Petrified Forest

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Versteinertes Holz im Giant Logs Trail

im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

Allgemeines

Der Petrified Forest (PEFO) ist in erster Linie ein geologischer Park, der seine Entstehung klimatischen Veränderungen und geologischen Ereignissen verdankt. Im Trias vor ca. 225 Millionen Jahren (Ma) befand sich an der Stelle des heutigen Wüstengebietes ein von Flüssen durchzogenes Schwemmland. Des Gebiet von Arizona, in dem der Nationalpark liegt, war einst Teil eines riesigen Waldes, der sich von Texas bis Utah erstreckte. Die Bäume waren den heutigen Coniferen sehr ähnlich. Eine sehr häufige Baumfamilie waren die heute oft zu findenden Araukariengewächse. Neben den Pflanzen existierten bereits größere Reptilien wie z.B. Stagonolepsis und kleinere Dinosaurier. Paläontologen studieren die fossilen Überreste seit den 1920er Jahren.

Versteinertes Holz im Giant Logs Trail

im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

Nach der Entdeckung des Petrified Forest Mitte des 19. Jahrhunderts setzte ein intensiver Raubbau ein, die fossilen Hölzer wurden im großen Stil abgefahren, bis Teile des Vorkommens 1906 erstmalig unter Schutz gestellt wurden. Seitdem wurde das geschützte Areal mehrfach erweitert und schließlich zum Nationalpark deklariert. Das Sammeln innerhalb des Nationalparks ist streng verboten, Stücke können aber bei örtlichen Händlern gekauft werden, die ihr Material von außerhalb des Nationalparks beziehen.

Innerhalb des Nationalparks gibt es mehrere Haltepunkte und Wanderwege. Entlang der Wanderwege, so auch am hier abgebildeten Crystal Forest Loop Trail, wurden die fossilen Stämme teilweise neu arrangiert, so dass sie sich nicht mehr in ihrer ursprünglichen Lage befinden.

Landschaft - spätes Trias - westl. Nordamerika Das Chinle-Einzugsgebiet erstreckt sich von der westlichen Seite der angestammten Rocky Mountain Erhebung, der angestammten Uncompahgre- und Front Range-Erhebung in Colorado und nördlichem New Mexi... Museum of Northern Arizona

Stratigraphie Petrified Forest Revised Startigraphy of the Lower Chinle Formation of Petrified Forest National Park, Arizona (2006); DANIEL T. WOODY Museum of Northern Arizona

Geologie

Der Petrified Forest National Park (PEFO) ist Teil des sog. Painted Desert und zeigt mit seinen verschiedenen Farbschichten eine seltsame und eindrucksvolle Landschaft. Durch Erosion geprägt ist er eine Fundgrube für Fossilien. Die Gesteinsformationen zeigen eine Chronik der Vergangenheit und geben Anhaltspunkte über die Ereignisse vergangener Tage.

Die Stratigraphie des PEFO ist bis heute ein strittiges Thema und Bestandteil zahlreicher Untersuchungen. Wir gehen in diesem Bericht ein wenig auf die Kontroversen ein und spiegeln Auszugsweise eine der neuesten Untersuchungen des Museum of Northern Arizona wieder.

Chinle Formation

Die Chinle Formation ist eine Sammlung von fluvial, limmnischen Ablagerungen die in einem bogenförmig geformten Becken abgelagert wurden. Das Becken bildete sich innländisch an einem magmatischem Bogen im Zusammenhang mit der Subduktionszone vor der Westüste Nordamerikas. Zahlreiche weitere regionale Senkungen und Hebungen naben Einfluß auf das Gebiet. Das Klima zu der Zeit wird als humid (feucht) bis semiarid (halbtrocken) beschrieben. Dubiel et al. (1991, p.364) bezeichnete bezeichnete das Petrified Forest Intervall als ungewöhnlich feucht. Wirbeltiere werden typisch von aquatisch amphibischen Formen dominiert. Krokodil ähnliche Phytosaurier attestieren Seen und Flüsse während kleine Saurier vor allem in der Stratigraphie über dem Sonela-Intervall anzufinden sind.

Der Name Chinle Formation wurde zuerst von Gregory (1917) für Gesteine aus dem oberen Trias in der Navajo Reservation des nördlichen Arizona verwendet. Er unterteilte die Formation in 4 Abschnitte A bis D.

• Der Abschnitt A, der obere Teil der Chinle Formation wird dominiert von rotem Tonstein und Silt. Abschnitt A wird abhängig von der Lithologie und Lokation auch verschiedentlich dem ocker, orangem Silt der "Church Rock" oder "Rock Point Member" zugeordnet (Stewart et al., 1972a, 1972b; Lucas et al., 1997).
• Der Abschnitt B unterhalb A besteht aus seitlich beständigem Kalkstein der später als "Owl Rock Member" definiert wurde (Stewart, 1957; Witkind und Thaden, 1963).
• Der Abschnitt C, der überwiegend bunte Mittelteil wurde 1950 offiziell als "Petrified Forest Member" von Gregory bezeichnet. Der Name wurde für seine Aufschlüsse in und um den Petrified Forest National Park vergeben. Die Typsektion befindet sich aber im Zion National Park.
• Der Abschnitt D repräsentiert den Basisabschnitt der "Chinle Formation" und setzt sich aus relativ inkonsistentem Gestein zusammen. Typischerweise besteht das Gestein aus hohen Sandstein- und Tonstein-Anteilen mit überwiegendem Tonsteinverhältnis. Abschnitt D wurde abhängig von der dominanten Fazies dem "Siltstone and Sandstone Member" (="Cameron Member" nach Lucas, 1993) "Monitor Butte Member", "Mesa Redondo Member", oder "lower red member" (="Bluewater Creek Member" nach Lucas and Hayden, 1989) (Cooley, 1958; Witkind und Thaden, 1963; Stewart et al., 1972a, 1972b; Lucas et al., 1997) zugeordnet. Akers et al. (1958) benannte eine ausgeprägte bandförmigen Sandsteinschicht ungefähr in der Mitte des "Petrified Forest Member" das "Sonsela Sandstone bed".

Eine Studie des Museum of Northern Arizona hat 2006 die Ansätze der bisherigen Wissenschaftler aufgegriffen und anhand der vorhandenen Modelle mit eigenen Untersuchungen ein runderes und belastbareres Modell der Petrified Forest Fazies zu erstellen. Die Studie würdigt dabei 8 sedimentäre Fazies (A-H) im durchschnittlichen oberen Trias Abschnitt der gemessenen Sektion des Petrified Forest (PEFO).

Agate Mesa, Blue Mesa

Schematisch, stratigraphische Sektion von Agate Mesa, Blue Mesa. Beise Sektion sind ca. 40 Meter mächtig. BMM=Blue Mesa Member; RFB=Rainbow Forest Bed; RFb=Rainbow Forest beds; JCWB=Jim Camp Wash B...

Museum of Northern Arizona

Blue Mesa

• Faziessammlung A – (entspricht etwa "Blue Mesa Member") Das Gefüge wird dominiert von düster-blauem, blau-grauem und grauem Lehm- und Tonstein, örtlich verbreitet lila, regional grün, gelb und roter Tonstein. Nicht grauer Tonstein hat diffuse graue, blau-graue oder grün-graue Einsprenglinge. Rote oder lila Einsprengungen sind in grauen oder blau-grauen Lagen möglich. Die Verfolgbarkeit der Schichten ist variabel und reicht meist nur von 50 bis 500m so die Topographie dies zulässt. Der Kontakt zwischen den Lagen ist stufenweise fortschreitend. Mäßige bis große Harnisch-Vorkommen sind gewöhnlich in einigen Horizonten, aber nicht immer anzutreffen. Karbonat Linsen sind in einigen Horizonten und folgen nur vereinzelt dem Harnisch oder Haupttrassen (Demko, 1995b; Therrien und Fastovsky, 2000). Die Paläöböden sind verbunden und resultieren in dicken Profilen, stellenweise einige Meter dick. Sandstein ist unüblich in dieser Faziessammlung, wenn vorhanden, dann in dünnen Lagen mit größen/dicke Verhältnissen von 50 zu 100 lokal auch 15-25. Echte Farbbänder sind selten. Sandsteinlagen sind typisch dünner al 0,5 m und selten 1 bis 3 Meter mächtig. Der Sandstein ist meist grünlich-grau und kann an frischen Aufschlüssen von hell bis lila-grau variieren. Der Sandstein ist texturell und in der Zusammensetzung unausgereift mit großen Anteilen von gealterten vulkanischen Klasten. Der Sandstein ist wenig verhärtet und erhaltene sedimentäre Strukturen sind selten.

Die Fazies lässt auf eine ausgedehnt Auenlage mit feuchten Bedingungen und saisonellen Schwankungen im Wasserhaushalt schließen. Karbonateinlagen lassen auf den Einfluss von Grundwasser schließen.

Sonsela Member (B bis G)

Rainbow Forest beds (B, C)

• Faziessammlung B - setzt sich aus mittelkörnigem, lokal auch fein bis grobkörnigem Sandstein und regionalem Konglomerat zusammen. Der Sandstein ist in der Regel grau bis rosa-grau oder hell gelbbraun an frischen Oberflächen. Der Sandstein ist meist in der Zusammensetzung und Struktur ausgereift. Die Einheit ist mehrlagig und kann als Schicht über mehrere Kilometer, in der Nähe der "Blue Mesa", verfolgt werden. Die individuellen Schichten erreichen eine Mächtigkeit von 10 bis 60 cm. Die Dicke der Schicht variiert von 0 an der größten Verjüngung „Lots Wife“ bis etwa 16 m an „Blue Mesa“. Moderate bis starke Schrägschichtung (5-15 cm und >15 cm) ist verbreitet. Die Basis der Zusammenstellung ist eine seichte Ausspülung mit örtlichem Relief kleiner einem Meter. Wegen der schlechten Härtung verwittert die Fazies meist zu flachen Hügeln, bei besserer Verhärtung auch zu lokalen Kuppen wie bei „Camp Butte“ wo der Sandstein sehr gut verhärtet ist.

Granulat aus Hornstein oder zerrissenen Tonstein-Klasten umgrenzen eine Schrägschichtung. Rückstände von leicht bis stark abgerundeten Wirbeltierknochen sind stellenweise vorzufinden. Vulkanische, gelbe und weiße Kieselstein-Gerölle bilden lokale Linsen vorzugsweise wo die Einheit etwas dicker und grobkörniger ausfällt. Quarzite sind seltenere Klasten und kommen in Linsen mit vulkanischem Kiselsäure-Geröll vor. Der Sandstein ist arenitisch bis wacke.

Stellenweise treten Fragmente von versteinertem Holz in Stärken bis 1m, typischer Weise aber kleiner als 30 cm im Durchmesser, auf. Fragmente länger als 1 m sind selten. Meist liegen die Fragmente schräg bis senkrecht zur Gesteinsschicht. Die geschichtete Struktur, die Schrägschichtung und der Mangel an Tonstein weisen auf eine langsam fließende Struktur während der Ablagerung hin.

upper Flattops One Bed Sedimente der Chinle Formation

im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

• Faziessammlung C - besteht aus mittel bis grobkörnigem, regional auch feinkörnigem Sandstein. Der Sandstein ist meist hell (hellgrau bis rosa-grau), lokal auch rotbraun oder mittlgrau. Die Textur ist entwickelt bis fast entwickelt. Im oberen Teil der Ansammlung und an den Grenzen zu Linsen ist die Textur unausgeprägt bis nicht vorhanden.

Die Fazies verwittert zu unregelmäßigen Rippen und Sandbänken. In den texturell schlecht ausgeprägten und wenig verhärteten Bereichen verwittert die Fazies zu unregelmäßigen Rippen und Sandbänken und formt resistente niedrige Grate wo die Textur ausgebildet und verhärtet ist. Großflächige Schrägschichtung ist die meist anzutreffende sedimentäre Struktur. Seitliche Akkretion (Anlagerung) kann stellenweise im unteren Abschnitt beobachtet werden. Die Reifegrad der Zusammensetzung ist sehr unterschiedlich, im Durchschnitt aber nahezu entwickelt (Woody, 2003). Kiesel bis Geröll große Schotter-Klasten umfassen etwa 0 bis 70% der Sedimente entlang von Lageflächen oder als massive Einlagerung.

Jim Camp Wash beds (D, E)

• Faziessammlung D - besteht aus einem Komplex von Sandstein-Platten und Bändern (vgl. Friend et al. 1979) und Tonstein. Das Sandstein / Tonstein-Verhältnisse ist gewühnlich etwa 2,5 : 1. Der Sandstein ist in der Regel feinkörnig und schlecht sortiert. Auf frischen Anschnitten hat der Sandstein zumeist einen Grauton oder ist hellbraun-dunkelgelb, verwittert zeigt er eine breite Palette von Farben.

Der Sandstein ist in der Zusammensetzung unausgereift, lokal weiter entwickelt. Bänder varieren von < 1m bis zu etwa 3m stärke, haben aber immer ein Bandbreite / Dicke -Verhätnis von < 10. Bänder im oberen Bereich können etwa 5 Meter Dicke erreichen. Einzelne Lagen sind meist dünner als 0,5m und können meist über den ganzen Aufschluss (1 bis 2 km) verfolgt werden. Körnchen- und Kiesschotter ist in den Bändern selten und wenn vorhanden aus eigenem Ursprung. Begrenzt können dunkle, meist schwarze oder braune Kieselschiefer und vulkanische Klasten als Linsen aus strukturell sehr unreifem bis sandigem Konglomerat gefunden werden. Sandstein ist meist als Gesteinswacke ausgebildet. Versteinertes Holz ist selten und nur in den oberen Sandsteinbändern zu finden. Der Tonstein rangiert farblich von schmutzig-violett über rot zu schmutzg-blau bis grau absteigend in der Häufigkeit. Individuelle Lagen sind typischerweise etwa einen Meter dick und können etwa einen km verfolgt werden bevor die Abschnitte durch Erosion unterbrochen werden.

• Faziessammlung E - ist mit Ausnahme des größeren Farbreichtums, der Zusammenhänge zwischen Band und Schicht Sandsteinkörpern, der Paläoboden-Charakteristik und der Größe der Band-Sandkörper identisch mit D. Der Sandstein ist im allgemeinen reicher vertreten. Das Sandstein /Tonstein-Verhältnis ist gewöhnlich 1,5 : 2,5, kann aber auch bis 3,5 steigen oder 0,5 absinken. Sandsteinlagen sind weniger kontinuierlich seitlich ausgerichtet und stellenweise werden Lagen miteinander verbunden. Sandsteinschichten sind zumeist niedriger als 1m, können aber auch bis 3m mächtig sein, können aber meist nur wenige 10m verfolgt werden bevor sie durch Erosion unterbrochen werden.

Der Ursprung der Sedimente wird als Abschwemmung eines Überschwemmungsgebietes und Ablagerungen eines Flutkanals definiert

Flattops One bed (F, G)

• Faziessammlung F - besteht aus mittel- bis grobkörnigem Sandstein, Körnchen bis Geröll großem Konglomerat sowie sandigem Konglomerat. Tonstein]-Linsen sind selten, ihr Anteil bei einem vertikalen Schnitt liegt unter 10% . Tonstein, wo anwesend ist düster blau oder grau. Sandstein variiert von blass hellbraun bis hellbraun, hellgrau bis gelbgrau auf frischen Oberflächen sowie grau bis braun auf verwitterten Oberflächen. Sandstein ist in der Regel mäßig bis gut sortiert und strukturell ziemlich ausgereift bis nahezu ausgereift, lokal auch sehr ausgereift (Woody,2003).

Konglomerat-Klasten rangieren im Bereich von relativ selten Granulat bis Geröll. Kieselschiefer-Klasten sind die am weitesten verbreiteten Klasten und sind typischer Weise weiß bis orange gefärbt, in kleiner Menge auch braun und schwarz. Quarzit-Klasten umfassen einen bescheidenen Anteil in den meisten Lokationen. Vulkanische Klasten sind fast so reichlich wie die Kieselschiefer-Klasten und oft die beträchtlichste in der Größe bei den meisten Klastenbeständen. Sandstein-Klasten zählen in wenigen Arealen ebenso zu den beträchtlichsten.

Versteinertes Holz ist häufig als Fragmente von Stämmen von 15 cm bis 1 m im Durchmesser und 20 cm bis 1 m in der Länge anzutreffen (Ash and Creber, 1992; Heckert and Lucas, 1998b; Ash and Creber, 2000). Die Ausrichtung der Stämme ist unterschiedlich.

Die häufigsten Sedimentstrukturen sind moderat bis sehr großflächige ebenflächige Schrägschichtung. Andere Sedimentstrukturen beinhalten lokale kleine bis großangelegte Rinnenschrägausrichtung, horizontale Lamellen, Kies-Bedeckung und Weichsediment Verformung (Deacon, 1990; Woody, 2003). Deacon (1990) beschrieb lokal geneigte Schieferung und Uferdamm-Einlagen in der Umgebung von „Blue Mesa“ und und Fischgräten-Cross-Schichtung in der Nähe von "Crystal Forest".

• Faziessammlung G - umfasste fein- bis grobkörnigen Sandstein, sandiges Konglomerat und kleinere Tonstein-Linsen. Der Kies besteht überwiegend aus Karbonat-Knötchen in sich umgeformte Klasten, regional in Linsen aber aus bis zu 70% vulkanischen, verkieselten Klasten, die extern geformt wurden. Kieselsäure-Klasten sind in absteigender Reihenfolge in der Regel braun, schwarz oder weiß – orange ist selten. Quarzit ist nur lokal vorhanden. Kies ist in der Größe von Granulat bis Geröll, aber in der Regel granular bis Kieslgröße vorhanden. Sandstein ist schlecht, lokal auch gut sortierte Gesteinswacke bis Arenit. Sandstein variiert von blass hellbraun, gelbbraun bis braun und blass grau bis grau. Angewitterte Oberflächen sind gelb-hellbaun bis braun.

Der Sandstein ist in der Regel entweder massiv oder hat gut ausgebildete, mittelmäßige bis starke Schrägschichtung (5 - 15 cm und > 15cm). Kleinflächigere Schrägschichtung (< 5 cm) ist lokal häufig und tritt typisch im Oberen Teil der Zusammenstellung auf. Versteinertes Holz ist regional häufig und in Durchmessern von 10-75 cm (teilweise auch bis 2m) und einigen Meter Länge anzutreffen. Sandkörper haben lagenartige Ausbildung und sind oft mehrfach geschichtet. Individuelle Etagen sind zwischen 0,35 und 5m dick, typischerweise aber etwa 0.75m. Dünne Tonstein-Linsen trennen die Etagen. Der Sandstein ist in der Regel mäßig bis gut verhärtet und trägt Tafelberge und Kuppen. Tonstein-Linsen können bis zu 40% der vertikalen Abschnitte ausmachen. Diese Bereiche sind schwer von der Faziessammlung E zu unterscheiden.

Der Schicht zugrunde liegen leichte bis mäßige Schlingen eines Geschiebestroms. Je enger die Windung zu sein scheint desto höher türmen sich die Sedimente und erreichen einen Bereich in der sich Grate und Senken bilden. Insg. Scheint der Geschiebestrom aber schwächer als der in F zu sein.

Petrified Forest Member (eingeschränkt) (H)

• Faziessammlung H - besteht aus überwiegend Tonstein mit mehreren seitlichen beständigen Sandstein Stellen. Sandstein außerhalb der seitlich persistenten Stellen ist selten. Der Sandstein ist fein bis mittel-körnig und schlecht bis mäßig sortiert. Sandstein ist in der Regel rötlich-grau auf frischen Oberflächen, lokal auch hellgrau. Erodierte Oberflächen sind in der Regel braun oder grau-rot. Kies ist selten und besteht fast ausschließlich aus Knollen in sich umgeformter Karbonat Klasten. Klein- bis mittelstarke Schrägschichtung ist gewöhnlicher als großflächige, seitlich geschichtete Ablagerungen sind häufig.

Tonstein ist vorwiegend tief-violett oder rot mit mäßigen bis reichlich grauen Sprenkeln und beträchtlichem ( > 0,5m) Harnisch sowie vertikal ausgerichteter säulenartiger Wustbildung. Lokale Ton reiche Linsen sind düster blau bis grün und generell ohne paleosole Eigenschaften wie Einsprenkelungen und Harnisch. Paläöböden sind in der Regel mächtig, vermischt oder gebunden mit gut entwickelten vertikalen Eigenschaften. Wenn keine Unterbrechung vorliegt (Abflussystem) können einzelne Einheuten regelmäßig über mehrere Kilometer verfolgt werden.

Aus der Tonsteinfärbung, den dem Hranisch und den Karbonat-Ausblühungen kann eine gut drainierte Landschaft aus Auen-Pläoböden abgeleitet werden.

Oft zitierte, abweichende Aufteilung der Chinle Formation

Im Petrified Forest National Park können insbesondere vier Mitglieder der Chinle Formation unterschieden werden.

• Blue-Mesa-Member - 234 Ma alte Schicht aus dicken Lagen von grauem, blauem, lila und grünem Tonstein und kleineren Sandsteineinlagen, deren bekannteste der Newspaper Rock Sandstein (Zeitungsfels) ist.

Rainbow Forest Bed

Petrified Forest National Park, Arizona, USA; März 2010

Stefan

• Sonsela-Sandstone-Member - Viele Sandsteinlagen des PEFO wurden formell beschrieben und wurden dem "Sonsela Sandstone bed" zugeordnet.

  • Rainbow Forest bed - Cooley (1957) Weißer, quer geschichter Sandstein und Konglomerat aus Kieseln und Geröll, in dem die Stämme von fossilem Holz zu finden sind (Giant Logs und Long Logs Forest Nähe südliches Ende des PEFO). Wegen seiner lithologischen Ähnlichkeit zum "Sonsela Sandstone bed" könnte des "Rainbow Forest bed" ein Ausläufer des "Sonsela Sandstone bed" Cooley (1957). Roadifer (1966, p. 19) glaubte, dass der "Rainbow Forest Sandstein" etwa 6 Meter über dem Sonsela zu finden sei.
  • middle Jim Camp Wash Beds - Roadifer (1966) Eine Schicht aus blauem, grauem, und violettem Tonstein und zahlreichen schmaleren grauen Sandsteinlagen über dem "Rainbow Forest bed" entlang "Jim Camp Wash" nördlich von "Giant Logs". Postifer setzte vorraus, dass diese Schciht ebenso ein oberer Ausläufer des Sonsela-Sandstone-Member sei.
  • upper Flattops One Bed - Roadifer (1966) Mächtige und resistente Schichten aus braunem Kliff-bildendem, quer geschichtetem Sandstein. Die Schicht datiert auf 216 Ma. Der Sandstein bildet die Deckschicht für Blue Mesa, Agate Mesa und das Tafelland nördlich des Rainbow Forest. Roadifer nummerierte die Sandsteinschichten in aufsteigender Reihenfolge von 1 bis 3.

Sedimente des Blue Mesa Member

im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

• Petrified-Forest-Member - Mächtige Abschnitte von rötlichem Tonstein und braunem Sandstein. Gute Aufschlüsse finden sich in den Bereichen der sog. Flattops einem Teil des Painted Desert und besteht aus zermahlenem weißem und rosa Sediment vulkanischen Ursprungs. Das Black Forest Bed, Teil des Petrified Forest Member nördlich des Kachina Point, wurde durch Isotopenanalyse auf 213 +/- 1.7 Millionen Jahre (Ma) datiert.
• Owl-Rock-Member - Das ca. 205 Ma alte Owl Rock Member besteht aus leicht rosa-orange Tonstein, welcher mit dünnen, harten Lagen von Kalkstein gemischt ist. Als Zeichen der zurückgebliebenen Mineralisation von ausgetrockneten Seen finden sich eingestreut Linsen von Gips als Selenit. Aufschlüsse finden sich im Bereich Chinde Mesa am nördlichsten Rand des Parks.

Färbende Einflüsse in der Chinle Formation

Die Färbung verschidenster Lagen der Chinle Formation ist auf deren Mineralien zurückzuführen. Während die roten und grünen Schichten in der Regel die gleiche Menge von Eisen und Mangan enthalten, ist die unterschiedliche Farbe auf den Stand des Grundwasserspiegels bei der Bildung der Lagen zurückzuführen. Da der Sauerstoffanteil bei höherem Grundwasserspiegel geringer ist, sorgt er für eine reduzierende Wirkung in den Sedimenten und die grünlichen und bläulichen Lagen entstanden. Bei schwankendem Wasserstand oxidieren die Eisenbestandteile und rötliche Lagen entstehen.

Anmerkung zur Stratigraphie der Chinle Formation

Zahllose Wissenschaftler haben sich mit dem Thema beschäftigt und dabei zahlreiche leider voneinander abweichende Theorien entwickelt. Das Thema ist wegen der Zerissenheit und regionalen Verteilung der Formationen kaum auf einen Nenner zu bringen.

Der Autor dieses Artikels tut sich schwer hier einen Konsens zu präsentieren und versucht daher die Kontroverse aufzuzeigen, damit sich der Leser evtl. selbst ein Bild machen kann.

Sedimente des Owl-Rock-Member

im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

Bidahochi Formation

Vor 4-8 Millionen Jahren (Ma) während der späten Miozän- und frühen Pliozän-Epochen der Neogene-Periode bedeckten große Seebecken mit kurzlebigen Seen große Teile des nordöstlichen Arizona. Feinkörnige fluviatile und limnische (Süßwassersee bezogene) Sedimente wie Schlamm, Lehm und Sand und lagerten sich ab und stellten den unteren Teil der Bidahochi Formation. Eingetragene Asche und Lava aus Vulkanen in der Nähe und dem Southwest Nevada Volcanic Field gelangten in die Becken. Viele der Vulkane waren phreatomagmatisch. Als sich das eruptive Material (Magma) mit dem Seewasser vermischte, führte dies zu explosiven Eruptionen. Die daraus resultierende Asche führte zu feinkörnigen Sedimentablagerungen.

Nach ein paar Millionen Jahren der Erosion wurde der Großteil der Bidahochi Formation aus dem Parkbereich erodiert, zurück blieben Schlacken, vulkanische Kegel und Maare (mit flachem Boden, annähernd runden Vulkankrater explosiven Ursprungs). Der Ausbruchskanal eines dieser Maare ist vom Pintado Point mit Blick über die Straße zum Painted Desert Rim (Kachna Point - Tawa Point) zu sehen. Das Hopi Butte Volcanic Field mit einer Fläche von 2.500 km² ist das größte Maar-Vulkanfeld, das in dieser Form auf der Welt existiert. Das Vulkanfeld kann von den nordwestlichen Aussichtspunkten eingesehen werden.

Chinle Formation

Petrified Forest National Park, Arizon, Vereingte Staaten von Amerika; März 2010

Stefan

Wo sich die Bidahochi and Chinle Formation treffen, besteht eine Diskordanz (unconformity). Zwischen der 200 Ma alten Chinle Formation und der nur ca. 8 Ma alten Bidahochi Formation fehlen Sedimentschichten im Zeitraum von ca. 192 Millionen Jahren (Ma). Eine Diskordanz kann fast überall auf der Erde vorgefunden werden. Im Grand Canyon National Park fehlen Schichten im Zeitraum zwischen 250 Ma und 1200 Ma.

Pleistozän und Holozän (Quartär)

Vor ca. 1.8 Ma bis heute lagerten sich vom Wind angewehte Sande und Schlamm durch fließendes Wasser auf den älteren Formationen des Parks ab. In den höheren Lagen im nördlichen Teil des Parks konnten 500.000-jährige Dünen gefunden werden. Kleinere Dünen, rund 10.000 Jahre alt, können in sandigen Abflussbereichen wie dem Lithodendron Wash gefunden werden. Die jüngsten Dünen um ca. 1000 Jahre können überall im Park gefunden werden. Die Vegetation hat diese Dünen weitestgehend stabilisiert. Wenn auch nicht so zahlreich wie in der Chinle Formation, konnten auch in den Quartär-Sedimenten Fossilien gefunden werden, wie z.B. Fragmente eines Ur-Elefanten (einschließlich seiner Verwandten). Der Little Colorado River und seine Zubringer einschließlich der Puerco River, haben ihre eigenen Flusstäler in die weiche Chinley und Bidahochi Formation des Painted Desert gegraben und tragen damit auch heute noch zur stetigen Veränderung der Landschaft bei.

Newspaper Rock

Zeichnungen von Leuten die vor 2000 bis 650 Jahren dort gelebt haben im Petrified Forest, Arizona, USA; März 2010

Stefan

Newspaper Rock

Eine Gesteinsschicht wurde nach Felszeichnungen auf Gesteinen dieser Schicht benannt. Das Gestein selbst gehört zur Blue Mesa aus der Chinle Formation.

Mehr als 650 Zeichnungen zieren die Gesteinsbrocken. Farmer des Puerco Flusstals haben vor 2000 bis 650 Jahre diese Petroglyphen in den Stein geschlagen.

Gesteine, die den Elementen der Wüste ausgesetzt sind, setzen einen dunklen sog. "Desert varnish" (Wüstenbelag) aus Eisen- und Manganoxiden an. Diesen entfernten die Leute mit spitzen Gegenständen und legten das hellere Gestein darunter frei, welches nun die helleren Zeichen bildet.

Literatur:

• Schultz, L.G. (1963). Clay minerals in Triassic rocks of the Colorado Plateau, USGS Bull. 1147-C;
• Gamma,H. (1967). Der versteinerte Wald in Arizona, USA. Mineralienfr., Jg.5, Nr.4, S.51-54.
• d'Ailly, R. (1978). Versteinerter Wald. Min.-Mag., Jg.2, H.4, S.233.
• Lieber, W. (1979). Der versteinerte Wald von Arizona. Lapis, Jg.4, H.12, S.30-31.
• Anthony, J.W., et al (1995). Mineralogy of Arizona, 3rd.ed.: 319, 350;
• Wagenplast, P. (2010). Geologische Notizen aus den Nationalparks im SW der USA. Aufschluss, Jg.61, S.175-86.
• Peirce, K.W. AZ Bur. Mines Bull. 180: 361; USGS 15 Petrified Forest Quadrangle map.

Weblinks:

• http://www.nps.gov/pefo/index.htm
• http://www.petrified.forest.national-park.com/
• Karte des Parks:[Map Petrified Forest National Park]
• Gologsche Karte
• Petroglyphs in Petrified Forest National Park (pdf)
• New Geologic Mapping of Petrified Forest National Park - AGS
• Geologie: www.Protrails.com

Quellenangaben

• Geologie und Erweiterungen: Stefan
• Geologie: US-Parks.com
• Revised Stratigraphy of the lower Chinle Formation of Petrified Forest National Park
• Geologie: Paleo Errata
• Literatur: Doc Diether
• Allg. Info: hoe