ウェリントン層

ウェリントン層
地層範囲:ペルム紀前期(アルティンスキアン) ~
カンザス州サライナのインディアンロックパークにあるスモーキーヒル川分水路で採掘された上部ウェリントン頁岩
岩塩（ハッチンソン岩塩層、ウェリントン層）。
タイプ形成
単位サムナーグループ
サブユニットロウワーウェリントン層、ハッチンソンソルト層、カールトン石灰岩層、アッパーウェリントン層
下層カンザス州中西部：（第六子午線を基準として）[ 1 ]東：キオワ頁岩上：更新世段丘西：ニンネスカ頁岩 オクラホマ州北中部：ヘネシー層ガーバー砂岩
オーバーレイノーランズ石灰岩
厚さ500～700フィート（150～210メートル）
岩石学
主要な頁岩/泥岩/ドロマイト塩 /無水石膏/石膏
位置
座標北緯38度36分 西経97度12分 / 北緯38.6度、西経97.2度 / 38.6; -97.2
おおよその古座標北緯3度36分 西経25度48分 / 北緯3.6度、西経25.8度 / 3.6; -25.8
地域カンザス州オクラホマ州
国 アメリカ合衆国
タイプセクション
名前の由来ウェリントン、カンザス州
命名者FWクラギン[ 2 ]
ウェリントン層はアメリカ合衆国にあります
ウェリントン層
ウェリントン層（アメリカ合衆国）
ウェリントン層はカンザス州にあります
ウェリントン層
ウェリントン層（カンザス州）

ウェリントン層はカンザス州とオクラホマ州にまたがる前期ペルム紀の地質層で、数百フィートの厚さの柔らかく薄い灰色の岩石であることから「ウェリントン頁岩」とも呼ばれています。 [ 2 ]この層のハッチンソン岩塩層は、層自体よりも地域社会でよく知られており、塩は現在でもカンザス州中部で採掘されています。[ 3 ]ウェリントン層はペルム紀の昆虫の豊富な記録を提供し、その層理はアイスハウスペルム紀の熱帯古気候の復元の証拠となり、場合によっては季節の移り変わりを測定できる可能性があります。[ 4 ]ウェリントン頁岩から発掘された数万点の昆虫の化石は、ハーバード大学比較動物学博物館とイェール大学ピーボディ自然史博物館の主要なコレクションとして保管されています。[ 5 ]

説明

当初は海成頁岩として記述されていた厚さ500～700フィート（150～210メートル）のウェリントン層は、主に暗灰色の薄い層状の軟岩で、その多くは陸生で、淡水池や塩湖からの堆積物を含んでいます。硬石膏と石膏からなる様々な層がいくつか存在し、層の大部分は巨大な塩層で構成されています。局所的に見られる赤色層と緑色の頁岩は、浅い淡水面を持つ露出土壌の状態を示しています。海成化石は最下層に限られており、残りの層には淡水生物や陸生生物、特に昆虫や爬虫類の化石が含まれています。

分布

中部大陸のより初期のペルム紀の岩層と比較すると、ウェリントン層は範囲がいくぶん限られている。ウェリントン層は、カンザス州西部、オクラホマ州北西部、およびテキサス州パンハンドルの北東隅で確認されているが、ネブラスカ州では確認されていない[ 4 ] （下位のチェイス層がネブラスカ州とカンザス州東部に相対的に広がっていることと比較）。地表の露頭は、一般的に南北に走る国道81 号線と77 号線沿いかその間にある。[ 5 ]サライナの南からオクラホマ州北部にかけて、西に傾斜するウェリントン層は広く浅い谷の下にあり、ここではハッチンソン・ソルト層が溶解したために上部ウェリントン層が崩壊し、マクファーソン・バレー湿地やウェリントン・マクファーソン低地などの低地が形成されている。この谷の西側では、ウェリントン頁岩がニネスカ頁岩の下の地下深くへと徐々に傾斜しているが、この層はカンザス州西部の境界線より西には広がっていない。[ 4 ]

古気候

地球規模の極度の氷河期において、ウェリントン鉱床は赤道直下に位置し、氷河は存在しなかった。気候は概ね乾燥していたが、地球全体の気温と降水量は周期的に変動しており、その記録は盆地に堆積した風で運ばれた塵の層に残っていた。[ 4 ]

動物相

翼開長72センチメートル（28インチ）のMeganeuropsis permianumの実物大復元図。

居住可能な環境は、当初は海洋の湾であったが、主に非海洋であり、乾燥水、淡水、汽水、塩水の間で非常に多くの周期的な変化があった。

海洋（最下層の頁岩）

汽水

淡水

陸生昆虫

地層学

ウェリントン頁岩は、暗色頁岩以外に容易に識別できる特徴がほとんどないため、厳密にサブユニットに区分されていません。しかし、いくつかの区分は認識されています。ウェリントン頁岩は、大まかに上部ウェリントン頁岩層と下部ウェリントン頁岩層に分けられます。ただし、これらの非公式な区分は、ハッチンソン・ソルト層が地層のほぼ中央に位置することのみに基づいています。ハッチンソン・ソルト層は、通常は存在しますが、常に存在するとは限りません。

いくつかの石灰岩層（典型的にはドロマイト） [ 9 ]は、これらの上部頁岩部と下部頁岩部の中に見られ、様々な階級に分類されています。また、それ以外に名前の付いていない隣接する頁岩は、名前の付いた石灰岩と一緒に分類される可能性があります。[ 10 ]塩と同様に、それぞれが常に認識できるほど存在しているわけではありません。

上部頁岩

上部ウェリントン層は主に灰色無水岩泥岩と赤色泥岩の互層から構成されていますが、不連続な石灰岩とドロマイトの層も少数含まれています。

ミラン石灰岩[ 11 ] [ 12 ]は上部ウェリントン層の最上部を示す層ですが、常に存在するわけではなく、その不在により、上部のニンネスカ頁岩との接触が目に見えて不明瞭になります。その外観は、典型的には不連続な薄い炭酸塩層の連続です。[ 9 ]カンザス州ミランの南、チカスキア川 の岸辺には露頭があり、頁岩によって隔てられた3つのドロマイト層から構成され、いずれも緑色のマラカイトの斑点を呈しています。[ 13 ]

スリーフィンガー・ドロマイトは、カンザス州中南部で非公式に名付けられた、比較的薄いドロマイト層を3つ含む、厚さ約6メートルの帯です。これらの層は、2001年に発生したヤギー/ハッチンソン天然ガス貯蔵施設の壊滅的な漏洩事故における役割について調査されています。[ 14 ]しかし、これらの層はミラン石灰岩に相当する可能性があります。

ハッチンソンソルト

ハッチンソン塩層[ 11 ]は、塩、無水石膏、灰色頁岩が重なり合う層で構成され、その厚さは最大300フィート（91メートル）に達する。この層はカンザス州中部とオクラホマ州北中部の大部分に分布している。この地域では、石油・ガス探査でこの層が見られる。この塩は、縦坑採掘と溶解採掘の両方で採掘されてきた。採掘地域には、ハッチンソン、ライオンズ、キングマン、カノプリスなどがある。[ 15 ]ハッチンソン塩が地表近くにある場合、通常の淡水地下水循環によって溶解する可能性がある。溶解した塩は、上部の岩盤の崩壊と表層水への塩の流出を引き起こし、一部の淡水源を劣化させる。[ 16 ]

下部頁岩

ウェリントン層下部は、灰色無水石膏性泥岩と無水石膏の互層から構成されており、無水石膏と石膏は一部で採掘されています。下部頁岩には、石灰岩とドロストーンの不連続な層が複数含まれています。場所によっては、これらの薄い石灰岩層は耐久性が高く、景観に影響を与えています。中には、地域規模で地質図を作成できるものもあります。ウェリントン層下部の最下層は、ウェリントン層における海洋環境を唯一反映しています。

カールトン石灰岩[ 11 ]は、局所的に棚状に形成され、ウェリントン下部露頭の地図作成可能なマーカー層です。[ 17 ]カールトン昆虫床と関連していますが、ウェリントン上部と下部には他にも多くの昆虫床が知られています。

ホレンバーグ石灰岩[ 11 ]もまた、棚状の岩石で、ウェリントン下部の表層地形を示す局所的に地図化可能なマーカー層である。[ 17 ]

アネリー石膏はカンザス州アネリーにちなんで名付けられ、ゲウダ・スプリングス頁岩層を覆っています。アラバスター石膏と亜セレナイト石膏も存在し[ 18 ] 、カンザス州ゲウダ・スプリングスの鉱泉リゾート地で採掘されました。理想的な建築材料ではありませんが、そこで採掘されたアネリー・アラバスターは地元では「大理石」と呼ばれ、カンザス州ウェリントンにある歴史的なスミス商業ビルのいわゆる「大理石ブロック」の建設に使用されました[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]。

アクセス

ウェリントン層は頁岩であるため、露出面積は限られていますが、カイオワ砂岩の帽岩の下には中程度の土壌に覆われた斜面を形成する傾向があります。この傾向は、ウェリントン層が地表に近づくと地下水が塩分を溶解し、上部のウェリントン頁岩が沈降して河川や湖の泥に覆われるという事実によってさらに悪化します。

ハッチンソンの塩採掘

カンザス州ハッチンソンは、ハッチンソン岩塩層からの塩の採掘の中心地です。ストラタカ岩塩鉱山博物館に関連して、ハッチンソン岩塩鉱山の地下では、様々な地質学観光の機会があります。団体での宿泊キャンプ、地下での徒歩・自転車レース、そして毎年恒例の特別ツアー「レッドロック・トーバー・ハント」では、ガイド付きの訪問者が鉱山の尾鉱山にアクセスし、一般的に汚染された廃棄物とみなされる赤い塩を収集することができます。

州間高速道路70号線：キオワ/ウェリントンの断崖

カンザス州北中部、サライナのすぐ東、州間高速道路70号線を進むと、広大なサリーン渓谷とソロモン渓谷に挟まれた風光明媚な丘陵地帯を進んでいきます。ここでは、崩壊しつつあるハッチンソン・ソルト層と主に赤色のニンネスカ頁岩はどちらも見られず、これらの断崖は、比較的硬く安定した上部ウェリントン頁岩の上にあるキオワ層の耐久性の高い砂岩の侵食によって形成されました。その結果、サライナのすぐ西にあるニンネスカ頁岩の上にダコタ層が形成した高い断崖と地質学的に類似した低い断崖が形成されました。[ 22 ]

コロナドヒル：ハッチンソン塩の溶解谷

コロナド・ヒルは、スモーキー・ヒルズのスモーキー・ヒル・ビュート山脈の丘陵状の外れ値を形成する、ダコタ残存丘陵の一つです。コロナド・ヒルの頂上にあるコロナド・ハイツ公立公園からは、抵抗力の高いダコタ砂岩とカイオワ砂岩、抵抗力の低いニンネスカ頁岩とウェリントン頁岩、そしてハッチンソン・ソルト層の溶解によって形成された地形を眺めることができます。

コロナド・ヒルの南には、スモーキー・ヒル川の本来の、そして現在の流路が広がっています。ここは西のスモーキー・ヒルズから流れ出し、かつては南東へ流れていましたが、現在は谷を東へ横切り、北へ曲がってサライナへと流れています。この南北に広がる谷は、ハッチンソン・ソルト層が溶解した際に地層が崩壊したことにより、主に形成されました。[ 23 ]コロナド・ヒルの斜面はキオワ頁岩で、ニネスカ頁岩は斜面下部から谷底まで広がり、谷底のこの側には、ハッチンソン・ソルトを含むウェリントン層の全層がニネスカ頁岩の下に広がっています。[ 22 ]

谷の東端に見える崖では、ニネスカ頁岩は完全に消失しており、ウェリントン層が谷底から100フィート（30メートル）以上隆起している。[ 22 ] ハッチンソン岩塩層はこれらの崖ほど東に伸びていなかったため、現在の崖は安定しており、崩壊の東の範囲を超えている。[ 23 ]

形成中のカンザス川の水源は崩壊地を通り南に伸びてスモーキーヒル川を捕らえ、それが今日カンザス川がカンザス渓谷上流域まで北に24マイル（39キロ）流れる理由である。[ 23 ]

サリナのインディアンロックパーク：アッパーウェリントンの発掘調査

インディアンロック分水路の上部ウェリントン層のドロマイト層の滝

1950年代後半、サリナの迂回路および洪水制御プロジェクトの一環として、スモーキーヒル川の曲がり角にあるキオワ/ウェリントンの崖のインディアンヒル隆起を通る迂回路が掘削されました。[ 24 ]掘削により、約80フィート（24メートル）の上部ウェリントン頁岩が露出し、側面の上部では色が変化し、ドロマイトの抵抗力のある層には短い滝があります。インディアンロック公園には、この丘と周囲の野原、崖、レクリエーショントレイルが含まれます。グレンニファーヒルドライブは、駐車場、パノラマの市街地の景色、および迂回路へのトレイルと、現在インディアンロック湖と名付けられている廃レンガ工場の採石場で露出したウェリントン頁岩に続く丘の上に続いています。[ 22 ] [ 25 ] [ 26 ]

州間高速道路70号線：ラッセル郡の陥没穴

カンザス州西部における初期の石油探査は、主に石炭紀の層、例えば深さ3,300フィート（1.0 km）のカンザスシティ・ランシング石灰岩層に集中していた。 [ 27 ]上部ペルム紀層は、この探査において、マーカー層としてだけでなく、ペルム紀層の塩水と家庭用水として利用される表層帯水層の淡水との間に比較的浸透性の低い保護バリアとして重要な役割を担っていた。特に、カンザス州西部の数千もの油井は、炭化水素埋蔵量に到達するために、ハッチンソン岩塩層やその他の上部ペルム紀の岩石からなる可溶性塩、無水石膏、石膏の層を貫通する必要があることを意味している。[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

第二次世界大戦中、ラッセル郡で完成したケーブル掘削井戸から鋼鉄製の外被が回収されましたが、井戸は適切に封印されていませんでした。セメント製の外被と封鎖がなかったため、表層の淡水が井戸の穴を流れ落ち、塩、無水石膏、石膏層を通過する際にこれらの鉱物が溶解して運び去られます。この溶解により、地表から1,300～1,600フィート（490メートル）の深さに水で満たされた空洞が形成され、現在も拡大を続け、ゆっくりと崩壊し、活発な陥没穴を引き起こしています。ハッチンソン塩層の上には強固な地層がなく（柔らかい頁岩、砂、非常に薄い白亜層のみ）、沈下は非常に着実かつ緩やかです。[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

州間高速道路70号線は、カンザス州ラッセル西部にある3つの陥没穴の上に建設されたことを承知の上、建設されました。建設以来、車線は繰り返し高架化され、隣接する高架道路は崩壊の危機を回避するために撤去されました。3つの陥没穴はすべて、雨期には淡水が溜まります。クロフォード陥没穴は3つの中で最も深く、常に水が溜まり、地域湿地を形成しています。[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

参照

参考文献

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さらに読む

  • EH Sellards. 1906. ペルム紀の昆虫の種類、第1部 - トンボ目. American Journal of Science, Series 4 22(129):249-258
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