Формирование Джордан (также классифицируются как Jordan песчаник или Jordan Участник свиты Trempealeau ) представляет собой терригенных осадочных пород блок идентифицированы в штате Иллинойс , Мичиган , Висконсин , Миннесота и Айова . [1] [2] Названный в честь характерных обнажений в долине реки Миннесота около города Джордан , он простирается по всему шельфу Айовы и на восток через Висконсинскую арку и антиклиналь Линкольна в бассейн Мичигана. [3]
Иорданская формация Стратиграфический диапазон : поздний кембрий | |
---|---|
Тип | Геологическое образование |
Единица | Trempealeau Group |
Подразделения | Участник Norwalk, Участник Van Oser, Участник Waukon, Участник Sunset Point |
Лежит в основе | Формирование Онеота группы Прери-дю-Шьен |
Перекрывает | Св. Лаврентия, образование группы Trempeleau |
Толщина | 15–115 м (49–377 футов) |
Литология | |
Начальный | песчаник |
Место расположения | |
Область, край | Шельф штата Айова, арка Висконсин, антиклиналь Линкольна, бассейн Мичигана |
Страна | Соединенные Штаты |
Степень | Миннесота, Висконсин, Иллинойс, Мичиган, Айова, Миссури |
Тип раздела | |
Названный для | Иордания, Миннесота |
Названный | NH Winchell (1874 г.) |
Стратиграфически формация Иордана является самой верхней единицей типа серии Санта-Крус (исторически это самая верхняя часть кембрия в Северной Америке). [4] Он преимущественно состоит из зрелого, слабоцементированного кварцевого песчаника, хотя несколько различных фаций были идентифицированы на основе размера зерен, содержания полевого шпата и осадочных структур. [5]
Иордан - важный источник кремнезема . Исторически эта установка широко добывалась для производства стекла, хотя в последнее время она использовалась в качестве источника песка для гидроразрыва. [6] Этот пористый, плохо зацементированный пласт также является важным водоносным горизонтом и основным источником питьевой воды для людей в верхней части 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 года 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 Св. Петра ). [8] Термин «Иорданский песчаник» был впервые применен в 1874 г. Н.Х. Винчеллом, который основывал свое описание на обнажениях в карьере недалеко от Иордании, штат 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 встречаются породы аналогичного возраста, хотя они отнесены к другим литостратиграфическим единицам. Предполагаемые латеральные эквиваленты формации Джордан включают долостон возвышения в бассейне Иллинойса [10], формацию Au Train в северной части бассейна Мичигана [11] и некоторый горизонт супергруппы Нокс в восточно-центральной части США. [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: бугристая поперечно-стратифицированная фация, желоб-поперечно-стратифицированная фация и крупномасштабная поперечно-стратифицированная фация. [5] В целом формация Джордан демонстрирует более грубую восходящую последовательность. [5]
Стратиграфия
Обычно песчанику Иордана присваивается формационный ранг и он считается самым верхним подразделением группы Trempealeau (хотя иногда его называют самым верхним элементом формации Trempealeau). [2] [14] Несмотря на то, что первоначальный типовой разрез больше не выставлен, новый эталонный разрез определен в экспозиции возле Гомера, Миннесота, в графстве Вайнона, где несколько отдельных языков формации пересекаются между собой. [4] Иорданский песчаник колеблется от 15 до 115 метров (от 50 до 377 футов). [4]
Лежащий в основе
Нижний Иордан содержит относительно большое количество полевошпатового материала, и его нижний контакт довольно ступенчатый. [5] На большей части верхнего Среднего Запада он перекрывает формацию Св. Лаврентия, которая состоит из доломитовых фаций (черноземная пачка) и илистых фаций (пачка Лоди). [15] Более ранние исследования часто объединяли реки Иордан и Св. 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
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 Онеота. [1] [18] Верхний контакт Жордана интерпретируется как топографически сложная несогласованная 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.
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 Sunset Участник по очкам. [5]
История отложений
Осаждение
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 Осер, могут быть отложениями больших подводных дюн. [13]
Иордан - один из многих «пластовых песчаников», покрывавших большую часть континента в конце кембрия. [13] В то 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 формация долгое время считалась верхним кембрием , точнее говоря , она охватывает часть биозоны трилобитов Саукия, что определяется присутствием трилобитов, таких как Tellerina strigosa . [5] Конодонты из Норуолкской пачки предполагают отнесение к зоне Eoconodontus , что подтверждает возраст, предоставленный трилобитами. [5]
Вышележащая формация онеота имеет возраст раннего ордовика , на что указывают конодонты и трилобиты. [18] Это предполагает, что граница кембрия и ордовика должна проходить либо в верхней части Иордана, либо в месте контакта с вышележащей Онеотой. [18] Но это все еще область активных исследований.
Экономическое влияние
Песок гидроразрыва
Хорошо отсортированные, хорошо окатанные отложения формации Иордан активно разрабатываются в качестве проппанта для гидроразрыва пласта. [6] Песок обычно добавляют в жидкости для гидроразрыва пласта с целью сохранения открытых трещин гидроразрыва. Толщина блока, его относительно плохая цементация и близость к основным водным путям и дорогам сделали его прибыльной целью для горнодобывающих компаний. [20] [21]
Грунтовые воды
Крупнозернистая формация Джордан плохо цементируется и имеет низкое содержание глины, что означает высокую проницаемость. [22] Эти свойства делают его отличным водоносным горизонтом , который простирается по всей северо-центральной части Соединенных Штатов. [7]
Смотрите также
- Барабуский кварцит
- Кембрийский
- Бесплотная область
- Не такие сланцы
- Потсдамский песчаник
- Песчаник Святого Петра
Рекомендации
- ^ a b c d Clayton, L .; Аттиг, JW (1990). «Геология Саук Каунти, штат Висконсин» (PDF) . Информационный циркуляр по геологической и естественной истории Висконсина . 67 : 1–68.
- ^ а б в «Иорданский песчаник» . Национальная база данных геологических карт . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ «Иорданский песчаник» . Национальная база данных геологических карт . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ а б в г Рункель, Энтони (1994). «Пересмотренная стратиграфическая номенклатура для песчаника Иордана верхнего кембрия (Санта-Крусан), Юго-Восточная Миннесота» (PDF) . Краткие вклады в геологию Миннесоты: Отчет геологической службы Миннесоты об исследованиях . 43 : 60–71 . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ Б с д е е г ч я J к л м Байерс, Чарльз; Дотт, RH (1995). «Седиментология и последовательности отложений формации Иордан (верхний кембрий), северная долина Миссисипи». Журнал осадочных исследований . 65B (3): 289–305. DOI : 10.1306 / d4268239-2b26-11d7-8648000102c1865d .
- ^ а б Маклеод, Реджи (2011). «$ и доллары - добыча песка для гидроразрыва в долине реки» (PDF) . Журнал Big River : 24–39 . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ а б Миллер, Джеймс А. "Водоносные горизонты песчаника" . Атлас подземных вод США . USGS . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ Оуэн, Д. Д. (1852 г.). Отчет геологической службы Висконсина, Айовы и Миннесоты: и, между прочим, части территории Небраска . Филадельфия: Lippincott, Grambo & Co.
- ^ Винчелл, Нью-Хэмпшир (1874 г.). Второй годовой отчет за 1873 год . Миннесотская геологическая и естественная историческая служба. С. 73–219.
- ^ а б Шейвер, Р. Х. (составитель) (1984). Корреляция стратиграфических единиц в Северной Америке - бассейне Среднего Запада и регионе Арки . Талса, OK: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
- ^ Бергстром DJ, Мори GB (составитель) (1984). Соотношение стратиграфических подразделений Северной Америки - Северного Мидконтинента . Талса, OK: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
- ^ Патчен Д.Г., Авари К.Л., Эрвин Р.Б. (составители) (1984). Корреляция стратиграфических подразделений Северной Америки - Северного Аппалачского бассейна . Талса, OK: Американская ассоциация геологов-нефтяников, серия корреляционных диаграмм.
- ^ а б в г д е Рункель, AC (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. DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1994) 106 <0492: dotucc> 2.3.co; 2 .
- ^ Ульрих, Э. О. (1924). «Заметки о новых названиях в таблице формаций и о физических доказательствах разрывов между палеозойскими системами в Висконсине». Висконсинская академия наук, искусств и литературы: Сделки . 21 : 71–107.
- ^ а б «Стратиграфические единицы коренных пород в Висконсине» (PDF) . Учебная серия 51 . Архивировано из оригинального (PDF) 18 мая 2014 года . Проверено 17 мая 2014 .
- ^ Берг, Р.Р .; Нельсон, Калифорния; Белл, WC (1956). Sloan, R .; Шварц, GM (ред.). «Нижнепалеозойская геология Верхней долины Миссисипи». Путешествие из серии путеводителей Геологического общества Америки . 2 : 1–23.
- ^ Smith, GL; Байерс, CW; Дотт, Р.Х. (1993). «Последовательная стратиграфия нижнего ордовика группы прерий-дю-Чьен на Висконсинской арке и в бассейне Мичигана» . Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников . 33 : 49–67.
- ^ а б в Парсонс, BP; Кларк, DL (1999). «Конодонты и граница кембрия-ордовика в Висконсине» (PDF) . Геонауки Висконсин . 17 : 1–10. Архивировано из оригинального (PDF) 18 мая 2014 года.
- ^ Петтиджон, FJ (1957). Осадочные породы (второе издание) . Нью-Йорк: Харпер. С. 1–718.
- ^ «Добыча кремнеземного песка в Висконсине» (PDF) . Департамент природных ресурсов Висконсина . Дата обращения 17 мая 2014 .
- ^ «Кремнеземный песок в Висконсине» . Веб-сайт Службы геологии и естествознания штата Висконсин . Висконсинская геологическая и естественная историческая служба. Архивировано из оригинала 9 декабря 2013 года . Дата обращения 17 мая 2014 .
- ^ Рункель, RC; Опрокидывание, RG; Александр, ЭК; Александр, SC (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. DOI : 10.1016 / j.sedgeo.2005.11.006 .
Внешние ссылки
- ГЕОЛЕКС: Информация об истории, возрасте и масштабах образования Иордана.
- Обобщенная геологическая колонка коренных пород в Висконсине, показывающая стратиграфический контекст формации Джордан.
- Веб-сайт Службы геологии и естествознания штата Висконсин. Ресурс для тех, кто интересуется дополнительной информацией о геологии Висконсина.