サプライズキャニオンの形成

サプライズキャニオンの形成
地層範囲: 後期ミシシッピ紀(セルプホフ紀)331～323 万年前 前Ꞓ Ꞓ お S だ Ｃ ポ T J け ページ いいえ [1]
パティ ビュート (ニュートン ビュート)、 北側の尾根はレッドウォール石灰岩の「プラットフォーム」 (2 か所、写真左下、赤いレッドウォールの崖の頂上) に位置し、その上にサプライズ キャニオン層の 2 番目のプラットフォームがあります。
タイプ	形成
下地	ワタホミギ層、スパイ層の基底層
オーバーレイ	レッドウォール石灰岩
厚さ	0～122メートル（0～400フィート）
岩石学
主要な	砂岩、礫岩、石灰岩、シルト岩
位置
地域	コロラド高原南西部、アリゾナ州-(北部)
国	アメリカ合衆国-(アメリカ南西部)
範囲	グランドキャニオン
タイプセクション
名前の由来	サプライズキャニオン、グランドキャニオン国立公園
命名者	ジョージ・H・ビリングスリーとスタンレー・S・ビース[2]

サプライズキャニオン層は、グランドキャニオンの後期ミシシッピ紀（セルプホビアン）の古谷と古カルストを埋める砕屑岩と石灰質堆積岩からなる地質層です。これらの地層は、レッドウォール石灰岩の上部に発達した侵食谷と局所的なカルスト地形と洞窟を埋める孤立したレンズ状の岩石の露出として露出しています。サプライズキャニオン層と関連する不整合は、レッドウォール石灰岩の堆積とその上にあるスパイグループの地質時代の重要な期間を表しています。^{[1] [2] [3]}

1969年、ED・マッキーとRC・ガッツチック^{[4]は、レッドウォール石灰岩の上部表面に切り込まれた}礫岩と泥岩で満たされた古谷の存在を報告しました。彼らはこれらの堆積物の例と説明を提供し、それらをスパイグループの基底層であるとみなしました。

アメリカ地質調査所のジョージ・ビリングスリー^[5]は、1970年代半ばにグランドキャニオン西部の偵察地質図作成中に、サプライズキャニオン層をスパイ層群にもレッドウォール石灰岩にも属さない独立した地層単位として初めて認識した。グランドキャニオン上空の視察飛行中や、峡谷の地質図作成に使用された航空写真では、サプライズキャニオン層の露出が珍しい暗赤褐色の露頭パターンとして現れた。これらの露頭が遠隔地にあったため、1年以上にわたって現地での地上調査が妨げられた。 ^[6]

その後、ビリングスリーとマッキー^[7]は、スパイ・グループに関するモノグラフで、グランドキャニオン最西端の露頭のいくつかを初めて詳細に記述した。彼らは、サプライズ・キャニオン層の地層を非公式に、スパイ以前の埋没谷堆積物と呼び、古谷の堆積物充填物であると解釈した。^{[3] [6]}

ビリングスリーとビース^[2]は、グランドキャニオン西部の大きな北支流の峡谷にちなんで、サプライズキャニオン層を正式に命名しました。この層の基準断面は、グランドキャニオン西部のバットタワー展望台から南東に約2.4km（1.5マイル）の265マイル^[8]、サプライズキャニオンの入り口から北西に約20km（12マイル）の狭い尾根の東向きの斜面です。基準断面を含む古谷は、幅305m（1,001フィート）、深さ91m（299フィート）です。^[3]

グランドキャニオン地域では、サプライズキャニオン層がグランドキャニオンの大部分と東側のマーブルキャニオンの一部で孤立したレンズ状の斑点として露出しています。既知の露頭はすべて、厚さ数十メートル、幅数十メートルからほぼ 1 キロメートルの不連続なレンズです。グランドキャニオンの他の古生代堆積岩ユニットのように、この層が単一の連続したシートとして発生する場所はどこにもありません。サプライズキャニオン層の露出は、一般的に、耐久性のあるレッドウォール石灰岩で形成された大きな崖の頂上で見つかります。多くの場所で、これらの露出はコロラド川から約 460 メートル (1,510 フィート) 上、縁から約 910 メートル (2,990 フィート) フィート下の狭い棚に沿って位置しています。地下では確認されていないが、サプライズキャニオン層はグランドキャニオンに隣接するコロラド高原の下に薄い堆積物として存在する可能性がある。 ^{[2] [3] [9]}

サプライズ キャニオン層の堆積層の大部分は、グランド キャニオン西部の深さ 45 ～ 60 m (148 ～ 197 フィート)、幅最大 1 km (0.62 マイル) の古谷を埋めています。東に向かうにつれて、これらの古谷はグランド キャニオン中央部と東部で浅く広くなります。サプライズ キャニオン層の露頭 1 つにおける厚さは、その露頭がある古谷の深さに対応します。サプライズ キャニオン層で最も厚いことが知られている部分は、グランド キャニオン西部のクォーターマスター キャニオンで露出しており、層の厚さは約 122 m (400 フィート) です。グランドキャニオン中央部ではサプライズキャニオン層の露頭の厚さは最大45メートル（148フィート）であるが、グランドキャニオン東部とマーブルキャニオン地域ではそのような露頭の厚さは18〜20メートル（59〜66フィート）である。^{[2] [3]}

レッドウォール石灰岩の上部表面に形成された古谷、カルスト地形、洞窟を埋め尽くす地層は、グランドキャニオンに露出している古生代の地層の中で最も多様な岩相を持っています。グランドキャニオンの西部と中央部では、サプライズキャニオンは 3 つの主な層から構成されています。まず、主に河川起源の礫岩と砂岩で構成された、傾斜を形成する植物の生育する基底層があります。次に、その上にある中間の石灰岩層は、化石を多く含んだ海成石灰岩層で構成され、目立つ崖を形成しています。最後に、化石を多く含んだ傾斜を形成するシルト質または砂質石灰岩層と海成シルト岩からなる上部シルト岩層があります。グランドキャニオン東部の東側では、これら3つのユニットが横方向に融合し、石灰岩を含まない赤褐色の斜面を形成する礫質砂岩とシルト岩の単層を形成しています。^{[2] [3]}

基底の礫岩と砂岩ユニットは、主に鉄で変色した小石から玉石、および局所的に玉石礫岩で構成されています。礫岩の粗い部分は、主にチャートと、その下のレッドウォール石灰岩から得られた少量の石灰岩の砂利で構成されています。この砂利の一部には、典型的なレッドウォール石灰岩の化石が含まれています。ほとんどのセクションでは、礫岩は黄色から暗赤褐色または紫色の石英砂岩またはシルト岩の層に段階的に変化しており、一部のセクションでは暗色の有機物を豊富に含む頁岩になっています。砂岩の層は一般に平らな層ですが、一部はトラフ交叉層理または波状葉理を示しています。^{[2] [3]}グランドキャニオン南西部では、暗色の炭素質頁岩に厚さ1メートル（3.3フィート）の石炭層が含まれています。^[9]グランドキャニオン東部のサプライズキャニオン層は、主に赤褐色から紫色の泥岩層で構成されており、その中にはチャート礫礫岩レンズも含まれています。^[3]

グランドキャニオン西部と中央部の基底礫岩と砂岩ユニットの上には、主に粗粒の化石を含んだ石灰岩からなる中間石灰岩ユニットがあり、通常は丸ごとまたは断片化した貝殻で構成されています。中間石灰岩ユニットには、厚さ最大 4 cm (1.6 インチ) の石英砂岩層と、厚さ最大 10 cm (3.9 インチ) の化石を含んだ石灰岩層が交互に重なっています。このユニットの基底部は、通常、下にある基底礫岩と砂岩ユニットの砂岩またはシルト岩層を切り落としています。中間石灰岩ユニットは通常、耐久性のある崖や棚を形成し、黄褐色、さび色、または紫灰色に風化します。石灰岩と砂岩の層は、通常、二峰性の流向を示す小規模なトラフ交差地層を示します。^{[2] [3]}

グランドキャニオン西部と中央部では、上部シルト岩ユニットの暗赤褐色から紫色の、波紋状または平層の石灰質シルト岩または砂岩の層が、通常、中部石灰岩ユニットの上に重なっています。これらの層は、弱い斜面または後退する棚を形成し、一般的に舌状波紋を示します。西部グランドキャニオンのこのユニットでは、耐性のある棚を形成する藻類またはオストラコダル石灰岩の層がよく見られます。少なくとも3つの場所では、ほぼ球形の藻類ストロマトライト（オンコライト）がユニットの上部近くで発生します。^{[2] [3]}

サプライズキャニオン層とその上にあるスパイグループのワタホミギ層との接触は、ミシシッピ紀後期の侵食と堆積物の蓄積不足の期間を表す地域的な不整合である。この接触は、上からの石灰岩の瓦礫または風化した崩積土によって通常不明瞭になっている。この接触が露出している場所では、サプライズキャニオン層の侵食された表面は、(1) チャートの小石を含む、広範囲に広がるが局所的に不連続な薄い石灰岩の小石の礫礫岩、または (2) 淡い赤色からオレンジ色のチャート団塊を含む耐性のある灰色の石灰岩層へと上向きに傾斜する紫がかった赤色の石灰質シルト岩と泥岩で覆われている。いくつかの露頭では、接触は低角度の不整合となっている。^{[2] [3] [9]}

サプライズ キャニオン層の基底接触部は、緩やかな U 字型または V 字型の古谷が削り取られたか、または古カルストと洞窟がレッドウォール石灰岩の上部に浸食されてできたものである。主要な古谷の軸に沿って、谷を埋める基底層は、古谷がホースシュー メサ層を完全に切り開き、ムーニー フォールズ層にまで達しているため、レッドウォール石灰岩のムーニー フォールズ層にいたるところに堆積している。レッドウォールのホースシュー メサ層に載っているサプライズ キャニオン層の上部の地層は、より広範囲に分布している。露頭では、それらは主谷軸の両側に 0.5 km (0.31 マイル) も広がっている。他の露頭では、下部接触部は不規則で小規模なピット (古代の陥没穴) と、赤褐色の泥岩で満たされたかつての洞窟で構成されている。 ^{[2] [3]}

化石の含有量の点では、サプライズキャニオン層はグランドキャニオンで露出している古生代の地層単位の中で最も豊富で多様性に富んだものの一つです。^[3]

サプライズキャニオン層の基底礫岩と砂岩ユニットからは、さまざまな化石植物が少量ずつ見つかっています。これらの化石は主にグランドキャニオン西部の砂岩、シルト岩、頁岩層で発見されています。これらには、22種の花粉化石（胞子）、数種類の藻類構造、12種の植物の巨大化石が含まれています。植物の巨大化石には、3種のレピドデンドロン、カラミテス、種子シダが含まれています。たとえば、グランドキャニオン西部のバーントスプリングスキャニオン（259.5マイル）^[8]とグランドキャニオン中央部のコーブキャニオンの間では、この基底ユニットの砂岩層でレピドデンドロンの丸太の印象が見つかっています。^[3]植物化石に加えて、古代のサメの孤立した歯と皮膚の要素が基底礫岩と砂岩ユニットから発見されています。^[1]最後に、基底ユニットの砂岩層には、単純な垂直の巣穴と珍しいコノスティカス属の痕跡化石も含まれています。これらの痕跡化石は、スコリトス生痕相に割り当てられています。^[10]

サプライズキャニオン層の中部石灰岩ユニットには、海洋無脊椎動物の豊富で多様な動物相が含まれています。その粗粒の石灰岩からは、60種を超える海洋無脊椎動物が産出されています。それらには、有孔虫、コノドント、サンゴ、コケムシ、腕足動物、棘皮動物、軟体動物、三葉虫、および貝形動物が含まれます。腕足動物は最も多く保存されている形態であり、一般的にコケムシ、サンゴ、および棘皮動物に関連しています。^[3]微化石は中部石灰岩ユニットに中程度に豊富であり、いくつかはサプライズキャニオン層の上部シルト岩ユニットの石灰岩層にも見られます。これらの微化石には、7種の有孔虫が含まれます。サプライズキャニオン層の中部石灰岩と上部シルト岩の両方で、10種のコノドントが発見されています。^{[1] [3]}さらに、グランドキャニオン西部の中部石灰岩層では、歯と皮膚の要素から特定された合計31の分類群からなる、驚くほど多様な脊椎動物相が生み出されています。 ^{[1]最後に、中部石灰岩層の石灰岩層からは、浅海性の}クルジアナ生痕相に典型的な生痕化石が報告されています。^[10]

サプライズ キャニオンの年代はセルプホビアン (ミシシッピ後期) と確定しています。下層のレッドウォール石灰岩、サプライズ キャニオン層、および上にあるスパイ グループの下位区分の年代関係の初期決定は、石灰質有孔虫とサンゴに基づいていました。その後、ワタホミギ層の腕足動物の研究により、サプライズ キャニオン層の推定年代範囲がさらに狭まりました。最終的に、コノドント研究により、サプライズ キャニオン層はセルプホビアン (ミシシッピ後期) の年代であり、ミシシッピとペンシルバニアの境界は、サプライズ キャニオン層とワタホミギ層の境界より 17 メートル (56 フィート) 上のワタホミギ層の下部にあることが判明しました。この結論は、化石無脊椎動物、花粉化石、および有孔虫データの現在の解釈によって裏付けられています。コノドントRhachistognathus muricatusの生物圏の化石を含む地層は、サプライズ キャニオン層とその上にあるワタホミギ層のどちらにも見つかっていない。これは、サプライズ キャニオン層とその上にあるワタホミギ層の間の不整合が、この失われた生物圏と関連する地層の時間間隔を表しているように見えることを示している。^{[1] [3]}

サプライズ キャニオン層は、ミシシッピ紀後期に、古谷の河川および河口の堆積物と、レッドウォール石灰岩の露出表面に浸食された洞窟や陥没穴の表土の堆積を示すものと解釈されています。相対的な海面が低下して海が西に後退すると、海退により、レッドウォール石灰岩が堆積していた海底が陸地露出しました。これにより、かつての海底とレッドウォール石灰岩の上部表面が、西向きの低勾配の川が排水する熱帯の陥没穴平原として陸地露出しました。これらの川の水路とその支流は、主要な排水谷を浸食し、陥没穴平原を最大 122 メートル (400 フィート) の深さまで切り込みました。これはレッドウォール石灰岩の厚さの 2/3 に相当します。これに応じて地下水位が低下したため、カルスト化の深さは近くの古谷の深さを超えました。グランドキャニオン西部と中央部の基底礫岩と砂岩の単位は、この時期にこれらの川によって堆積した堆積物を表すと解釈されています。相対海面が再び上昇して東に海進すると、河川とその氾濫原が水没して河口が形成されるにつれて、古谷は徐々に浸水しました。これらの河口では、河口と海洋の堆積物が蓄積して、海洋中部石灰岩と上部シルト岩の単位が形成されました。相対海面は、グランドキャニオン地域内の古谷内のサプライズキャニオン層の石灰質堆積物と古カルスト内の泥岩を沈め、堆積させるのに十分なほど上昇しました。しかし、相対海面の上昇は、古谷の外側と上部のレッドウォール石灰岩の表面が覆われる前に停止しました。サプライズキャニオン層とその上にあるワタホミギ層の間の不整合は、ワタホミギ層が堆積する前に、地域的な相対的な海面低下とそれに伴う侵食および堆積の不在の期間があったことを示唆している。^{[3] [11] [12]}

• 
  ドラマチックなレッドウォール石灰岩の崖、南の尾根線（崖線）、セットの塔の一部、東グラナイト渓谷（インナーゴージ、グランドキャニオン）
• 
  インナー ゴージ (東グラナイト ゴージ) にあるセットの塔。(グラナイト ゴージの向こう側 (南側、ゴージの頂上から短いタピーツ砂岩の崖が見える)、トント トレイルからの眺め。)

ウィキメディア・コモンズには、サプライズ・キャニオン層に関連するメディアがあります。

• グランドキャニオン地域の地質

• アリゾナ道路＆レクリエーション地図帳、ベンチマークマップ、第 2 版、1998 年、112 ページ、pp. 28–29、62–63。
• ブレイキー、ラニー、2008年。コロラド高原の古代の景観、ロン・ブレイキー、ウェイン・ラニー、2008年、グランドキャニオン協会（出版社）、176ページ、付録、用語集、索引付き。地質学などのための陰影付き地形図約75枚が含まれており、そのうち54枚（23組、（46））はコロラド高原専用です。その他は世界または北米です。（ソフトカバー、ISBN  978-1-934656-03-7）
• Chronic、1983年。Roadside Geology of Arizona、 1983年、第23刷、Mountain Press Publishing Co.、322ページ。Grand Canyon National Park、pp. 279–287、(p. 283)。(ソフトカバー、ISBN 978-0-87842-147-3 ) 

• レッドウォール石灰岩と古カルストに関する概要
• サプライズキャニオンとレッドウォール石灰岩の概要