La Formación Bass , también conocida como Caliza Bass , es una formación rocosa del Mesoproterozoico que aflora en el este del Gran Cañón , en el condado de Coconino, Arizona . La Formación Bass se erosiona en forma de acantilados o acantilados escalonados. En el caso de la topografía escalonada, las capas resistentes de dolomita forman elevaciones y las capas de argilita forman escalones empinados. En general, la Formación Bass en la región del Gran Cañón y los estratos asociados de las rocas del Grupo Unkar se inclinan hacia el noreste (10°–30°) hacia fallas normales que se inclinan 60+° 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). Además, umbrales basálticos gruesos, prominentes y de color oscuro se introducen a través de la Formación Bass. [2]
La Formación Bass es la parte basal del Grupo Unkar .
El Grupo Unkar tiene un espesor de entre 1.600 y 2.200 m (5.200 y 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 está cubierto en orden ascendente por la Formación Nankoweap , de entre 113 y 150 m (371 y 492 pies) de espesor; el Grupo Chuar , de entre 1.900 m (6.200 pies) de espesor; y la Formación Sixtymile , de entre 60 m (200 pies) de espesor.
El Supergrupo del Gran Cañón , del cual la Formación Bass es la formación más baja, se superpone a granitos , gneises , pegmatitas y esquistos profundamente erosionados que componen las Rocas del Basamento Vishnu . [2] [3] [4]
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Se ha debatido un poco sobre la nomenclatura de la Formación Bass. En un principio, se la denominó Caliza Bass en 1914 por el Cañón Bass, donde suele estar expuesta. Los geólogos han reclasificado la Caliza Bass como Formación Bass porque está formada por mezclas heterogéneas de estratos sedimentarios clásticos y carbonatados , de los cuales la dolomita es el tipo de roca predominante y la caliza es solo un tipo de roca menor. Además, su Miembro Hotauta fue designado originalmente como Conglomerado Hotauta en 1914 como una unidad separada del estado de formación para el Cañón Hotauta. Más tarde se incluyó en la Formación Bass como miembro, donde ha permanecido. [1] [2] [5]
La Formación Bass está formada por intercalaciones de arenisca ( arcosa ) y arenisca limosa , intercalaciones prominentes de conglomerado y dolomita, e intercalaciones subordinadas de argilita y caliza. La dolomita y la dolomita arenosa son las litologías predominantes. También se encuentran capas de brecha intraformacional en toda la Formación Bass. Las dolomitas y calizas varían en color de gris a gris rojizo y, a veces, contienen capas de estromatolitos bioherméticos y en forma de galleta . Los conglomerados, brechas, areniscas y argilitas varían en color de marrón púrpura a rojo oscuro y marrón rojizo.
La dolomita y la caliza dominan la Formación Bass en la parte central del Gran Cañón, mientras que la arenisca, el conglomerado y la argilita dominan la Formación Bass en la parte oriental del Gran Cañón. La Formación Bass suele adquirir un grano más fino hacia la parte superior. [2] [5] [6] [7]
En la Formación Bass se encuentran capas de ceniza volcánica . Consisten en capas de tefra blanca de grano muy fino , intercaladas con dolomita y argilita hacia la base de la formación. Estas capas se caracterizan por contactos basales marcados, estratificación gradual y un conjunto mineral de silicato diverso que difiere de los conjuntos minerales dominados por carbonato o calcilicato de los estratos adyacentes. Los circones de uno de estos lechos de ceniza volcánica se han datado utilizando técnicas de datación de uranio-plomo . [5] [8]
La base tanto de la Formación Bass como del Grupo Unkar en el este del Gran Cañón está marcada por el Miembro Hotauta de la Formación Bass. Es un conglomerado discontinuo prominente, inicialmente llamado Conglomerado Hotauta y luego redesignado Miembro Hotauta. Este conglomerado consiste en clastos redondeados, del tamaño de guijarros a adoquines , de sílex , granito, cuarzo , cristales de plagioclasa y micropegmatitas en una matriz de arena de cuarzo. Alrededor del 80% de los clastos del tamaño de grava consisten en granito y cuarcita . La grava de cuarcita carece de equivalentes locales en el Gran Cañón, lo que indica una fuente distante. Excelentes afloramientos del Miembro Hotauta se encuentran en el nivel del río Colorado cerca de Hance Rapids (milla fluvial 77) y a lo largo de los senderos South Kaibab y North Kaibab . [2] [5] [9]
Se han reportado diversas estructuras sedimentarias en la Formación Bass. Estas incluyen marcas de ondulación ; superficies cubiertas de grietas de lodo ; estructuras de cono en cono ; brechas/conglomerados interformacionales; estratificación graduada de pequeña escala, tanto normal como invertida ; y rellenos de canales locales. La dolomita y la piedra caliza dentro de la Formación Bass se han visto afectadas por alteraciones postdeposicionales que incluyen: dolomitización , recristalización, estilolitización y silicificación . [2] [5] [6]
Los umbrales y diques basálticos se introducen en todos los estratos del Grupo Unkar que se encuentran debajo de la Lava de Cárdenas. Solo los umbrales, cuyos diques de alimentación no están expuestos, se pueden observar invadiendo la Formación Bass. Donde los umbrales han invadido dolomías silíceas en la Formación Bass, el metasomatismo y la recristalización han producido asbesto crisotilo , tanto por encima como por debajo de los umbrales. Las vetas de asbesto con fibras de hasta 10 cm (3,9 pulgadas) de longitud, a menudo se encuentran comúnmente dentro de los 3 m (9,8 pies) de los contactos superior e inferior de los umbrales. [2]
La caliza Bass muestra, en general, un aumento de espesor hacia el noroeste que va desde los 37 m (121 pies) hasta los 104 m (341 pies) de espesor. Su espesor promedio es de 80 m (260 pies). Tiene un espesor de 100 m (330 pies) en Phantom Creek (lado norte del Templo de Isis , la Pirámide de Keops y Utah Flats), y de 57 m (187 pies) en Crystal Creek. La sección delgada de la Formación Bass en Crystal Creek probablemente refleja la presencia de un alto topográfico de Vishnu Basment Rocks en la paleosuperficie en la que se acumuló. [6] [7]
La base de la Formación Bass es una discordancia importante que también forma la base del Supergrupo del Gran Cañón y del Grupo Unkar. Esta discordancia separa el basamento cristalino subyacente y profundamente erosionado , que consiste en granitos, gneises, pegmatitas y esquistos de las rocas del basamento Vishnu, de las rocas estratificadas del Proterozoico del Supergrupo del Gran Cañón. [2] [9]
Este contacto es una superficie notablemente lisa que tiene un relieve de unos 6 m (20 pies) en el cuadrángulo topográfico de 15 minutos de Shinumo y 15 m (49 pies) en los cuadrángulos topográficos de 15 minutos de Bright Angel y Vishnu. En el cañón Hotauta y en Granite Narrows, esta superficie es extremadamente lisa con un relieve de solo 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 las rocas del basamento de Vishnu se elevan 6 m (20 pies) por encima del nivel general de una superficie relativamente plana.
Las rocas del basamento de Vishnu que se encuentran debajo de esta superficie suelen estar profundamente erosionadas hasta una profundidad media de 3 m (9,8 pies) por debajo de ella. Donde no ha sido removida 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 subyacentes. 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 una antigua penillanura . [10]
En la parte oriental del Gran Cañón, el contacto entre la Formación Bass y la lutita Hatakai suprayacente es típicamente gradual en un intervalo de aproximadamente un metro. Por ejemplo, en Red Canyon, el contacto consiste en un intervalo en el que la caliza estromatolítica de la Formación Bass está íntimamente intercalada con roca sedimentaria clástica gruesa de la lutita Hakatai suprayacente. En la parte oriental del Gran Cañón, el contacto es agudo, pero conformable. [2] [9]
El contacto entre la arenisca Tapeats y la Formación Bass y el resto del Grupo Unkar plegado y fallado es una discordancia angular prominente , que es parte de la Gran Discordancia . La erosión diferencial del Grupo Unkar dejó capas resistentes del basalto Cardenas y la cuarcita Shinumo como altos topográficos (hoy vistos como monadnocks antiguos y meteorizados ), que ahora están enterrados por areniscas, lutitas y conglomerados de la arenisca Tapeats. Estos monadnocks sirvieron localmente como fuentes de sedimentos de grano grueso durante la transgresión marina que depositó la arenisca Tapeats y otros miembros del Grupo Tonto . El contacto entre la Formación Bass y la arenisca Tapeats forma parte de una superficie relativamente plana que se encuentra entre los monadnocks. [2] [9]
En la Formación Bass se encuentran estromatolitos fósiles . Las “formas columnares” diagnósticas de estromatolitos son poco comunes. De estas formas, hasta ahora solo se han reportado Collenia undosa Walcott, Collenia symétrica Fenton & Fenton y Collenia frequens Walcott en la Formación Bass. El ambiente en el que crecieron estos estromatolitos, a juzgar por los sedimentos asociados, era uno de aguas marinas tranquilas y poco profundas. La presencia común de marcas de ondulación y grietas de lodo sugiere una desecación intermitente. Las capas delgadas de brechas en lascas asociadas con ellas indican períodos ocasionales de turbulencia de breve duración. Sin embargo, falta evidencia directa que indique específicamente un ambiente intermareal cerca de una costa . [11]
Se han reportado varios tipos de otros fósiles, es decir , medusas , esponjas , rastros de gusanos y bivalvos de la Formación Bass. Los exámenes críticos de estos fósiles reportados han concluido que las esponjas fósiles son concreciones de sílice inorgánica ; las medusas son estructuras de escape de gas o colonias de algas ; y los rastros de gusanos son estructuras sedimentarias inorgánicas. Además, los fósiles de un bivalvo de afinidad desconocida, que fueron reportados de la Formación Bass, ahora se juzgan como copos de barro redondeados o bolitas que probablemente sean oncolitos de origen algal. [11] [12] [13]
La litología y las estructuras sedimentarias observadas en la Caliza Bass indican que, a excepción del Miembro Hotauta, se acumuló debajo de un mar que transgredió desde el oeste. El Miembro Hotauta consiste en arenas fluviales y gravas que se acumularon dentro de valles en una superficie erosionada de las Rocas del Basamento Vishnu. La grava de cuarcita indica que los conglomerados del Miembro Hotauta fueron depositados por sistemas fluviales que se extendieron a una distancia desconocida fuera de la región del Gran Cañón. Los sedimentos marinos enterraron los depósitos fluviales del Miembro Hotauta como una superficie lisa, con un relieve local de probablemente no más de 150 pies (46 m) de las Rocas del Basamento Vishnu, sumergidas por una transgresión marina desde el oeste. La dolomita de la Formación Bass probablemente se depositó originalmente como piedra caliza y posteriormente se alteró a dolomita por diagénesis posterior . Esta piedra caliza se acumuló en gran parte en aguas marinas claras, relativamente cálidas y poco profundas por procesos tanto biológicos como abiológicos. Durante la incursión máxima y más profunda de las aguas marinas, la piedra caliza y el lodo de aguas profundas se acumularon en el oeste del Gran Cañón, mientras que los estromatolitos y el lodo de aguas poco profundas se acumularon en el este del Gran Cañón. Después de la incursión máxima de las aguas marinas, el mar retrocedió lentamente y se acumuló en entornos costeros y cercanos a la costa, como lo indican las marcas de ondulación , las grietas de lodo , las lutitas oxidadas y otra evidencia de exposición subaérea periódica encontrada en la parte superior de la Formación Bass. Las condiciones de formación de evaporitas probablemente ocurrieron también durante esta fase regresiva. Finalmente, un entorno marino cercano a la costa poco profundo, marismas de llanura costera y deltas que marcaron el comienzo de la deposición de la lutita Hakatai, dominaron el área del Gran Cañón. [2] [5] [6] [9]
La datación por uranio-plomo de circones de un lecho de ceniza en la Formación Bass, la datación por argón-argón de las rocas ígneas suprayacentes y los estudios termocronológicos de las rocas del basamento Vishnu subyacentes , restringen la edad de la Formación Bass y el Grupo Unkar asociado . Los circones de lechos de ceniza volcánica caídos por el aire en su parte inferior arrojaron una fecha de uranio-plomo de 1254,8 ± 1,6 Ma. Esta fecha es consistente con las edades radiométricas de los estratos precámbricos interpretados como correlativos con la Formación Bass y su edad estimada a partir de estudios paleomagnéticos anteriores. Además, esta fecha es consistente con que el basalto Cardenas más joven haya entrado en erupción hace aproximadamente 1104 Ma. Finalmente, la datación de circones por uranio-plomo es consistente con estudios de las rocas del basamento de Vishnu subyacentes que indican que fueron exhumados desde profundidades de 25 a 10 km entre 1.750 y 1.660 Ma y desde una profundidad de 10 km hasta la superficie en la que se encuentra la Formación Bass entre 1.660 y 1.250 Ma. [5] [9]
La presencia de vetas de amianto crisotilo en la Formación Bass se observó por primera vez en las primeras exploraciones del Gran Cañón realizadas por la expedición Powell . Poco después de 1890, se presentaron solicitudes de concesiones mineras sobre estos depósitos de amianto. Más tarde, a principios de la década de 1900, William Wallace Bass extrajo amianto en la zona de Shinumo Creek-Hakatai Canyon y John Hance extrajo amianto en Asbestos Canyon. Aunque estos depósitos tenían amianto de buena calidad, se produjo poco amianto, como máximo unas pocas toneladas, debido a que estos depósitos eran bastante pequeños y de difícil acceso. Estas minas de amianto ahora están abandonadas y protegidas como sitios históricos. [14] [15] [16]
A mediados de la década de 1960, Gregory H. Billingsley encontró varias vetas de asbesto de hasta 7,6 cm (3,0 pulgadas) de espesor en la desembocadura del arroyo Tapeats . Estas vetas afloran río arriba a lo largo del río Colorado durante casi dos millas hasta Stone Creek. Clorita verde, granate verde y talco están asociados con las vetas de asbesto, que se encuentran en una zona de metamorfismo de contacto de 0,6 a 0,9 m (2 a 3 pies) de espesor asociada con umbrales basálticos. Por razones desconocidas, nunca se presentaron reclamaciones sobre estas vetas y no se hizo ningún intento de explotarlas. [14] [16]
Los depósitos de asbesto del Gran Cañón son muy similares en origen y naturaleza a los depósitos de asbesto de la región Sierra Ancha - Salt River Canyon del condado de Gila, Arizona . Al igual que en el caso de la Formación Bass, estos depósitos de asbesto crisotilo son del tipo metamórfico de contacto que se produce en dolomías y calizas mesoproterozoicas que contienen magnesio alteradas por diques y umbrales basálticos. Al igual que en el caso de los depósitos de asbesto del Gran Cañón, la dolomita y la caliza reaccionaron con fluidos que contienen sílice, calentados por las intrusiones de basalto, formando el mineral serpentino crisotilo. Al igual que los depósitos de asbesto del Gran Cañón, estos umbrales y diques basálticos tienen una edad que va de 1.050 a 1.140 Ma. A diferencia de los depósitos de asbesto del Gran Cañón, los depósitos de asbesto de la región Sierra Ancha-Salt River Canyon han sido extremadamente productivos. [15] [17]
36°06′29″N 112°07′15″O / 36.1080, -112.1209
