Иорданская формация - Jordan Formation

Иорданская формация
Стратиграфический диапазон: Поздний кембрий
JordanSSHoytPark.jpg
Обнажение иорданского песчаника в парке Хойт, Мэдисон, Висконсин. Каменный молот находится рядом с контактом пачки Ван Осер и вышележащей пачки Сансет Пойнт.
ТипГеологическое образование
ЕдиницаTrempealeau Group
ПодразделенияУчастник Norwalk, Участник Van Oser, Участник Waukon, Участник Sunset Point
Лежит в основеФормирование Онеота группы Prairie du Chien
ПерекрываетФормация Святого Лаврентия группы Trempeleau
Толщина15–115 м (49–377 футов)
Литология
Начальныйпесчаник
Место расположения
Область, крайШельф Айовы, Арка Висконсина, Линкольн Антиклиналь, Мичиганский бассейн
СтранаСоединенные Штаты
СтепеньМиннесота, Висконсин, Иллинойс, Мичиган, Айова, Миссури
Тип раздела
Названный дляИордания, Миннесота
НазванныйН. Х. Винчелл (1874 г.)

В Иорданская формация (также классифицируется как Иорданский песчаник или Иорданский член формации Тремпило) это силикатный осадочная порода единица идентифицирована в Иллинойс, Мичиган, Висконсин, Миннесота, и Айова.[1][2] Назван в честь характерных обнажений в долине реки Миннесота недалеко от города Иордания, он простирается через шельф штата Айова и на восток через Висконсинскую арку и антиклиналь Линкольна в бассейн Мичигана.[3]

Стратиграфически иорданская свита является самой верхней частью типовой серии Санта-Крусан (исторически это самая верхняя часть толщи Кембрийский в Северной Америке).[4] Он преимущественно состоит из зрелого, плохо цементированного кварцевого песчаника, хотя на основании размера зерен, содержания полевого шпата и осадочных структур было идентифицировано несколько различных фаций.[5]

Иордания - важный источник кремнезем. Исторически эта установка широко добывалась для производства стекла, хотя в последнее время она использовалась как источник песка для гидроразрыва.[6] Этот пористый, плохо зацементированный слой также является важным водоносный горизонт и главный источник питьевой воды для жителей верхнего Среднего Запада.[7]

Определение и история

Самые ранние упоминания пластов, которые сейчас называют Иорданом, были сделаны многими первопроходцами-геологами верхнего Среднего Запада. В отчете 1852 г. о геологии Висконсина, Айовы и Миннесоты Д. Д. Оуэн отнес его к самой верхней части своего «Нижнего песчаника» («Верхний песчаник», относящийся к тому, что сейчас называется Святой Петр ).[8] Термин «Иорданский песчаник» был впервые применен в 1874 г. Н. Х. Винчеллом, который основывал свое описание на обнажениях в карьере недалеко от Иордания, Миннесота.[9]

Степень

Формация Джордан широко представлена ​​обнажениями и обнажениями на всей территории Висконсина, Миннесоты и Айовы. [5] Геологическая карта Висконсина; Геологическая карта Миннесоты). Особенно хорошо он представлен в обнажениях вдоль реки Миссисипи и ее притоков.[5] Он также присутствует в недрах во многих частях этих штатов, и он был обнаружен в кернах и буровом шламе в Иллинойсе, Миссури и Мичигане (хотя здесь он не обнаружен на поверхности).[2]

За пределами этого региона присутствуют породы аналогичного возраста, хотя они относятся к другим литостратиграфическим единицам. Предполагаемые латеральные эквиваленты формации Джордан включают долостон возвышения в бассейне Иллинойса,[10] формация Au Train в северной части бассейна Мичигана,[11] и некоторый горизонт супергруппы Нокса в восточно-центральной части Соединенных Штатов.[10][12]

Седиментология

Иорданская свита состоит в основном из очень зрелых, хорошо отсортированных песчаников неопределенного происхождения.[5] Хотя он состоит в основном из зерен кварца, полевые шпаты и каменные фрагменты присутствуют в значительных количествах, как и различные биокласты, полученные из морских беспозвоночных.[5][13]

По крайней мере, три различных типа фаций были идентифицированы и различаются на основе осадочных структур и размера зерен: холмистая поперечно-стратифицированная фация, желоб-поперечно-стратифицированная фация и крупномасштабная поперечно-стратифицированная фация.[5] В целом, формация Джордан демонстрирует укрупненную восходящую последовательность.[5]

Стратиграфия

Обычно песчанику Иордании присваивается формационный ранг и он считается самым верхним подразделением группы Trempealeau (хотя иногда его называют самым верхним элементом формации Trempealeau).[2][14] Хотя первоначальный типовой разрез больше не выставлен, новый эталонный разрез определен на обнажении возле Гомера, штат Миннесота, в графстве Вайнона, где видны пересекающиеся между собой несколько отдельных языков формации.[4] Иорданский песчаник колеблется от 15 до 115 метров (от 50 до 377 футов).[4]

Лежащий в основе

Нижний Иордан содержит относительно большое количество полевого шпата, и его нижний контакт имеет довольно постепенный характер.[5] На большей части верхнего Среднего Запада он перекрывает формацию Святого Лаврентия, которая состоит из доломитовый фации (черноземная пачка) и алевритовые (пачка Лоди).[15] Более ранние исследования часто объединяли реки Иордан и Святого Лаврентия, хотя их можно различить на основе литологии.[1] Контакт между этими блоками обычно устанавливается в верхней части самого верхнего слоя алевролита Лоди, где он перекрывается сплошным слоем песчаника.[4][16]

Вышележащий

Обнажение пород позднего кембрия и раннего ордовика в разрезе дороги на Кривой Миллера, к западу от Мэдисона, штат Висконсин. Иорданский песчаник - это светло-серая порода в нижней трети этого обнажения, онеота (доломитовый карбонат) - это оранжево-серая порода в верхних двух третях выемки дороги.

Иордан перекрывается формацией Онеота, доломитовой карбонатной толщей раннего ордовика.[15] Массивные, хорошо цементированные микробные карбонаты формации Онеота обычно покрывают несколько метров песчаного сланца с известковыми прослоями, которые называются долиной Кун или пачкой Стоктон-Хилл.[1][17] Хотя эти пласты традиционно были связаны с формацией Иордан на основании литостратиграфических свойств, но более поздние исследования последовательности и биостратиграфические исследования показывают, что они более тесно связаны с формацией Oneota.[1][18] Верхний контакт Жордана интерпретируется как топографически сложная несогласная поверхность.[13]

Подразделения

Иордания имеет по крайней мере четыре названных подразделения, различающихся на основе осадочных структур, размера зерен и стратиграфического положения.[5] Базальная пачка Норуолк сложена мелкозернистым бугристо-слоистым песчаником, содержащим относительно высокую долю полевого шпата. Эта субъединица сильно биотурбирована и иногда содержит окаменелости морских организмов.

Фотомозаика формации Джордан на станции Мендота, в нескольких милях к северу от Мэдисона, штат Висконсин. Нижняя пачка Ван Осера находится в основании, пачка Сансет-Пойнт - посередине, а пачка Верхняя Ван Осер - вверху.

Норуолк, как правило, перекрывается пачкой Ван Осер, среднезернистой желобно-стратифицированной фацией кварцевого песчаника.[5] По крайней мере, два языка этой фации присутствуют в формации Иордан, обычно разделенные мелкозернистым бугристым слоистым песчаником, называемым пачкой Waukon, или биотурбированным слоистым полевошпатовым кварцевым песчаником с доломитовым цементом, который называется пачкой Sunset Point.[5]

История отложений

Отложение

Из-за присутствия редких окаменелостей и биотурбированных отложений формация Иордан интерпретируется как продукт морской среды осадконакопления.[13] Биотурбированные мелкозернистые фации интерпретируются как отложения нижней части берега, находящиеся под влиянием приливных колебаний и штормов.[13] Более грубые косослоистые отложения, такие как Ван-Озер, могут быть отложениями крупных подводных дюн.[13]

Иордан - один из многих «пластовых песчаников», покрывавших большую часть континента в конце кембрия.[13] В это время большая часть Северной Америки была покрыта мелководным морем, покрытым непрерывными пластами песчаника и карбоната, покрывающими десятки тысяч квадратных километров (палеозойская ортокварцит-карбонатная свита).[19]

Возраст

Иорданская свита долгое время считалась верхним Кембрийский в частности, он охватывает часть Саукия трилобит биозона, что определяется наличием трилобитов, таких как Tellerina strigosa.[5] Конодонты от члена Norwalk предложить назначение на Eoconodontus зона, что подтверждает возраст, установленный трилобитами.[5]

Вышележащая формация онеота ранняя Ордовик по возрасту, на что указывают конодонты и трилобиты.[18] Это говорит о том, что граница кембрия и ордовика должна проходить либо в верхней части Иордана, либо на контакте с вышележащей Онеотой.[18] Но это все еще область активных исследований.

Экономическое влияние

Песок гидроразрыва

Хорошо отсортированные, хорошо окатанные отложения иорданской свиты широко разрабатываются как проппант для гидроразрыва пласта.[6] Песок обычно добавляют в жидкости для гидроразрыва пласта с целью поддержания открытых трещин гидроразрыва. Толщина блока, его относительно плохая цементация и непосредственная близость к основным водным путям и дорогам сделали его прибыльной целью для горнодобывающих компаний.[20][21]

Грунтовые воды

Крупнозернистая формация Иордана плохо цементируется и имеет низкое содержание глины, что означает высокую проницаемость.[22] Эти свойства делают его отличным водоносный горизонт, который простирается по всей северо-центральной части Соединенных Штатов.[7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Clayton, L .; Аттиг, Дж. (1990). «Геология округа Саук, штат Висконсин» (PDF). Информационный циркуляр по геологической и естественной истории Висконсина. 67: 1–68.
  2. ^ а б c «Иорданский песчаник». Национальная база данных геологических карт. Получено 2014-05-17.
  3. ^ «Иорданский песчаник». Национальная база данных геологических карт. Получено 2014-05-17.
  4. ^ а б c d Рункель, Энтони (1994). «Пересмотренная стратиграфическая номенклатура для песчаника Иордании верхнего кембрия (Санта-Крусан), Юго-Восточная Миннесота» (PDF). Краткие вклады в геологию Миннесоты: отчет геологической службы Миннесоты об исследованиях. 43: 60–71. Получено 2014-05-17.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Байерс, Чарльз; Дотт, Р. Х. (1995). "Седиментология и последовательности отложений формации Иордан (верхний кембрий), северная долина Миссисипи". Журнал осадочных исследований. 65B (3): 289–305. Дои:10.1306 / d4268239-2b26-11d7-8648000102c1865d.
  6. ^ а б Маклеод, Реджи (2011). «$ и доллары - добыча песка для гидроразрыва в долине реки» (PDF). Журнал Big River: 24–39. Получено 2014-05-17.
  7. ^ а б Миллер, Джеймс А. «Водоносные горизонты песчаника». Атлас подземных вод США. USGS. Получено 2014-05-17.
  8. ^ Оуэн, Д. (1852 г.). Отчет геологической службы Висконсина, Айовы и Миннесоты: и, между прочим, части территории Небраска. Филадельфия: Lippincott, Grambo & Co.
  9. ^ Винчелл, Н. Х. (1874). Второй годовой отчет за 1873 год. Миннесотская геологическая и естественная историческая служба. С. 73–219.
  10. ^ а б Шейвер, Р. Х. (составитель) (1984). Корреляция стратиграфических единиц в Северной Америке - бассейне Среднего Запада и регионе Арки. Талса, ОК: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
  11. ^ Бергстром DJ, Мори Г.Б. (составитель) (1984). Корреляция стратиграфических единиц Северной Америки - Северного Мидконтинента. Талса, ОК: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
  12. ^ Патчен Д.Г., Авари К.Л., Эрвин Р.Б. (составители) (1984). Корреляция стратиграфических единиц Северной Америки - Северного Аппалачского бассейна. Талса, ОК: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
  13. ^ а б c d е ж Рункель, A.C. (1994). «Определение самого верхнего кембрийского (Croixan) песчаника Иордана и характера границы кембрия-ордовика в Верхней долине Миссисипи». Бюллетень Геологического общества Америки. 106 (4): 492–506. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1994) 106 <0492: dotucc> 2.3.co; 2.
  14. ^ Ульрих, Э. (1924). «Заметки о новых названиях в таблице образований и о физических доказательствах разрывов между палеозойскими системами в Висконсине». Висконсинская академия наук, искусств и литературы: Сделки. 21: 71–107.
  15. ^ а б «Стратиграфические единицы коренных пород в Висконсине» (PDF). Учебная серия 51. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-05-18. Получено 2014-05-17.
  16. ^ Berg, R. R .; Nelson, C.A .; Белл, W.C. (1956). Sloan, R .; Шварц, Г. (ред.). «Нижнепалеозойская геология Верхней долины Миссисипи». Серия путеводителей Геологического общества Америки. 2: 1–23.
  17. ^ Smith, G.L .; Byers, C.W .; Дотт, Р. Х. (1993). «Секвенциальная стратиграфия нижнего ордовика группы прерий-дю-Чьен на Висконсинской арке и в бассейне Мичигана». Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников. 33: 49–67.
  18. ^ а б c Parsons, B.P .; Кларк, Д. (1999). "Конодонты и граница кембрия-ордовика в Висконсине" (PDF). Науки о Земле Висконсин. 17: 1–10. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-05-18.
  19. ^ Петтиджон, Ф.Дж. (1957). Осадочные породы (второе издание). Нью-Йорк: Харпер. С. 1–718.
  20. ^ «Добыча кремнеземного песка в Висконсине» (PDF). Департамент природных ресурсов Висконсина. Получено 17 мая 2014.
  21. ^ «Кремнеземный песок в Висконсине». Веб-сайт Службы геологии и естествознания штата Висконсин. Висконсинская геологическая и естественная историческая служба. Архивировано из оригинал 9 декабря 2013 г.. Получено 17 мая 2014.
  22. ^ Runkel, R.C .; Типпинг, Р. Г .; Александр, E.C .; Александр, С.С. (2006). «Гидростратиграфическая характеристика межзеренной и вторичной пористости в части водоносной системы кембрийских песчаников в кратонных недрах Северной Америки: Повышение предсказуемости гидрогеологических свойств». Осадочная геология. 184 (3–4): 281–304. Дои:10.1016 / j.sedgeo.2005.11.006.

внешняя ссылка