La cuarcita Shinumo , también conocida como arenisca Shinumo , es una formación rocosa mesoproterozoica que aflora en el este del Gran Cañón , en el condado de Coconino, Arizona ( norte de Arizona ). Es el tercer miembro del Grupo Unkar de 5 unidades . La cuarcita Shinumo consiste en una serie de areniscas y cuarcitas sedimentarias masivas que forman acantilados . Sus acantilados contrastan marcadamente con la topografía escalonada de los estratos típicamente de colores brillantes (naranja, rojo, amarillo, etc.) de la lutita Hakatai subyacente que forma laderas . Sobre la Shinumo, las lutitas fisionables de color verde oscuro a negro que forman laderas de la Formación Dox crean una muesca bien definida. Esta y otras formaciones del Grupo Unkar se presentan como restos aislados limitados por fallas a lo largo del cauce principal del río Colorado y sus afluentes en el Gran Cañón. Por lo general, la cuarcita Shinumo y los estratos asociados del Grupo Unkar se inclinan hacia el noreste (10°–30°) hacia fallas normales que se inclinan 60° o más hacia el suroeste. Esto se puede ver en la falla Palisades en la parte oriental del área principal de afloramiento del Grupo Unkar (debajo del borde este). [2]
La cuarcita Shinumo es un miembro intermedio del Grupo Unkar. El Grupo Unkar tiene un espesor de aproximadamente 1.600 a 2.200 m (5.200 a 7.200 pies) y está compuesto, en orden ascendente, por la Formación Bass , la Esquisto Hakatai , la Cuarcita Shinumo , la Formación Dox y el Basalto Cárdenas .
El Grupo Unkar consiste en una secuencia de rocas sedimentarias que se acumularon en una variedad de ambientes que van desde fluviales hasta marinos poco profundos . En general, los estratos dentro de él son conformables con la excepción de una discordancia significativa entre la Esquisto Hakatai y la Cuarcita Shinumo. El Grupo Unkar está superpuesto en orden ascendente por la Formación Nankoweap , de aproximadamente 113 a 150 m (371 a 492 pies) de espesor; el Grupo Chuar , de aproximadamente 1.900 m (6.200 pies) de espesor; y la Formación Sixtymile , de unos 60 m (200 pies) de espesor. El Grupo Unkar, como sección de base del Supergrupo del Gran Cañón , se superpone a granitos , gneises , pegmatitas y esquistos profundamente erosionados que componen las Rocas del Basamento Vishnu . [2] [3] [4]
En marcado contraste con los estratos arcillosos que se encuentran por encima y por debajo de ella, la cuarcita Shinumo se compone predominantemente de lechos de cuarcitas sedimentarias rojas, marrones o púrpuras que están firmemente, a extremadamente bien cementadas por sílice , y se caracterizan por una estratificación poco desarrollada. También contiene lechos de arenisca masiva blanca, roja o púrpura y arenisca conglomerática . Una capa de arenisca conglomerática que se encuentra a unos 21 m (69 pies) por encima de la base de la cuarcita Shinumo cerca del sendero South Kaibab contiene guijarros de jaspe . [2] [5] [6]
Por lo general, la cuarcita Shinumo se ha subdividido en cuatro miembros poco definidos y sin nombre. En primer lugar, el miembro inferior basal, que consiste en arenisca conglomerática arcósica violácea . A diferencia del resto de la cuarcita Shinumo, contiene gravas de granito y cuarcita de hasta 5 cm (2,0 pulgadas) de diámetro. Al igual que en el caso del conglomerado Hotauta, la grava de cuarcita del miembro inferior carece de equivalentes conocidos en la región del Gran Cañón.
En segundo lugar, el miembro medio-inferior está compuesto de cuarcita de estratificación cruzada de color púrpura , a veces se subdivide en dos unidades y se superpone al miembro inferior. Las cuarcitas de color púrpura del miembro medio-inferior presentan puntos de reducción nítidos y bien definidos . En tercer lugar, el miembro medio-superior está compuesto de cuarcita de color "rojo oxidado" y se superpone al miembro medio-inferior. La cuarcita de color "rojo oxidado" del miembro medio-superior desciende gradualmente hacia el miembro medio-inferior a través de un intervalo de cuarcita intercalada de color púrpura y marrón rojizo. Sus colores y cementación parecen ser el resultado de la alteración del suelo o del agua connata después de su deposición.
Finalmente, el miembro superior de la Cuarcita Shinumo está compuesto de arenisca de color marrón rojizo y localmente púrpura y una cuarcita gris bien cementada suprayacente. La Cuarcita Shinumo se caracteriza por ser una cuarcita, pero la cuarcita gris dentro del miembro superior de la Cuarcita Shinumo contiene intervalos ricos en lutitas . Además, la cuarcita gris fue sometida a cementación con sílice y blanqueo que eliminó sus pigmentos originales de hematita de color marrón rojizo y púrpura , después de su deposición. [2] [5] [6]
Los diques y umbrales basálticos se introducen en todas las formaciones del Grupo Unkar por debajo de la Lava de Cárdenas. La Formación de Lutitas Hakatai, la Cuarcita Shinumo y la Formación Dox están invadidas por estos diques. Se pueden rastrear, de manera discontinua, hasta unos pocos metros de la base de la Lava de Cárdenas. [2] [5] [6]
La cuarcita Shinumo exhibe una variedad de estructuras sedimentarias. Las areniscas de los miembros inferior y medio-inferior exhiben estratificación cruzada tabular plana a escala de centímetros a metros y capas cruzadas de canal. Estas capas cruzadas registran paleocorrientes dirigidas al norte junto con paleocorrientes bidireccionales subordinadas. El miembro medio-superior exhibe abundantes capas cruzadas, agallas de arcilla y grietas de lodo . Las areniscas del miembro superior exhiben capas cruzadas de canal, lo que sugiere una dirección de transporte más al norte. Las capas de arenisca y cuarcita del miembro superior exhiben una abundancia de estructuras de expulsión de fluidos complejamente retorcidas, con estratificación retorcida y dramática . Las capas que exhiben estas estructuras de deformación de sedimentos blandos tienen metros a decenas de metros de espesor. Se citan como evidencia de actividad sísmica frecuente y migración de fluidos durante la deposición de la cuarcita Shinumo. Estos lechos deformados se pueden ver a nivel del río en las cercanías de Nevilles Rapid, ( Lista de rápidos del río Colorado ), en la milla fluvial 75. [2] [5] [6]
La cuarcita Shinumo tiene un espesor que va desde los 330 m (1080 pies) en el área de Bright Angel Canyon hasta los 345 m (1132 pies) en Papago Creek y los 405 m (1329 pies) en el área de Shinumo Creek. En el área de Bright Angel Canyon, el miembro superior tiene un espesor de aproximadamente 18 m (59 pies), el miembro medio superior tiene un espesor de aproximadamente 80 m (260 pies) y el miembro medio inferior tiene un espesor de aproximadamente 130 m (430 pies). [2] [5] [6]
El contacto de la cuarcita Shinumo con la lutita Hakatai es la única discordancia documentada que se ha encontrado dentro del Grupo Unkar . Esta discordancia trunca a través de los lechos y depósitos de canal de la lutita Hakatai. El relieve en esta discordancia es pequeño, de unos 10 m (33 pies). La cuarcita Shinumo que recubre esta discordancia consiste en arenisca conglomerática arcósica que contiene guijarros de cuarcita y granito. [6] [8]
Dentro del Grupo Unkar, el contacto superior de la Cuarcita Shinumo con la Formación Dox parece ser gradual y está marcado por un cambio en la expresión topográfica y el color. Los 12 m basales (39 pies) de la Formación Dox que se encuentran directamente sobre la Cuarcita Shinumo consisten en esquisto predominantemente verde oscuro a negro, fisible, que forma pendientes y que contiene capas delgadas de arenisca. Este esquisto forma una muesca distintiva entre las cuarcitas resistentes que forman acantilados de la Cuarcita Shinumo que se encuentra debajo de ellas y las areniscas arkósicas resistentes que forman acantilados de la Formación Dox que se encuentran sobre ellas. El cambio en la expresión topográfica, el color y el cambio de facies , de cuarzo arenita a lutita y arcosa de grano fino, es gradual. [2] [9]
Entre el Grupo Tonto de tres miembros (arriba) y la Cuarcita Shinumo, y el resto del Grupo Unkar plegado y fallado, hay una discordancia angular prominente , que es parte de la Gran Discordancia . Aunque esta superficie es típicamente plana, la erosión diferencial (también erosión areal) de los estratos inclinados del Grupo Unkar dejó capas resistentes del Basalto Cardenas y la Cuarcita Shinumo como colinas antiguas, llamadas monadnocks , que tienen hasta 240 m (790 pies) de altura. Las delgadas cortinas de arenisca Tapeats del Grupo Tonto ahora cubren la mayoría de estos antiguos monadnocks. Sin embargo, algunos de estos monadnocks sobresalen más arriba en Bright Angel Shale ( ejemplo de prominencia del Templo de Isis ). Estos monadnocks sirvieron localmente como fuentes de sedimentos de grano grueso que se acumularon durante la transgresión marina para formar el Grupo Tonto. [2] [10]
No se han reportado fósiles de la cuarcita Shinumo. [2] [5] [6]
Se infiere que los estratos sedimentarios que comprenden la Cuarcita Shinumo se han acumulado en una variedad de entornos. Se considera que el miembro inferior fue depositado por antiguos sistemas fluviales y, más tarde, en planicies costeras de marea . Se sostiene que los miembros medio-inferior y medio-superior se acumularon en entornos marinos cercanos a la costa y planicies costeras de marea y supramareales . Se infiere que el miembro superior se acumuló en la llanura del delta , el frente del delta y la barra de desembocadura de un antiguo delta . Los estratos deformados del miembro superior se interpretan como evidencia de temblores de tierra recurrentes a lo largo de sistemas de fallas y pliegues regionales que estaban activos durante su deposición. El contacto entre la Cuarcita Shinumo y la Formación Dox indica un cambio de la deposición en deltas costeros a la deposición fluvial por un gran sistema fluvial. [2] [5] [6] [8]
La edad de la cuarcita Shinumo es aproximadamente conocida. Basándose en dataciones recientes de capas de ceniza volcánica , granos de circón detrítico y lascas de mica detrítica, los geólogos coinciden en que el Grupo Unkar se depositó entre aproximadamente 1254 y 1100 Ma. Las muestras de la Formación Dox, la Esquisto Hakatai y la Cuarcita Shinumo arrojan cúmulos de circón de tan solo 1170 Ma. Por lo tanto, estos estratos deben ser más jóvenes que 1170 Ma. Se estima que la Formación Dox, que se encuentra sobre la Cuarcita Shinumo, se acumuló entre 1150 y 1140 y 1100 Ma. Por lo tanto, la Cuarcita Shinumo debe datar entre 1170 y 1150 a 1140 Ma. Esto sugeriría que la discordancia en la base de la Cuarcita Shinumo es menor. [8] [9]
