キャピトル リーフ地域の露出した地質は、ユタ州南東部のコロラド高原にあるキャピトル リーフ国立公園内および周辺の北米地域における主に中生代に堆積した記録を示しています。
キャピトルリーフ地域には、約10,000 フィート（3,000 m）の堆積層が広がり、米国ユタ州中南部の約2億年にわたる地質史を象徴しています。これらの岩石の年代は、ペルム紀（最古2億7000万年前）から白亜紀（最古8000万年前）まで様々です。[1]この地域の岩石層は、河川や沼地（チンル層）、サハラ砂漠のような砂漠（ナバホ砂岩）、浅い海（マンコス頁岩）など、古代の多様な気候を明らかにしています。
この地域の最初の堆積物は、ペルム紀に浅い海が陸地に侵入したときに堆積したものです。最初は砂岩が堆積しましたが、海が深くなるにつれて石灰岩が続きました。三畳紀に海が後退した後、川がシルトを堆積し、その後、その地域が隆起して浸食を受けました。その後、礫岩、丸太、砂、泥、風で運ばれた火山灰が加わりました。三畳紀中期から後期にかけて乾燥が進み、その間、ゆっくりとした流れの堆積物とともに、大量の砂岩が堆積しました。別の海が戻り始めると、定期的にこの地域に洪水を起こし、蒸発岩の堆積物を残しました。バリアー島、砂州、後に干潟が砂岩の元となる砂を、続いて礫岩の元となる玉石を、そして泥を頁岩の元となるように提供しました。海が後退し、川、湖 、湿地平野が堆積物の休息地となりました。白亜紀には西部内陸海路という別の海が再び出現し、より多くの砂岩と頁岩を残したが、新生代初期には消滅した。
7000万年から5000万年前にかけて、北米西部で大規模な造山運動が起こり、東方にロッキー山脈が形成されました。この隆起は、おそらく地表に埋もれていた断層に作用し、この地域のウォーターポケット褶曲を形成しました。近年では、コロラド高原全体の隆起とそれに伴う侵食によって、この褶曲が地表に露出したのは、ここ1500万年から2000万年ほどのことです。更新世の氷河期は、降水量と侵食速度を増大させました。ウォーターポケット褶曲の上部の亀裂は特に影響を受け、褶曲自体が露出し、分断されました。
堆積物の一次堆積
いくつかの重要な概念：地層とは、独自の特徴を持つ、正式に命名され定義された地質学的単位です。これらの特徴は、ほぼ途切れることのない期間に形成され、地層が形成された特定の堆積環境に起因しています。メンバーとは地層内の小さな単位であり、ベッドとはメンバーの明確なサブユニットです。グループとは、例えば、数百万年にわたる乾期に堆積した、あるいは数百万年にわたって同じ地域が定期的に海に浸水した結果として堆積したなど、重要な関連性を持つ地層の集合です。
様々な種類の不整合は、地質学的記録における空白です。このような空白は、堆積が長期間行われなかったこと、あるいはその後の侵食によって以前に堆積した岩石単位が除去されたことに起因する可能性があります。以下の断面は、地質学的事象の歴史を作成するために、最も古い岩石単位から最も新しい岩石単位の順に並べられています。これは、実際の堆積物の断面とは逆の順序です。これは、層序の法則により、新しい岩石単位が古い岩石単位の上に堆積するためです。
カトラー層とカイバブ層（ペルム紀）
ペルム紀初期、ユタ州は大陸棚上にあり、時折パンサラッサ海の浅い支流に覆われていた。[2]ローラシア大陸のその部分は、現在の赤道アフリカ西海岸と似たような、静止した大陸棚にあった。結果として生じた地層は、約2億9000万年から2億5000万年前のカトラー層[3]（現地では層群と呼ばれている）[4]の一部である。カトラー層の最初の層が堆積した当時、ユタ州はほぼ古赤道上にあったが、約2億7500万年前までに北緯10度近くまで移動していた。[3]カトラー層はこの時代の堆積作用を記録しており、4つの層（新しいものから古いものまで）で構成されている。
公園内にはカトラー層の2つの砂岩層、シーダー・メサとホワイト・リムのみが露出していますが、両者は容易に区別することができないため、しばしば単一の地層単位として扱われています。[5]ホワイト・リムとシーダー・メサは、周期的に海水が流入する乾燥した沿岸環境で堆積したと考えられる、化石化した交差層砂丘で構成されています。これらの層の砂は、ある程度の大きさに分級されており、丸みを帯びており（摩耗によって磨耗しています）、非常に細粒から中粒までの範囲にわたります。[6]
サルファー・クリークの底と、公園の西側境界線の外側にあるサークル・クリフの底には、厚さ800 フィート（240 メートル）のシーダー・メサと厚さ420フィート（128メートル）のホワイト・リムの良好な露頭が見られる。 [7]他の地域では、シーダー・メサとホワイト・リムの間にあるオルガン・ロック・シェール層は、公園の東側で狭まっている。地元に埋もれているエレファント・キャニオンと行方不明のオルガン・ロックは、どちらも東60 マイル（100 キロメートル）の近くのキャニオンランズ国立公園で露出している（キャニオンランズ地域の地質を参照）。
ペルム紀後期には、カイバブ海が陸地に侵入し、石灰質の軟泥を堆積させ、これが後に石灰化して局所的に厚さ200フィート（60メートル）のカイバブ石灰岩を形成した。[8]これは、グランドキャニオンの南西の縁取りと同じ明るい灰色から白色の層である（グランドキャニオン地域の地質を参照）。カイバブの下部は砂とシルトが交互に層をなし、その後、主成分である石灰岩がマグネシウムの侵入によってチャートを多く含むドロマイトに変化した。[7]この層には、腕足動物、コケムシ、ウミユリ、腹足類、および貝類を含む無脊椎動物の化石が含まれている。キャピトルリーフの崖を形成するカイバブの露頭は、公園の最西端に位置するより深い渓谷でのみ見ることができる。[8]ペルム紀中期までにカイバブ海が後退したことで海底が侵食され、100フィート（30メートル）の深さの海溝が形成され、地質学的記録に不整合と呼ばれる隙間ができた。[8]
モエンコピ層（三畳紀）
三畳紀前期の気候条件は、それ以前よりも湿潤で熱帯性であった。キャピトルリーフ地域では、モエンコピ層は4つの層（古いものから新しいものまで）に分けられる。 [6]
- ブラックドラゴンメンバー
- シンドバッド石灰岩メンバー、
- トーリーメンバー、そして
- ムーディーキャニオンのメンバー。
最上部のモエンコピ層の特徴的な露出は、ウォーターポケット褶曲の西向きの崖の下部斜面に沿って見られます。モエンコピ層の隆起とそれに続く部分的な侵食により、中期三畳紀全体にわたって約600万年にわたる不整合が形成されました。[6]
厚さ50～110フィート（15～34メートル）の斜面を形成するブラックドラゴンは、赤みを帯びた礫岩、砂岩、シルト岩で構成されており、海岸平野に続いて干潟に堆積したと考えられます。[6]層下部のカイバブ石灰岩由来の チャート礫が層下部の礫岩の一部を形成し、リップルマークやマッドクラックは層上部に多く見られます。また、層上部には、化石を含む薄い炭酸塩岩の互層も見られます。[6]
三畳紀前期後半には、短期間の海嶺がこの地域を覆った際に、化石を豊富に含んだ泥質から石灰質の軟泥が堆積し、少量のシルトと砂が混ざった状態となった。これにより、厚さ21～43メートルの黄色を帯びたシンドバッド石灰岩層（モエンコピ層）が形成された。 [6]この層から発見された化石には、腕足動物のリングラ属やアンモナイトのミーコセラス属などがある。[6]
海が引いた後、この地域には一時的に干潟が戻ってきました。これにより、厚さ76～98メートル（250～320フィート）の赤褐色からチョコレート色のシルト岩と細粒砂岩からなるモエンコピのトーリー層が形成されました。[9]細粒層の一部にはリップルマークや泥割れが見られ、砂岩は水平方向および低角度の交叉層理を有しています。この層には、両生類や爬虫類の 大小さまざまな足跡化石や岩塩の鋳型が見られます。
モエンコピ層の中で最も新しい層は、厚さ320～430フィート（98～130メートル）のムーディ・キャニオン層である。ムーディ・キャニオン層は非公式に2つのユニットに区分されている。[10]
- 下部斜面を形成する厚さ200～300フィート（60～90メートル）の赤褐色のシルト岩と
- 上部の崖を形成する、厚さ 120 ～ 130 フィート (37 ～ 40 メートル) の赤みがかったオレンジ色のシルト岩。
上部ユニットの石材の約30～40％は波紋状に積層されているのに対し、下部ユニットは構造がないか水平方向に積層されている。[10]エジプト神殿の下部では、波紋状に積層された上部ユニットの良好な露出が見つかっている。
チンル層（三畳紀）
後期三畳紀には、複雑で比較的流速が高く、おそらく網状構造を呈していた河川系がユタ州南部の大部分を覆っていた。その結果生じたチンル層の様々な層が、コロラド高原の大部分で発見されている。遠方の噴火による丸太、砂、泥、そして風で運ばれた火山灰が、沈降する盆地を流れる河川と混ざり合い、チンル層を形成した。この層にはウラン塩が経済的に採掘可能な量で蓄積され、化石化した木が形成された（おそらく火山灰の存在が化石化を促したと考えられる）。[7]キャピトルリーフ地域に分布するチンル層は以下の通り（古いものから新しいものの順）：[10]
- シナランプメンバー、
- モニタービュートメンバー、
- 化石の森のメンバー、そして
- アウルロックのメンバー。
これらは一緒になって、ウォーターポケット褶曲の西面に沿った白い崖の上に時折現れる紫とオレンジ色の丸い斜面と丘を形成している。[10]
不連続な堆積層は、モエンコピに浸食された広い水路に堆積し、局所的に厚さ0～90フィート（0～27メートル）の白から黄灰色の崖を形成するチンル層のシナランプ層を形成しました。 [10]シナランプは、低～高角度の斜交層理と砕けやすい細粒から粗粒の砂岩で構成され、礫岩が交互に層を成しています。シナランプの良好な露頭は、公園の西側入口付近で見られ、エジプト寺院やチムニーロックなどの地形を覆っていますが、東側ではこの層の痕跡は全く見られません。シナランプより上の層は、堆積した川の流速が遅いため、より細かい傾向があります。[7]
その後、河川系は北へ移動し、大きな湖または湿地へと変化しました。その過程で、ベントナイトを多く含む粘土（近隣の火山から噴出した火山灰から形成されたもの）と粘土質の斜交砂が堆積し、中には石灰質軟泥の層間層やレンズ層も見られました。これが最終的に、チンルズ モニター ビュート メンバーの薄紫がかった灰色の粘土岩、砂岩、炭酸塩岩になりました。直径5インチ（13 cm）、長さ5フィート（1.5 m）の巣穴は肺魚によってモニター ビュートに掘られました。[10]このメンバーは、キャッスルなどのウォーターポケット フォールドの西面の下部から中部斜面で一際目立っています。また、州道24号線が公園内に入る すぐ北の崖沿いにも目立っています。
後期三畳紀には、非常に曲がりくねった河川がこの地域を覆い、チンルの化石の森層の堆積物を形成しました。化石の森は、赤橙色のベントナイトを豊富に含む斜交シルト岩と粘土質の細粒 石英砂岩で構成されています。この層の下部は峡谷状の斜面を形成し、上部は「キャピトルリーフ層」と呼ばれる頑丈な崖を形成しています。炭酸塩団塊に加え、二枚貝、糞石、巻貝、肺魚の歯板、四肢動物の化石が化石化しています。[10]
その後、一連の湖からの堆積物が地質学的記録の大部分を占め、その結果、チンルの150〜200フィート（45〜60メートル）の厚さのアウルロック層が形成されました。[10]アウルロックは、紫とオレンジ色の泥岩、細粒の砂岩、シルト岩で構成され、1〜10フィート（30〜300センチ）の厚さの緑からまだら模様のピンク色のミクリティックおよびこぶのある石灰岩が交互に層を成しています。[10] アウルロックの最上部には、最大幅4インチ（10センチ）、深さ3フィート（1メートル）の化石化した乾燥泥割れが見られます（後に、上部のウィンゲート砂岩の砂で埋められました）。[10]また、アウルロックでは、円筒形の巣穴の生痕化石や貝形動物の化石も見つかっています。アウル ロックは、ゴミが散乱した斜面へと侵食され、ウォーターポケット フォールドの西面に沿ったウィンゲート砂岩の真下にあります。
グレンキャニオングループ（三畳紀）
グレンキャニオングループの3つの層はすべて、乾燥化が進んだ中期から後期三畳紀に形成された。北アメリカプレートがわずかに時計回りに北向きに移動したことで、この地域は乾燥した気候帯に入った。グレンキャニオングループの砂丘の斜交層理の方向は、北からの卓越風が砂をこの地域に運んだことを示唆している。[3]グレンキャニオングループの3つの層の露頭は、ウォーターポケット褶曲の背骨で最も顕著に露出した岩層である。[7]これらは、この地域で合わせて1,500～2,700フィート（460～820メートル）の厚さに達し、その砂岩はキャピトルリーフの多くのアーチ、ドーム、スロットキャニオンで見られる。[11]これらは、古い（低い）ものから新しい（高い）ものの順である。
サンダンス海の岸辺では砂丘が移動を繰り返し、厚さ350フィート（107メートル）の崖を形成するウィンゲート砂岩が形成されました。[7]この層は、細粒で丸みを帯びた石英砂からなる、オレンジ色の交差層状の化石化砂丘で構成されています。ウィンゲートの露頭は、ウォーターポケット褶曲の西側の断崖の頂上に見られます。顕著な例は、フルータ・クリフスのビジターセンター付近とザ・キャッスルで簡単に見ることができます。
三畳紀後期には、気候はより湿潤になった。南西方向にゆっくりと流れる網状河川は、水路、低地の氾濫原、そして湖沼に、砂、シルト、泥、玉石からなる薄層を堆積させた。恐竜やワニに似たトリティロドン類の化石化した足跡は、厚さ350フィート（107メートル）の岩棚斜面を形成したこの地層で発見されており、ケイエンタと呼ばれている。[7]ケイエンタは風化により3つのユニットに分かれる。下部の岩棚と中部の崖は主に斜交砂岩で構成され、上部の斜面は比較的シルト岩が多い。ウィンドゲートとケイエンタは色や粒度が似ているため、境界を見分けるのが難しいことが多い。境界が最も見分けやすい場所の一つは、州道24号線の西側、フリーモント川沿いのマイルマーカー82である。[11]
地質学者がエルグと呼ぶ、サハラ砂漠に似た巨大な砂漠がその後この地域を侵略し、800～1,100フィート (240～335 m) の堆積した白から黄褐色の化石砂丘で覆いました。[11] その結果生じた地層はナバホ砂岩と呼ばれ、よく丸みを帯び、一般に非常にきめの細かい霜が降りた砂を含む、交差層状の非常にきれいな砂岩で構成されています。現在のザイオン国立公園(ザイオンおよびコロブ渓谷地域の地質を参照) では最大の厚さである 2,000 フィート (610 m) に達しました。ナバホの交差層の構造により、キャピトル ドームやナバホ ドームなどの曲線の峡谷や丸いドームが形成されました。他の場所では、巨大な崖や一枚岩になっています。その後の侵食により砂丘の頂上は平らになり、厚さ60フィート（18メートル）の識別しやすい層が残りました。[11]
サンラファエル層群（ジュラ紀）
ジュラ紀中期から後期にかけて、海面変動は頻繁ではあったものの短期間で、この地域は周期的に水没し、浅い海面が広がりました。[11]その結果、サンラファエル・グループは、グレンキャニオン・グループの地域的に追跡可能な侵食面の上に堆積した4つの層で構成されています。サンラファエル・グループの層は（古いものから新しいものの順に）以下の通りです。
- ページサンドストーン、
- カーメル層、
- エントラーダ砂岩、
- カーティス層、および
- サマービル層。
サンラファエル層はウォーターポケット褶曲の東傾斜部分に見られます。
気候条件はまだ乾燥しており、局所的に0～100フィート（0～30メートル）の厚さのページ砂岩が満潮域より上、かつ前進する海の岸に近い（サブカのような条件）場所に堆積しました。[12]この層は3つの層で構成されています。
- ハリスウォッシュ、
- ジャッド・ホロウと
- サウザンドポケット。
これらは、広大な砂漠がゆっくりと海に浸水する中で、ナバホ砂丘の上に堆積しました。ジャッド・ホロウ層の露頭は、86.5マイル地点からフレモント川の滝の上にある赤い崖として見ることができます。赤い崖のすぐ上にある交差層状の砂岩は、サウザンド・ポケット層の一例です。
ジュラ紀中期には、定期的に海水に覆われ、繰り返し洪水の後に蒸発が起こった地溝であったと思われる場所に石膏、砂、石灰質シルトが堆積しました。[13]その結果生じたカーメル層は、白っぽい灰色の石膏と化石に富む石灰岩が縞模様に交互に重なる、200～1,000フィート（60～300メートル）の赤褐色のシルト岩、泥岩、砂岩で構成されています。化石には海生二枚貝やアンモナイトなどがあります。[14]カーメルの大部分はウォーターポケット褶曲の頂上から取り除かれていますが、ゴールデン・スローンをキャップしたり、その地域のさまざまなドームの頂上に露頭を見ることができます。また、ウォーターポケット褶曲の東側の城壁を形成する「フラットアイアン」と呼ばれる赤褐色の三角形の突起としても見ることができます。
後に、バリアー島、砂州、干潟が広がる沿岸環境がこの地域に戻った。堆積した砂とシルトは、厚さ400～900フィート（120～275メートル）の赤みがかったオレンジ色のエントラーダ砂岩を形成した。[14]エントラーダの特徴的な節理体系により、キャピトルリーフのカテドラル・バレーには大聖堂や一枚岩が、アーチーズ国立公園には アーチが、近隣のゴブリン・バレー州立公園には「ゴブリン」（フードゥーの現地名）が形成された。公園南部のエントラーダの露出部は、ほとんどが平板状のシルト岩でできており、侵食されて斜面になっている。北に向かうにつれて、エントラーダの露出部は斜面の少ない崖に侵食される。
細粒の砂とシルトが砂質石灰と混ざり合った堆積物がエントラーダ砂岩の上に堆積し、厚さ0～175フィート（53メートル）の耐浸食性カーティス層を形成しました。[14]カーティス層には、緑藍石と呼ばれる緑色の鉄カリウムケイ酸塩が含まれており、浅い海で堆積したことを示しています。公園の北部では、淡灰緑色のカーティス層の露頭がキャップストーンとして見られますが、南部では局地的に見られません。
カーティス層を形成した浅い海が陸地から後退するにつれ、干潟の状態が再び現れました。赤褐色の泥岩の薄い層と、それより頻度の低い緑灰色の砂岩および石灰岩の層が交互に堆積し、局所的に厚さ50～250フィート（15～75メートル）のサマービル層を形成しました。[14]この層は侵食されて岩棚状の崖や斜面を形成し、カテドラル・バレーのカーティス・キャップロックの上から見ることができます。カーティス層には、化石化した泥の割れ目やさざ波、そして厚さ最大28フィート（8.5メートル）の石膏を豊富に含む層が見られます。
モリソン層（ジュラ紀）
上部ジュラ紀には、再び海面上に堆積した河川が、水路、湖底、そして湿地平野に泥と砂を堆積させました。これがモリソン層となり、地域的には3つの層（古い層から新しい層まで）に分けられます。
- ティドウェル会員
- ソルトウォッシュ、そして
- ブラッシー盆地。
厚さ50～100フィート（15～30メートル）のティドウェル層は、地元では認識が難しく、そのためこの地域の岩石に含まれているかどうかは不明です。[14]ユタ州南東部の他の場所では、より容易に識別・研究できる露頭があり、高塩分ラグーン に堆積したことを示しています。
粘土、泥、シルト、斜交砂、小石は、蛇行する小川や氾濫原によって後に堆積し、局所的に厚さ100～500フィート（30～150メートル）のソルトウォッシュ層を形成しました。[14]この層の粘土岩と泥岩の層は、茶色、赤、黄色、緑色を呈する灰色の斜面に侵食されています。ソルトウォッシュ砂岩は適度に選別され、細粒から中粒ですが、小石礫岩層は、少量のシリカに富む石灰岩を含むチャートでできています。どちらの層のタイプも侵食されて棚や小さな崖になっています。ソルトウォッシュは、1950年代にウラン鉱石を採掘するために地元で採掘されました。[15]
厚さ200～350フィート（60～105メートル）のブラッシーベイスン層は、粘土岩、泥岩、シルト岩で構成され、少量の礫岩と砂岩が含まれています。[14]この層の粘土はスメクタイトに富んでいるため、湿潤時や乾燥時に膨張し、ポップコーンのような崩れた表面になります。ユタ州とコロラド州西部にある数か所のこの層では、恐竜の化石骨が豊富に見られます。骨は通常は散らばっているため識別が困難ですが、湖底や氾濫原の粘土からはほぼ完全な骨格が見つかっています。ブラッシーベイスン層の良好な露出はベントナイトヒルズで見ることができます。
シーダーマウンテン層とダコタ層（白亜紀）
白亜紀前期には、河川を主体とした大陸堆積物がこの地域にもたらされました。砂岩と泥岩が堆積して、厚さ0～166フィート（50.5メートル）の斜面を形成するシーダーマウンテン層が形成されました。厚さ73フィート（22メートル）のバックホーン礫岩層は公園の北と東で薄くなり、公園内にはほとんど見られないため、その下にあるモリソン層と、ややパステルカラーのシーダーマウンテン層を区別することが困難です。[16]この層からは、軟体動物や貝形動物などの淡水動物の化石に加え、恐竜、魚の鱗、花粉、テンプスキアと呼ばれるシダ属の化石も発見されています。[16]
ファラロンプレートが北アメリカプレートの下に潜り込み始めたとき、非活動的な大陸棚が活発になった。地質学者たちは、この造山運動をセビア造山運動と呼んでいる。圧縮力によって、ユタ州西部とネバダ州に広がる堆積層が先カンブリア時代の基盤岩から剥離し、東へと押し出された。[3]西側に形成された高山脈の重みでユタ州の大部分が低地化し、海が侵入するようになった。この海は白亜紀に北アメリカを周期的に分断する広大な海へと成長し、西部内陸海路と呼ばれるようになった。[17]
約1億年から9400万年前のダコタ砂岩からなる非海洋堆積物が、白亜紀初期にこの海路の岸に堆積しました。[17]厚さ最大150フィート（45メートル）のこの地層は、細粒の黄褐色から茶色がかった灰色の石英を多く含んだ砂岩で構成されており、炭素を多く含んだ頁岩、石炭、礫岩の薄い層が交互に重なっています。[17]
層下部には珪化木が、上層部にはコルビュラやピクノドンテ・ニューベリーなどの海棲二枚貝の化石が見られます。この化石の堆積は、海路を形成した洪水の記録を示しています。ダコタは侵食によって小さな崖やホッグバックを形成しており、公園の南部で見ることができます。[18]
マンコス頁岩とメサベルデ層（白亜紀）
約9400万年から8500万年前、海路は陸地へと前進し、マンコス頁岩を形成しました。[17]マンコスは主に頁岩で構成されていますが、フェロン峡谷とミューリー峡谷の2つの層は、相対的な海面が一時的に低下した際に形成された砂岩です。マンコスの5つの層は、古いものから新しいものの順に以下の通りです。
- トゥナンク頁岩、
- フェロン砂岩、
- ブルーゲートシェール、
- ミューリーキャニオン、そして
- マスク。
この層の一部は、公園の最南端にあるいくつかのメサやビュート、および公園の東側のバッドランドで発見されています。 [19]
開放的な海洋条件によって、厚さ40～720フィート（12～220メートル）のガリ状斜面を形成するトゥナンク頁岩層が形成されました。この層は青灰色の頁岩で構成され、泥岩、細粒砂岩、シルト岩が互層しています。トゥナンク層は斜面へと侵食され、局地的に化石が豊富に存在します。[20]カテドラル・バレーのすぐ南東に位置するブルー・デザートで最も顕著に露出しており、頭足動物、二枚貝、魚の鱗の化石が含まれています。
その後、波が支配的なデルタと河川系がこの地域に広がり、厚さ205～385フィート（62～117メートル）の断崖を形成するフェロン砂岩を形成しました。この砂岩は、褐色の細粒砂岩と白色の斜交砂岩、そして炭酸塩に富む灰色頁岩の互層で構成されています。[20]この層の下部には、海生二枚貝のイノセラムスとクサビオモルファの生痕化石が見られます。この地域の北側にあるフェロン砂岩の上部には石炭層が含まれており、一部の石油地質学者は、この層を油田地帯のモデル化に利用しようと研究しています。
白亜紀後期には開放的な海洋環境が再び出現し、局地的に厚さ1,200～1,500フィート（365～460メートル）の斜面を形成するブルーゲート頁岩が形成されました。この層はベントナイトを多く含む粘土、シルト岩、そして少量の砂岩で構成されています。侵食によって形成された斜面は、トゥナンク頁岩に似た外観を呈しています。ブルーゲート上部には、Clioscaphites vermiformisと Clioscaphites choteauenisという2種のプランクトン性有孔虫が生息していることが、この層の年代測定に用いられました。
古代の海岸線が再びこの地域に接近し、その結果、厚さ90～120メートル（300～400フィート）のミューリー・キャニオン層が形成されました。この層は、均一に層状化した細粒砂岩と炭素を豊富に含む頁岩で構成されています。この層の上部には石炭層が見られ、当時の大陸性海岸平野の状態を物語っています。
この地域では、海岸線が上下に変動するにつれて、浅海堆積物と非海洋堆積物が交互に堆積しました。これらの堆積物は、局所的に厚さ200～230メートルのマスク層を形成しました。[21]マスク層は、崖を形成する斜交層砂岩と、斜面を形成する黄灰色から青灰色の泥岩で構成され、淡灰色の砂岩が互層しています。この層からは、二枚貝、角竜類、ワニ、腹足類、カメの化石が採集されています。[21]
西部内陸海路は、東側の高山が浸食によって削られる一方で、埋め立てと隆起によって縮小しました。バリアビーチと河川デルタは東の海路へと移動しました。その結果、厚さ90～120メートル（300～400フィート）のメサベルデ層が形成されました。これは、薄茶色から暗灰色の厚層および斜交層砂岩で構成され、暗灰色の頁岩が互層し、その上にあるマンコス頁岩のマスク層と互層しています。[22]公園の東部にあるいくつかのメサの頂上に、わずかな残存層が見られるのみです。
隆起と新生代イベント
ウォーターポケット褶曲、ユインタ湖、そして火山活動
ストライクバレー展望台から南を見た褶曲の写真（USGS）
ララミデ造山運動はおよそ7000万年前から5000万年前にこの地域を圧縮し、その過程でロッキー山脈を形成した。ララミデの深部の圧縮力によって、多くの単斜地層（岩石層の緩やかな上向きの褶曲の一種）も形成された。これらの単斜地層の1つであるウォーターポケット褶曲は、この公園の主要な地理的特徴である。長さ100マイル（160 km）の褶曲は、南北方向に並び、東に急傾斜している。ウォーターポケット褶曲の西側の岩層は、東側の地層よりも7000フィート（2100 m）以上隆起している。[23]そのため、褶曲の西側では古い岩石が露出し、東側では新しい岩石が露出している。この特定の褶曲は、露出した地層よりもはるか下に隠れている先カンブリア時代の基盤岩の断層に沿った動きによって形成された可能性がある。1979年に褶曲の下で発生した小さな地震は、このような断層によるものかもしれない。 [24]
ウォーターポケット褶曲の形成と同時期に、この地域では山間盆地が形成されました。ユインタ湖は、北と南からの渓流水でこの盆地を満たしていました。この大きな湖は約5800万年前から3500万年前まで存在し、フラッグスタッフ石灰岩層とグリーンリバー層の形成に寄与しています。これらの層は、局所的に厚さ約200フィート（60メートル）に達します。他の場所では、これらの層を合わせると9,000フィート（2,740メートル）を超える厚さになります。[17]フラッグスタッフ層は、石灰岩、凝灰岩、礫岩からなる白色で化石が豊富な層で、浸食によって棚状や斜面を形成しています。[20]
ララミデ造山運動によって生じた圧縮力の後に、新たな均衡が確立されるにつれて、若干の伸張が起こった。これにより地殻に弱点ができ、マグマが地表に向かって侵入して、約2500万年から2000万年前にこの地域の西で複合火山を形成した。 [17]褶曲内では、約460万年から370万年前にマグマが地層の間や地層を侵入し、それぞれ岩脈と岩床を形成した。[17]小規模な玄武岩質溶岩流が地表の割れ目から噴出し、その後も火成活動が散発的に続いた。その後の浸食により、最初に岩脈、岩床、火山プラグを包み込んでいた柔らかい堆積岩が優先的に除去され、多くの場合、それらが浮き彫りになった。 [ 25]褶曲の北端にあるサウスデザートとカテドラルバレーでその例を見ることができる。
侵食
1000万年から1500万年前、コロラド高原の形成により、この地域全体が数千フィート（1キロメートルを優に超える）隆起した。このときの隆起はより均一で、地層の全体的な向きはほぼそのまま残った。今日の景観を刻んだ侵食のほとんどはコロラド高原の隆起後に起こったもので、主要な峡谷の削り込みの多くは100万年から600万年前に起こったと考えられる。[26]この砂漠気候においても、景観の刻み込みに最も大きく関与しているのは水である。岩の崩落や岩のクリープという形で現れる重力の引力は、崖線の形成に大きな役割を果たしている。ここでは風が侵食の要因として大きく関与しているわけではない。
ウォーターポケット褶曲の隆起に伴い、この地域の排水システムは再編され、急勾配となった。フレモント川などの大河川は、ウォーターポケット褶曲に素早く切り込むことで隆起に対応しやすかった。サンドクリークなどの他の河川は、褶曲と平行に流れ、抵抗の少ない地層を切り込むことで流路を変えた。また、他の河川は隆起に対応しようと峡谷を刻んだが、後に流路を変え、文字通り高く干上がった峡谷を残した。[27]この地域では、侵食によって、上層にあった中生代および新生代の堆積物合計7,000フィート（2,100メートル）が除去された。[28]
更新世にはより湿潤で寒冷な気候が発達し、現在の完新世には少なくとも2回の新氷河期（小氷期）を経て、短期間ではあるが再び温暖化した。[29]この地域の様々な河川は、降水量の増加と、公園東側のヘンリー山脈と西側のアクエリアス高原の山岳氷河からの融解水によって氾濫した。 [30]鉄砲水、丘陵斜面の大規模な消失、凍土の崩壊、地滑りはすべて、侵食速度を大幅に加速させる一因となった。氷河は、ボルダー山脈とサウザンドレイク山脈の頂上から2000万年から3000万年前の黒い玄武岩質の巨石を削り取り、その後、氷河からの融解水、岩盤崩落、洪水によって公園一帯に堆積した。[31]
参考文献
引用文献
- Billingsley, GH, Breed, WJ、Huntoon, PW; 1987; ユタ州キャピトルリーフ国立公園とその周辺の地質図; ユタ州地質調査所 2006年5月24日アーカイブ、Wayback Machineにて閲覧（2006年3月25日閲覧）
- ハルカ・クロニック『ユタ州の道路脇の地質学』（マウンテン・プレス、1990年）ISBN 0-87842-228-5
- アン・G・ハリス、エスター・タトル、シャーウッド・D・タトル著『国立公園の地質学：第5版』（アイオワ、ケンドール/ハント出版、1997年）ISBN 0-7872-5353-7
- LF Hintze,ユタ州の地質史、ブリガムヤング大学地質学研究、第20巻、第3部、プロボUT、181ページ
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- ウィリアム・リー・ストークス著『ユタ州の地質学』（ソルトレイクシティ、ユタ州自然史博物館、1988年）ISBN 0-940378-05-1
注記
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