ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЙОНА ДЖОН-ДЭЙ, ОКРУГ ГРАНТ, ОРЕГОН
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ США / ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА
Город Джон-Дэй, долина реки Джон-Дэй и хребет Строберри, вид на юг и юго-восток. С момента съемки в 1946 году отвалы породы, оставленные золотодобывающими драгами, были выровнены под строительные площадки.
Один из наиболее примечательных районов для активного отдыха на Тихоокеанском Северо-Западе, «Джон-Дэй Кантри» (район Джон-Дэй) на северо-востоке Орегона, назван в честь уроженца Вирджинии, который был участником экспедиции Астора к устью реки Колумбия в 1812 году.
Фактических сведений о Джоне Дэе сохранилось немного, за исключением того, что он родился в округе Калпепер, штат Вирджиния, около 1770 года. Также известно, что в 1810 году этот высокий первопроходец «с упругой походкой, словно он ступал на пружины», присоединился к сухопутной экспедиции Джона Джейкоба Астора под руководством Уилсона Прайса Ханта, целью которой было создание обширной сети по сбору пушнины в западных штатах с опорой на крупный торговый пост в устье реки Колумбия.
Экспедиция прибыла в район Гранд-Титон, на территории нынешнего штата Вайоминг, в сентябре 1811 года, а с наступлением зимы столкнулась с бедствием вдоль реки Снейк. Когда у них закончилось продовольствие недалеко от нынешнего города Туин-Фолс, штат Айдахо, Хант разделил экспедицию на четыре группы для поиска еды и подходящего маршрута через каньоны. Как описано в книге Вашингтона Ирвинга «Астория», группа, в которую входил Джон Дэй, сильно отделилась от остальных; пережила ужасные лишения во время зимовки с индейцами недалеко от Хантингтона; и в конечном итоге сократилась до двух человек — Джона Дэя и Рэмси Крукса. К середине апреля следующего года Дэй и Крукс достигли слияния рек Колумбия и Ма-ха, где группа индейцев забрала у них всё, включая одежду. Из-за этого инцидента река Ма-ха была переименована в Джон-Дэй. Возвращаясь вверх по Колумбии в поисках помощи у дружелюбных индейцев, они были спасены группой трапперов на каноэ и, наконец, достигли Астории 11 мая 1812 года.
Хотя первое золото в Орегоне, как сообщается, было обнаружено в 1845 году на одном из верхних притоков реки Джон-Дэй участником каравана переселенцев, заселение района Джон-Дэй по-настоящему началось в 1862 году, когда золото было найдено в ручье Каньон-Крик чуть выше города Каньон-Сити. С тех пор было добыто золота на сумму, возможно, 30 000 000 долларов, в основном из гравия в русле и вдоль берегов Каньон-Крик, а также на 10-мильном участке реки Джон-Дэй. Лесозаготовка и скотоводство в настоящее время являются основными отраслями промышленности региона.
Рост туризма в Орегоне и округе Грант, а также сопутствующий интерес к геологии послужили стимулом для подготовки этой брошюры. Комиссия по планированию округа Грант и Департамент геологии и минеральных ресурсов штата самым тесным образом сотрудничали в рамках программы по информированию заинтересованных посетителей о геологии края, который они посещают.
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ
Современный район Джон-Дэй занимает площадь 4000–5000 квадратных миль в юго-западной части региона Блу-Маунтин в Орегоне и находится на границе двух крупных геологических провинций. Одна из них, на севере, — это плато Колумбия, состоящее из плоских или слегка наклоненных потоков базальта, покрывающих около 100 000 квадратных миль. Другая, на юге, — провинция Бассейнов и Хребтов, которая простирается до Мексики и характеризуется широким разнообразием сложноскладчатых и разломных горных пород. Горный хребет Строберри-Олдрич, поднимающийся на высоту от 7000 до 9000 футов вдоль южной стороны долины реки Джон-Дэй (см. рисунок 13 на стр. 21), является частью горной цепи длиной 150 миль, вытянутой в восточном направлении, которая локально разделяет эти две провинции.
Многие особенности, свидетельствующие о событиях геологической истории северо-восточного Орегона, можно увидеть в горных породах вдоль асфальтированных шоссе в пределах района Джон-Дэй. Путеводитель, описывающий некоторые из этих особенностей, включен в состав этой брошюры. Местоположения основных достопримечательностей, привязанные в путеводителе к километровым столбам шоссе штата, показаны на карте, прилагаемой к путеводителю.
Известная часть геологической истории района Джон-Дэй началась с излияний лавы и накопления вулканического пепла, песчаника, сланца и небольших линз известняка в море позднего палеозоя более 250 миллионов лет назад. Где-то между 200 и 250 миллионами лет назад перидотит и габбро (темные, богатые магнием разновидности изверженных пород) поднялись с больших глубин и в виде расплавленного материала (магмы) внедрились в существовавшие ранее морские отложения. Эти изверженные породы сейчас образуют ядро горы Каньон и видны вдоль отвесных стен ручья Каньон-Крик. Массы хромовой руды (хромита) были вынесены вверх вместе с расплавленным материалом. После того как эрозия обнажила перидотит и габбро, территория снова была затоплена, и в позднетриасовое и раннеюрское время (около 180 миллионов лет назад) район гор Олдрич был частью морского пути, в который изливались лавы. Тысячи футов вулканического пепла от активных вулканов накопились в море, а между извержениями отлагались мощные толщи аргиллита и сланца. Выемки вдоль шоссе U.S. 395 между Каньон-Крик и долиной Беар-Вэлли сложены этими породами. В течение части этого периода вулканической активности гора Каньон возвышалась как крупный массив суши, но в конечном итоге она также была глубоко погребена. Регион снова поднялся и, вероятно, был сушей в течение второй половины юрского периода (от 135 до 150 миллионов лет назад).
В раннемеловое время произошло внедрение расплавленного материала, сформировавшего гранитные породы в горах Олдрич и около Дикси-Бьют, к северо-востоку от Прери-Сити. Золотые жилы в горе Каньон и в большей части региона Блу-Маунтин, вероятно, образовались в то время под воздействием растворов из гранитной магмы. Разрозненные участки ископаемого песчаника и конгломерата, подобные тем, что находятся в Гус-Рок (см. рисунок 5 на стр. 10), показывают, что море ненадолго наступало на регион Блу-Маунтин в меловом периоде после того, как эрозия обнажила граниты. Береговая линия находилась недалеко к востоку от района Джон-Дэй.
На протяжении последних 60 миллионов лет восточный Орегон был краем вулканов, горообразования и эрозии. После отступления мелового моря и неопределенного периода эрозии вулканические извержения из широко разбросанных центров в эпоху эоцена погребли регион под слоем вулканических пород мощностью в несколько тысяч футов, которые сейчас образуют формацию Кларно; локально эти породы состоят в основном из андезитовых лавовых потоков и грубых селевых брекчий. Формация Кларно была сильно смята в складки, разбита разломами и подверглась глубокой эрозии до того, как другая серия вулканов в Каскадных горах и несколько восточнее их извергла риолитовый пепел, который был перенесен ветром на восток и отложился в виде формации Джон-Дэй в эпоху олигоцена. Формация Джон-Дэй, по-видимому, была ограничена низменной областью, которую геологи сегодня называют бассейном Джон-Дэй, расположенным между нынешним местоположением Каскадных гор и древними горами Блу-Маунтин. Слои Кларно и Джон-Дэй в этом бассейне всемирно известны: они дали тысячи костей, листьев и кусков окаменелого дерева, которые были погребены и сохранены вулканическим пеплом подобно тому, как Помпеи были погребены при извержении Везувия в 79 году н. э. Древние крупные млекопитающие, такие как титанотерии, и мелкие предки современных млекопитающих, такие как четырехпалая лесная лошадь эогиппус размером с фокстерьера, бродили по субтропическим лесам в эпоху эоцена. Многие важные звенья в эволюционной цепи млекопитающих были найдены в ископаемых слоях Джон-Дэй; например, трехпалая лошадь мезогиппус, которая была лесным обитателем размером с овцу, имела зубы, приспособленные для поедания листвы, а не травы.
Современный ландшафт начал формироваться в среднемиоценовое время, когда базальтовые потоки, покрывающие большую часть территории и обнаженные в стенах Пикчер-Гордж (отсюда их название — базальты Пикчер-Гордж), погребли ландшафт, сформированный на формации Джон-Дэй и более древних породах. Базальт извергался из длинных трещин или разломов в земной коре и образовывал потоки очень жидкой лавы, которые растекались на расстояние до ста миль. Геологи признают эти базальты особым типом, который обычно называют платовым или трапповым базальтом. Базальт, застывший в трещинах, образует дайки, которые обычно выветриваются быстрее, чем окружающие более мягкие породы, выступая над ними, как показано на фотографии дайки Кимберли на стр. 16.
В то время как базальты Пикчер-Гордж заливали большую часть бассейна Джон-Дэй, несколько вулканов в окрестностях горы Строберри извергали андезитовую и риолитовую лаву и пепел, наращивая конусы, подобные горе Худ и другим высоким пикам Орегонских Каскадов. Геологи назвали остатки этих конусов вулканитами Строберри. Поскольку эти вулканы поднимались на несколько тысяч футов над поверхностью базальтов Пикчер-Гордж, пепел и продукты эрозии с них смывались на базальты; эти материалы составляют формацию Маскалл. Хотя горы были покрыты лесом, низменности, вероятно, были открытыми и травянистыми. Кости и зубы трехпалой лошади размером с пони, меригиппуса, были найдены в формации Маскалл. Когда извержения прекратились в раннеплиоценовое время (около 10 миллионов лет назад), весь регион Блу-Маунтин, вероятно, напоминал восточную часть Каскадных гор в Орегоне сегодня, особенно район между горой Худ и озером Крейтер.
Нынешний хребет Строберри-Олдрич, а также гряды и долины к северу от него сформировались, когда земная кора прогнулась и треснула под воздействием сильных сжимающих сил с севера и юга. Частично за счет изгиба или складкообразования, а частично за счет разломов вдоль разлома Джон-Дэй и других, хребет Строберри-Олдрич постепенно поднялся на полторы-две мили над долиной на севере. Дно главной долины реки Джон-Дэй было заполнено гравием, смытым с поднимающихся гор, и по мере того, как складкообразование, разломы и эрозия замедлялись, на поверхности заполнения долины сформировалась обширная, широкая, полого наклонная поверхность. Однако в то время, когда накапливались эти гравии (называемые формацией Рэттлснейк), мощное вулканическое извержение распространило поток пепла мощностью более 100 футов по всей длине дна долины Джон-Дэй; остатки этого потока образуют заметные скальные выступы между городом Джон-Дэй и Пикчер-Гордж. Кости гиппариона, лошади размером с пони, которая имела ноги и зубы, как у современных лошадей, были найдены в гравии под пепловым потоком.
СОВРЕМЕННЫЙ ЛАНДШАФТ
Различия в скорости эрозии различных горных пород были столь же важны, как складкообразование и разломы, в формировании топографических особенностей района Джон-Дэй. Главными агентами эрозии являются процессы химического выветривания, которые со временем разрушают или разлагают все горные породы, а также проточная вода, которая уносит выветрелый или частично разрушенный материал. Пикчер-Гордж узок, потому что базальты в его стенах очень устойчивы к выветриванию и ломаются вдоль вертикальных трещин на крупные блоки, которые нелегко сдвинуть. Напротив, река Джон-Дэй прорезала широкую долину с плоским дном в формации Маскалл в южной части Пикчер-Гордж, потому что пепельные слои выветриваются до мелкой глины, которая легко смывается.
Оползни оставили свой след на облике района Джон-Дэй. Крупные массы горных пород часто сползают там, где на мягких породах, перекрытых твердыми устойчивыми породами, образуются крутые обрывы. Когда склон обрыва становится слишком высоким и крутым, мягкие слои не выдерживают, и крупные блоки или массы сползают вниз, обычно наклоняясь назад по мере движения, как показано на схеме Кэтедрал-Рок на стр. 15. Кэтедрал-Рок и два небольших оползня к северу от реки, примерно в двух милях к востоку от Джон-Дэй, демонстрируют эту классическую форму. Однако многие оползни представляют собой просто нагроможденные, холмистые массы сползшего материала. Масштабные оползни в формации Джон-Дэй под базальтами Пикчер-Гордж красочно представлены вдоль реки на протяжении 8 миль к северу от Пикчер-Гордж. Некоторые оползни происходят внезапно, но многие движутся вперед только по мере того, как их нижняя часть (язык) размывается, как в случае с Санкен-Маунтин.
Ледники сформировали основные долины, расположенные на высоте более 5000 футов. Движущийся лед толщиной в сотни футов вырывал полукруглые амфитеатры, называемые цирками, в верховьях долин. 2000-футовые скалы над озером Литл-Строберри были сформированы именно так. Горные породы, удерживаемые во льду, подобно зубьям гигантского рашпиля, сошлифовывали неровности и расширяли дно долин до широкой U-образной формы по мере того, как ледники двигались вниз по долинам. Эффективность ледниковой эрозии можно увидеть, сравнив оледеневший ручей Строберри-Крик выше озера Строберри (как показано на рисунке 15 на стр. 22) с неоледеневшим Пикчер-Гордж или с Каньон-Крик чуть выше Каньон-Сити.
ПУТЕВОДИТЕЛЬ ПО «КОЛЬЦЕВОМУ» МАРШРУТУ ДЖОН-ДЭЙ
ПРИМЕЧАНИЕ: Километраж у обозначенных буквами остановок на карте (рис. 1) относится к ближайшим километровым столбам. Они не идут в числовом порядке, поскольку маршрут охватывает части четырех разных пронумерованных шоссе. Двигаясь по маршруту по часовой стрелке, путешественник окажется на больших высотах позднее в течение дня.
A. 155.4
Зона отдыха Холлидей. Главный разлом Джон-Дэй, который здесь погребен под речным гравием, предположительно находится чуть южнее зоны отдыха. Параллельный ступенчатый разлом (рис. 2) пересекает южный склон Маунт-Вернон-Бьют слева направо примерно там, где редеют можжевельники. Потоки базальта Пикчер-Гордж в верхней части холма спускаются к уровню долины слева от вас. Породы на переднем плане и справа — это грубослоистые вулканические брекчии формации Кларно. Формация Кларно была поднята на высоту до 250 футов в результате движения вдоль разлома, что привело к ее расположению напротив базальта, как показано на схеме. Разлом лучше всего виден в послеобеденном свете в овраге справа, чуть южнее некоторых кирпично-красных слоев в базальте.
Движение по главному разлому Джон-Дэй на юге, по-видимому, подняло горные породы как минимум на 1000 футов, поэтому два разлома создали ступенчатую структуру слоев породы. Главный разлом Джон-Дэй прослежен на протяжении около 80 миль.
Рис. 2. — Вид на Маунт-Вернон-Бьют и схема разломов вдоль его южного склона.
Рис. 3. — Вид на разлом Джон-Дэй в формации Маскалл в устье ручья Филдс-Крик и его связь со структурой долины реки Джон-Дэй.
B. 144.0
Дорога Филдс-Крик. В дорожных выемках чуть южнее шоссе разлом Джон-Дэй (рис. 3) проходит через формацию Маскалл, где наклон или падение слоев резко меняется с пологого южного на крутой северный. Разлом продолжается на запад под дном долины. Ископаемые листья и улитки могут быть найдены в слоях к югу от разлома, а в 1000 футов южнее обнажаются вертикальные потоки базальта Пикчер-Гордж.
На севере, через долину у Уайт-Хиллс, слои формации Маскалл были опущены относительно базальтов Пикчер-Гордж вдоль разлома Белшо. Уайт-Хиллс — известное место для сбора ископаемых листьев.
C. 138.5 – 135.0
Вертикальные ребра. Выступающие вертикальные ребра, видимые к югу от реки на крутых склонах под высокой террасой (педиментом), представляют собой потоки базальта Пикчер-Гордж, наклоненные вертикально в северном крыле антиклинали гор Олдрич. Разлом Джон-Дэй проходит вдоль основания крутого фронта, в котором обнажены эти ребра.
D. 132.6
Поток вулканического пепла. Скальный выступ к северу от реки Джон-Дэй между этим местом и Дейвиллом представляет собой поток вулканического пепла, извергнутый около пяти миллионов лет назад в виде раскаленной пемзы, сильно насыщенной газом. Быстро движущееся раскаленное облако, вероятно, заполнило древнюю долину реки Джон-Дэй и отложило пепел на глубину более 100 футов на расстоянии от 60 до 70 миль. Как показано на рисунке 4, пепловый поток покрывает около 200 футов гравия, который был отложен в долине. Скальный выступ и гравий над и под ним составляют формацию Рэттлснейк.
Рис. 4. — Вид на северо-запад через долину реки Джон-Дэй в сторону Пикчер-Гордж.
E. 126.0
Пикчер-Гордж. Слева от Пикчер-Гордж, с севера на запад, в порядке их отложения и геологического возраста от самых древних до самых молодых, видны базальты Пикчер-Гордж, формация Маскалл и формация Рэттлснейк (рис. 5). Потоки базальта Пикчер-Гордж и пепельные слои формации Маскалл были наклонены на юг вместе и подверглись эрозии до того, как формация Рэттлснейк была отложена горизонтально поверх них. Пикчер-Гордж и нынешняя долина были затем прорезаны рекой Джон-Дэй после того, как формация Рэттлснейк в свою очередь была наклонена. Пять террас на базальте чуть восточнее Пикчер-Гордж отмечают временные остановки в процессе врезания реки Джон-Дэй.
F. 122.0
Смотровая площадка имени Томаса Кондона, парк штата «Ископаемые слои Джон-Дэй». От Пикчер-Гордж до скал напротив базальты Пикчер-Гордж и разноцветные пепельные слои формации Джон-Дэй поднимаются вместе почти на 2000 футов. Базальт, венчающий Шип-Рок, является эрозионным останцем. Нижние слои формации Джон-Дэй окрашены в красный цвет глиной, смытой с мощной почвы на формации Кларно, которая обнажена в самом дальнем красном холме. Почва сформировалась в результате тропического выветривания около 30–35 миллионов лет назад, до того как была отложена формация Джон-Дэй. Разломы в малом масштабе проиллюстрированы на примере Шип-Рок, где мощный оливково-серый пепловый поток в середине формации Джон-Дэй смещен на 75–100 футов (рис. 6). Разлом наклонен примерно на 45° на восток. Примерно в двух милях ниже по течению масштабное движение по двум разломам опустило базальтовые потоки в Мидл-Маунтин на 2000–2500 футов. Один из разломов проходит вдоль основания Мидл-Маунтин выше по течению (рис. 6).
Рис. 5 — Северо-южный разрез вдоль реки Джон-Дэй через Пикчер-Гордж и Мидл-Маунтин.
Рис. 1. — Геологическая карта района Джон-Дэй с указанием маршрута.
[Карта в более высоком разрешении]