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Il bacino Permiano è il deposito più spesso di rocce invecchiate permiano sulla Terra che sono stati rapidamente depositati durante la collisione del Nord America e Gondwana (Sud America e Africa) tra il tardo Mississippiano attraverso il Permiano. Il bacino permiano comprende anche formazioni che risalgono al periodo ordoviciano (445 mya).,
ProterozoicEdit
Prima della rottura del supercontinente precambriano e della formazione della moderna geometria del bacino Permiano, la sedimentazione marina superficiale sul bacino ancestrale di Tobosa caratterizzava il margine passivo, l’ambiente marino poco profondo. Il bacino di Tobosa contiene anche roccia sotterranea che risale a 1330 milioni di anni fa (mya), e che è ancora visibile nelle attuali montagne Guadalupe. La roccia seminterrato contiene biotite-quarzo granito, scoperto ad una profondità di 12.621 piedi (3.847 m)., Nelle vicine montagne Apache e Glass, la roccia del seminterrato è fatta di arenaria metamorfosata e granito invecchiato precambriano. L’intera area è anche alla base di rocce mafiche stratificate, che si pensa siano una parte di Pecos Mafic Igneous Suite, e si estende per 220 miglia (360 km) nel sud degli Stati Uniti. È stato datato al 1163 mya.
Dall’inizio alla metà del Paleozoico (dal cambriano al Mississippiano)Modifica
Bacino del Permiano colonna stratigrafica
Periodo ordoviciano (485.4–443.,8 mya) Modifica
Ogni periodo dell’era Paleozoica ha contribuito a una litologia specifica al bacino di Tobosa, accumulandosi in quasi 6.600 piedi (2.000 m) di sedimenti all’inizio del periodo della Pennsylvania (323,2–298,9 mya). Il Gruppo Montoya è la formazione rocciosa più giovane del bacino di Tobosa e si formò nel periodo ordoviciano (485,4–443,8 mya), e si siede direttamente sulle rocce ignee e metamorfiche del basamento. Le rocce del Gruppo Montoya sono descritte come dolomite calcarea cristallina da chiara a grigia media, da fine a media grana., Queste rocce erano a volte intrecciate con scisto, calcare grigio scuro e, meno comunemente, selce. la sequenza del Gruppo Montoya è costituita da calcare carbonato e dolomite che è descritta come densa, impermeabile e non porosa, e si trova più comunemente nell’affioramento delle Montagne di vetro, con uno spessore variabile da 151 a 509 piedi (da 46 a 155 m).
Periodo siluriano (443,8-419,2 mya)Modifica
Durante il periodo Siluriano, il bacino di Tobosa ha subito cambiamenti drammatici nel livello del mare che hanno portato alla formazione di più gruppi rocciosi., Il primo di questi gruppi, chiamato Fusselman Formation, è costituito principalmente da dolomite grigio chiaro, a grana medio-grossa. Lo spessore di questa formazione varia da 49 a 164 piedi (da 15 a 50 m), e parti della Formazione Fusselman erano anche soggette a carsificazione, che indica un calo del livello del mare. Il secondo gruppo roccioso che si è formato durante il periodo siluriano è chiamato la formazione Wristen, che è fango, scisto e roccia ricca di dolomite che raggiunge uno spessore di 1.480 piedi (450 m) in alcuni punti., La carsificazione della Formazione Fusselman mostra che si è verificato un calo del livello del mare, ma il livello del mare è aumentato di nuovo durante un evento trasgressivo, che ha portato alla creazione della Formazione Wristen. Il livello del mare sarebbe poi scendere di nuovo, che ha portato a una maggiore esposizione, erosione, e carsificazione di queste formazioni.
Periodo Devoniano (419.2-358.9 mya)Modifica
La Formazione Thirtyone è stata sviluppata durante il periodo Devoniano. Questa formazione è caratterizzata dai suoi letti di calcare, selce e scisto, alcuni dei quali avevano uno spessore di picco di 980 piedi (300 m)., questa formazione aveva molti diversi tipi di calcare, tra cui calcare siliceo di colore chiaro, dominato da selce, ricco di crinoidi e sabbioso. La formazione Thirtyone è molto simile alla formazione del periodo Mississippiano, che è probabile perché c’era poco o nessun cambiamento nell’ambiente durante questo periodo.
Periodo mississippiano (358.9–323.2 mya)Modifica
Il calcare mississippiano è la formazione principale da sviluppare durante questo periodo. Questa formazione, simile alla formazione Thirtyone precedentemente menzionata, è composta principalmente da calcare e scisto., I letti calcarei sono descritti come “da marrone a marrone scuro, da microcristallino a molto finemente cristallino, comunemente sabbiosi e dolomitici”, mentre i letti di scisto sono “da grigi a neri, duri, platy, piritici, organici e molto silicei”. Il calcare mississippiano varia tra 49 a 171 piedi (15 a 52 m) di spessore, mentre generalmente è più sottile verso la parte meridionale del bacino Tobosa.
Lo Scisto Barnett è la seconda formazione ad essersi sviluppata durante il periodo mississippiano. È costituito principalmente da scisto bruno limoso e arenaria a grana fine e siltstone., Questa formazione era molto più spessa del calcare del Mississippi, che andava da 200 a 460 piedi (60 a 140 m). L’aumento dello spessore può essere spiegato da un aumento della sedimentazione nell’area, che è stata probabilmente causata dall’attività tettonica nella regione.
Attività tettonica durante il periodo mississippianomodifica
L’orogenesi Ouachita si è verificata durante il tardo Mississippiano, portando ad attività tettonica nella regione., La successiva piegatura e faglia causata da questa Orogenesi ha portato al bacino Tobosa essere diviso in tre sezioni: il bacino del Delaware, il bacino Midland, e la piattaforma bacino centrale. La fine del periodo Mississippiano ha anche portato all’inizio della formazione del moderno complesso di barriera corallina permiana. L’eredità della prima metà del Paleozoico è quasi 6.600 piedi (2.000 m) di sedimenti che sono stati accumulati a causa di sedimentazione quasi ininterrotta.
Tardo Paleozoico (Pennsylvaniano a Permiano)Modifica
Periodo pennsylvaniano (323.2-298.,9 mya)Modifica
Il periodo della Pennsylvania ha segnato l’inizio dei processi geologici che avrebbero plasmato il bacino permiano in quello che vediamo oggi. Gli eventi di rifting durante il periodo cambriano (Paleozoico) hanno lasciato zone di faglia nella regione. Queste zone di faglia hanno agito come piani di debolezza per la faglia che è stata successivamente avviata dall’Orogenesi Ouachita., Queste zone di faglia hanno causato la trasformazione del bacino di Tobosa, a causa dell’attività tettonica, nel complesso della barriera corallina permiana, che comprende tre parti: la piattaforma del bacino centrale, che è circondata da faglie, e i bacini Midland e Delaware su entrambi i lati. I sedimenti mississippiani sono assenti a causa dell’erosione o della non deposizione. Gli scisti marini sono stati depositati al centro dei bacini del Delaware, Midland e Val Verde, mentre la periferia dei bacini ha visto la deposizione di sedimenti marini, carbonatici e calcarei poco profondi.,:6,17-18
La formazione Morrowmodifica
La Formazione Morrow della Pennsylvania è alla base della Formazione Atoka. Il Morrow è un importante serbatoio costituito da sedimenti clastici, arenarie e scisti, depositati in un ambiente deltaico.10,37: 258,266: 106-107
Altre formazionimodifica
Il periodo della Pennsylvania portò anche allo sviluppo di altre formazioni geologiche, sebbene nessuna avesse l’importanza della Formazione Morrow., La formazione Atoka si trova conformabilmente in cima alla formazione Morrow, ed è caratterizzata dal suo calcare ricco di fossili intercalati con scisto, raggiungendo uno spessore massimo di 660 piedi (200 m). Durante la formazione dell’Atoka, il sollevamento si stava ancora verificando nella regione, portando ad un aumento della sedimentazione mentre gli altopiani circostanti venivano erosi. L’aumento della sedimentazione ha portato alla formazione di arenaria a grana medio – grossa. Nella Formazione Atoka, sono visibili le prime strutture di barriera corallina che si sono formate nel bacino del Delaware.,
La formazione di paglia si formò dopo l’Atoka, anche durante il periodo della Pennsylvania, e raggiunse uno spessore massimo di 660 piedi (200 m). In questa formazione, c’è stato un aumento significativo dei tumuli di barriera. La formazione Strawn è costituita principalmente da calcare massiccio, insieme a “arenaria a grana fine o media, scisto scuro o grigio chiaro, e occasionale scisto bituminoso bruno-rossastro, grigio-verdastro”. Un gran numero di diversi tipi fossili sono stati conservati in questa formazione, tra cui brachiopodi, foraminiferi, briozoi, coralli e crinoidi.,
Il periodo della Pennsylvania comprende anche altre due formazioni, le formazioni Canyon e Cisco, che sono significative a causa dei principali serbatoi di petrolio scoperti in esse.
Periodo Permiano (298,9–251 mya)Edit
Il periodo Permiano è stato un periodo di grande costruzione della barriera corallina per trasformare il complesso della barriera corallina permiana in un sistema di barriera corallina principale, con formazioni rocciose invecchiate dal Permiano che costituiscono il 95% degli affioramenti attuali nel bacino Permiano. Quando si considera qualsiasi tipo di costruzione della barriera corallina che si è verificato nel Permiano, è importante tenere a mente che la tettonica ha giocato un ruolo importante., Durante questo periodo, il supercontinente di Pangea, che durò dal 335 al 175 mya, iniziò a subire la rottura. Pangea era raggruppata vicino all’equatore e circondata dalla Panthalassa superoceanica, con il bacino permiano situato sul suo bordo occidentale entro 5-10 gradi dell’equatore. Qualsiasi ambiente di costruzione della barriera corallina avrebbe bisogno di una fonte d’acqua, e il bacino del Delaware era situato vicino a un mare marginale. Grazie al canale Hovey, questo mare ha trasportato l’acqua nel bacino del Delaware. Le temperature globali durante questo periodo erano calde, poiché il clima mondiale stava cambiando da ghiacciaia a serra., Questo aumento delle temperature globali ha anche portato allo scioglimento delle masse di ghiaccio situate verso il Polo Sud, che ha poi portato ad un aumento del livello del mare.
Il Periodo Permiano è stato suddiviso in epoche principali, ognuna delle quali ha una suddivisione separata. In ogni sub epoca, una diversa formazione si è formata nelle diverse parti del complesso barriera Corallina Permiano.
Epoca cisuraliana (298,9–272.,3 mya)Edit
Zone climatiche del confine carbonifero-permiano
L’epoca cisularia conteneva due ages, il Wolfcampiano e il Leonardiano, entrambi hanno una formazione geologica nel Bacino permiano che prende il nome da loro.
La Formazione Wolfcampian si trova in cima alla formazione Pennsylvaniana ed è la prima formazione del periodo Permiano. La sua composizione varia a seconda della sua posizione nel bacino, con la parte più settentrionale più ricca di scisto., Lo spessore di questa formazione varia anche, raggiungendo un massimo di 1.600 piedi (500 m). Il Wolfcampian è costituito principalmente da scisto da grigio a marrone e calcare marrone a grana fine, dominato dalla selce. Ci sono anche strati interbedded di arenaria a grana fine trovati all’interno della formazione.
La formazione primaria che rimane dell’età leonardiana è chiamata Bone Spring Limestone, che raggiunge uno spessore massimo di 2.000 piedi (600 m) e si trova direttamente sotto il complesso di Capitan Reef., Il calcare primaverile osseo può essere diviso in due formazioni: il membro Victorio Peak, che consiste in massicci letti di calcare che misurano fino a 98 piedi (30 m); e il membro Cutoff Shale, che è formato da nero, platy, scisto siliceo e arenaria shaley. Il calcare osseo primaverile è costituito da diversi fossili, come briozoi, crinoidi e spiriferi, ma mancano di alghe e spugne che sono abbondanti nel resto del complesso corallino permiano. Rocce dal calcare molla ossea si trovano prevalentemente nel bacino del Delaware, ma il membro Victorio Peak si estende nella zona margine scaffale.,
Epoca guadalupiana (272.3–259.8 mya)Modifica
L’epoca Guadalupiana prende il nome dalle Montagne Guadalupe, poiché questa epoca nel Permiano è quando la costruzione della barriera corallina era al suo più efficiente. Durata da circa 272-260 mya, questa epoca fu dominata dal Gruppo montuoso del Delaware, che può essere ulteriormente suddiviso in divisioni rocciose in base alla posizione nel complesso della barriera corallina permiana.
Formazione del Canyon di Brushymodifica
La prima formazione che costituisce il Gruppo montuoso del Delaware è la formazione del Canyon di Brushy, e si trova nel bacino del Delaware., La formazione di Brushy Canyon è costituita da sottili strati intrecciati di arenaria di quarzo a grana fine e massiccia alternata, così come arenaria shaley marrone a nero. Questa formazione raggiunge uno spessore massimo di 1.150 piedi (350 m), ma si assottiglia significativamente man mano che si avvicina ai margini del bacino a causa del trasgressivo onlap. La formazione Brushy Canyon contiene anche piccole chiazze di barriera corallina, segni di ondulazione e strati incrociati, che indicano che il bacino del Delaware aveva un ambiente di acque poco profonde in questo momento.,
Cherry Canyon FormationEdit
La successiva unità del Gruppo montuoso del Delaware è il Cherry Canyon, che aveva diverse sotto-unità e si estendeva nel bacino del Delaware e negli ambienti circostanti. La formazione Cherry Canyon può essere suddivisa in quattro sotto-unità, ognuna delle quali sarà discussa brevemente.
Lower Gateway FormationEdit
Il Lower Getaway Member è un calcare che ha caratteristiche diverse in base alla sua posizione nel bacino del Delaware e contiene barriere coralline vicino al margine del bacino., Queste barriere coralline si trovano spesso su conglomerati calcarei e brecce. L’elemento superiore di fuga è più consistente ed è caratterizzato da una dolomite a letto spesso che si integra nella formazione di San Andres mentre si muove verso il ripiano. L’unità centrale della formazione Cherry Canyon è il membro South Wells, che è composto da arenaria e si integra nella barriera corallina Goat Seep mentre si muove verso il ripiano del bacino.,
Membro Manzanitaedit
L’unità superiore è il membro Manzanita, che consiste in dolomite, e viene pizzicato sotto la Formazione Capitan mentre si sposta nei margini del bacino. Tutti e quattro i membri della formazione Cherry Canyon hanno subito dolomitizzazione vicino ai margini del bacino. Ciò è evidente poiché i detriti bioclastici di calcite / aragonite che esistevano come parte di questa formazione sono stati conservati come muffe nella dolomite., È stato suggerito da alcuni autori che i clasti e detriti potrebbero essere stati dolomitici al momento della deposizione, ma ciò è improbabile poiché i detriti provenivano dalla barriera corallina, che non era dolomitica.
Formazione del Bell Canyon
La Formazione del Bell Canyon è l’unità successiva nel Gruppo montuoso del Delaware, ed è l’unità equivalente all’età della formazione Capitan Reef che si è formata sullo scaffale. La formazione del Bell Canyon è costituita da”calcare non fossilifero, da grigio scuro a nero, platy, a grana fine”., Tutta la formazione Cherry Canyon e la parte inferiore della formazione Bell Canyon hanno sottili intrecci di calcare bioclastico di colore scuro e arenaria a grana fine. Mentre queste formazioni si muovono verso i margini del bacino, i cunei di arenaria fuori e il calcare si addensa in massiccia, letti metri di spessore, contenente talus reef.
Goat Seep Reef FormationEdit
La formazione Goat Seep Reef si trova sul margine dello scaffale e si integra con la formazione Getaway nel bacino e la formazione San Andres verso lo scaffale., Questa formazione è descritta come 1.150 piedi (350 m) di spessore, un miglio (1.600 m) di lunghezza, e costituito interamente di dolomite massiccia. Nella metà inferiore della formazione, la dolomite è stratificata in letti massicci. Questa formazione contiene anche muffe di organismi distrutti dal processo di dolomitizzazione.,
Costruzione della barriera corallina nell’epoca guadalupianamodifica
L’epoca guadalupiana è una delle più riuscite nella storia in termini di costruzione della barriera corallina, poiché la maggior parte delle barriere del Permiano ha raggiunto il loro massimo in termini di dimensioni, diversità, estensione e abbondanza durante questa epoca, con il Capitan Reef che è uno degli esempi più famosi. Nel Guadalupiano, le barriere coralline erano abbondanti a livello globale, e crescevano in luoghi come il bacino del Delaware, il bacino di Zechstein nell’Europa orientale, lungo l’Oceano Tethys e negli scaffali di acqua fresca nell’Oceano Panthalassa., La fine di questa età d’oro per la costruzione della barriera corallina si è verificata a causa della “crisi della barriera corallina end-guadalupiana”, che ha coinvolto gocce globali nel livello del mare e fluttuazioni regionali di salinità. Il movimento e la collisione di micro-continenti durante la rottura di Pangea ha anche causato la distruzione di molte barriere coralline guadalupiane. Anche con il numero di barriere coralline di quell’epoca che sono state distrutte, ci sono oltre 100 barriere guadalupiane che rimangono nel mondo, la maggior parte da qualsiasi epoca permiana.,
Crescita della barriera corallina durante il tardo permianomodifica
La crescita della Barriera Corallina Capitan, che viene definita un “membro massiccio” a causa della sua formazione da calcare massiccio, può essere descritta in tre fasi. Il primo stadio è la creazione della barriera corallina e la sua rapida crescita. A causa dei tassi più lenti di subsidenza di questo tempo, la barriera corallina è stata in grado di costruirsi rapidamente. Una volta che la barriera corallina ha raggiunto il livello del mare, ha iniziato a crescere orizzontalmente, poiché non poteva più crescere verticalmente., L’ambiente della barriera corallina durante la prima fase di sviluppo è stato descritto come caldo (circa 68 °F (20 °C)), poco profondo, ad alta energia, acqua limpida che era libera da detriti e che aveva un normale livello di salinità di 27 a 40 ppt (parti per mille). L’acqua del bacino forniva molti nutrienti, poiché c’era un continuo upwelling di acqua che mescolava acqua marina appena portata con acqua anossica dal pavimento del bacino. Il trucco della barriera corallina è descritto come costruito principalmente da spugne erette, che hanno grandi scheletri rigidi e abbondanti alghe rosse, micriti microbici e cemento inorganico., Il micrite microbico ha lavorato per intrappolare i sedimenti.
Una delle spugne più importanti che componevano il Capitan Reef era la famiglia delle spugne Guadalupiidae, una spugna che apparve per la prima volta sulle montagne di Vetro nel Permiano medio e si era diffusa nel bacino del Delaware entro il tardo Permiano.
Ci sono stati più cambiamenti ambientali per segnare il secondo stadio della formazione del Capitan Reef. Questo periodo di crescita è stato caratterizzato da cambiamenti eustatici nel livello del mare globale, a causa di frequenti glaciazioni., La barriera corallina ha registrato una crescita verticale maggiore in questa fase ed è cresciuta ad un ritmo abbastanza rapido da tenere il passo con l’aumento del livello del mare. Il Capitan Reef ha anche trovato una base stabile sui detriti della barriera corallina e sull’astragalo che poggiava sulle sue pendici, e questa fondazione ha permesso alla barriera di crescere verso l’esterno. In alcune località, nutrienti e minerali erano così abbondanti che il Capitan Reef è cresciuto a quasi 50 km dal punto di partenza.
Morte del Reef durante il tardo permianomodifica
Il terzo stadio del Capitan Reef è la morte del sistema del reef., Le correnti oceaniche nel Permiano hanno giocato un ruolo enorme nella creazione del clima della regione e per aiutare la crescita e la morte della barriera corallina Capitan. Il clima della regione del bacino era caldo e arido, che è mostrato nei depositi di evaporite che si possono trovare nella regione della barriera corallina posteriore.
La fine della crescita e dell’accumulo del complesso corallino Permiano è stata influenzata dalla tettonica. Durante la fine del periodo Permiano, il supercontinente di Pangea stava iniziando la sua rottura, che cambiò drasticamente le condizioni che erano precedentemente favorevoli per la crescita della barriera corallina., Il cambiamento nella tettonica limitò lo scambio di acqua di mare nel canale di Hovey, che poi portò ad un aumento della salinità nel bacino permiano. La barriera corallina non riuscì a sopravvivere a questo drastico cambiamento nella salinità dell’acqua, e fu quindi distrutta.
Fino al Guadalupiano, il bacino Permiano aveva un’adeguata circolazione idrica con acqua dolce proveniente dal Canale di Hovey. La crescita dell’evaporite lungo le porzioni inferiori del bacino ha mostrato che la colonna d’acqua era molto probabilmente stratificata ed euxinica, il che significa che l’acqua era sia anossica che solfidica., I passaggi tra i bacini Delaware e Midland sono stati limitati a causa di cambiamenti tettonici, e questo ha causato la salinità dell ” acqua a salire. Le temperature crescenti nel tardo Permiano combinate con l’aumento della salinità causarono l’estinzione della barriera corallina di Capitan, così come la formazione di evaporiti con il bacino.
Gli strati di evaporiti che si sono formati a seguito di una maggiore salinità sono chiamati Formazione di Castiglia. Questa formazione è costituita da strati alternati di gesso / anidrite e calcare, oltre a massicci letti di gesso/anidrite, sale e qualche calcare., L’unità misura quasi 4.300 piedi (1.300 m) in totale e si è formata durante l’epoca lopingia. I singoli strati (lamine) di gesso/anidrite sono tra 0,039 pollici (1 mm) e 3,9 pollici (10 cm) di spessore, che si pensa di correlare con la salinità del bacino su base annuale.
La Barriera Corallina Capitan era stata alterata diageneticamente all’inizio della sua storia, specialmente dopo la deposizione della Formazione Castiglia., Ci sono prove di alterazione del tessuto in tutta questa formazione, che si pensa indichi il processo di disidratazione e reidratazione del gesso e delle anidriti. Ci sono anche prove di calcitizzazione dell’evaporite. Il sistema di barriera corallina fu sepolto fino a quando non fu esposto nell’era mesozoica come risultato dell’attività tettonica dell’Orogenesi Laramide. Le scogliere di scisto e carbonato di acque profonde dei bacini del Delaware e Midland e la piattaforma del bacino centrale diventerebbero redditizi serbatoi di idrocarburi.