Bright Angel Shale es una de las cinco formaciones geológicas que componen el Grupo Cambrian Tonto . Ésta y las otras formaciones del Grupo Tonto afloran en el Gran Cañón, Arizona, y partes del norte de Arizona , el centro de Arizona, el sureste de California , el sur de Nevada y el sureste de Utah . Bright Angel Shale se compone de lutitas localmente fosilíferas , verdes y rojizas, micáceas, fisibles ( lutitas ) y limolitas con lechos locales más gruesos de areniscas y calizas de color marrón a tostado . Su espesor varía de 57 a 450 pies (17 a 137 m). Por lo general, sus lutitas y areniscas de estrato delgado se intercalan en ciclos de escala de cm. También exhiben abundantes estructuras sedimentarias que incluyen ondas de corriente, oscilación y interferencia. Bright Angel Shale también desciende gradualmente hacia la arenisca Tapeats subyacente. También interactúa de manera compleja con la piedra caliza Muav suprayacente. Estos caracteres hacen que los contactos superiores e inferiores de Bright Angel Shale a menudo sean difíciles de definir. Por lo general, sus lutitas y areniscas de capa delgada se erosionan en laderas verdes y marrón rojizas que se elevan desde la Plataforma Tonto hasta acantilados formados por calizas de la piedra caliza Muav suprayacente y dolomitas de la montaña Dolostone francesa . [2] [4]
En 1875, GK Gilbert [5] reconoció que los estratos expuestos cerca del fondo de partes del Gran Cañón son similares a los conocidos en otras partes de Arizona como el Grupo Tonto . Basándose en esta similitud, asignó los estratos que forman la parte más baja de los estratos fanerozoicos en el Gran Cañón al Grupo Tonto . Sin designar localidades de tipo formal , también subdividió el Grupo Tonto en tres subdivisiones, de menor a mayor, la Caliza Mármol , la Esquisto Tonto y la Arenisca Tonto . [5]
En 1914, L F. Noble [3] cambió el nombre de las subdivisiones de Gilbert del Grupo Tonto. Cambió el nombre de la arenisca de Tonto a Tapeats Sandstone y a la lutita de Tonto como Bright Angel Shale . Llamó a Bright Angel Shale en honor a Bright Angel Canyon porque en las paredes de este cañón, esta formación está bien expuesta. [3]
Más tarde, en 1922, [6] la piedra caliza veteada fue redefinida y rebautizada como piedra caliza Muav por LF Noble. Según la definición de Noble, la piedra caliza Muav consistía en un conjunto superior de lechos de dolomita y un conjunto inferior de lechos de piedra caliza. [6] El conjunto inferior de lechos de piedra caliza de Noble ahora se define como Muav Limestone y Frenchman Mountain Dolostone ahora se define como el conjunto superior de lechos de dolomita de Noble. [4]
ED McKee y CE Resser [7] conservaron en gran medida la nomenclatura de Noble. Sin embargo, subdividieron Bright Angel Shale en varias subdivisiones, miembros , basados en lechos prominentes de piedra caliza y arenisca dentro de él. Sin embargo, se ha descubierto que estos miembros son confusos e inútiles para comprender la estratigrafía de Bright Angel Shale y, por lo general, se ignoran y rara vez se utilizan en la literatura publicada. [8] [9]
En el Gran Cañón, Bright Angel Shale es típicamente una mezcla heterogénea, a veces fosilífera , de esquisto intercalado, lutita, limolita, arenisca de grano fino y lechos aislados de piedra caliza. La litología dominante dentro de Bright Angel Shale es lutita verdosa que se compone en gran parte de illita y cantidades variables de clorita y caolinita . Una coloración marrón rojiza se imparte a varios lechos de arenisca y limolita debido al alto porcentaje de ooides hematíticos y cementos de óxido de hierro que contienen. Dentro de Bright Angel Shale también se encuentran localmente lechos aislados de arenisca de grano grueso con conglomerado basal o arenisca conglomerática. La fracción de grava de estos lechos contiene cuarzo , cantidades menores de feldespatos potásicos , fragmentos de rocas sedimentarias y glauconita . La glauconita también se encuentra en muchas de las limolitas y areniscas y les confiere un color verdoso. Hacia su base, Bright Angel Shale se vuelve cada vez más grueso con una frecuencia cada vez mayor de lechos de arenisca hasta que gradualmente se convierte en Tapeats Sandstone. [2] [4] [7]
Las limolitas y areniscas de Bright Angel Shale exhiben estructuras sedimentarias en todo el Gran Cañón. Estas estructuras sedimentarias incluyen laminaciones horizontales, estratificación cruzada plana y tabular de pequeña a gran escala, y lechos ondulados y lenticulares. Las areniscas conglomeradas y de grano grueso aisladas generalmente no tienen estructura y están crudamente estratificadas y se superponen a una superficie localmente erosionada. [2] [4] [7]
En el Gran Cañón, Bright Angel Shale tiene generalmente entre 110 y 150 m (360 a 490 pies) de espesor. En el Gran Cañón occidental, Bright Angel Shale tiene más de 140 m (460 pies) de espesor y disminuye hacia el este en espesor a solo unos 82 m (269 pies) en Toroweap en el cañón central. Tiene 100 m (330 pies) de espesor en Bright Angel Canyon. La compleja interacción de Bright Angel Shale con la piedra caliza Muav suprayacente es la causa principal de la variabilidad en su espesor. Al sur del Gran Cañón, su espesor disminuye solo unos pocos pies en las montañas Juniper al norte de Prescott, Arizona. [2] [4] [7]
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Dentro del Gran Cañón, Bright Angel Shale es la más fosilífera de las cinco formaciones que componen el Grupo Tonto. Contiene una variedad de fósiles corporales y es rico en trazas de fósiles . En general, en comparación con otras formaciones del Cámbrico Medio en la región, los fósiles del cuerpo de Bright Angel Shale son fragmentarios y raros. Aunque es una región relativamente desprovista de fósiles corporales, los yacimientos individuales pueden ser ricos en fósiles corporales completos. Los lechos individuales dentro de Bright Angel Shale son tan productivos como muchas de las otras formaciones cámbricas en las regiones de la Gran Cuenca y las Montañas Rocosas. Bright Angel Shale ha producido al menos 15 especies de trilobites y cuatro géneros de braquiópodos . Además, en él se han encontrado un género de hiolitos , cuatro géneros de posibles artrópodos marinos y dos especies de eocrinoides . [10]
Los rastros de fósiles encontrados en Bright Angel Shale consisten en huellas y senderos de artrópodos, madrigueras de gusanos y estructuras de vivienda. Algunos de ellos han sido identificados a nivel de icnogénero y icnoespecie . Además, se han encontrado estructuras arrugadas dentro de Bright Angel Shale en el área de Sumner Butte . Se clasifican como estructuras sedimentarias inducidas microbianamente. [11] [12]
Inicialmente, se consideró que Bright Angel Shale, en gran parte debido a la presencia de glauconita, se había acumulado en la parte más profunda de una plataforma marina. [7] Más tarde, Bright Angel Shale se interpreta típicamente como una unidad de plataforma marina poco profunda y se interpreta que sus diversos miembros son transgresiones y regresiones menores. [2] Sin embargo, también se ha interpretado más recientemente que partes de él incluyen entornos de estuarios y llanuras de marea influenciados por tormentas. Esta interpretación se basa en el tipo de lecho cruzado en areniscas y la presencia de lecho heterolítico ondulado o lenticular, los cuales indican un ambiente de marea cambiante. [4] [11] Finalmente, la falta de acritarcos en las lutitas, la litología dominante de la formación, se considera como evidencia de una influencia marina mínima durante su deposición. [12] Los lechos de esquisto aislados dentro de Bright Angel Shale que contienen una fauna diversa y bien conservada de trilobites, braquiópodos y otros fósiles probablemente representan períodos de deposición de plataforma marina poco profunda durante períodos de niveles altos y relativos del mar en la región del Gran Cañón. [10]
En 1945, ED McKee y CE Resser [7] utilizaron conjuntos de fósiles de trilobites para determinar la edad de Bright Angel Shale. Interpretaron la bioestratigrafía de los trilobites en el sentido de que cruzan líneas de tiempo y se vuelven más jóvenes hacia el este. En su interpretación, la base de Bright Angel Shale y su tercio inferior es del Cámbrico temprano tardío, mientras que en la parte oriental del cañón su base y todo su espesor es el Cámbrico medio. [2] En 2018, K. Karlstrom y otros [13] descubrieron que la arenisca Tapeats es más joven de lo que se había interpretado anteriormente y no se vuelve más joven hacia el este. Como resultado, Bright Angel Shale se encuentra completamente en el Cámbrico Medio. [1] [11]
Las unidades del Grupo Tonto y el colorido Bright Angel Shale se identifican fácilmente como una secuencia geológica debajo de los altos acantilados de Redwall Limestone (Redwall se asienta sobre un acantilado corto y resistente de Muav Limestone); El Grupo Tonto también se ve fácilmente junto a Granite Gorge del río Colorado y Vishnu Basement Rocks.
