אבן גיר קאיבאב

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
אבן גיר קאיבאב
Grand010.jpg
שכבות הסלע של אבן גיר קאיבאב בפארק הלאומי גרנד קניון באריזונה
תכונות
סוג תצורה
גיל שלהי פרם תחתון עד פרם תיכון
255‏–‏270 מיליון שנה לפני זמננו
ליתולוגיה אבן גיר משובצת מאובנים, אבן גיר חולית, דולומיט וצור, אבן טין, אבן חול וגבס
קרויה על שם רמת קאיבאב באריזונה
השם נקבע על ידי נלסון דרטון ב-1910‏[1]
מיקום
אזור רמת קולורדו
מדינה ארצות הברית
תת יחידות פרט פוסייל מאונטיין ופרט האריסברג
יחידת סלע מתחת תצורת טורוויפ, אבן חול קוקונינו ואבן חול וייט רים
יחידת סלע מעל תצורת מואנקופי
עובי משתנה באזורים שונים מ-91 מטרים ועד 150 מטרים באזור גרנד קניון

אבן גיר קאיבאבאנגלית: Kaibab Limestone) היא תצורה[2] גאולוגית של סלעי משקע קשים יוצרת מדרון וצוקים בגוון אדמדם עד לבן שמנת משלהי הפרם התחתון (לפני 255-270 מיליון שנים), שהורבדה בים רדוד.‏[3] התצורה נחשפת בארבע ממדינות ארצות הברית: במזרח מרכז נבדה, בצפון אריזונה, בדרום מזרח קליפורניה ובדרום יוטה, כחלק מהאזורים הפיזיוגרפיים של רמת קולורדו ופרובינציית אגן ורכס בארצות הברית. תצורה זו יוצרת את שכבת הסלע העליונה בשתי הגדות של הגרנד קניון. יחידת סלע זו מכונה גם "תצורת קאיבאב" בנבדה, אריזונה ויוטה. בהרי ביג מריה (Big Maria Mountains) בדרום מזרח קליפורניה עברה תצורת אבן גיר קאיבאב התמרה בדרגה גבוהה ובאזור זה היא מכונה "שיש קאיבאב".‏[4]

היסטוריה של המחקר[עריכת קוד מקור | עריכה]

רמת קאיבאב מהחלל

השם נקבע על ידי הגאולוג האמריקני נלסון דרטון (Nelson Horatio Darton‏; 1948-1865) ב-1910‏[1] על שם רמת קאיבאב, השוכנת מצפון לגרנד קניון במחוז קוקונינו באריזונה. מקור שם הרמה בשפת בני הפאיוט ופירושו "הר שוכב". השם התקבע כאשר חוקר הארצות ג'ון וסלי פאוול, שכינה לראשונה מקומות רבים לאורך הגרנד קניון, שמע כינוי זה מהם.‏[5] במאמר שבו הגדיר דרטון את אבן גיר קאיבאב הוא לא קבע מיקום מייצג לתצורה. דרטון גם הגדיר את אבן גיר קאיבאב כתצורה העליונה ב"חבורת אוברי" (Aubrey Group), יחידה סטרטיגרפית שקיומה בוטל אחר-כך. ב-1921 בחנו הגאולוגים הארווי בסלר (Harvey Bassler‏; 1950-1883) וג'ון ריסייד (John Bernard Reeside‏; 1958-1889) מחדש את העבודה של דרטון והגדירו את פרט האריסברג (Harrisburg Member) של תצורת אבן גיר קאיבאב.‏[6]

במונוגרפיה "הסביבה וההיסטוריה של תצורת טורוויפ ותצורות קאיבאב של צפון אריזונה ודרום יוטה"‏[7] שכתב הגאולוג אדווין מקיי (Edwin Dinwiddie McKee‏; 1984-1908) הוא פיצל את "אבן גיר קאיבאב" כפי שהגדיר אותה דרטון לשתי התצורות המוכרות נכון לעשור השני של המאה ה-21, "אבן גיר קאיבאב" ו"תצורת טורוויפ". מקיי גם בחן מחדש את חלקה התחתון של תצורת אבן גיר קאיבאב וחילק אותה באופן בלתי רשמי לשלושה פרטים (בסדר עולה): אלפא, ביתא וגמא. מאוחר יותר, בשנות ה-70 של המאה ה-20, נבחן מחדש חלקה העליון של התצורה ונקבעו השטחים שבהם נחשפת התצורה לאוויר. כמו כן, נעשו ניסיונות, שנכשלו, לקדם את התצורה למעמד של חבורה ולחלק אותה לכמה תצורות. ב-1982 שינה וורן המילטון (Warren Bell Hamilton) את שם התצורה ל"שיש קאיבאב" (Kaibab Marble) וקבע את גבולותיה בקליפורניה. ב-1991 חילקו הגאולוגים ג'יימס סוראוף (James E. Sorauf) וג'ורג' בילינגסלי (George H. Billingsley) את אבן גיר קאיבאב מלמטה כלפי מעלה לשני פרטים: פרט פוסיל מאונטין (Fossil Mountain Member) (פרט חדש) ופרט האריסברג.‏[8] השניים קבעו שהשכבה אותה כינה מקיי כפרט אלפא (השכבה העילית) היא פרט האריסברג והשכבה אותה כינה פרט ביתא (השכבה האמצעית) היא פרט פוסיל מאונטיין. הפרט קרוי על שם הר פוסיל שבגדה הדרומית של הגרנד קניון בסמוך לשביל בס. פרט גמא של מקיי נקבע כחלק מפרט פוסיל מאונטיין. במחקר נוסף שביצעו אנדרסון (Anderson) והינצה (Hintze) ב-1993 נקבעו מחדש הגבולות הגאוגרפיים של תצורת אבן גיר קאיבאב.‏[4]

גיל התצורה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מחקרים פלאונטולוגיים מוקדמים של תצורת אבן גיר קאיבאב קבעו בוודאות את גיל התצורה על סמך שפע המאובנים הכלולים בה ובתצורת טורוויפ שמתחתיה. על סמך הפאונה הימית של ברכיופודים וספוגיים צורניים הגיעו החוקרים למסקנה שגיל התצורה הוא לאונארדיאן (בערך קונגוריאן (272.3–283.5 מיליון שנים) / שלהי פרם תחתון) מחקר שנערך מאוחר יותר שבחן קונודונטים ומאובני ענק נוספים שנתגלו במחשופים המערביים של פרט פוסיל מאונטיין הרחיב את גיל התצורה לתקופת הרואדיאן (268.8–272.3 מיליון שנים, שלהי הפרם התחתון ותחילת הפרם התיכון).

תיאור[עריכת קוד מקור | עריכה]

קניון אוק קריק (Oak Creek Canyon ) באריזונה, סדר השכבות (למעלה למטה) תצורת אבן גיר קאיבאב, תצורת אבן חול קוקונינו, חבורת סופאי

תצורת אבן גיר קאיבאב היא מקבץ של סוגים מגוונים של סלעי משקע. היא מורכבת מסלעי משקע סיליקטיים וקרבונטיים בשכבות מתחלפות לסירוגין (interbedded) ומאוצבעות (interfingering)‏[9] בצורה מורכבת. בנוסף, שינויים משמעותיים שהתחללו לאחר שלב הדיאגנזה[10] יצרו הרכב מגוון עוד יותר באמצעות התמרת אבן הגיר לדולומיט וצירור‏[11] של אבן הגיר תוך יצירת צור.

התצורה מורכבת משני הפרטים הבאים (למעלה למטה):

  • פרט הריסברג (Harrisburg Member) – יוצר את הצוקים העליונים ביותר ואת המדפים הנסוגים לאורך שתי הגדות של הגרנד קניון. הפרט מורכב ממקבץ של גבס, דולומיט, אבן חול, אבן חול אדומה,‏[12] צור ומעט אבן גיר.‏[4] הגוון הכללי של הפרט הוא אפור-אדמדם ואפור-חום. הפרט מחולק בחלוקה בלתי רשמית (מלמעלה כלפי מטה) למדרון עילי, צוק תיכון ומדרון תחתון. הגוון של המדרון העליון הוא אדמדם אפור והוא מורכב מגבס, אבן חול, אבן טין ואבן גיר בגוון אפור-צהבהב עשירה במאובנים. הצוק התיכון הוא שכבות דקות של אבן גיר הכוללות צור ואבן גיר חולית בגוון אפור, והמדרון התחתון משתנה בין אבן חול גירית ואבן טין עם גבס בגוון אפור-צהבהב לאדום חיוור, לבין אבן גיר חולית אפורה, לבין שכבת גבס עבה בגוון שבין אפור ללבן. לא ניתן להבחין בהבדל בין שלוש יחידות אלו ברמת קאיבאב. התמוססות הגבס שבמדרון התחתון גרמה בחלק מהמקרים לכיפוף ושבירה של אבן הגיר שבצוק התיכון. תופעה זו ניכרת ברמת קוקונינו וברמת קנאב בהן הצוק התיכון הוא שכבת הסלע העליונה. התמוססות הגבס גרמה גם להופעת בולענים בפרט האריסברג. עובי הפרט נע בין 80 מטרים בחלקו המערבי והוא יורד בהדרגה עד 36 מטרים במזרח. העובי הממוצע הוא כ-50 מטרים.‏[4]
  • פרט פוסיל מאונטין (Fossil Mountain Member) – שכבת אבן גיר בגוון אפרפר יוצרת צוקים. בדרך כלל השכבנה עוברת בליה לאפור כהה. באזור מערב הגרנד קניון, מורכב פרט זה מאבן גיר עשירה בעדשות צור (כ-20% מהפרט) לבנות עד אפורות העוברות בליה לאפור כהה עד שחור, ובמאובנים רבים ומגוונים שמקורם ימי. מזרחה לאזור זה, באזור רמת קוקונינו, משתנה באופן דרסטי הליתולוגיה, המינרלוגיה ומיני המאובנים שבפרט פוסיל מאונטין ובהדרגה הוא הופך לדולומיט חולי המכיל מגוון מוגבל של מאובנים של בעלי חיים ימיים ולאבן חול יוצרי "עמודים" המנותקים מהצוק. עובי הפרט בין 70 ל-107 מטרים.‏[4]

נקודות מגע[עריכת קוד מקור | עריכה]

באזור הגרנד קניון משתרעת תצורת אבן גיר קאיבאב על שכבות הגבס ושכבות אבן החול המפותלות של תצורת טורוויפ. במקור חשבו הגאולוגים כי בין אבן גיר קאיבאב לבין תצורת טורוויפ קיימת אי התאמה בהתבסס על נוכחות של סלעי ברקציה ומשטחי סחיפה מקומיים בין-תצורתיים. עם זאת, מחקר נוסף הגיע למסקנה שסלעי ברקציה ומשטחי סחיפה מקומיים בין-תצורתיים אלו הם תוצאה של התמוטטות שבאה בעקבות התמוססות סלעי התאדות בחלקה העליון של תצורת טורוויפ. עקב כך מוגדר אזור המגע בין התצורות כתואם או שקיימת בו אי התאמה סחיפתית מקומית בלבד. דרומית ומזרחית לגרנד קניון, סלעי ההתאדות והשכבות המתפתלות של אבני החול (השקעה במלחה) של תצורת טורוויפ מאוצבעים בתוך ומחולפים על ידי אבן החול בעלת השיכוב הצולב של אבן חול קוקונינו. עקב כך באזור שולי מוגויון מונחת תצורת אבן חול קאיבאב ישירות על אבן חול קוקונינו. בצפון מזרח אריזונה ובדרום מזרח יוטה מונחת תצורת אבן חול קאיבאב על אבן חול ויט רים (White Rim Sandstone).

אזור המגע העליון שבין תצורת אבן גיר קאיבאב (פרט האריסברג) לבין תצורת מואנקופי המונחת עליו הוא אזור של אי התאמה סחיפתית. בצפון מערב אריזונה, בדרום מזרח נבדה ובדרום מערב יוטה אזור המגע הוא אזור של אי התאמה סחיפתית שבחלקים ממנו יש עמקים קדומים, שעומקם כמה עשרות מטרים וקארסט שנסחף לתוך אבן הגיר קאיבאב שמתחתיו לפני שהושקעה תצורת מואנקופי. עמקים אלו התמלאו בסלעי קונגלומרט וברקציה הידועים כקונגלומרט רוק קניון (Rock Canyon conglomerate). בתוך קניון מרבל והאזורים המזרחיים של הגרנד קניון ודרומה לעמק ורדה (Verde Valley) אזור המגע העליון שבין תצורת אבן גיר קאיבאב ותצורת מואנקופי הוא אי התאמה סחיפתית. אי התאמה סחיפתית זו נראית בדמות תבליט קל ומזוהה באמצעות הבדלי צבע ניכרים, טופוגרפיה וסוגי סלעים שבין אבן החול הגירית החומה יוצרת הצוקים של תצורת אבן גיר קאיבאב לאבן הטין האדומה יוצרת המדרון של תצורת מואנקופי. משערים שאי ההתאמה מייצגת את מרבית תור הפרם וחלק מהטריאס התחתון.

אף על פי שתצורת מואנקופי מונחת על תצורת אבן גיר קאיבאב, הסלעים הרכים יחסית המרכיבים אותה נסחפו לחלוטין בחלק מהאזורים. משום כך מופיעה תצורת אבן גיר קאיבאב כשכבת הסלע העליונה ביותר ברוב הרמות הנרחבות שמשני צדי הגרנד קניון. בתוך רמות אלו נסחפו גם מרבית השכבות העליונות ביותר של תצורת אבן גיר קאיבאב.

מאובן של ברכיופוד ושברים של חבצלות ים בתצורת אבן גיר קאיבאב
מבט מרמת קאיבאב לגרנד קניון. החלק העליון הוא תצורת אבן גיר קאיבאב

מאובנים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בתצורת אבן גיר קאיבאב נתגלו שפע של מאובנים של חסרי חוליות ובעלי חוליות מתור הפרם. חסרי החוליות הנפוצים כוללים: ברכיופודים, קונודונטים, אלמוגים, חבצלות ים, רכיכות, זכוכנים וספוגיים אחרים וטרילוביטים. כמו כן נתגלו קוצים של קיפודי ים ומחילות של פראונים השייכים למשפחת ה-Callianassidae. בעלי החיים ממחלקת הסילוניות שנתגלו בתצורת אבן גיר קאיבאב כוללים נאוטילוסאים ענקייים בגודל של כדורגל. שיני כרישים מאובנות המייצגות קבוצה מגוונת של דגי סחוס, נתגלו בתצורת אבן גיר קאיבאב באריזונה.‏[13]

מקומות שבהם נחשפת אבן גיר קאיבאב[עריכת קוד מקור | עריכה]

תצורת אבן גיר קאיבאב נחשפת במקומות הבאים:‏[14]

אבן גיר קאיבאב נחשפת בפארקים הבאים (רשימה חלקית):

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Blakey, R., and W. Ranney, 2008, Ancient Landscapes of the Colorado Plateau. Grand Canyon Association, Grand Canyon Village, Arizona. 176 pp. ISBN 978-1934656037
  • Chronic, H., 1983, Roadside Geology of Arizona. 23rd printing. Mountain Press Publishing Company, Missoula Montana. 322 pp. ISBN 978-0-87842-147-3
  • Lucchitta, I., 2001, Hiking Arizona's Geology. Mountaineers's Books, Seattle, Washington. 269 pp. ISBN 0-89886-730-4

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1.0 1.1 A reconnaissance of parts of northwestern New Mexico and northern Arizona
  2. ^ הגאולוגים מקבצים את שכבות הסלעים ליחידות ליתוסטרטיגרפיות (יחידות סלע) הקרויות פרטים (באנגלית members) המוכלות בתוך תצורות (formations) המקובצות לחבורות (groups).
  3. ^ Kaibab Limestone Capitol Reef National Park
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 Kaibab Limestone
  5. ^ Grand Canyon Place Names!!
  6. ^ Bassler, H., and J. B. Reeside, Jr., 1921, Oil prospects in Washington County, Utah
  7. ^ McKee, E. D., 1938, The environment and history of the Toroweap Formation and Kaibab formations of northern Arizona and southern Utah. Publication, no. 492. Carnegie Institution of Washington, Washington, DC. 268 pp.
  8. ^ Sorauf, J. E. and G. H. Billingsley, 1991, Members of the Toroweap and Kaibab Formations, Lower Permian, northern Arizona and southwestern Utah. The Mountain Geologist, 28(1):9-24
  9. ^ צורת מגע בין שכבות מתחלפות הדומה לאצבעות משולבות
  10. ^ בפטרולוגיה של סלעי משקע דיאגנזה (diagenesis) היא כלל התהליכים המתרחשים אחרי ההשקעה, לפני ההתקשות, במהלכה ואחריה
  11. ^ סיליפיקציה, החלפת מרכיבי הסלע בסיליקה
  12. ^ באנגלית redbed - מקבץ של אבן חול, אבן טין ופצלים בגוון אדום בשל תחמוצות ברזל
  13. ^ Hodnett, J.-P., D. K. Elliott, and T. J. Olson, 2013, A new basal hybodont (Chondrichthyes, Hybodontiformes) from the Middle Permian (Roadian) Kaibab Formation of northern Arizona. In, S. G. Lucas, W. A. DiMichele, J. A. Barrick, J. W. Schneider, and J. S. Spielman, eds., pp. 103-108, The Carboniferous-Permian Transition. Bulletin no. 60. New Mexico Museum of Natural History and Science, Socorro, New Mexico.
  14. ^ Geologic Unit: Kaibab