Известняк Лексингтон

Известняк Лексингтон
Стратиграфический диапазон : поздний ордовик , [1] [2] 454–451  млн лет назад PreꞒ Ꞓ О С Д С П Т Дж. К Стр. Н ↓
Тип	Формирование
Подразделения	11 членов [3]
Лежит в основе	Формация Клейс-Ферри [3]
Оверлеи	Группа Хай Бридж [3]
Толщина	Около 320 футов в основных регионах, уменьшается до 200 футов к северу и югу [3]
Литология
Начальный	Известняк [2] [3]
Другой	Сланец [2] [3]
Расположение
Область	Кентукки
Страна	Соединенные Штаты
Тип раздела
Назван в честь	Лексингтон, Кентукки
Названный	М-Р Кэмпбелл [4]
Год определен	1898 [4]

Известняк Лексингтона — это выдающееся геологическое образование , которое составляет большую часть позднеордовикской коренной породы внутреннего региона Блюграсс в Кентукки . Названное в честь города Лексингтон , геологическое образование оказало сильное влияние как на топографию поверхности, так и на экономику региона. ^[5]

Он залегает примерно над средне - позднеордовикской группой High Bridge , которая обнажается только в некоторых долинах реки Кентукки [ ^6] и подстилает формацию Clays Ferry . Поскольку время его отложения охватывает несколько миллионов лет, которые сопровождались постоянным уровнем моря и топографическими изменениями, литология известняка Lexington Limestone значительно варьируется в зависимости от географического положения и стратиграфического положения в пределах колонны пород. В связи с этим он разделен на 11 подгрупп, которые иногда сложно переходят друг в друга и переплетаются друг с другом. Формация в основном состоит из известняка , однако сланец также обычно присутствует в разных количествах, а в некоторых подгруппах является доминирующим. ^[3]

Около 450 миллионов лет назад, в поздний ордовикский период, большая часть того, что сейчас является восточным Кентукки, представляла собой мелководную тропическую карбонатную платформу, расположенную на южных окраинах Лаврентии ^[7], поскольку кратон был повернут примерно на 45 градусов по часовой стрелке по сравнению с его современным положением. В результате продолжающейся таконической орогенеза регион был отрезан от материка глубоким прогибом Себри. ^{[8] [9]} Прогиб служил проходом для холодной, богатой питательными веществами океанической воды из океана Япетус , которая смешивалась с теплыми поверхностными водами окружающих карбонатных платформ, что позволяло большому количеству рифовых пятен мшанок - брахиопод - иглокожих развиваться по всей области. ^[10] Следовательно, несколько частей известняка Лексингтона характерно богаты ископаемым содержанием.

В предыдущие периоды, особенно во время отложения известняка Тирон , большая часть региона была покрыта приливными илистыми отмелями из-за низкого уровня моря. Нижние части известняка Лексингтон, группы Кердсвилл и Логана, характеризуются непрерывным наступлением моря на обширные приливные отмели, достигающим кульминации в период, когда большая часть платформы была слишком глубокой для удержания достаточного запаса кислорода или для эффективного выполнения фотосинтеза. ^[3]

Однако в конце концов уровень воды начал падать, и появилось множество экологических сред, начиная от крайне мелких и бурных песчаных отмелей, через воды средней глубины, очень подходящие для развития рифовых пятен, до темных, бескислородных впадин в рельефе. Каждая из этих сред способствовала отложению различных фаций с различными литологическими характеристиками. Из-за отсутствия значительных источников терригенных осадков большая часть осадочного материала была предоставлена ​​за счет карбонатного производства местной экосистемы.

Известняк Кердсвилл является старейшим и самым нижним членом формации Лексингтон. Он отложился, когда уровень моря поднялся и перешел через приливные отмели, которые доминировали в регионе во время отложения предшествующего известняка Тирон . Он в основном состоит из калькаренита, изначально отложившегося в бурной мелководной воде, но по мере углубления водной толщи размеры зерен становились все меньше. Из-за сильного волнового воздействия большая часть органических остатков в нижней части формации была разбита и сильно изменена, что сделало ископаемые редкими и плохого качества. Однако из-за более спокойных условий ископаемые становятся более распространенными в верхних частях члена, когда вода была недостаточно глубокой, чтобы быть бескислородной, но слишком глубокой для большинства волновых воздействий. Известны целые и сломанные окремненные ископаемые брахиоподы и брюхоногие моллюски , а также иногда двустворчатые моллюски или трилобиты .

Группа Логана была отложена в то время, когда более ранняя тенденция к углублению уровня моря достигла своего пика. Она состоит из чередования тонкого известняка и сланца с разрыхленным органическим мусором, периодически прибывающим из более мелких вод и покрывающим терригенный, илистый субстрат, который непрерывно накапливался в глубоких водах. Уровень воды обычно был слишком глубоким, чтобы обеспечить достаточный запас кислорода, поэтому ископаемые остатки редки и в основном ограничиваются трилобитами Cryptolithus (которые характерны для глубоководных сред). Однако периодические улучшения снабжения кислородом области привели к образованию ракушечных пластов, когда брахиоподы вида Dalmanella sulcata смогли закрепиться. В течение более длительных периодов без отложения могли формироваться более сложные экологические сообщества, о чем свидетельствует наличие известняков, которые прогрессируют вверх от низкоразнообразных цельных ископаемых пакстоунов до высокоразнообразных грейнстоунов. ^[11]

Из-за топографической высоты региона по сравнению с окружающим ландшафтом в то время, пачка Логана отсутствует вокруг и к юго-востоку от Винчестера, поскольку эта область не достигла глубин, необходимых для отложения сланца. С другой стороны, пачка непрерывно утолщается к северу и западу по мере приближения к глубоким водам бывшего прогиба Себри.

Когда уровень моря начал падать, уровень кислорода нормализовался по всей платформе, что привело к буму биоразнообразия. Большая часть пласта Грир была отложена в водах с небольшим волновым воздействием, поэтому нестертые окаменелости мшанок и брахиопод чрезвычайно многочисленны. Криноиды также были очень распространены во время отложения, но немногие сохранились в виде полных окаменелостей. Присутствие брюхоногих моллюсков с известковым илом указывает на то, что среда была также очень богата водорослями , в то время как линзовидная и узловатая структура некоторых слоев указывает на обилие мягкотелых роющих организмов, которые не были окаменелыми. Породы пласта Грир также имеют необычно высокую концентрацию фосфата - это, скорее всего, было связано с притоком богатых питательными веществами холодных вод из желоба Себри на северо-западе, что также было причиной обилия фауны по всему пласту.

Относительная топографическая однородность региона была нарушена после того, как два линейных горстоподобных блока были подняты вокруг центральной грабеновой структуры к югу от Версаля, Кентукки, в результате тектонизма Таконик. Из-за их меньшей глубины по сравнению с окружающим ландшафтом, приливные течения начали вызывать нарастание биокластического мусора, образующегося на их вершинах, что привело к образованию двух крупных комплексов отмелей . ^[9]

Эти песчаные отмели сегодня сохранились как Tanglewood Member - сложная формация хорошо отсортированного известняка, которая составляет большую часть Lexington Limestone во внутреннем регионе Bluegrass . Большая часть обломков, которые составляют Tanglewood member, представляет собой сломанные и стертые фрагменты локально обильных кальцифицированных животных, в основном криноидей , брахиопод , мшанок и остракод . ^[3] Фрагменты мшанки Constellaria teres , которая была очень распространена по всей платформе Лексингтон в целом в течение этого периода, составляют значительную часть биокластического материала. В частности, там, где Tanglewood member переходит в вышележащий Devils Hollow member, встречаются относительно нетронутые заросли C. teres и других мшанок в так называемых слоях Constellaria . ^{[3] [12]}

Область осадконакопления Танглвуда претерпела несколько изменений с момента первоначального осадконакопления. Со временем из-за повышения уровня моря или оседания юго-западный блок оказался под более глубокими водами, о чем свидетельствует расширение сланцевой части Брэннон в эту область. Позже, очевидная смена полярности тектонической субдукции на границе Лаврентия-Таконик привела к инверсии всей структуры горст-грабен — ранее глубокий грабен между двумя горстами Танглвуда был поднят, в то время как два горста опустились, в результате чего область осадконакопления части Танглвуда сместилась в область, ранее связанную с частью Брэннон. ^[9] Такая ситуация сохранялась до конца лексингтонского времени, когда карбонатное осадконакопление в этой области закончилось.

Между двумя горстами Тэнглвуда область более глубокой воды служила средой осадконакопления для Brannon Member. В этой области пласт самый мощный, достигая толщины около 6–8 метров, что указывает на то, что благоприятные для его осадконакопления условия окружающей среды присутствовали здесь в течение самого длительного времени. Однако Brannon Member не ограничивался исключительно этой грабеновой структурой — он постепенно выклинивается также на северо-восток и перекрывает юго-западную область Tanglewood, по-видимому, в результате опускания его горста.

Он расположен на твердой почве , которая была быстро затоплена водами, пришедшими из западного прогиба Себри. Сами породы состоят из известкового сланца, переслаивающегося с тонкими, микрозернистыми известняками, представляющими собой штормовые отложения. Поскольку блок был отложен между двумя активными разломами, землетрясения иногда вызывали мягкую деформацию пород.

В то время как большая часть центральной и северной части внутреннего региона Bluegrass была охвачена обычно бурными, богатыми питательными веществами водами и рельефом, усеянным отмелями, юго-запад был более мелким, спокойным и имел более скудный запас питательных веществ из-за того, что был отрезан от более бурных северных вод вышеупомянутой цепью калькаренитовых баров члена Tanglewood. В отличие от члена Grier, член Perryville не имеет аутигенного фосфата, поскольку снабжение этого района питательными веществами было отрезано. Хотя постоянно растущая соленость и недостаток питательных веществ были неблагоприятны для многих членов местной биоты, моллюски и водоросли были в изобилии. Окаменелости загадочного Tetradium , который теперь считается типом красных водорослей , распространены по всей фации, а водоросли Girvanella покрывают многие из окаменелостей.

Когда блок, лежащий под юго-западной зоной отмели Тэнглвуд, опустился, то же самое произошло и с лагунами группы Перривил. Ранее мелкие, ограниченные воды постепенно углубились, а циркуляция улучшилась, о чем свидетельствует похожее на Гриер ложе Корнишвилля, самая верхняя подгруппа группы.

После того, как уровень моря снова упал, экологические условия на юго-западе стали похожи на условия известняка Гриер, что привело к отложению группы Sulphur Well. Примечательной характеристикой, которая отличает ее от известняка Гриер, является обилие мшанок, в частности вида Heterotrypa foliacea , который доминирует в ископаемом содержании. ^[12]

После вышеупомянутой инверсии структуры горст-грабен, центральный грабен был поднят близко к уровню моря. Оказавшись около поверхности, на вершине блока начал развиваться ряд пляжей, которые сегодня сохранились как Devils Hollow Member. ^[9]

Он состоит из двух различных типов пород - гастроподовых кохинитов и кальцилюлит-кальцисильтитовой породы. Кохиниты представляют собой сами отложения пляжа, в то время как кальцилюлит-кальцисильтитовая порода представляет собой лагуны, которые развивались в неглубоких впадинах в пляжном ландшафте, вероятно, не глубже нескольких метров. ^[3]

Стратиграфическая единица, как подстилаемая, так и перекрываемая элементом Тэнглвуд, элемент Стэмпинг-Граунд похож на единицу Миллерсбург, но не связан с ней и залегает стратиграфически ниже. ^[3] Отложенный в относительно мелководных водах, он богат строматопороидами, особенно Labechia huronensis . Также присутствуют красные водоросли и брахиоподы. ^[13]

В районах, окружающих отмели Тэнглвуд, условия оставались оптимальными для существования относительно богатой экосистемы. В этих районах отлагалась пачка Миллерсбург. По содержанию ископаемых она похожа на стратиграфически более низкую пачку Грир, но литологически отличается от нее из-за гораздо более высокого содержания сланца. Сланец обилен из-за общего увеличения притока терригенных осадков к концу лексингтонского времени, а не из-за глубины, как в пачках Логана и Брэннон.

Этот член довольно валунистый, из-за его слоя пинч-и-свелл, структуры шара и подушки и обильных строматопорид. Ископаемые останки другой фауны также присутствуют, но только спорадически и в меньших количествах. ^[14]