetně posledních známých dinosaurů v této části Texasu. Přímo na východ od Woodbine je Eagle Ford, kde lze najít zkamenělé zuby žraloka, plesiosaury , kraby a malé mořské ještěrky zvané Coniasaurus . Severozápadní kvadrant smyčky I-20 a 408 je bohatý na zuby žraloka. Přímo na východ od 408 na Kiest Blvd je velká část výběžku Eagle Ford Shale pod Austin Chalk, kde se často nacházejí zkamenělé zuby žraloka. Přímo pod Dallasem se někdy vyskytují amonity , i když jsou vzácné. Žraločí zuby jsou přítomny a primárně se snadno nacházejí v kondenzovaných zónách, spolu s mušlemi mušlí ( Inoceramus ), které lze také najít v Austinově křídě. Ačkoli to není možné vidět pouhým okem, Austin Chalk obsahuje miliony kokokolitů nebo zkamenělé řasy.

Trinity River

Řeka Trojice byla důležitá při formování DFW Metroplex. Dallas se nacházel v nejlepším brodu, po proudu od místa, kde se Elm Fork připojuje k hlavnímu proudu, kde řeka teče na jihovýchod přes křídu. To poskytlo místo, kde cestující potřebují překročit řeku pouze jednou, na místě s relativně pevným přistáním a dnem. To bylo nejlepší místo k překročení Trojice od prvních dnů, nejlepší pro brody, trajekty a mosty. Během dnů Texaské republiky byl DFW Metroplex většinou neobydlený Evropany, ale osadníci začali hledat cestu na sever ve 40. letech 20. století. Trasa na sever přirozeně sledovala nízké kopce a mírné hřebeny křídových kopců Austinu až k říčnímu brodu, který se brzy stal Dallasem. Budoucí místo Dallasu si vybral John Neely Bryan jako místo svého obchodního stanoviště s výhledem na trajekt , který provozoval na přechodu.

Dallas byl také jemně ovlivněn mnohem mladšími geologickými formacemi uloženými starší energickou řekou Trojice. Doba ledová na severní polokouli nastala v pleistocénu , kdy kontinentální ledová pokrývka dosáhla během Pre-Illinoianské etapy až na jih do Kansasu . Pleistocénní terasy ovlivnily vývoj Dallasu a poskytly bohatou aluviální půdu a posazenou vodonosnou vrstvu , velmi užitečnou v prvních letech. Downtown Dallas je postaven na řadě těchto teras, stoupajících nenápadně na východ od řeky Trojice.

Kvalita vody

DFW Metroplex měl další, i když nenápadnou, geologickou výhodu. Trojice není dobrá pro navigaci lodí, ale je skvělá pro pití. Voda v Trinity River je lepší než v jedné z větších řek na severu a na jihu, v Red River a Brazos River . Větší řeky jsou delší a protékají solnými permskými sedimenty , dobře na západ od horních toků Trojice. Trojice je tedy sladší vodou než větší řeky Brazos nebo Red. V blízkosti sladké vody se žije lépe a snadněji, a tento jednoduchý fakt pomohl DFW prosperovat ve srovnání s osadami na větších řekách na severu a jihu. Vzhledem k tomu, že Trojice není vhodná pro navigaci, Metroplex nemohl být velkým městem, dokud nedorazila železnice, což se stalo brzy v historii Metroplexu, na počátku 70. let 20. století. ( Viz: History of Dallas, Texas (1874-1929) ) The Dallas-Fort Worth Metroplex je tedy skutečně moderní metropolitní oblastí, protože se nemohla tak zvětšit, dokud mechanické dopravní systémy nezvýraznily nevýhodu Trojice v říční plavbě.

Reference

  • Twiss R. a E. Moores (2007), University of California v Davis, Structural Geology, WH Freeman and Company, druhé vydání.
  • Nunn J., (1990), Relaxation of Continental Lithosphere: An Explanation for Late Cretaceous Reactivation of the Sabine Uplift of Louisiana-Texas, Tectonics, v. 9, No. 2, 341-359.
  • McNuluty C., (1966), Nomenklatura formace nejvrchnějšího orla Forda v severovýchodním Texasu, Bulletin American Association of Petroleum Geologist, v. 50, NO. 2, 375-396.
  • Halbouty M. a J. Halbouty (1982), Relationships Between East Texas Field Region and Sabine Uplift in Texas, The American Association of Petroleum Geologist Bulletin, v. 66, No. 8, 1042-1054.
  • Brown C. a R. Pierce, (1962), Palynologic Correlations in Cretaceous Eagle Ford Group, Northeast Texas, Bulletin of the American Association of Petroleum Geologist, v. 46, č. 12, 2133-2147.

externí odkazy