La arenisca de Jacobsville es una formación de arenisca roja , marcada con vetas y manchas de colores claros, que se encuentra principalmente en el norte del Alto Michigan , partes de Ontario y debajo de gran parte del lago Superior . Deseada por su durabilidad y estética, la piedra arenisca se utilizó como piedra de construcción arquitectónica tanto en Canadá como en Estados Unidos. La piedra fue extraída en treinta y dos canteras en toda la Península Superior de Michigan aproximadamente entre 1870 y 1915.
La arenisca se ha llamado de diversas formas piedra roja , piedra rojiza , arenisca del lago Superior y arenisca del este . En 1907, la Formación Jacobsville recibió su clasificación actual y el nombre de Jacobsville , en honor a Jacobsville, Michigan , una ciudad conocida por su producción de arenisca. La arenisca se depositó en ambientes fluviales terrestres a principios de la Era Neoproterozoica . [1]
Los primeros estudios geológicos del sur del Lago Superior se realizaron a principios del siglo XIX. Muchos estudios utilizaron el término arenisca del lago Superior para describir varias formaciones geológicas diferentes. [2] [3] La diferenciación de la arenisca se centró en gran medida en una división este-oeste a través de la península de Keweenaw o entre las areniscas rojas inferiores y grises superiores. [4] La definición actual de la Formación Jacobsville fue hecha en 1907 por AC Lane y AE Seaman , en la que las diversas areniscas del Lago Superior se dividieron en Jacobsville, Freda y Munising . [5] [6] Jacobsville refleja las areniscas descritas como rojas inferiores u orientales . [7] También introdujeron el nombre Jacobsville en honor a Jacobsville, Michigan , una ciudad notable por su producción de arenisca, incluida la "famosa Portage Redstone". [3] [7]
Las similitudes en litología y conjuntos de minerales pesados entre la arenisca de Jacobsville y el grupo Bayfield , una arenisca similar ubicada en el norte de Wisconsin, sugieren que pueden estar correlacionados. [8] [9] Jacobsville Sandstone es muy similar a la formación más superior del grupo, Chequamegon Sandstone. [10] A pesar de sus similitudes, se desconoce si las dos formaciones son la misma. [10] [11] Se ha sugerido una correlación entre Jacobsville y Freda Sandstone (en lugar de Bayfield) basándose en mineralogía, textura y posición estratigráfica similares. [12] La formación es similar a la Formación Middle Run en el suroeste de Ohio. [13] Los primeros estudios también sugirieron una correlación entre Jacobsville y Potsdam Sandstone en Nueva York. [5]
Charles Fettke denominó provisionalmente Jacobsville Sandstone en 1948 una capa clástica roja en el condado de Putnam, Ohio. [13]
La arenisca de Jacobsville es generalmente roja, debido a pequeñas cantidades de óxidos de hierro, moteada de varios rosas, blancos y marrones. [14] La arenisca presenta muchas vetas blancas y manchas esféricas, causadas por la lixiviación y el blanqueo, que forman límites definidos con los colores circundantes. [14] [15] Su litología varía desde areniscas y lutitas ricas en cuarzo hasta ricas en feldespato . [16] [17] La formación consta de cuatro facies distintas : conglomerado , arenisca lenticular , arenisca masiva y limolita roja . [18]
La arenisca está bien cementada [17] y no contiene depósitos glaciales ni fósiles. [19] Los granos de Jacobsville Sandstone varían de 0,25 a 0,5 mm (0,0098 a 0,0197 pulgadas) de tamaño. [14] Según un promedio de muestras tomadas en los condados de Marquette y Alger , la arenisca de Jacobsville se compone de: 27,4 % de cuarzo no ondulado, 27,0 % de cuarzo ondulado , 23,0 % de feldespato potásico y 12,3 % de clastos volcánicos silícicos . Los componentes más pequeños son 3,8% cuarzo policristalino, 2,4% metamórfico, 1,4% sedimentario, 1,3% opaco, 0,8% volcánico máfico y 0,1% plagioclasa . El conjunto de minerales pesados de Jacobsville Sandstone es 84% ilmenita , 4-5% leucoxeno , 4% granate , 3% apatita , 3% circón y 1% turmalina . [14]
La formación se encuentra al sureste de la falla de Keweenaw en la península de Keweenaw y al sur del lago Superior, más al este en la península superior. [20] En Ontario, Jacobsville Sandstone subyace a Sault Ste. Marie. Marie y se extiende de forma discontinua a lo largo de la orilla del lago desde el río Bar en el sur hasta cerca de Wawa en el norte. [21] [22] La formación también tiene una pequeña extensión en el condado de Iron, Wisconsin . [23] Debido a la superficie muy irregular sobre la que se depositó, [9] la formación varía en espesor desde 5 pies (1,5 m) hasta más de 1.800 pies (550 m) en Michigan. [24] La arenisca también subyace a la mayor parte del lago Superior, al oeste de Munising en particular, [7] con un espesor máximo de más de 3000 pies (910 m). [3] La Formación Jacobsville se encuentra discordantemente debajo de la Formación Munising y por encima del Grupo Oronto . [19] [25] La formación es un miembro superior del Supergrupo Keweenawan . [26] La arenisca de Jacobsville varía de horizontal a suavemente inclinada y las paleocorrientes apuntan hacia la cuenca del Lago Superior. [27]
La Formación Jacobsville aflora significativamente en toda la Península Superior, con exposiciones menores en Ontario y Wisconsin. [28] Los acantilados de arenisca tienden a tener un talud en bloques que soporta poca vegetación. [29] La arenisca de Jacobsville, que se eleva sólo unos pocos pies sobre el nivel del lago, es la formación más antigua expuesta en Pictured Rocks National Lakeshore . La arenisca ocupa un lugar destacado en Grand Island en el Bosque Nacional Hiawatha . [25]
La arenisca de Jacobsville se depositó en ambientes fluviales , lacustres y deltaicos . [25] [30] La arena y la grava fueron transportadas en arroyos que fluían hacia el norte desde las Tierras Altas del Norte de Michigan, restos de montañas formadas durante la orogenia Penokean . Los arroyos se nivelaron a lo largo de lo que ahora es la costa sur del lago Superior, depositando sedimentos que formaron la arenisca de Jacobsville. [9] El ambiente de deposición era húmedo y húmedo, lo que dio como resultado el color rojo de la arenisca debido a la precipitación de hematita pigmentaria. El flujo de fluido posterior creó las bandas de color en Jacobsville donde se decoloró la hematita pigmentaria. [31]
La Formación Jacobsville se depositó sobre rocas del Rift Mediocontinental del Mesoproterozoico tardío . Por ejemplo, a lo largo del río Sturgeon en el Bosque Nacional de Ottawa, la piedra arenisca de Jacobsville se superpone de manera discordante ca. Basalto del Midcontinent Rift de 1108 millones de años de antigüedad sobre el que se había desarrollado un suelo antes de la deposición de arenisca de Jacobsville. [32] El Jacobsville está discordantemente cubierto por la Formación Cámbrica Munising . La edad precisa de la piedra arenisca de Jacobsville entre estas limitaciones ha sido incierta durante mucho tiempo. La datación precisa de los granos de circón detrítico dentro de la arenisca de Jacobsville ahora limita que se haya depositado después de 992,51 ± 0,64 Ma. [1] Una restricción adicional en la edad proviene del hecho de que la arenisca de Jacobsville se pliega dentro de la zona de la falla de Keweenaw. [33] El movimiento en la falla de Keweenaw está asociado con las últimas etapas de la orogenia grenvilliana de 1090 a 980 millones de años . [1] Como resultado, se limita a que la arenisca de Jacobsville haya sido depositada durante la fase final de Rigolet de la orogenia grenvilliana (hace 1010–980 millones de años).
La formación es un acuífero en su mayor parte no confinado , [34] llamado acuífero de Jacobsville , [17] que cubre un área de 4.363 millas cuadradas (11.300 km 2 ). [35] A pesar de ser un acuífero de arenisca, tiene una baja permeabilidad [36] y el agua se mueve en gran medida a través de grietas y fisuras que se extienden a una profundidad de aproximadamente 100 a 150 pies (30 a 46 m). En 1985, se extrajeron 6,5 millones de galones estadounidenses (25.000 m 3 ) por día para uso humano. [17] Varios pozos de lecho de roca en el acuífero de Jacobsville tienen niveles elevados de uranio . [37] El uranio elevado también contribuye a los altos niveles de radón , particularmente en la península de Keweenaw. [38]
La primera extracción de arenisca se produjo en el condado de Alger en la década de 1860, cuando dos empresas proporcionaron piedra para construir altos hornos cercanos para la industria del hierro . [39] La primera extracción comercial y generalizada de arenisca comenzó alrededor de 1870. [40] La industria alcanzó su punto máximo a principios de la década de 1890. [41] A lo largo de los años existieron alrededor de treinta y dos canteras [42] , agrupadas cerca de Jacobsville y Marquette, con otras dispersas a lo largo de la costa del Lago Superior. [43] El fin de la industria se produjo de forma variable según la ubicación, aunque terminó alrededor de 1915 con el estallido de la Primera Guerra Mundial . [44]
Una de las principales figuras de la industria de la piedra arenisca de Jacobsville fue John Henry Jacobs , [42] con quien estaban asociados los mayores productores del área de Jacobsville. [45] La ciudad fue fundada en 1884 cuando Jacobs abrió sus primeras canteras en la zona. [46] Tanto la piedra arenisca como la ciudad de Jacobsville llevan su nombre. [20]
Las dos variedades principales de arenisca de Jacobsville que se extrajeron fueron la piedra roja y la piedra rojiza. [47] Redstone vino del área de Jacobsville, tanto en variedades uniformes como abigarradas. [48] Una variedad de piedra rojiza de color marrón violáceo conocida como gota de lluvia, llamada así por su apariencia húmeda, fue descrita como la "piedra más hermosa extraída en el Lago Superior". [49] Marquette suministró piedra rojiza y gotas de lluvia, sin embargo, los suministros fueron generalmente limitados. [48] Hasta principios de 1900, la arenisca de Jacobsville se conocía popularmente como arenisca del lago Superior, piedra rojiza o piedra roja y tenía el prefijo del lugar en el que se extraía, como Marquette y Portage Entry ( por ejemplo , piedra rojiza de Marquette). [9]
La arenisca se extraía como piedra dimensional , piedra de tonelada y piedra de escombros , siendo la piedra dimensional la más comercializable y costosa. Los bloques de piedra dimensional generalmente miden 8 por 4 por 2 pies (2,44 por 1,22 por 0,61 m). [50] El subproducto de la eliminación de la piedra dimensional fue piedra de escombros, que se vendió a bajo precio o se descartó por completo. [51] La arenisca se extrajo entre abril y noviembre, [52] ya que el invierno podría ser perjudicial para la piedra. [53]
Cuando se abrió una nueva cantera, se volaron y eliminaron hasta 50 pies (15 m) de deriva glacial y sobrecarga de esquisto para acceder a la arenisca que se encontraba debajo. Si no existían acantilados de arenisca para la superficie de una cantera , se cortaban canales largos y estrechos espaciados cuatro pies entre sí para permitir la extracción. [52] Se quitó una llave entre los canales, ya sea acuñando o volando, para crear un espacio para que los bloques se movieran a medida que se retiraban. [54] Una vez que se quitó la llave, se perforaron agujeros horizontalmente debajo del bloque que se iba a extraer y luego se abrieron con cuñas. Luego, estos grandes bloques se rompieron al tamaño adecuado con cuñas golpeadas con mazos. Una vez dimensionados adecuadamente, los bloques se transportaban en tranvía a los muelles o se cargaban directamente en los barcos. [55] Desde allí, la arenisca se enviaba a los puertos a lo largo de los Grandes Lagos para su distribución tierra adentro. [48] [53]
La Exposición Mundial Colombina de 1893 en Chicago, con su Ciudad Blanca , marcó el comienzo de un cambio de estilo que prefirió los mármoles y calizas de colores claros al color oscuro de la arenisca de Jacobsville. [57] La dirección de la arquitectura se alteró dramáticamente en una década a expensas de Jacobsville Sandstone, especialmente en la región del Lago Superior. [58] En 1896, el comisionado de estadísticas minerales de Michigan informó que:
Los arquitectos se han pronunciado en contra de ello en sus planos y especificaciones... por la razón de que la arquitectura debe tener un cambio de estilo y material al igual que la sombrerería y la sastrería. Afirmaron que se estaba utilizando demasiada piedra arenisca y que la uniformidad debía romperse mediante el uso de piedra de otro tipo y color... [53]
La industria comenzó a decaer y muchas canteras quedaron inactivas porque la arenisca extraída anteriormente era suficiente para satisfacer la demanda. [59] Después de varios años de demanda deprimida, la industria se recuperó hacia el cambio de siglo. [47] Sin embargo, la producción total de arenisca de Michigan alcanzó su punto máximo en 1902 con un valor de $ 188,073 y cayó a $ 12,985 en 1911. [56] En 1914, menos de tres empresas producían arenisca en el estado y, por lo tanto, no se registraron cifras. [56]
Según el director del Servicio Geológico y Biológico de Michigan , el declive fue causado en parte por la Depresión de 1893 y la gran distancia entre las canteras y los principales mercados. [59] La piedra artificial, el hormigón y el ladrillo se habían vuelto populares y económicos, desplazando todas las variedades de piedra del mercado. [59] Además, los fabricantes de ladrillos hicieron campaña con éxito contra el uso de piedra. [60] Alrededor de 1897, Jacobsville Sandstone llamó la atención durante la construcción del palacio de justicia del condado de Wayne . [61] Se contrató el uso de la piedra arenisca, pero finalmente se rescindió, a favor de la piedra de Ohio, [62] en medio de acusaciones de que la piedra arenisca de Jacobsville tenía una resistencia y durabilidad inferiores. [61]
El fin exacto de la industria no está claro, pero la mayoría de las canteras se cerraron alrededor de 1915. [42] Los registros indican que la última cantera activa, operada por Portage Entry Redstone Company, cerró entre 1923 y 1926. [48] A pesar de la desaparición de En la industria, algunas construcciones nuevas todavía usaban Jacobsville Sandstone varios años después del siglo XX. Los ejemplos incluyen la Escuela Baraga (1903–06), JH Kaye Hall (1913–15) en la Escuela Normal del Estado del Norte (ahora Universidad del Norte de Michigan ) y una estatua llamada USS Kearsarge construida en Wolverine por la Works Progress Administration . [63] Como la mayoría de las canteras ya no estaban en funcionamiento, la piedra arenisca a menudo se recuperaba de los edificios existentes. [64]
La ciudad de Jacobsville, fundada por la industria de la piedra arenisca, alcanzó su punto máximo de población alrededor de 1897 con unos 800 residentes. [46] La ciudad comenzó a decaer alrededor de 1910 y, a mediados de la década de 1960, la oficina de correos había cerrado y solo quedaban setenta habitantes. [sesenta y cinco]
Aunque Jacobsville Sandstone se utilizó principalmente como piedra, existe potencial para otras industrias. La formación contiene una gran cantidad de hierro, pero ha habido poca exploración. [66] Ha habido una historia de exploración de recursos de uranio en la Península Superior, incluso dentro de la formación Jacobsville. [67] [68] Entre 2003 y 2010, una operación conjunta entre dos empresas gastó 1,6 millones de dólares en exploración de uranio en Jacobsville. [69] También ha habido cierto interés en reanudar la extracción de la arenisca como piedra dimensional . [70]
La arenisca de Jacobsville ha sido designada por la Unión Internacional de Ciencias Geológicas como recurso pétreo del patrimonio mundial . [71]
La piedra arenisca de Jacobsville era popular como material de construcción debido a su resistencia, durabilidad y atractivo estético. En particular, es resistente a las temperaturas extremas del fuego y al ciclo de congelación y descongelación de los climas del norte. [72] El Mining Journal of Marquette informó el 20 de noviembre de 1875 que:
Sus cualidades a prueba de fuego fueron probadas minuciosamente en el gran incendio de Chicago , donde las paredes de piedra rojiza del Lago Superior... permanecieron intactas, sin una grieta, escama o imperfección causada por el gran calor bajo cuya influencia las fachadas de mármol se desmoronaron y cayeron al suelo. suelo. [73]
La piedra arenisca se podía obtener a bajo costo en grandes cantidades y el transporte a través de los Grandes Lagos redujo aún más los costos. También es fácil de trabajar y tallar, y podría usarse en todo un edificio. [40] La piedra más deseada era la que no tenía imperfecciones blancas y tenía una coloración uniforme. [52] El estilo románico richardsoniano , que es "particularmente adecuado para la expresión en piedra coloreada", ayudó a popularizar la piedra arenisca en la arquitectura. [59] Los edificios de este estilo creaban la impresión de estabilidad en una sociedad en rápido cambio y se adaptaban bien al carácter de la región del Lago Superior. [74]
Varios edificios en la Península Superior [75] y en los Estados Unidos y Ontario, Canadá incorporan Jacobsville Sandstone en su construcción. En la península superior, estos edificios incluyen el teatro Calumet , [76] la iglesia de San Ignacio de Loyola , [77] y varios edificios en el distrito histórico de Quincy Street . [78] En otros lugares, la piedra arenisca se utilizó en el hotel Waldorf-Astoria original en la ciudad de Nueva York. [46] Muchos edificios históricos en Sault Ste. Marie. Marie, Ontario, están construidas con arenisca de Jacobsville, ya que hubo abundancia después de la excavación de Sault Ste. Marie, Ontario. Marie Canal en 1895 y el posterior auge industrial. Estas areniscas parecen más claras, ya que los rápidos de St. Marys han recorrido este depósito durante milenios, lixiviando el contenido de hierro y dejando una textura de mármol. [79]
La piedra de cascajo se utilizaba habitualmente para cimentaciones, pesebres, rompeolas y muelles. [51]
Jacobsville Sandstone se ha utilizado como agregado de hormigón [48] y losa . [80]
