Le Bassin Permien est le dépôt le plus épais de roches d’âge Permien sur Terre qui ont été rapidement déposées lors de la collision de L’Amérique du Nord et du Gondwana (Amérique du Sud et Afrique) Le bassin Permien comprend également des formations qui remontent à L’Ordovicien (445 mya).,

ProterozoicEdit

avant la rupture du supercontinent Précambrien et la formation de la géométrie moderne du bassin Permien, la sédimentation marine peu profonde sur le bassin ancestral de Tobosa caractérisait la marge passive, l’environnement marin peu profond. Le bassin de Tobosa contient également des roches du Sous-sol qui remontent à 1330 millions d’années (mya), et qui est encore visible dans les montagnes Guadalupe actuelles. La roche du Sous-sol contient du granit de biotite-quartz, découvert à une profondeur de 3 847 m (12 621 pieds)., Dans les montagnes Apache et Glass à proximité, La Roche du Sous-sol est faite de grès métamorphosé et de granit D’âge précambrien. Toute la zone est également sous-jacente par des roches mafiques stratifiées, qui sont considérées comme faisant partie de la Suite ignée mafique Pecos, et s’étend 220 miles (360 km) Dans le sud des États-Unis. Il a été daté à 1163 mya.

Paléozoïque inférieur à moyen (Cambrien supérieur à Mississippien)modifier

période ordovicienne (485.4–443.,8 mya)Edit

chaque période de L’ère Paléozoïque a apporté une lithologie spécifique au bassin de Tobosa, s’accumulant dans près de 6 600 pieds (2 000 m) de sédiments au début de la période Pennsylvanienne (323,2–298,9 mya). Le groupe de Montoya est la formation rocheuse la plus jeune du bassin de Tobosa et s’est formé à L’Ordovicien (485,4–443,8 mya), et repose directement sur les roches ignées et métamorphiques du Sous-sol. Les roches du groupe de Montoya sont décrites comme des Dolomites calcaires cristallines à grain fin à moyen., Ces roches étaient parfois intercalées avec du schiste, du calcaire gris foncé et, plus rarement, du chert. la séquence du groupe de Montoya est composée de calcaire carbonaté et de dolomite qui est décrite comme dense, imperméable et non poreuse, et se trouve plus souvent dans l’affleurement des Glass Mountains, avec une épaisseur variant de 151 à 509 pieds (46 à 155 m).

période silurienne (443.8–419.2 mya)modifier

pendant la période silurienne, le bassin de Tobosa a connu des changements spectaculaires du niveau de la mer qui ont conduit à la formation de plusieurs groupes de roches., Le premier de ces groupes, appelé formation de Fusselman, est principalement constitué de dolomite gris clair à grain moyen à grossier. L’épaisseur de cette formation varie de 49 à 164 pieds (15 à 50 m), et certaines parties de la Formation de Fusselman ont également été soumises à une karstification, ce qui indique une baisse du niveau de la mer. Le deuxième groupe de roches qui s’est formé pendant la période silurienne s’appelle la Formation de Wristen, qui est une roche riche en boue, schiste et dolomite qui atteint une épaisseur de 1 480 pieds (450 m) à certains endroits., La Karstification de la Formation de Fusselman montre qu’une baisse du niveau de la mer s’est produite, mais le niveau de la mer a augmenté à nouveau lors d’un événement transgressif, ce qui a conduit à la création de la Formation de Wristen. Le niveau de la mer baisserait alors à nouveau, ce qui entraînerait une exposition majeure, une érosion et une karstification de ces formations.

période dévonienne (419.2–358.9 mya)modifier

La Formation Thirtyone a été développée pendant la période dévonienne. Cette formation est caractérisée par ses lits de calcaire, de chert et de schiste, dont certains avaient une épaisseur maximale de 980 pieds (300 m)., cette formation avait beaucoup de différents types de calcaire, y compris le calcaire siliceux de couleur claire, dominé par le chert, riche en crinoïdes et sableux. La formation de Thirtyone est très similaire à la formation de la période Mississippienne, ce qui est probablement parce qu’il y a eu peu ou pas de changement dans l’environnement pendant cette période.

période Mississippienne (358.9–323.2 mya)modifier

Le calcaire Mississippien est la principale formation à se développer pendant cette période. Cette formation, semblable à la formation Thirtyone mentionnée précédemment, est composée principalement de calcaire et de schiste., Les lits de calcaire sont décrits comme étant « brun à brun foncé, micro-cristallin à très finement cristallin, généralement sableux et dolomitique », tandis que les lits de schiste sont »gris à noir, durs, platy, pyritiques, organiques et très siliceux ». Le calcaire Mississippien varie entre 49 et 171 pieds (15 à 52 m) d’épaisseur, tout en étant généralement plus mince vers la partie sud du bassin de Tobosa.

le schiste de Barnett est la deuxième formation à s’être développée durant le Mississippien. Il se compose principalement de schiste brun limoneux et de grès à grain fin et de siltstone., Cette Formation était beaucoup plus épaisse que le calcaire Mississippien, allant de 200 à 460 pieds (60 à 140 m). L’augmentation de l’épaisseur peut s’expliquer par une sédimentation accrue dans la région, probablement causée par l’activité tectonique dans la région.

activité tectonique au cours de la période Mississippiennemodifier

l’orogenèse D’Ouachita s’est produite au cours de la fin du Mississippien, conduisant à une activité tectonique dans la région., Le plissement et les failles subséquents causés par cette orogenèse ont conduit le bassin de Tobosa à être divisé en trois sections: le bassin du Delaware, le bassin de Midland et la plate-forme du bassin Central. La fin de la période Mississippienne a également conduit au début de la formation du complexe récifal Permien moderne. L’héritage du Paléozoïque inférieur à moyen est presque 6,600 pieds (2,000 m) de sédiments qui ont été accumulés en raison de la sédimentation presque ininterrompue.

Paléozoïque tardif (Pennsylvanien à Permien)modifier

période Pennsylvanienne (323.2–298.,9 mya)Edit

la période Pennsylvanienne a marqué le début des processus géologiques qui façonneraient le bassin Permien dans ce que nous voyons aujourd’hui. Les événements de Rifting au cours de la période cambrienne (début du Paléozoïque) ont laissé des zones de faille dans la région. Ces zones de faille ont agi comme des plans de faiblesse pour la faille qui a été initiée plus tard par L’orogenèse d’Ouachita., Ces zones de faille ont provoqué la transformation du bassin de Tobosa, en raison de l’activité tectonique, en Complexe récifal Permien, qui comprend trois parties: la plate-forme centrale du bassin, qui est entourée de failles, et les bassins Midland et Delaware de chaque côté. Les sédiments du Mississippien sont absents en raison de l’érosion ou de la non-déposition. Des schistes marins ont été déposés au centre des bassins Delaware, Midland et Val Verde, tandis que la périphérie des bassins a vu le dépôt de sédiments marins peu profonds, de plateau carbonaté et de calcaire.,:6,17-18

la formation Morrowmodifier

La formation Morrow du Pennsylvanien inférieur sous-tend la Formation Atoka. Le Morrow est un important réservoir constitué de sédiments clastiques, de grès et de schistes, déposés dans un environnement deltaïque.:10,37: 258,266: 106-107

autres formationsmodifier

la période Pennsylvanienne a également conduit au développement d’autres formations géologiques, bien qu’aucune n’ait eu l’importance de la Formation de Morrow., La Formation D’Atoka se trouve de manière conforme au sommet de la Formation de Morrow et se caractérise par son calcaire riche en fossiles intercalé avec du schiste, atteignant une épaisseur maximale de 660 pieds (200 m). Pendant la formation de L’Atoka, le soulèvement se produisait encore dans la région, entraînant une sédimentation accrue à mesure que les hautes terres environnantes étaient érodées. La sédimentation accrue a conduit à la formation de grès à grain moyen à grossier. Dans la Formation D’Atoka, les premières structures récifales qui se sont formées dans le bassin du Delaware sont visibles.,

La formation Strawn s’est formée après L’Atoka, également pendant la période Pennsylvanienne, et a atteint une épaisseur maximale de 660 pieds (200 m). Dans cette formation, il y a eu une augmentation significative des monticules de récifs. La formation Strawn est principalement composée de calcaire massif, ainsi que de « grès à grain fin à moyen, de schiste foncé à gris clair et de schiste bitumineux brun rougeâtre, gris verdâtre ». Un grand nombre de types de fossiles différents ont été préservés dans cette formation, y compris les brachiopodes, les foraminifères, les bryozoaires, les coraux et les crinoïdes.,

la période Pennsylvanienne comprend également deux autres formations, les formations Canyon et Cisco, qui sont importantes en raison des principaux réservoirs de pétrole qui y ont été découverts.

période permienne (298.9–251 mya)modifier

la période permienne a été une période de construction récifale majeure pour transformer le complexe récifal Permien en un système récifal majeur, avec des formations rocheuses d’âge Permien constituant 95% des affleurements actuels dans le bassin Permien. Lorsque l’on considère tout type de construction de récifs qui s’est produite au Permien, il est important de garder à l’esprit que la tectonique a joué un rôle majeur., Au cours de cette période, le supercontinent de Pangée, qui a duré de 335 à 175 mya, a commencé à subir une rupture. Pangea a été regroupé près de l’équateur et entouré par le Superocean Panthalassa, avec le bassin Permien situé sur son bord ouest à moins de 5-10 degrés de l’Équateur. Tout environnement de construction de récifs aurait besoin d’une source d’eau, et le bassin du Delaware était situé près d’une mer marginale. Grâce au canal Hovey, cette mer transportait de l’eau dans le bassin du Delaware. Les températures mondiales pendant cette période étaient chaudes, car le climat mondial passait de la glacière à la serre., Cette hausse des températures mondiales a également entraîné la fonte des masses de glace situées vers le pôle Sud, ce qui a ensuite entraîné une élévation du niveau de la mer.

la période permienne a été divisée en époques principales, chacune ayant une subdivision distincte. À chaque sous-époque, une formation différente s’est formée dans les différentes parties du complexe récifal Permien.

époque Cisuralienne (298.9–272.,3 mya)Edit

L’époque Cisularienne contenait deux âges, Le Wolfcampien et le Léonardien, qui ont tous deux une formation géologique dans le bassin Permien nommé d’après eux.

la formation de Wolfcampian se trouve conformement au-dessus de la Formation Pennsylvanienne et est la première formation de la période permienne. Sa composition varie en fonction de son emplacement dans le bassin, la partie la plus septentrionale étant plus riche en schiste., L’épaisseur de cette formation varie également, atteignant un maximum de 1 600 pieds (500 m). Le Wolfcampien est composé principalement de schiste gris à brun et de calcaire brun à grains fins, dominé par le chert. On trouve également des couches intercalées de grès à grain fin dans la formation.

la formation primaire qui reste de L’âge Léonardien s’appelle le calcaire de Bone Spring, qui atteint une épaisseur maximale de 2 000 pieds (600 m) et se trouve directement sous le complexe de Capitan Reef., Le calcaire de Bone Spring peut être divisé en deux formations: le membre Victorio Peak, qui se compose de lits massifs de calcaire mesurant jusqu’à 98 pieds (30 m); et le membre Cutoff Shale, qui est formé de schiste noir, platy, siliceux et de grès de shaley. Le calcaire de Bone Spring se compose de plusieurs fossiles, tels que des bryozoaires, des crinoïdes et des spirifers, mais manque d’algues et d’éponges qui sont abondantes dans le reste du complexe récifal Permien. Les roches du calcaire de Bone Spring se trouvent principalement dans le bassin du Delaware, mais le membre de Victorio Peak s’étend dans la zone de marge du plateau.,

époque Guadelupéenne (272.3–259.8 mya)modifier

L’époque Guadalupienne a été nommée d’après les montagnes Guadalupe, car cette époque du Permien est l’époque où la construction des récifs était la plus efficace. D’une durée d’environ 272-260 mya, cette époque a été dominée par le groupe des montagnes du Delaware, qui peut être subdivisé en divisions rocheuses en fonction de l’emplacement dans le complexe récifal Permien.

Brushy Canyon formationModifier

la première formation qui constitue le groupe des montagnes du Delaware est la formation de Brushy Canyon, située dans le bassin du Delaware., La formation de Brushy Canyon est composée de fines couches intercalées de grès quartzeux à grains fins et massifs alternés, ainsi que de grès brun shaley à noir. Cette formation atteint une épaisseur maximale de 1 150 pieds (350 m), mais s’amincit considérablement à l’approche des marges du bassin en raison de l’onlap transgressif. La formation de Brushy Canyon contient également de petites plaques de récif, des marques d’ondulation et des strates de lit croisées, qui indiquent que le bassin du Delaware avait un environnement d’eau peu profonde à cette époque.,

formation du Cherry Canyonmodifier

La prochaine Unité du groupe des montagnes du Delaware est le Cherry Canyon, qui avait plusieurs sous-unités différentes et s’étendait dans le bassin du Delaware et les environnements du plateau environnant. La formation de Cherry Canyon peut être subdivisée en quatre sous-unités, dont chacune sera discutée brièvement.

Lower Gateway FormationEdit

Le Membre inférieur de Getaway est un calcaire qui a des caractéristiques différentes en fonction de son emplacement dans le bassin du Delaware, et contient des récifs de patch près de la marge du bassin., Ces récifs se trouvent souvent sur des conglomérats calcaires et des brèches. L’élément D’échappement supérieur est plus cohérent et se caractérise par une dolomie épaisse qui s’intègre dans la Formation de San Andres lorsqu’elle se déplace vers le plateau. L’unité centrale de la formation de Cherry Canyon est le membre South Wells, qui est composé de grès et s’intègre dans le récif Goat Seep lorsqu’il se déplace vers le plateau du bassin.,

membre de Manzanitedit

l’unité supérieure est le membre de Manzanita, qui se compose de dolomite, et se coince sous la Formation de Capitan lorsqu’il se déplace dans les marges du bassin. Les quatre membres de la formation de Cherry Canyon ont subi une dolomitisation près des marges du bassin. Cela est évident puisque les débris bioclastiques de calcite / aragonite qui existaient dans cette formation ont été conservés sous forme de moisissures dans la dolomie., Certains auteurs ont suggéré que les clastes et les débris pourraient avoir été dolomitiques lors du dépôt, mais cela est improbable car les débris provenaient du récif, qui n’était pas dolomitique.

Bell Canyon formationModifier

la formation de Bell Canyon est la prochaine Unité du groupe Delaware Mountain, et c’est l’unité d’âge équivalente à la formation de Capitan Reef qui s’est formée sur le plateau. La formation de Bell Canyon se compose de »calcaire Non fossilifère, gris foncé à noir, platy, à grain fin »., Toute la Formation de Cherry Canyon et la partie inférieure de la formation de Bell Canyon ont de minces intercalaires de calcaire bioclastique de couleur foncée et de grès à grain fin. Au fur et à mesure que ces formations se déplacent vers les marges du bassin, le grès se cale et le calcaire s’épaissit en massifs, mètres d’épaisseur lits, contenant talus récifal.

formation de Goat Seep Reefmodifier

la formation de Goat Seep Reef se trouve sur la marge du plateau et s’intègre à la formation Getaway dans le bassin et à la Formation de San Andres vers le plateau., Cette formation est décrite comme 1,150 pieds (350 m) d’Épaisseur, un mile (1,600 m) de long, et composé entièrement de dolomite massive. Dans la moitié inférieure de la formation, la dolomie est stratifiée en lits massifs. Cette formation contient également des moisissures d’organismes détruits par le processus de dolomitisation.,

construction de récifs à L’époque Guadalupiennemodifier

L’époque Guadalupienne est l’une des plus réussies de l’histoire en termes de construction de récifs, car la plupart des récifs Permiens ont atteint leur Maximum en taille, diversité, étendue et abondance à cette époque, le récif Capitan étant l’un des exemples les plus célèbres. Dans le Guadalupien, les récifs étaient abondants dans le monde, et ont grandi dans des endroits tels que le bassin du Delaware, le bassin du Zechstein en Europe de l’est, le long de l’océan Téthys, et dans les étagères d’eau fraîche dans L’océan Panthalassa., La fin de cet âge d’or pour la construction de récifs s’est produite en raison de la « crise des récifs de fin Guadalupienne », qui a impliqué des baisses mondiales du niveau de la mer et des fluctuations régionales de la salinité. Le mouvement et la collision des micro-continents lors de la rupture de la Pangée ont également causé la destruction de nombreux récifs Guadalupiens. Même avec le nombre de récifs de cette époque qui ont été détruits, il reste plus de 100 récifs Guadalupiens dans le monde, le plus de toutes les époques permiennes.,

croissance du récif à la fin du Permienmodifier

la croissance du récif Capitan, appelé « membre massif » en raison de sa formation de calcaire massif, peut être décrite en trois étapes. La première étape est l’établissement du récif et sa croissance rapide. En raison des taux d’affaissement plus lents de cette époque, le récif a pu se construire rapidement. Une fois que le récif a atteint le niveau de la mer, il a commencé à croître horizontalement, car il ne pouvait plus pousser verticalement., L’environnement récifal au cours de la première étape de développement a été décrit comme chaud (environ 68 °F (20 °C)), peu profond, haute énergie, eau claire qui était libre de débris et qui avait un niveau de salinité normal de 27 à 40 ppt (parties par millier). L’eau du bassin fournissait beaucoup de nutriments, car il y avait une remontée continue de l’eau qui mélangeait l’eau de mer nouvellement apportée à l’eau anoxique du fond du bassin. La composition du récif est décrite comme étant construite principalement à partir d’éponges dressées, qui ont de grands squelettes rigides, et d’algues rouges abondantes, de micrite microbienne et de ciment inorganique., Le micrite microbien a travaillé pour piéger les sédiments.

l’une des éponges les plus importantes qui composaient le récif de Capitan était la famille des Guadalupiidae, une éponge qui est apparue pour la première fois sur les Glass Mountains au Permien moyen et s’était répandue dans le bassin du Delaware à la fin du Permien.

Il y a eu plus de changements environnementaux pour marquer la deuxième étape de la formation du récif Capitan. Cette période de croissance a été marquée par des changements eustatiques du niveau de la mer mondiale, dus à de fréquentes glaciations., Le récif a connu une croissance verticale majeure à ce stade et a grandi à un rythme suffisamment rapide pour suivre la montée du niveau de la mer. Le récif Capitan a également trouvé une fondation stable sur les débris et les talus du récif qui reposaient sur ses pentes, et cette fondation a permis au récif de se développer vers l’extérieur. Dans certains endroits, les nutriments et les minéraux étaient si abondants que le récif Capitan s’est développé à près de 50 km du point de départ.

mort du récif à la fin du Permianmodifier

la troisième étape du récif Capitan est la mort du système récifal., Les courants océaniques du Permien ont joué un rôle important dans la mise en place du climat de la région et pour aider à la croissance et à la mort du récif Capitan. Le climat de la région du bassin était chaud et aride, comme en témoignent les dépôts d’évaporites que l’on peut trouver dans la région du récif arrière.

la fin de la croissance et de l’accumulation du complexe récifal Permien a été influencée par la tectonique. À la fin de la période permienne, le supercontinent de Pangée commençait son éclatement, ce qui changea radicalement les conditions qui étaient auparavant favorables à la croissance des récifs., Le changement de tectonique a limité les échanges d’eau de mer dans le canal de Hovey, ce qui a ensuite conduit à une augmentation de la salinité dans le bassin Permien. Le récif n’a pas pu survivre à ce changement radical de salinité de l’eau et a donc été détruit.

jusqu’au Guadalupien, le bassin Permien avait une circulation d’eau adéquate avec de l’eau douce provenant du canal Hovey. La croissance d’évaporites le long des parties inférieures du bassin a montré que la colonne d’eau était très probablement stratifiée et euxinique, ce qui signifie que l’eau était à la fois anoxique et sulfidique., Les passages entre les bassins du Delaware et de Midland ont été limités en raison de changements tectoniques, ce qui a provoqué une augmentation de la salinité de l’eau. Les températures croissantes à la fin du Permien combinées à l’augmentation de la salinité ont provoqué l’extinction du Récif De Capitan, ainsi que la formation d’évaporites avec le bassin.

Les couches d’évaporites qui se sont formées à la suite de l’augmentation de la salinité sont appelées la Formation de Castille. Cette formation est constituée de couches alternées de Gypse / anhydrite et de calcaire, ainsi que de lits massifs de Gypse/anhydrite, de sel et de calcaire., L’unité mesure près de 4 300 pieds (1 300 m) au total et a été formée à l’époque Lopingienne. Les couches individuelles (lamines) De Gypse/anhydrite ont une épaisseur comprise entre 0,039 pouces (1 mm) et 3,9 pouces (10 cm), ce qui semble être en corrélation avec la salinité du bassin d’une année à l’autre.

Le Récif De Capitan a été modifié diagénétiquement au début de son histoire, en particulier après le dépôt de la Formation de Castille., Il existe des preuves d’altération du tissu tout au long de cette formation, ce qui indiquerait le processus de déshydratation et de réhydratation du gypse et des anhydrites. Il existe également des preuves de calcification par évaporite. Le système récifal a été enterré jusqu’à ce qu’il soit exposé au Mésozoïque à la suite de l’activité tectonique de L’orogenèse Laramide. Les récifs de schiste et de carbonate en eau profonde des bassins du Delaware et du Midland et de la plate-forme du bassin Central deviendraient des réservoirs d’hydrocarbures lucratifs.