ロサンゼルス盆地

ロサンゼルス盆地は、南カリフォルニアの半島山脈として知られる地域にある堆積盆地です。盆地は、トランスバース山脈として総称される東西方向に伸びる異常な山脈群ともつながっています。現在の盆地は沿岸低地で、その底は太平洋プレートの端に位置する細長い低い尾根と丘陵群で特徴付けられます。^[1]ロサンゼルス盆地は、サンタバーバラ海峡、ベンチュラ盆地、サンフェルナンドバレー、サンガブリエル盆地とともに、南カリフォルニア地域内にあります。^[2]ロサンゼルス市の管轄区域の大部分は、物理的にこの盆地内にあります。

低地盆地の北、北東、東は、サンタモニカ山脈とプエンテ丘陵、エリシアン丘陵、レペット丘陵に囲まれている。 ^[3]盆地の南東は、サンタアナ山脈とサンホアキン丘陵に接している。^[3]盆地の西の境界は大陸国境地帯で示され、陸上部分の一部となっている。カリフォルニア国境地帯は、北西方向に伸びる沖合の尾根と盆地が特徴である。^[4]ロサンゼルス盆地は、地質学的に若いことと、豊富な石油生産に対して規模が小さいことに関連して、構造上の大きな起伏と複雑さで知られている。^[3] Yerkesらは、盆地の進化の5つの主要な段階を特定しており、それは上部白亜紀に始まり更新世に終わった。この盆地は、後期中新世の回転テクトニクスを伴う不規則なプルアパート盆地として分類できる。^{[5] [6]}

盆地が形成される前、ロサンゼルス盆地を取り囲む地域は地上にありました。海岸線の急速な海進と後退により、この地域は浅い海洋環境に移動しました。中期中新世に急速に沈降した地域での地殻変動と火山活動が相まって、現代の盆地が形成されました。^{[7]盆地は海底環境で形成され、後に}沈降速度が鈍化した際に海面上に戻りました。文献では、各盆地形成イベントが発生した地質学的時間境界について多くの議論が行われています。正確な年代は明らかではないかもしれませんが、Yerkes ら (1965) は、ロサンゼルス盆地の進化における堆積イベントの順序を分類するための一般的なタイムラインを示しており、次のようになっています。

チューロニアン以前には、変成した堆積岩と火山岩が存在し、ロサンゼルス盆地の2つの主要な基盤岩ユニットとして機能していました。ニューポート-イングルウッド帯に沿った大規模な運動により、東西縁に沿った2つの基盤岩ユニットが並置されました。^[3]この段階では、盆地は海面より上にありました。

この段階の特徴は、海岸線の進入と退出の連続でした。古い海洋堆積物と非海洋堆積物が堆積して盆地を埋め始めました。この段階の終わりに向かって、海岸線は後退し始め、堆積は続きました。

プレチューロニアン層が堆積した後、大規模な隆起と侵食が起こり、中期中新世層の基部で大きな不整合として観察される。^[3]隆起は盆地のすべての部分で同じ速度で起こったわけではない。この間、盆地は海底の湾に覆われていた。高地を水源とする川は、盆地の北東端に大量の堆積物を運んだ。^[3]この期間中、トパンガ層も堆積していた。

盆地の現在の形状と構造的起伏は、主に後期中新世に起こり前期更新世まで続いた沈下と堆積の加速期に確立されました。^[3]高地（北と東）からの砕屑性堆積岩は海底斜面を下って盆地の底を埋めました。沈下と堆積はおそらく盆地の南部で始まりました。^[3]沈下と堆積は後期鮮新世まで中断することなく同時に起こりました。堆積速度が徐々に沈下速度を上回り、海面が下がり始めるまで。この段階の終わりに向かって、盆地の縁が海面より上に上昇し始めました。前期更新世の間に、堆積は盆地の窪地で沈下を上回り始め、海岸線は南に移動し始めました。^[3]この段階では、ニューポート・イングルウッド断層帯に沿った動きもあり、その結果、現在の盆地が形成されました。この動きにより、南西ブロックは中央盆地ブロックに対して隆起しました。^[8]

盆地の中央部は、更新世を通じて洪水や周囲の山々やプエンテ丘陵からの侵食による堆積物堆積を経験し続けました。この堆積物が盆地の海岸線を最終的に後退させた原因です。完新世の堆積は、非海洋性の砂利、砂、シルトによって特徴付けられます。^[3]この段階には、炭化水素トラップの形成の原因となる後期の圧縮変形も含まれます。^[5]

この地域には4つの主要な断層があり、盆地を中央、北西、南西、北東の構造ブロックに分割しています。^[3]これらのブロックは地理的位置を示すだけでなく、存在する地層と主要な構造的特徴を示しています。南西ブロックは中期中新世以前に隆起し、主に海洋地層で構成され、2つの主要な背斜が含まれています。^[9]このブロックには、急傾斜のパロスベルデスヒルズ断層帯も含まれています。中期中新世の火山岩は、南西ブロック内で局所的に見られます。^[3]北西ブロックは、後期白亜紀から更新世の砕屑性海洋堆積物で構成されています。中期中新世の火山岩も存在します。このブロックには、サンタモニカ断層帯によって切断された幅広い背斜があります。中央ブロックには、後期白亜紀から鮮新世の火山岩と交互に層をなす海洋および非海洋の砕屑性岩石ユニットが含まれています。中央ブロックでは鮮新世と第四紀の地層が最もよく見られます。構造的には向斜の谷があります。^[3]北東ブロックには新生代の細粒から粗粒の海洋性砕屑岩が含まれています。^[3]局所的には中新世中期の火山岩や始新世から中新世の非海洋性堆積岩が見られます。北東ブロックには背斜もあります。

この盆地の均質な進化は、動的な地殻変動によって起こったのではない。活発な環境にもかかわらず、盆地内には 9,100 m を超える地層がある。^[10]動的な環境は、各層の不均質な堆積にも寄与している。同じ堆積イベントの岩石単位が、盆地内の異なる場所では異なる名前を持つことはよくある。これは、盆地の北西部の上部鮮新世 ピコ層と盆地の南西部の上部フェルナンド層のように、岩片のサイズが大きく異なる結果である可能性がある。 ^[8] ロサンゼルス盆地には、「大不整合」と呼ばれるものがあり、これは基盤岩単位の大規模な侵食イベントとして解釈されている。この不整合は、盆地全体の地層の相関関係を示すために使用される。新生代の活動の記録は、この不整合の上から始まっている。^[1]この盆地の地層記録によると、この盆地は非海洋環境として始まり、その後深海系に進入した。この盆地の最も古い基盤岩は、堆積岩と火成岩の両方に由来する。堆積岩はニューポート・イングルウッド断層のずれによって変成し、カタリナ片岩として知られている。カタリナ片岩は盆地の南西端にあり、主に緑泥石石英片岩である。ニューポート・イングルウッド断層帯に近づくと、ザクロ石を含む片岩と変斑れい岩が発生する。^{[3]サンタモニカスレートは盆地の北西ブロックで観察できる。東部複合体はサンティアゴピーク火山岩によって特徴付けられる。この岩石ユニットには、}安山岩角礫岩、流動岩、凝集岩、凝灰岩が含まれる。^[3]

セスペ層は、大不整合の上に最初に現れ、泥岩、砂岩、小石の多い砂岩が交互に層を成しているのが特徴です。この層の順序は、扇状地、蛇行する川、または網状川の起源を示しています。^[11]セスペ層からバケロス層に向かって上に行くにつれて、粒子は細かくなり、層は薄くなります。これは、浅い海洋環境への移行を示しています。バケロス層は、2つの砂岩、シルト岩、頁岩のユニットで特徴付けられます。また、この地域が主に浅い海洋であったことを示す特徴的な軟体動物の化石もあります。^[11]

トパンガ層群は、地層の次の主要な層であり、古い岩石の地形を埋め尽くしています。^[11]これは、侵食不整合を基盤とする堆積岩と火山岩の混合層です。^[12]この層は3つの部分で構成されています。最初は基底の海洋礫岩砂岩で、次に複数の海底溶岩流と凝灰岩からなる主に玄武岩の中間層が続きます。この層の最下部は、堆積性角礫岩、礫岩、砂岩、およびシルト岩です。トパンガ層群の最も古い堆積物は、セスペ層とバケロス層の両方に見られる海岸線の変化の継続を反映しているようです。^[13] 1つまたは複数の火山中心部からの噴火により、局所的に一時的に堆積が中断されました。

プエンテ層は深海層で、プロデルタ堆積物と重なり合う扇状地を特徴とする。^[7]この層はトパンガ層の上にあり、後期中新世の堆積年代を示し、4つの層に分かれている。ラ・ヴィダ層は雲母質の板状シルト岩で、少量の薄層長石質砂岩を含む。次の層はソケル層で、厚層から塊状の雲母質砂岩である。この層では、局所的に豊富なシルト岩、礫岩、層内角礫岩も見られる。^[7]ソケル層の上にはヨルバ層がある。この層は砂質シルト岩で、細粒砂岩と互層になっている。シカモア・キャニオン層には、礫岩、礫質砂岩、砂岩のレンズが含まれている。砂質シルト岩と細粒砂岩は、前述の岩石タイプと交互に層をなしている。^[7]

モントレー層は、ほとんどの砕屑岩と比較して、異常に高いシリカ含有量が特徴です。また、磁器岩や磁器岩頁岩として知られるシリカで固められた岩石もあります。^[14]この層には識別可能な層がありますが、通常の量のシリカを含む頁岩、砂岩、泥岩の層も多数あります。 ^[14]この層のこの配列は、沖合の海洋環境を示しています。

フェルナンド層は、ピコ層とレペット層として知られる2つの亜相に分かれています。これらの層は堆積環境の明確な変化を示しており、更新世のものです。^[15]レペット層は2つの層のうち古い方で、細粒から粗粒のシルト岩、泥岩、砂岩が互層して構成されています。ピコ層は主に塊状のシルト岩と砂岩で構成され、少量のシルト質砂岩が互層しています。^[15] 完新世の 沖積層と第四紀の堆積物は大部分が未固結の単位で、主に砂利と氾濫原の堆積物で構成されています。盆地の上部を示す堆積物は、現代の小川や丘陵の麓で見ることができます。^[4]

この盆地の歴史は、中生代初頭の太平洋プレートの北米プレートへの沈み込みから始まる。^[11]この沈み込みイベント中に、2つの小さなプレート、モントレープレートとファンデフカプレートも北米プレートの下に沈み込み始めた。約20Ma、モントレープレートは太平洋プレートに付着し、その動きを追従した。その後、太平洋-モントレーの沈み込みは停止し、プレート境界はトランスフォーム境界に変換された。北米/太平洋-モントレートランスフォーム境界は北に移動し始め、地殻の伸張を引き起こした。このリフトは、トランスバース山脈西部の回転を伴った。^[16]この回転がLA盆地の配置と北西-南東方向の向きの原因である。^[17]トパンガが堆積する前の中新世初期には、高熱流量とトランステンションが盆地の伸張を引き起こした。^[10]地殻が薄くなるにつれて、大量の堆積物の堆積による 等圧によって盆地が沈下し始めました。

この盆地はトランスバース山脈と半島山脈の境界に位置しているため、圧縮と横ずれの両方のテクトニクスを経験しています。^[9]鮮新世初期は「盆地崩壊」期とも呼ばれ、断層運動とわずかな回転現象の結果として変形と褶曲が発生しました。サンアンドレアス断層に沿った動きが盆地の配置の原因ですが、盆地内の地震の挙動を決定したのはウィッティア断層とニューポート・イングルウッド断層です。

ロサンゼルス盆地は地殻変動が活発で、その結果、この地域では地震が発生し続けています。^[18]断層の数と断層の広がりにより、地震活動は特定の地域に集中していません。^[9]ニューポート・イングルウッド断層帯とウィッティア断層帯に覆われた都市では、地震活動が発生する可能性が高くなります。この地域で発生する地震のほとんどは軽度（マグニチュード ≤2.25）ですが、中程度の地震（マグニチュード 4.9～6.4）も報告されています。中程度のマグニチュードの地震は非常にまれです。^[9]

この断層帯は盆地内で最も顕著な特徴で、単一の断層で、局所的に（断層が）広がっています。^[10]断層帯には低い丘、崖、右上がりの雁行パターンの10の背斜褶曲も見られます。^[19]この断層帯は盆地の南西部に位置し、横ずれ断層です。この断層と平行に油田がいくつかあります。

この断層は盆地の東端にあり、断層の上流支流の 1 つであるサンタアナ川の峡谷でエルシノア断層と合流している。^[10]この断層は逆右斜め断層である。ウィッティア、ブレア・オリンダ、サンシネナの油田で最もよく知られている。ウィッティア断層と平行に走る背斜があり、これは中新世後期から鮮新世前期にかけての圧縮変形の証拠である。鮮新世の砂岩が薄くなり、ピンチアウトしていることは、この同じ時期に隆起が起こった証拠である。^[10]

アナハイムノーズは、1930年に地質調査と試掘によって発見された地下構造です。 ^[10]これは中期中新世の断層ブロックで、暁新世の岩石の北西方向の尾根が明らかになりました。^[10]この構造的特徴は、多くの石油トラップが発見され、地層の方向から盆地のこの部分の沈下年代がわかることから重要です。

この背斜は、盆地内で最も顕著な地下地形である。^[20]隆起した地殻ブロックの侵食、さまざまな断層の発生、海底チャネルの発達などの変形イベントが背斜の形成につながった。^[10]褶曲の開始は、後期中新世から前期鮮新世の変形期に始まった。盆地内には他にも多くの背斜があり、等厚線データから、これらの褶曲の形成は主に鮮新世に起こったことが示唆されている。^[10]

ラ ブレア タール ピットは、盆地の表面で発見された、よどんだアスファルトの溜まりです。これらの「溜まり」は、数十万点に及ぶ後期更新世の骨や植物が発見されたため重要です。^[1]これらのピットにより、科学者は地質学上の過去の特定の時点における生態系をより深く理解することができました。

石油とガスの集積は、ほとんどすべて、新層序の地層内と沿岸地帯内または沿岸地帯に隣接する地域で発生します。^[1]プエンテ層は、盆地で最も顕著な石油貯留層であることが証明されています。^[21]石油が豊富に存在する主な理由は、盆地内でオイルサンドが十分に飽和しているためです。これらのオイルサンドの厚さは、数百フィートから数千フィートに及びます。^[1]背斜と断層背斜は、石油を閉じ込める原因となる構造的特徴でもあります。

最初に報告された石油生産井は、現在ドジャースタジアムの下にある土地で1892年に発見されました。^[1]この盆地は、（90年代？）まで州の石油生産の半分を占めていました。盆地の比較的小さなサイズと新しいことを考えると、これは注目に値します。^[4]現在、盆地には約40の稼働中の油田があり、合計で4,000の稼働中の井戸があります。^[4] 1904年には、ロサンゼルス市だけで1,150を超える井戸がありました。井戸の間隔が狭く、井戸から継続的に汲み上げられたため、ほとんどの井戸が枯渇しました。最新のデータによると、2013年には2億5,500万バレルの石油が生産されました。これは、1970年代後半の年間約10億バレルの生産量から大幅に減少しています。^[22]

油田には以下のものがあります:

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