La geología de Kansas abarca la historia geológica y las rocas y el suelo que se encuentran actualmente expuestos . Las rocas que afloran en el estado estadounidense de Kansas se formaron durante el eón Fanerozoico , que consta de tres eras geológicas : Paleozoico , Mesozoico y Cenozoico . Las rocas paleozoicas en la superficie de Kansas son principalmente de los períodos Misisipiano , Pensilvánico y Pérmico .
Las rocas más antiguas en la superficie en Kansas son rocas misisipíenses que consisten en calizas , esquisto , dolomita , sílex , areniscas y limolitas . El misisipíense consistió en un entorno similar al actual. Arroyos y ríos de rápido movimiento cortan el lecho rocoso de piedra caliza y, en algunos lugares, crean cavernas y sumideros . [2] Las rocas pensilvanianas consisten predominantemente en esquistos y calizas marinas y no marinas alternadas con algo de arenisca, carbón , sílex y conglomerado. El pensilvaniano fue una época en la que la región que ahora es el este de Kansas se mantuvo casi al nivel del mar. Entre la transgresión y la regresión de los mares, se formaron pantanos y ciénagas, depositando vegetación muerta y más tarde, después del entierro bajo sedimentos más jóvenes, esta vegetación muerta se transformó en carbón. [2] Las rocas pérmicas consisten predominantemente en calizas, esquistos y evaporitas . El pérmico en Kansas comenzó como un entorno que consistía en mares cálidos y poco profundos. A medida que avanzaba el Pérmico, el clima se volvió muy seco y los mares comenzaron a hundirse, creando cuerpos de agua aislados de los mares abiertos, creando a su vez áreas para la generación de esquistos oscuros y minerales evaporíticos como la halita y el yeso a medida que las aguas se evaporaban. [2] El final del Pérmico marca el período de extinción más grande en la historia de la Tierra; más del 90% de toda la vida desapareció.
Las rocas mesozoicas en la superficie de Kansas consisten predominantemente en rocas del Cretácico . Un afloramiento relativamente pequeño de sedimentos jurásicos está expuesto en la esquina suroeste del estado. Las rocas de la era Cretácica consisten en piedra caliza , tiza , pizarra y arenisca. El Cretácico en Kansas era un entorno de mar o océano abierto dominado por plantas y animales marinos microscópicos que flotaban o nadaban cerca de la superficie de este antiguo cuerpo de agua. [2] A medida que estas criaturas microscópicas morían, se hundían hasta el fondo, formaban un lodo suave y calizo y preservarían a cualquier criatura más grande que muriera y se hundiera en él.
Las rocas cenozoicas en la superficie se formaron durante los períodos Paleógeno , Neógeno y Cuaternario . Las rocas del Paleógeno al Neógeno en Kansas consisten en limo de río, arena, calizas de agua dulce y algo de ceniza volcánica derivada de erupciones en el oeste de los Estados Unidos. Cerca del comienzo del Paleógeno, se formaron las Montañas Rocosas , al igual que los arroyos y ríos que se dirigían hacia el este desde las montañas hacia Kansas. Durante más de 60 millones de años de erosión , las Montañas Rocosas crearon una cuña de material que se extendió hasta las colinas Flint del este de Kansas. [2] Las rocas cuaternarias en Kansas consisten en lo siguiente: deriva glacial ; limo de río, arena y grava; arena de dunas ; y limo arrastrado por el viento. El período Cuaternario en el oeste de Kansas fue muy similar al Neógeno, la erosión continua de las Montañas Rocosas depositó sedimentos adicionales. [2]
Kansas se ha dividido en once regiones fisiográficas diferentes. [4]
Las calizas y los sílex del Mississippi de la meseta de Ozark están expuestos en el extremo sureste de Kansas, en el condado de Cherokee . [5] Esta zona formaba parte del distrito triestatal de los siglos XIX y XX. Galena era un centro de extracción de plomo y zinc en la zona. [6]
Las tierras bajas de Cherokee son una región del sureste de Kansas inmediatamente al norte y al oeste de la meseta de Ozark en los condados de Cherokee, Labette , Crawford y Bourbon . Las tierras bajas están desarrolladas en áreas de colinas suavemente onduladas desarrolladas sobre la pizarra y la arenisca del Grupo Cherokee de la era de Pensilvania. El Grupo Cherokee es conocido por sus ricos depósitos de carbón en Kansas y en todo el medio oeste de los Estados Unidos. [7]
La región de la cuesta de Osage se encuentra debajo de veinte condados en el sureste de Kansas. Las cuestas son una región de escarpes orientados de este a sureste (50 a 200 pies [15 a 61 m] de altura) formados sobre unidades de piedra caliza resistentes que se inclinan suavemente hacia el oeste y el noroeste. Las áreas entre los escarpes están sustentadas por esquistos. La región de la cuesta contiene carbón, esquisto negro y algunos esquistos bituminosos . Los umbrales de lamproita se encuentran dentro de las unidades de cuesta de los condados de Woodson y Wilson . Estas rocas ígneas inusuales fueron intruidas en el Período Cretácico. [8] [9]
Las colinas de Chautauqua representan una región estrecha en el sureste de Kansas de crestas cubiertas de arenisca y colinas onduladas. Las areniscas de la era de Pensilvania se depositaron en un gran valle fluvial. Las areniscas son el miembro de arenisca Tonganoxie de la Formación Stranger y el miembro de arenisca Ireland de la Formación Lawrence. Las colinas se encuentran en las partes occidentales de los condados de Montgomery , Wilson y Woodson y en los bordes orientales de los condados de Chautauqua , Elk y Greenwood . Las areniscas continúan hasta el norte de Oklahoma. [10]
Las colinas Flint se desarrollaron en la exposición norte-sur de calizas de pedernal del Pérmico . La región se extiende desde el condado de Marshall en el norte, hasta el condado de Cowley y hasta el norte de Oklahoma, donde se las conoce como las colinas de Osage . Las calizas del Pérmico contienen abundante pedernal (o sílex) resistente a la intemperie y el residuo y los suelos de las cimas de las colinas y los lechos de los ríos de la región contienen abundantes gravas de pedernal. Las exposiciones superficiales de las raras kimberlitas ígneas se encuentran en los condados de Riley y Marshall . Las diatremas de kimberlita son de edad cretácica. No se han encontrado diamantes en las ocurrencias de kimberlita de Kansas. Se han reportado cristales de granate de las kimberlitas en gravas de arroyos locales. [11] [12] [13]
Las Red Hills cubren una sección del sur de Kansas en los condados de Clark , Comanche y Barber a lo largo de la frontera con Oklahoma. Las Red Hills reciben su nombre por su color derivado de los lechos rojos del Pérmico que afloran y subyacen en la región. El color rojo es producido por abundantes óxidos de hierro en los sedimentos meteorizados. La región está sustentada por lutitas rojas, limolitas y areniscas junto con dolomías intercaladas y capas de evaporita de yeso . Se extraen enormes depósitos de yeso cerca de Sun City en el noroeste del condado de Barber. Las Gyp Hills cerca de Medicine Lodge recibieron su nombre por el yeso de la Formación Blaine. El yeso soluble, la anhidrita y la dolomita producen muchas cuevas en el área. [14] [15] La Big Basin del condado de Clark es una característica de colapso por disolución de 1,2 millas (2 km) de diámetro y 115 pies (35 m) de profundidad que se formó por la disolución de lechos de sal en el subsuelo.
Las Smoky Hills constituyen una gran área del centro norte de Kansas. El área está sustentada por sedimentos cretácicos. Las rocas que afloran en el área incluyen las areniscas de la Formación Dakota , la caliza Greenhorn y la espesa tiza Niobrara . Estratigráficamente, la Dakota está cubierta por la Greenhorn y esta por la Niobrara. La Dakota aflora en la parte oriental de la región como crestas resistentes que se inclinan suavemente hacia el oeste. Aunque las areniscas son las más resistentes y, por lo tanto, las más prominentes, la Dakota incluye lutitas y arcillas. La formación contiene abundantes óxidos de hierro marrón y se encuentran muchas concreciones en el área. En las partes occidentales del área, el lecho rocoso es tiza fosilífera de la Formación Niobrara, que incluye el miembro Smoky Hill Chalk, conocido por la abundancia de fósiles de peces y reptiles marinos . [16] [17]
El tercio occidental de Kansas se encuentra en la zona de las Altas Planicies. El punto más alto de Kansas, el monte Sunflower (1231 m), se encuentra en la región fisiográfica de las Altas Planicies. La elevación tectónica de las Montañas Rocosas durante el Cenozoico dio lugar a la erosión y la deposición de grandes cantidades de sedimentos no marinos hacia el este a través de las Altas Planicies. La Formación Ogallala consiste en una gran cuña de arenas y limos no consolidados que es un acuífero importante bajo las llanuras. La Formación Ogallala contiene una capa de arenisca cementada con ópalo . En la esquina suroeste del estado, en el condado de Morton , afloran rocas de la era jurásica a lo largo del río Cimarron . Los depósitos de loess cubren gran parte de las Altas Planicies en el norte y noroeste de Kansas. [18] [19]
La esquina noreste del estado, al norte del río Kansas y al este del río Big Blue , está cubierta de escombros glaciares depositados durante las glaciaciones pre-Illinoianas que ocurrieron hace 600.000 años en el Pleistoceno . El lecho rocoso de Pensilvania y el Pérmico está enterrado bajo gruesos depósitos de escombros glaciares, en gran parte loess. Una variedad de erráticos glaciares fueron dejados por el derretimiento de los glaciares. Muchos de estos son de cuarcita sioux arrastrados hacia el sur desde el área de Sioux Falls, Dakota del Sur . [20]
Las tierras bajas de Wellington-McPherson del centro-sur de Kansas en los condados de Sumner , Sedgwick , Harvey y McPherson están sustentadas por sedimentos fluviales depositados en el valle ancestral del río Arkansas durante la época del Pleistoceno hace uno a dos millones de años. Los sedimentos consisten principalmente en arenas, limos y grava. Estos incluyen los sedimentos del acuífero Equus Beds , llamados así por los fósiles de caballos modernos del Pleistoceno que contienen. También debajo de esta área se encuentra el lecho de sal Hutchinson del Pérmico que alcanza un espesor de 400 pies (120 m). El área también contiene dunas de arena inactivas. [21]
Las tierras bajas del río Arkansas siguen el curso del río Arkansas a través del suroeste y el centro sur de Kansas. La amplia llanura aluvial contiene grandes cantidades de arena y limo que el río transporta desde las Montañas Rocosas. En el lado sur de la llanura hay una importante zona de dunas de arena formadas por los vientos predominantes de los glaciares del norte durante el Pleistoceno. [21]
La geología del subsuelo de Kansas consta de varias secuencias de estratos sedimentarios depositados en el basamento precámbrico del Cratón de América del Norte .
Existen varias estructuras regionales subterráneas, incluidas cinco cuencas sedimentarias, bajo Kansas. Estas estructuras son importantes para controlar los vastos depósitos de petróleo y gas natural del estado. El Levantamiento Central de Kansas es un amplio arco en las rocas del centro-oeste de Kansas. Las unidades rocosas dentro de este arco han sido importantes productores de petróleo. La Cuenca de Anadarko , en el suroeste de Kansas, contiene una cantidad significativa de gas natural. La Cuenca de Sedgwick, la Cuenca de Cherokee y la Cuenca de Forest City, en el sur y el este de Kansas, también producen petróleo y gas natural. [22]
El levantamiento de Nemaha es una zona de falla profunda que corre diagonalmente a través del este de Kansas y se extiende desde el sur de Omaha, Nebraska hasta Oklahoma City . Esta zona de falla se encuentra directamente sobre un "alto" de granito en el basamento precámbrico y es estructuralmente activa como la falla de Humboldt . Unas cincuenta millas al oeste, la extensión más meridional del sistema de rift del mediocontinente proterozoico se extiende hasta el noreste de Kansas. [23]
Los dos tercios del norte de Kansas están sustentados por una secuencia proterozoica conocida como el orógeno de las llanuras centrales. Las rocas ígneas y metamórficas de esta zona orogénica se consideran una extensión del cinturón plegado de 1,7 Ga expuesto en Colorado y Wyoming. [24] Aproximadamente un tercio del sur del estado está sustentado por la provincia de granito y riolita del sur que data de hace entre 1,35 y 1,48 Ga. [24] [25]