ブライスキャニオン地域の地質

ユタ州のブライスキャニオン地域の露出した地質は、北米のその地域における白亜紀後期から新生代前半にわたる堆積の記録を示しています。現在のブライスキャニオン国立公園周辺の地域の古代の堆積環境は、ダコタ砂岩と熱帯頁岩が堆積した暖かく浅い海（白亜紀海路と呼ばれる）から、公園の円形劇場の大部分を占める色鮮やかなクラロン層の堆積物を提供した冷たい小川や湖まで多様でした。

他の地層も形成されたが、そのほとんどは、約 7000 万年前( 100 万年前) に始まったララミデ造山運動による隆起に続いて浸食された。この出来事により、ロッキー山脈がはるか東に隆起し、ブライスキャニオン地域を覆っていた海が後退した。約 1500 万年前にララミデ造山運動が終了した後、北アメリカ西部の大部分が近くのベイスン アンド レンジの地形に引き伸ばされ始めた。ブライスキャニオン周辺は、同じ力によって高原の一部として隆起した。500万年前のコロラド高原の隆起とカリフォルニア湾の開口により、コロラド川とその支流の排水が変化し、公園に隣接する 2 つの高原の間を源流として浸食されているパリア川も含まれる。隆起によって垂直の節理が形成され、後に優先的に浸食されて、今日見られるフードゥー、バッドランズ、モノリスと呼ばれる独立した尖峰が形成された。

公園のエリアで露出している地層は、グランド ステアケースの一部です。この一連の岩石ユニットの最も古い部分はグランドキャニオンで露出しており、中間の部分はザイオン国立公園で露出しています。また、最も新しい部分はブライス キャニオン エリアで露出しています。各公園内および周辺では、わずかな重複が生じています。

グランド・ステアケースは、1870年代に初めて定義された堆積岩層の連続で、ブライスキャニオン国立公園からザイオン国立公園を通りグランドキャニオンまで南に100マイル（160 km）伸びています。^[1]ブライスキャニオンは、グランド・ステアケースの中で最も高く、最も新しい隆起であるピンククリフ内に位置しています。^{[2] [3]}

白亜紀には、浅い海路が南のメキシコ湾からユタ州、さらに北のはるか北の北極海まで北アメリカの内陸部に広がった。 ^[4]地質学者はこの浅い海を白亜紀海路または西部内陸海路と呼んでいる。この海路は北アメリカを2つに分けた。東部はすでに古代のアパラチア山脈が占め、西部は主に成長中のセビア山脈で構成されていた。^[4]セビア造山運動による浅い逆断層で形成された。^[5]海岸線が前後に移動するにつれ、ブライス地域はセビア陸地の一部から白亜紀海路の下へと交互になった。その結果、非海洋性、潮間帯性、海洋性の堆積物が交互に層を成した。

礫岩、シルト岩、化石を多く含む砂岩は、合わせて最大300フィート（90メートル）の厚さがあり、白亜紀海路の到来を物語っています。^[4]ダコタ砂岩と呼ばれるこの地層は、ブライスキャニオン地域で露出している最古の地層ですが、南西のザイオン渓谷とコロブ渓谷地域で露出している地層の中では最も新しいものです。ダコタでは、大量の化石化した木、何百万もの化石を含むカキの養殖場、石炭がすべて見つかります。^[4]ブライスキャニオン地域では、この地層はパリア渓谷で見ることができ、白亜紀海路がこの地域を横切って（内陸に進み）、後に後退したときに、おそらくビーチ、ラグーン、広大な石炭生産湿地に堆積した石化した毛布砂として見られます。^[6]この岩は、周辺地域では露出していない、はるかに古いジュラ紀の地層の上に不整合に存在している（これらの古い堆積物に関する議論については、ザイオン渓谷とコロブ渓谷地域の地質を参照）。

この地域の海路が深く穏やかになるにつれ、泥とシルトがダコタ層の上に堆積しました。^[6]その結果生じた暗灰色から黒色のトロピック・シェールは、ユタ州への海路の最大の侵出を記録しており、パリア・アンフィシアターでは厚さ1,000フィート (300 m) に達します。^[4]これはトロピック・バレーで見られる植物の生えていない荒地を形成し、おそらくこの地域で最も化石が豊富な層であり、多数の直殻とコイル状のアンモナイトが含まれています。^[4]

白亜紀海路は、その地域に厚さ1,700フィート (500 m)のストレート クリフ層が堆積した頃には、すでに東と南に後退し始めていました。 ^[7]その層は、このプロセスのさまざまな段階を表しています。ティベット キャニオン層の崖を形成する砂岩は、浅い海域、後に沿岸環境でトロピック シェール層の上に整合的に堆積しました。スモーキー ホロー層からの頁岩と砂岩は、海路の岸にある沿岸の沼地やラグーンにある石炭を豊富に含む泥岩の基底層の上に堆積しました。ジョン ヘンリー層では、大量の石炭鉱床と混ざった頁岩と砂岩の交互層が沼地、ラグーン、河川環境に堆積しましたが、ドリップ タンク層はブライス キャニオン地域では見つかりません。^[7]この層は侵食されて、白っぽい黄灰色の砂岩と比較的薄い頁岩と泥岩の層が交互に重なり、登攀が困難な崖や急斜面を形成している。この層の下部にはサメの歯が発見されている。 ^[4]

白亜紀海路の後退後、湖と東に流れる川が堆積物の主な堆積場所となった。厚さ700フィート（200メートル）のワウィープ層の頁岩と砂岩は、流水（河川環境）で堆積した。^[7]この層は、前述のグレー・クリフ・オブ・ザ・グランド・ステアケースの一部である。ハドロサウルスなどの恐竜を含む脊椎動物の化石が豊富に含まれます。^[4]

この地域には、川や​​湖が横切る氾濫原が発達した。泥や砂がこの環境に蓄積し、カイパロウィッツ層の灰色の砂岩と泥岩となった。この層はブライスキャニオン地域では最大100フィート（30メートル）の厚さになるが、この地域のカイパロウィッツの他の部分の厚さは数百フィート（数十メートル）である。^[7]カナンピークとパインホローの2つの層は、この地域の他の場所ではカイパロウィッツの頂上にあるが、ブライスキャニオン地域には存在しない。これらの層の砂岩と礫岩は、暁新世に始まる小川と川の堆積を記録している。^[7]

ララミデ造山運動と呼ばれる山岳地帯の隆起は、白亜紀後期の約7000万年前から暁​​新世初期にかけて続いた。この隆起により、かつては低かった高地が上空に持ち上げられ、その間の低地盆地は徐々に沈下した。 ^[8]ララミデ造山運動による圧縮により、この地域の土地が変形し、最大5°傾斜のブライスキャニオン背斜が形成された。カナンピーク、パインホロー、カイパロウィッツ、ワヒープの各層とその下にあるストレートクリフの一部は、クラロン層が堆積する前に、侵食によって背斜の頂上から取り除かれた。^[9]そのため、背斜の頂上には角度の不整合が存在する。この公園は、ララミデ造山運動の結果として形成された、はるかに大規模なカイバブ隆起の西側の緩やかな傾斜の側面にも位置している。^[5]

ララミデからの隆起は始新世に一時的に停止した。^[5]蛇行する小川が、その結果生じた広くほとんど特徴のない平原の上をゆっくりと流れた。周期的ではあるが大規模な洪水が、おそらく1,000年に1度、広い地域を浸水させ、泥、玉石、細かいシルトを平原に広げた。^[7] 洪水の合間には浸食によってこれらの堆積物が削られ、植物が豊かに育った。泥とシルトに含まれる鉄が酸化されて土壌が赤鉄鉱に変わり、ピンクと赤の色合いを帯びた。これらの堆積物は後に岩石化し、最大700フィート (200 m) の厚さの、現地の始新世のクラロン層(以前はワサッチ層と呼ばれていた) のピンク部層となった。^{[7]この層のチャネル化された礫岩は、}州道12号線沿いのレッドキャニオンで簡単に見ることができます。一方、そのシルトと泥岩は、公園内のフードゥーと呼ばれる脆弱で色鮮やかな尖塔のほとんどを構成しています。地質学者クラレンス・ダットンは、その色鮮やかな外観から、クラロンの酸化鉄を豊富に含む下部層をピンククリフシリーズと名付けました。 ^[8]

浅いが広大な湖とそれに伴うデルタの大規模なシステムが、現在のコロラド州北西部、ユタ州南西部、ワイオミング州の数千平方マイルを覆っていた。^[10]これらの湖は暁新世から漸新世中期にかけて存在していたが、ブライスキャニオン地域に広がったのは始新世になってからだった。^[7]このシステムには、約6千万年前から4千万年前までの2千万年間存在し、大量の湖底堆積物が堆積した。^[10] 気候変動とサイクルにより、システム内の湖は時間の経過とともに拡大したり縮小したりした。その過程で、異なる厚さと組成の湖床が積み重なった。^[8]

• 海岸近くの様々な砂と玉石の堆積物、
• 海岸から離れたカルシウムの少ない泥、
• 深海にはカルシウムを豊富に含む泥があり、
• 純粋な石灰質の粘液が最も深い水域に堆積しました。

石灰質の軟泥と泥は後に石灰岩とシルト岩の層に変わり、クラロン川のホワイト層は厚さ300フィート（90メートル）にも達する。^[7]この層は侵食されて白色の一枚岩となり、ポーンソーガント高原の最も標高の高い場所でのみ見つかる。ホワイト層では化石は稀で、主に淡水の巻貝と二枚貝で構成されており、湖にはほとんど生物がいなかったことを示している。^[7]有名なナチュラルブリッジを含む公園内のほとんどのアーチと自然の橋は、クラロン川の砂岩層から削り出されたものである。

クラロン層の堆積後の地質学的記録の空白は、公園の北西に位置する近くのメアリーズベール火山地帯の噴火によって3400万年から3100万年前に中断されました。 ^{[11] [12]これらの流れからの} 火山灰と溶岩はブライスキャニオンから20マイル（30 km）未満の場所で発見されていますが、少なくとも一部の火山物質は公園エリアに直接堆積し、後に浸食によって除去された可能性があります。^[5]

メアリーズベール火山地帯の活動のほとんどは、3つの別々の期間、すなわち約3400万～2200万年前、2200万～1400万年前、900万～500万年前に起こった。^[12] 最初の期間には、進化するバソリスの上にデイサイトと安山岩が噴火した。2700万年前のスリークリークスカルデラ、2400万年前のビッグジョンカルデラ、2300万年前のモンローピークカルデラからの結晶を多く含む灰が凝灰岩に固まった。^[12] 2番目と3番目の期間には、大量の流紋岩が噴火した。アルカリを多く含む流紋岩は、2番目の期間に1900万年前のマウントベルナップカルデラから噴火した。^[12]

メアリーズベール火山地帯は、およそ2000万年前に自重で崩壊した。これは、おそらく約5,000フィート（2,000メートル）下のカーメル層の蒸発岩の弱さによるものと思われる。 ^[5]崩壊によるクラロン層の褶曲と断層運動により、ルビーズ・イン衝上断層が形成された。また、東西に走り、衝上断層運動に垂直なブライス向斜と呼ばれるわずかな下向きの反りも形成された。^[5]メアリーズベールとブライス地域の火山活動は約50万年前に停止した。^{[11]同時代の}玄武岩は、レッド・キャニオンの入り口近くのセビア断層沿いに見られる。暗い色の火山岩は、断層によって約900フィート（300メートル）移動し、現在ははるかに古いクラロン層と直接接触している。^[13]

より若い岩石ユニットが堆積したが、その後の隆起によって加速された浸食によってほとんどが除去された。これらの層の露頭は、公園の北部と台地の縁の数か所で見ることができる。その中には、厚さ50〜100フィート（20〜30メートル）の漸新世または中新世のボートメサ礫岩と、鮮新世から前期更新世のセビア川層がある。^[14]ボートメサは、主に礫岩でできており、少量の砂岩と湖からの石灰岩が含まれ、川と堤防の洪水堆積物を示している。^{[7]セビア川層の茶色がかった灰色の砂岩と砂利は、先祖の}セビア川排水システムの一部であった谷に堆積した。^{[7] [14]}

中新世の約1500万年前、ネバダ州西部の張力が非常に強かったため、地殻が薄くなり、ベイスン・アンド・レンジ地区が形成されました。^{[5]これらの同じ力により、現在の}コロラド高原の西部が9つの異なる小高原に分割され、公園がまたがるパウンソーガントもその1つです。 ^{[15] [16]}南北方向に伸びる長い正断層は、新たに形成されたか、古い既存の断層が再活性化したものです。各断層の片側では高原が隆起し、もう一方の側では地殻が東西方向に広がるにつれて谷が沈降しました。^[5] これらの断層のうち2つはパウンソーガント高原の境界であり、西側はセビア、東側はパウンソーガントです。これら2つの断層に沿った動きにより、クラロン層はパリア谷とセビア谷に対して2,000フィート (600 m) 変位しました。^[16]

ハリケーン断層はマーカガント高原の西端に位置し、ベイスン・アンド・レンジ地域とコロラド高原地域との地形的境界となっている。^[16] シーダーブレイクス国定公園は、ブライスキャニオン国立公園とほぼ同じ露出した地質と浸食の特徴を共有しており、マーカガント高原の西端に位置している。

その後、コロラド高原全体が海抜近くから数千フィート（1キロメートル以上）の高度まで隆起し始めた。^[14]別の説としては、ララミデ造山運動によって今日のベイスン・アンド・レンジとコロラド高原が隆起し、ベイスン・アンド・レンジを形成した張力によってその地域がコロラド高原に対して沈下したという説がある。^[7]出来事の順序がどうであれ、コロラド高原の高原地域はこの時点でほぼ完成していた。

コロラド高原の排水は、カリフォルニア湾の開口によって大きく変化した。約1000万年から500万年前から、バハ・カリフォルニア半島はメキシコ本土から北西に引き裂かれた。 ^[5]祖先のコロラド川は、この地域の下方変形に対応して、新しい湾に流れ込むことで海への近道をとった。これにより、川の源流と海のデルタまでの距離が大幅に短縮された。その結果、コロラド川とその支流の水の流れが速くなり、より深く削られ、峡谷地形が形成された。

120万年前までにコロラド川のグランドキャニオンの現在の深さとほぼ同じ深さが形成され、支流はさらに深く削り取った。 ^[17] 支流の一つであるパリア川の源流侵食は、現在のパリア野外劇場に向かって北北西方向に進んだ。^[18]川は、パウンソーガント断層とほぼ平行に東を進んだ。パウンソーガント台地の東側の縁に直接降り注ぐ雪と雨による侵食は、溝を形成してアルコーブや野外劇場へと広がり、一方、差別侵食と凍土によるくさび状侵食はフードゥーを形成する。台地の流れは縁から離れて流れていくため、アルコーブや野外劇場の形成には寄与しない。^[18]侵食は今日もこのように続いている。

クラロン層のピンク層は、侵食されやすく比較的柔らかい石灰岩で大部分が構成されています。雨が二酸化炭素と混ざると、炭酸の弱い溶液が形成されます。この酸は、クラロン層の石灰岩を一粒ずつゆっくりと溶かします。この化学的風化のプロセスにより、フードゥーの縁が丸くなり、ゴツゴツと膨らんだ形状になります。

冬には、溶けた雪が亀裂や節理に浸透し、夜間に凍結します。膨張した氷の力は、クラロン層の岩石を侵食するのを助けます。ブライスキャニオンでは、毎年200回以上の凍結/融解サイクルが発生します。^[19]霜のくさびは、クラロン層のピンク層を分割するほぼ垂直の節理面を利用して広げます。

泥岩、礫岩、シルト岩の内部層が石灰岩を水平に分断している。これらの層は炭酸ガスによる攻撃に対してより耐性があるため、フィン、窓、フードゥーの保護キャップストーンとして機能することができる。より耐久性のあるフードゥーの多くは、ドロマイトと呼ばれるマグネシウムを豊富に含む石灰岩で覆われている。^[19]ドロマイトは溶解速度がはるかに遅いため、その結果、その下のより弱い石灰岩を保護する。

しかし、フードゥーを形成するのと同じプロセスが、最終的にはフードゥーを破壊することになる。ブライスキャニオンの場合、フードゥーの浸食率は100年ごとに2〜4フィート（0.6〜1.3メートル）である。^[19]峡谷が西に向かって浸食を続けると、最終的には（おそらく300万年後には）セビア川東支流の流域を占領することになる。この川がブライスアンフィシアターを流れると、浸食パターンが支配的になり、フードゥーはV字型の峡谷と、川によって作り出される風化と浸食のパターンに典型的な急峻な崖壁に置き換わる。この前兆は、モッシーケーブトレイルをハイキングしているときにウォーターキャニオンで観察できる。分水路が100年以上にわたってセビア川東支流の一部をこの公園のこのセクションに導いている。^[19]

• カニンガム、チャールズ G. (2002)。「ユタ州中西部、メアリーズベール火山地帯の火山岩と鉱床」。アメリカ地質学会。2011 年 6 月 8 日にオリジナルからアーカイブ。2007年 8 月 12 日に閲覧。
• デイビス、ジョージ H.、ポロック、ゲイル L. (2003 年 8 月)。「ブライス キャニオン国立公園の地質学」。ポール B. アンダーソン (編) 著。ユタ州の公園と記念碑の地質学。ブライス キャニオン自然史協会およびユタ州地質学協会。ISBN 1-882054-10-5。
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• Rowley, Peter D.; Cunningham, Charles G.; Steven, Thomas A.; Workman, Jeremiah B.; Anderson, John J.; Theissen, Kevin M. (2002)。ユタ州南西部、セントラル・メアリーズベール火山地帯の地質図。コロラド州デンバー：米国地質調査所。 2007年8月12日閲覧。 {{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)
• この記事には、 Hoodoos. National Park Service のパブリック ドメイン コンテンツが組み込まれています。2007 年 7 月 24 日取得。
• 「地質学フィールドノート: ユタ州ブライスキャニオン国立公園」。国立公園局。2005 年 1 月 4 日。2007 年 7 月 8 日にオリジナルからアーカイブ。2007年 8 月 2 日に取得。

ウィキメディア・コモンズに
は、 ブライスキャニオン国立公園の地質に関するメディアがあります。

• デコートン、フランク (1994)。『時間の影：ブライスキャニオン国立公園の地質』ブライスキャニオン自然史協会。
• タフツ、ロレイン・セーラム（1998年）。グランドキャニオン、ザイオン、ブライスキャニオン国立公園の秘密（第3版）。フロリダ州ノースパームビーチ：国立写真コレクション。ISBN 0-9620255-3-4。