El Grupo Unkar es una secuencia de estratos de edad Proterozoica que se subdividen en cinco formaciones geológicas y expuestas dentro del Gran Cañón , Arizona , suroeste de Estados Unidos . El Grupo Unkar es la formación basal del Supergrupo del Gran Cañón . El Unkar tiene aproximadamente 1.600 a 2.200 m (5.200 a 7.200 pies) de espesor y está compuesto, en orden ascendente, por la Formación Bass , Hakatai Shale , Shinumo Quartzite , Dox Training y Cardenas Basalt . Las formaciones Cardenas Basalt y Dox se encuentran principalmente en la región oriental del Gran Cañón. La cuarcita Shinumo, la lutita Hakatai y la formación Bass se encuentran en el centro del Gran Cañón. El Grupo Unkar acumuló aproximadamente entre 1250 y 1104 Ma (hace 1.104 millones de años, 1.100 millones). En orden ascendente, el Grupo Unkar está cubierto por la Formación Nankoweap , de aproximadamente 113 a 150 m (371 a 492 pies) de espesor; el Grupo Chuar , de unos 1.900 m (6.200 pies) de espesor; y la Formación Sixtymile , de unos 60 m (200 pies) de espesor. Estas son todas las unidades del Supergrupo del Gran Cañón . [5] [6] [7] El Grupo Unkar constituye aproximadamente la mitad del espesor del Supergrupo del Gran Cañón.
En general, los estratos que componen el Grupo Unkar se hunden hacia el noreste (10°-30°) hacia fallas normales que se hunden más de 60° hacia el suroeste. Esto se puede ver en la falla Palisades en la parte oriental del área de afloramiento principal del Grupo Unkar (debajo del East Rim).
Dentro del Gran Cañón central, los estratos de Unkar se encuentran en bloques o astillas pequeños, rotados y con fallas , donde comúnmente están solo parcialmente expuestos. Dentro de esta parte central del Gran Cañón, el Grupo Unkar está incompleto porque la erosión anterior al Grupo Tonto ha eliminado estratos por encima del nivel de la parte media de la Formación Dox . La parte faltante del Grupo Unkar y el resto del Supergrupo del Gran Cañón suprayacente se conservan en un sinclinal prominente y un bloque de falla que está expuesto en el este del Gran Cañón. Se pueden ver ejemplos de estos bloques de fallas en la prominencia del Templo de Isis , la "Pirámide de Keops" y la intersección de Phantom Creek con Bright Angel Canyon ( North Kaibab Trail ). El Grupo Unkar también contiene gruesos umbrales basálticos y varios diques pequeños y oscuros . En el área de Desert View y al oeste de Palisades of the Desert, los umbrales basálticos forman acantilados de color gris oscuro muy prominentes. [5] [6] [8]
Utilizando datos de gravedad y aeromagnéticos, combinados con modelos de gravedad, se infirió que los grabens proterozoicos y los semigrabens llenos de estratos del Grupo Unkar yacen enterrados debajo de rocas fanerozoicas en el norte de Arizona que rodean el Gran Cañón. Los grabens y los medios grabens llenos de estratos del grupo Unkar están asociados con sistemas de fallas mesoproterozoicas con tendencia noroeste-sureste que tienen trazas curvas que se inclinan hacia el suroeste. Estos sistemas de fallas fueron reactivados posteriormente durante el Neoproterozoico, para formar cuencas en las que se acumuló el siguiente Grupo Chuar, y durante el Cenozoico, para formar estructuras geológicas, es decir, fallas, anticlinales, sinclinales y monoclinales, que quedan expuestas en la superficie. [9]
Grandes disconformidades separan al Grupo Unkar de los estratos que lo cubren y lo sustentan. Primero, el Grupo Unkar, como unidad inferior del Supergrupo del Gran Cañón, se encuentra directamente sobre granitos , gneises , pegmatitas y esquistos profundamente erosionados que componen las rocas del basamento de Vishnu . En segundo lugar, una discordancia angular, con una inclinación de menos de 10°, separa la base de la Formación Nankoweap del Grupo Unkar subyacente. Finalmente, una discordancia angular bien definida en la base del Grupo Tonto, relativamente plano, lo separa de los estratos plegados y fallados subyacentes del Grupo Unkar y el resto del Supergrupo del Gran Cañón, que típicamente están inclinados en ángulos de 10°. 30°. [5] [6]
La sección occidental del grupo Unkar se puede resaltar en una foto de tres unidades Unkar debajo del Templo de Isis asentadas en las rocas del sótano de Vishnu de Granite Gorge.
El Grupo Unkar fue reconocido y nombrado por primera vez por Charles D. Walcott como el "terreno Unkar" en 1894. [1] Éste y su "terreno Chuar" comprendían lo que entonces se denominó la "serie del Gran Cañón" del "Proterozoico (Algonkiano)". edad. Consideraba al Basalto Cárdenas, sin nombre en ese momento, como la unidad superior en su "terreno Unkar". En 1910 y 1914, Levi F. Noble dividió más tarde lo que llamó el "Grupo Unkar" en cinco subunidades, que eran el conglomerado Hotauta, Bass Limestone, Hakatai Shale, Shinumo Quartzite y Dox Sandstone. [2] [3] El Basalto Cárdenas, aún sin nombre, sólo se menciona brevemente ya que no hay exposiciones del mismo en el cuadrilátero de 15 minutos de Shinumo. Aunque son una parte reconocida del Grupo Unkar, los flujos de lava basáltica que recubren la Formación Dox fueron generalmente ignorados y simplemente descritos como "basalto y diabasa". En 1938, Charles R. Keyes aplicó el nombre "Serie Cardenesan" a las rocas volcánicas basálticas dentro del Grupo Unkar. [10] En 1973, la definición actual del Grupo Unkar se desarrolló cuando la Formación Nankoweap, que anteriormente se había agregado al Grupo Unkar, fue eliminada formalmente y se reconoció la discordancia que separa la Formación Nankoweap del Grupo Unkar. [11]
La Formación Bass no solo contiene dolomita gris a gris rojizo y dolomita arenosa, sino también arenisca intercalada de color marrón púrpura a rojo oscuro y marrón rojizo (arkose) y arenisca limosa, intercalaciones prominentes de conglomerado e intercalaciones subordinadas de argilita y piedra caliza. Un conglomerado prominente, el Miembro Hotauta, llena paleovalles cortados en el complejo de basamento subyacente de Vishu en su base. La Formación Bass también contiene lechos de estromatolitos y finas capas de ceniza volcánica. Se considera que el miembro Hotauta es de origen fluvial. El resto de la Formación Bass se acumuló en aguas marinas poco profundas relativamente cálidas. [5] [6] [12]
Hakatai Shale se compone de lutita de color púrpura, púrpura rojizo, naranja rojizo y púrpura pálido o lavanda, limolita arenosa, limolita y arenisca arcósica. Las laderas de colores brillantes de Hakatai Shale contrastan marcadamente con los afloramientos grisáceos de la Formación Bass. Las exposiciones inclinadas de Hakatai Shale también contrastan mucho con los escarpados acantilados formados por la cuarcita Shinumo suprayacente. Los estromatolitos se encuentran en la zona de transición entre la formación Hakatai Shale y Bass. Hakatai Shale se acumuló en ambientes marinos cercanos a la costa, poco profundos y de baja energía. [5] [6] [12]
En marcado contraste con los estratos arcillosos encima y debajo de ella, la cuarcita Shinumo se compone característicamente de lechos que son cuarcitas sedimentarias rojas, marrones o violetas y arenisca blanca, roja o violeta menos masiva; también arenisca conglomerada. Dentro de estas areniscas que forman acantilados, se producen intervalos ricos en lutitas. Algunos de estos lechos de arenisca exhiben estructuras de deformación de sedimentos blandos bien desarrolladas. No se han encontrado fósiles en la cuarcita Shinumo. Las partes inferior y media de la cuarcita Shinumo se acumularon en las llanuras de marea costeras y la parte superior representa los depósitos de los deltas de los ríos. El contacto gradacional entre la Cuarcita Shinumo y la Formación Dox arriba indica un cambio de la deposición en deltas costeros a la deposición fluvial por un gran sistema fluvial. Es de destacar que la 'deformación del sedimento blando' observada en esta formación de cuarcita Shinumo indica una importante actividad sísmica y tectónica durante su deposición. [5] [6] [12]
La Formación Dox consiste en una mezcla heterogénea de arenisca de cuarzo silíceo de color tostado claro a marrón verdoso; areniscas calcáreas líticas y arcósicas; lutitas y lutitas de color marrón oscuro a verde; lutita roja, limolita y arenisca de cuarzo; argilita arenosa; lutita micácea; y arenisca limosa y cuarzosa roja. En orden ascendente, estos sedimentos se han subdividido en los miembros de Escalante Creek, Solomon Temple, Comanche Point y Ochoa Point. Se han informado estromatolitos en el miembro de Comanche Point. La Formación Dox se cruza localmente con flujos de lava basáltica del basalto Cárdenas suprayacente y es horneada por ellos. Dentro del Gran Cañón central, la erosión de arenisca anterior a Tapeats ha eliminado partes del Grupo Unkar por encima del nivel de la parte media de la Formación Dox. La parte faltante de la Formación Dox y el Grupo Chuar y Basalto Cárdenas suprayacente se pueden encontrar en un sinclinal prominente y un bloque de falla en el este del Gran Cañón. La Formación Dox se acumuló en una variedad de ambientes marinos, costeros, estuarinos y fluviales. [5] [6] [12] [13]
El Basalto de Cárdenas está compuesto principalmente por delgados lechos discontinuos de flujos de lava pahoehoe de basalto rico en olivino. La parte inferior de esta formación consta de lechos complejamente intercalados, delgados y discontinuos de basalto, hialoclastita y arenisca que forman pendientes bajas cubiertas de talud . La unidad superior del Basalto de Cárdenas consiste en flujos de lava basáltica y andesítica que forman acantilados y que están intercalados con lechos de brechas, areniscas y lapillitas. No se han encontrado fósiles en el Basalto de Cárdenas. El Basalto de Cárdenas se formó por la erupción subaérea de magma basáltico y andesítico en ambientes costeros húmedos como deltas de ríos o marismas. Discordancias angulares de magnitudes muy diferentes separan el Basalto Cárdenas de la Formación Nankoweap y el Grupo Tonto suprayacentes . [5] [6] [13]
Los umbrales y diques máficos ( basalto o diabasa ) invaden todos los estratos del Grupo Unkar debajo del Basalto Cárdenas. Consisten en basalto negro, de grano medio a grueso, rico en olivino, que contiene plagioclasa , olivino , clinopiroxeno , magnetita - ilmenita y biotita . Su composición química indica que comparten una fuente común con los depósitos piroclásticos y lavas del Basalto de Cárdenas. Las edades isócronas de estos umbrales y diques y las lavas de basalto de Cárdenas son básicamente idénticas. Sólo los umbrales están expuestos en los afloramientos de la Formación Bass y Hakatai Shale. Estos umbrales varían en espesor desde 23 m (75 pies) en Hance Rapids, al este del Gran Cañón, hasta 300 m (980 pies) en Hakatai Canyon en el área de Shinumo Creek. Los umbrales basálticos forman acantilados de color gris oscuro muy prominentes en el área debajo de Desert View y al oeste de Palisades of the Desert. Las exposiciones de la cuarcita Shinumo y la formación Dox exponen varios diques basálticos. Los diques de alimentación de los antepechos basálticos no están expuestos. Sin embargo, los diques alimentadores del Basalto de Cárdenas se pueden rastrear, de manera discontinua, hasta unos pocos metros de sus bases. [5] [6] [13]
La base del Grupo Unkar es una discordancia importante que también forma la base del Supergrupo del Gran Cañón. Esta discordancia es una discordancia que separa el basamento cristalino subyacente y profundamente erosionado, que consiste en granitos, gneises, pegmatitas y esquistos de las rocas del basamento de Vishnu, de las rocas proterozoicas estratificadas del grupo Unkar. [7] Este contacto es una superficie notablemente lisa que tiene un relieve de aproximadamente 6 m (20 pies) en el cuadrángulo topográfico de 15 minutos de Shinuino y 15 m (49 pies) en los cuadriláteros topográficos de 15 minutos Bright Angel y Vishnu. En Hotauta Canyon y Granite Narrows, esta superficie es extremadamente lisa con un relieve de sólo unos pocos metros. El mayor relieve en esta superficie se puede ver frente a la desembocadura del arroyo Shinumo, donde las colinas bajas y redondeadas de Vishnu Basement Rocks se elevan 6 m (20 pies) sobre el nivel general de una superficie relativamente plana. El Miembro Hotauta de la Formación Bass llena paleovalles poco profundos que forman parte de esta inconformidad. Las rocas del basamento de Vishnu que se encuentran debajo de esta superficie a menudo están profundamente erosionadas a una profundidad promedio de 3 m (9,8 pies) debajo de ella. Donde no ha sido eliminado por la erosión antes y durante la deposición de la Formación Bass suprayacente, está presente un regolito residual , desarrollado por la erosión subaérea de las rocas del basamento subyacente. Por lo general, este regolito consiste en un sedimento ferruginoso, sin estructura, de color marrón rojizo oscuro, que suele tener entre unos pocos centímetros y 30 cm (0,98 pies) de espesor. Este contacto se considera un ejemplo clásico de penillanura antigua . [14]
El contacto entre el Grupo Tonto y el Grupo Unkar es una discordancia angular destacada, que forma parte de la Gran Discordancia . La superficie de esta discordancia angular trunca los estratos de inmersión que comprenden el Grupo Unkar plegado y fallado. Aunque esta superficie es típicamente plana, la erosión diferencial de los estratos inclinados del Grupo Unkar dejó lechos resistentes de la capa superior de Basalto Cárdenas y la capa media de Cuarcita Shinumo como colinas antiguas, llamadas monadnocks . Estas antiguas colinas, que son crestas formadas por fallas de bloques, tienen hasta 240 m (790 pies) de altura. Finas cortinas de Tapeats Sandstone del Grupo Tonto cubren o cubren la mayoría de estos antiguos monadnocks. Sin embargo, las cumbres de los monadnocks más altos sobresalen a través de la capa base Tapeats Sandstone y están cubiertas por Bright Angel Shale superpuesta, como se puede ver en el Templo de Isis . Lava Butte es un monadnock prehistórico parcialmente exhumado asociado con esta discordancia que consiste en Basalto de Cárdenas. Estos monadnocks sirvieron localmente como fuentes de sedimentos de grano grueso durante la transgresión marina que depositó la arenisca Tapeats (Mar de Tapeats) y otros miembros del Grupo Tonto. [5] [7] [8] [14]
Dentro del Grupo Unkar, el contacto entre Hakatai Shale y la suprayacente Shinumo Sandstone es una clara disconformidad. Este contacto es la única disconformidad significativa que se produce dentro del Grupo Unkar. Esta disconformidad es aguda y localmente trunca los estratos cruzados y los canales exhibidos por las areniscas en la lutita Hakatai subyacente. Dentro de la cuarcita Shinumo, un rezago basal compuesto por una capa de conglomerado, que contiene clastos basales de hasta 5 cm (2,0 pulgadas) de ancho, se encuentra sobre la superficie erosionada que forma esta discordancia. Este conglomerado basal contiene clastos de cuarcita que carecen de equivalentes conocidos en la región del Gran Cañón. Según lo documentado por la datación del circón detrítico , se estima que esta discordancia representa un período de unos 75 millones de años. [5] [12]
La edad y la historia de exhumación de las rocas del sótano de Vishnu subyacentes limitan la edad del Grupo Unkar. La datación radiométrica de estas rocas del basamento demuestra que estas rocas del basamento sufrieron metamorfismo y deformación a profundidades de la corteza media de aproximadamente 20 a 25 km (12 a 16 millas) entre hace aproximadamente 1840 y 1660 Ma. Antes de la deposición de la Formación Bass, estas rocas fueron elevadas a la superficie de la Tierra desde profundidades de la corteza media y erosionadas para formar la superficie de la discordancia en la que se encuentra el Grupo Unkar. A medida que estas rocas se elevaron desde las profundidades medias de la corteza, el momento de su enfriamiento se registró en edades de enfriamiento de feldespatos y otros minerales. Según lo determinado a partir de estas edades de enfriamiento, estas rocas del basamento se elevaron desde profundidades de 25 a 10 km (15,5 a 6,2 millas) entre 1750 y 1660 Ma. Luego, fueron elevados desde una profundidad de 10 km (6,2 millas) a la superficie de la Tierra entre 1300 y 1250 Ma. Así, la superficie sobre la que se acumuló el Grupo Unkar tiene unos 1250 Ma, y el Grupo Unkar que lo enterró es más joven. [7] [12]
La edad máxima del Grupo Unkar también se establece mediante la datación con uranio-plomo (U-Pb) de circones de un lecho de cenizas de la Formación Bass en el Grupo Unkar basal de 1254 Ma cerca del río Milla 78 ( Lista de rápidos y características del río Colorado). ). La datación de circones detríticos de la Formación Bass ha arrojado fechas de aproximadamente 1200 Ma. Estas fechas sugieren que la edad de 1254 Ma puede ser demasiado antigua. Sin embargo, estos circones probablemente sufrieron cierta pérdida de plomo y, como resultado, estas fechas aparentes son más jóvenes que sus edades reales. Como resultado, las fechas de 1254 Ma siguen siendo la mejor estimación de la edad de deposición inicial del Grupo Unkar. [7] [12]
Los geólogos han intentado datar el Basalto de Cárdenas durante muchos años. Basándose en otros criterios geológicos, los geólogos han descubierto que las fechas obtenidas para la edad del basalto de Cárdenas y la edad superior del grupo Unkar, que oscilan entre hace 1.000 y 700 millones de años, eran demasiado recientes y algo claramente perturbaba La sistemática de las citas. La interpretación actual es que la deposición del Grupo Chuar suprayacente, en un entorno marino, alteró el sistema radiométrico potasio-argón (K-Ar). Aparentemente, los fluidos asociados con la deposición del Grupo Chuar han alterado el Basalto Cárdenas más antiguo, degradando parcialmente los minerales y, por lo tanto, produciendo una alteración en la sistemática K-Ar. Utilizando técnicas y enfoques de datación más nuevos que no estaban disponibles para los geólogos anteriores, se han re datado el Basalto de Cárdenas y los umbrales intrusivos. Nuevos datos adquiridos utilizando técnicas y enfoques de datación más nuevos indican que el Basalto de Cárdenas entró en erupción hace unos 1.104 millones de años. Esta fecha marca el final de la destitución del Grupo Unkar. Estas fechas radiométricas están corroboradas por la datación radiométrica de micas detríticas y circones de las formaciones Hakatai Shale, Shinumo Quartzite y Dox. Con base en todas estas fechas radiométricas, los investigadores han concluido que el Grupo Unkar se depositó entre aproximadamente 1254 y 1100 Ma, con una pausa de duración desconocida entre Hakatai Shale y Shinumo Quartzite. [7] [12]
