คลีฟแลนด์เชล | |
---|---|
ช่วงชั้นหิน : Famennian ~ | |
พิมพ์ | การก่อตัว |
หน่วยของ | โอไฮโอเชล |
พื้นฐาน | เบดฟอร์ดเชล |
โอเวอร์ลี่ส์ | ชากริน เชล |
หินวิทยา | |
หลัก | หินดินดาน |
อื่น | ไพไรต์ |
ที่ตั้ง | |
พิกัด | 39°24′N 83°36′W / 39.4°N 83.6°W / 39.4; -83.6 |
พิกัดโบราณโดยประมาณ | 31°18′ใต้ 32°12′ตะวันตก / 31.3°ใต้ 32.2°ตะวันตก / -31.3; -32.2 |
ภูมิภาค | โอไฮโอ |
ประเทศ | ประเทศสหรัฐอเมริกา |
ประเภทส่วน | |
ตั้งชื่อตาม | คลีฟแลนด์ , โอไฮโอ |
ได้รับการตั้งชื่อโดย | จอห์น สตรอง นิวเบอร์รี่ |
กำหนดปี | 1870 |
Cleveland Shaleหรือเรียกอีกอย่างว่าCleveland Memberเป็นกลุ่มทางธรณีวิทยาของหินดินดาน ในบริเวณภาคตะวันออกของสหรัฐอเมริกา
Cleveland Shale ถูกระบุในปี 1870 และ ตั้ง ชื่อตามเมืองคลีฟแลนด์รัฐโอไฮโอจอห์น สตรอง นิวเบอร์รีผู้อำนวยการสำรวจธรณีวิทยาแห่งรัฐโอไฮโอ เป็นผู้ระบุการก่อตัวนี้เป็นครั้งแรกในปี 1870 [1]เขาเรียกมันว่า "Cleveland Shale" และกำหนดตำแหน่งประเภท ของมัน ที่ Doan Brook [2]ใกล้กับคลีฟแลนด์[1]รายละเอียดของตำแหน่งประเภทของมันและการตั้งชื่อทางธรณีศาสตร์สำหรับหน่วยนี้ตามที่สำรวจธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกาใช้สามารถดูได้ทางออนไลน์ที่ฐานข้อมูลแผนที่ธรณีวิทยาแห่งชาติ[3]
แร่ธาตุหลักใน Cleveland Shale ได้แก่คลอไรต์อิลไลต์ไพไรต์และควอตซ์[4] [a]ใต้ดินCleveland Shale มีสีดำ[5] [6] [7] [8]สีเทาอมดำ[9] สีน้ำเงินอมดำ หรือสีน้ำตาลอมดำ[4]ในหินโผล่ที่เปิดเผย จะผุกร่อนเป็นสีแดง[9]สีน้ำตาลแดง[2]หรือสีน้ำตาลปานกลาง[4]หินที่ผุกร่อนมากจะเปลี่ยนเป็นสีเทา [ 2] [4]ค่อนข้างแตกตัวได้ [ 6] [5] [7]แตกเป็นแผ่นบางๆ รูปร่างไม่สม่ำเสมอ[10]หรือเกล็ด[4]ซึ่งบางครั้งอาจมีผลึกของพิกเกอริงไนต์ [ 2]เมื่อถูกเปิดเผย Cleveland Shale จะคลายความเครียดลง จึงไม่เป็นพลาสติก[4]และอาจดูเหมือนแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยเนื่องจากรอยต่อ[5]
มีข้อแตกต่างที่ชัดเจนระหว่าง Cleveland Shale และChagrin Shaleที่ อยู่ด้านล่าง [2] [10]ที่ด้านล่างสุดของ Cleveland Shale มีชั้นไพไรต์บาง ๆ ที่ไม่ต่อเนื่อง [5] [b]ชั้นไพไรต์นี้ไม่ต่อเนื่องเนื่องจากหลังจากวางหินนี้แล้ว ก็ถูกกัดเซาะ การกัดเซาะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเคลื่อนตัวไปทางใต้ตามหุบเขาของแม่น้ำ Cuyahogaและไปทางตะวันออกสู่แม่น้ำGrand [7]ส่วนหนึ่งของชั้นไพไรต์ที่เรียกว่า Skinner's Run Bed [7]ประกอบด้วยเศษไม้กลายเป็นหินและกระดูกปลาฟอสซิลที่สึกกร่อนจนเรียบเนื่องจากการกระทำของน้ำ[5]เหนือชั้นไพไรต์พบชั้นหินปูน ในโอไฮโอตอนกลางตะวันตก (แต่ไม่ใช่ทางตะวันออก) [9]
ส่วนที่เหลือของ Cleveland Shale โดยทั่วไปประกอบด้วยหินน้ำมัน ที่มีความแข็งค่อนข้างมาก [9] [c]อุดมไปด้วยสารอินทรีย์[12] [ 4] [8]มีทั้งส่วนบนและส่วนล่าง[9]
หินดินดานดินเหนียว[9]มีลักษณะเป็นสีน้ำเงินหรือสีเทาอมน้ำเงิน[9]และสีดำมะกอกถึงสีน้ำตาลอมดำ[13]ก่อตัวเป็นส่วนล่าง ส่วนล่างอาจมีความหนาตั้งแต่ไม่กี่นิ้วไปจนถึงหลายฟุต ชั้นนี้บางครั้งเรียกว่าหินดินดาน Olmstead ชั้นนี้มีอายุระหว่าง 362.6 ถึง 361.0 ล้านปีโดยพิจารณาจากไบโอโซนของโคโนดอนต์ ( โซน Bispathodus aculeatus aculeatusถึงBispathodus ultimus ultimus ) [14] [15] ชั้น หินแป้งสีเทาหรือน้ำตาลบางๆก้อนไพไรต์ และชั้นหินปูนที่มีซิลิกา หนักซึ่งมี โครงสร้างรูปกรวยในกรวยพบได้ในส่วนล่าง ในโอไฮโอตะวันออก ปรากฏชั้นหินแป้งสีเทาบางๆ ("สตริงเกอร์") [9]ในโอไฮโอตะวันตก[8]หินดินดาน Cleveland Shale ดูเหมือนจะแทรกตัวกับหินดินดาน Chagrin ที่อยู่ด้านล่าง ทำให้ขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างหินทั้งสองกลุ่มหายไป[9]
ส่วนบนของ Cleveland Shale เป็นหินดินดาน สีดำถึงน้ำตาลดำ [13] [9]มีชั้นหินดินดานสีเทาและหินแป้งบางๆ เป็นครั้งคราว[5]ส่วนบนอุดมไปด้วยปิโตรเลียม[16]และเคโรเจนมากกว่า[4] [d]เมื่อเปิดออก ตัวอย่างสดจะมีกลิ่นเหมือนน้ำมันดิบ[4]ในส่วนส่วนบนมีความหนา[7]และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโอไฮโอตะวันออกเฉียงเหนือ[10]หินดินดานจะมีลักษณะ "เป็นริ้ว" ที่โดดเด่น[7]ชั้นหินดินดาน Cleveland ที่ลึก 10 ฟุต (3.0 ม.) มีก้อนฟอสเฟต จำนวนมาก ก้อนและแถบ (ชั้นที่บางมาก) ของไพไรต์ แถบแคลซิสซิลไทต์ และชั้นหินชั้นหนามาก [ 13 ]แทบไม่ พบ ตะกอนที่แข็งตัวในส่วนบน[4]
Cleveland Shale เป็นกลุ่มชั้นหินดินดานใน โอไฮโอสหรัฐอเมริกา Cleveland Shale อยู่ใต้ชั้นหินดินดานทางตะวันออกเฉียงเหนือของโอไฮโอเป็นชั้นหินดินดานที่มีความหนาแตกต่างกัน
ในรัฐโอไฮโอตะวันออกเฉียงเหนือ สมาชิกไม่ปรากฏทางตะวันออกของแม่น้ำแกรนด์[7] การวัดที่ทำในรัฐโอไฮโอตะวันออกเฉียงเหนือแสดงให้เห็นว่าหินดินดานคลีฟแลนด์มีความหนา 7 ฟุต (2.1 ม.) [7]ถึง 100 ฟุต (30 ม.) [9]หินดินดานมีความหนามากที่สุดในบริเวณแม่น้ำร็อคกี้ทางเหนือของเมืองเบเรีย รัฐโอไฮโอและบางลงในทิศตะวันออก ตะวันตก และใต้[9]
Cleveland Shale พบได้ในบริเวณตอนกลางค่อนไปทางตะวันออกของรัฐเคนตักกี้ ในบริเวณตอนกลางค่อนไปทางตะวันออก Cleveland Shale มีความหนาที่สม่ำเสมอกว่า โดยอยู่ระหว่าง 41.4 ถึง 50.1 ฟุต (12.6 ถึง 15.3 เมตร) และมีความหนาเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้บริเวณทางทิศตะวันออก[13]
หน่วยนี้ยังมีอยู่ในเวสต์เวอร์จิเนีย[17]และเวอร์จิเนียตะวันตกเฉียงใต้[18]โดยที่มีการระบุเป็น Cleveland Member ของ Ohio Shale
Cleveland Shale (หรือ Cleveland Member) เป็นหน่วยย่อยของOhio Shale Formation [7] [19] Chagrin Shaleอยู่ใต้ Cleveland Shale [20] Bedford Shaleโดยทั่วไปจะทับ Cleveland Shale โดยมีความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างทั้งสองประเภท ในโอไฮโอตอนกลาง-ตะวันตก อาจมีการทับ Bedford Shale มากกว่า 150 ฟุต (46 ม.) เหนือ Cleveland Shale ในบางพื้นที่ อาจมีการทับซ้อนกัน (ประสานกัน) กับ Cleveland Shale อย่างกว้างขวาง ในโอไฮโอตะวันออกไกล Bedford Shale บางลงมากกว่า 125 ฟุต (38 ม.) ในกรณีที่มี Cussewago Shale ด้วย Bedford Shale มักจะมีความหนาน้อยกว่า 25 ฟุต (7.6 ม.) และอาจไม่มีอยู่ในพื้นที่ ในบางพื้นที่ Cleveland Shale ถูกอธิบายว่ามีการทับซ้อนกัน[7]หรือ มีการทับซ้อนกัน อย่างไม่เป็นไปตามรูปแบบโดยBerea Siltstoneและทับซ้อนกันอย่างแหลมคมโดยBerea Sandstone [ 10]
เป็นพื้นที่ที่เทียบเท่ากับ Hangenberg Black Shale และ Bakken Shale ในระดับภูมิภาค[ 21 ]
มีการค้นพบ ฟอสซิลสัตว์ทะเลที่แปลกประหลาดในชั้นหิน โดยทั่วไปแล้ว Cleveland Shale ถือเป็นหินที่มีฟอสซิลน้อย แต่ก็มีข้อยกเว้น ชั้นไพไรต์ฐานประกอบด้วยไม้กลายเป็นหินและกระดูกปลาที่กลายเป็นฟอสซิล[5]ส่วนล่างมีชื่อเสียงในเรื่องฟอสซิลChondrichthyans จำนวนมากและได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (รวมถึงCladoselache ), Conodonts , Placodermi , [7] [5]และปลาที่มีครีบรังสีpalaeoniscinoids [22] พลาโคเดิร์ มนักล่าขนาดยักษ์Dunkleosteus terrelli , Gorgonichthys clarki , Gymnotrachelus hydei , Heintzichthys gouldii และ Titanichthysห้าชนิดย่อย (รวมถึงตัวอย่างต้นแบบ) ทั้งหมดถูกค้นพบใน Cleveland Shale [23] Cleveland Shale จัดอยู่ในประเภทkonservatte-lagerstattenซึ่งหมายความว่ามักจะเก็บรักษาฟอสซิลร่างกายทั้งหมดไว้ การอนุรักษ์ฉลามในระยะแรกโดยทั่วไปจะประกอบด้วยโครงร่างและรอยประทับของเนื้อเยื่ออ่อน ปลากระเบนครีบ กล้ามเนื้อเหงือก กระดูกอ่อน และเนื้อหาในกระเพาะ[24]โดยทั่วไปแล้ว พลาโคเดิร์มในคลีฟแลนด์เชลไม่มีการรักษาเนื้อเยื่ออ่อนที่ดีเลย[25]
รายชื่อ Faunal เป็นไปตาม Carr และ Jackson (2008) [26]และ Carr 2018 [27]
ประเภท | สายพันธุ์ | หมายเหตุ | รูปภาพ |
---|---|---|---|
บรอนทิชทิส | บี.คลาร์กี้ | ||
บุงการิอุส | บี.เพริสซัส | ||
แคลโลนาทัส | ซี.เรกูลาริส | ||
ค็อกโคสเตียส | ซี. คูยาโฮเก | ||
ดิปโลนาทัส | D. มิราบิลิส | ||
ดังเคลออสเทียส | ดี. เทอร์เรลลี่ | ||
กลีปทัสพิส | จี.เวอร์รูโคซัส | ||
กอร์กอนิชทิส | จี. คลาร์กี้ | ||
ยิมโนทราเคลัส | จี. ไฮดี | ||
ไฮน์ซิคทิส | เอช. กูลดี | ||
โฮลเดเนียส | เอช.โฮลเดนี่ | ||
ฮุสซาโกเฟีย | เอช ไมเนอร์ | ||
ฮลาวินิชทิส | เอช. แจ็คสันนี่ | ||
ไมโลสโตมา | ม. ยูรินัส เอ็ม. นิวเบอร์รี่ M. variabilis | อาจเป็นคำพ้องความหมายของM. variabilis ทั้งหมด | |
พาราไมโลสโตมา | พ.อาคูอาลิส | ||
เซเลโนสเตียส | ส. สั้นวิส | ||
สเตโนสเตียส | ส. แองกุสโตเพกตัส ส.กลาเบอร์ | ||
ไททานิคทิส | ที. อากัสซิซี ที. แอทเทนูเอตัส ที.คลาร์คี ที. ฮุสซาโคฟี ที. เรกตัส | อาจเป็นคำพ้องความหมายของT. agassizi ทั้งหมด | |
ทราโคสทีอัส | ที.คลาร์กี้ |
ประเภท | สายพันธุ์ | หมายเหตุ |
---|---|---|
คลาโดเซลาเค | ซี. อะแคนทอปเทอริจิอุส ซี. บราคิพเทอริจิอุส ซี. คลาร์กี้ ซี. เดสม็อพเทอริจิอุส ซี. ฟลายเลอรี ซี. แมกนิฟิคัส ซี. นิวเบอร์รี่ | บางชนิดอาจมีชื่อพ้องกัน |
ต้นกระบองเพชร | ซี. คอนซินนัส ซี. เทอเรลลี่ C. ทุมิดัส C. vetustusคืออะไร ? | บางชนิดอาจมีชื่อพ้องกัน |
ไดอาเดโมดัส | ดี. ไฮดี | |
โมโนคลาโดดัส | สกุล M. sp. | |
โอโรดัส | O. spp. (x3) | |
ฟีโบดัส | พ. โพลิตัส | |
สเตธาแคนทัส | ส.อัลโทเนนซิส ส.คารินาตัส | |
ทามิโอบาติส | ที. เวตุสตัส T.ดูT. vetustus |
ประเภท | สายพันธุ์ | หมายเหตุ |
---|---|---|
เคนตักกี้ | เค.ฮลาวินี | อาจมีสายพันธุ์เพิ่มเติมอยู่ |
โพรเซอราโทดัส | ป.วากเนรี่ | มีเพียงsarcopterygian เท่านั้น ที่บันทึกไว้ในปัจจุบันจากสมาชิก Cleveland |
เทโกเลพิส | ที.คลาร์กี้ |
Cleveland Shale มีอายุประมาณ 362.6 ถึง 360.1 ล้านปี ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงช่วงล่าสุดของ ยุค ดีโวเนียนคือช่วง Fammenian [14]โดยอาศัยข้อมูลทางชีววิทยาจากโคโนดอนต์[15]และสปอร์ของพืช[28] Cleveland Shale ขยายไปจนถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุค Hangenbergที่ทำให้ยุคดีโวเนียนสิ้นสุดลง แต่ไม่ได้ไปถึงจุดสิ้นสุดของยุคดีโวเนียนเลย ซึ่งแตกต่างจากการสูญพันธุ์ในยุค Permian-Triassicและการสูญพันธุ์ในยุค Cretaceous-Paleogeneตรงที่ขอบเขตของยุค Devonian-Carboniferous ไม่มีความสัมพันธ์กับเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในช่วงท้ายของช่วงเวลานี้Bedford ShaleและBerea Sandstoneเป็นชั้นยุคดีโวเนียนที่เกิดขึ้นหลังการสูญพันธุ์ในยุค Devonian-Carboniferous แต่ถูกทับถมทับบน Cleveland Shale และครอบคลุมสัตว์ที่ฟื้นตัวบางส่วนซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นสัตว์ในยุค Carboniferous หลังจากเหตุการณ์Hangenberg [29]
ความลึก 2.5 เมตรของ Cleveland Shale มีความสัมพันธ์ทางเคมีชั้นหินกับเหตุการณ์ Hangenbergและชั้นหินประเภทในเยอรมนี ซึ่งแสดงให้เห็นว่า Cleveland Shale เก็บรักษาเหตุการณ์สูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งที่สองจากสองครั้งที่รวมกันเป็นเหตุการณ์สูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุคดีโวเนียนตอนปลาย[30]
Cleveland Shale น่าจะเป็นการแสดงออกในระดับภูมิภาคของเหตุการณ์ Dasbergซึ่งเป็นเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นใกล้จุดสิ้นสุดของยุคดีโวเนียน Cleveland Shale ถูกตีความว่าสะสมอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศ [ 6]มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่า Cleveland Shale เกิดขึ้นระหว่างเหตุการณ์ Dasberg ซึ่งเป็นเหตุการณ์การสูญพันธุ์ใน Upper Famennian ที่ทำลายพืชและสัตว์บนบก ส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนในทะเลลดลงอย่างมาก ( เหตุการณ์ที่ไม่มีออกซิเจน ) และคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ จากนั้นก็ เกิด ธารน้ำแข็ง ชั่วคราว สภาพแวดล้อมทั่วโลกฟื้นตัว แต่กลับต้องประสบกับการสูญพันธุ์อีกครั้งเหตุการณ์ Hangenbergใกล้กับขอบเขต ยุคดีโวเนียน- คาร์บอนิเฟอรัส[31]ในขณะที่ Cleveland Shale ถูกทับถม อินทรียวัตถุจำนวนมากจากพื้นดินถูกพัดลงไปในทะเลซึ่งอยู่เหนือโอไฮโอ[32]แม้ว่าจะมีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับความลึกของทะเล เหตุการณ์ Dasberg หมายความว่ามหาสมุทรสามารถรองรับสัตว์ที่อาศัยอยู่ตามพื้นทะเลได้เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย สิ่งนี้ช่วยอธิบายว่าทำไม Cleveland Shale จึงไม่มีฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ตามพื้นทะเลเป็นส่วนใหญ่[33]และมีปริมาณคาร์บอนสูงซึ่งทำให้หินดินดานมีสีเทาเข้มจนถึงสีดำ[5] [34]
การสัมผัสระหว่าง Chagrin Shale และ Cleveland Shale ถูกอธิบายว่าเป็นชั้นที่ทับซ้อนกันลักษณะนี้ถูกตีความว่าเกิดขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมการสะสมตัวที่แตกต่างกันสองแห่ง (ในกรณีนี้คือทะเลที่มีออกซิเจนซึ่งทับถม Chagrin Shale และทะเลที่ไม่มีออกซิเจนซึ่งอุดมไปด้วยสารอินทรีย์ซึ่งทับถม Cleveland Shale) เคลื่อนไปมาซ้ำแล้วซ้ำเล่าในพื้นที่เดียวกัน[9]นักธรณีวิทยา Horace R. Collins เรียกพื้นที่ขอบเขตนี้ว่าทับซ้อนกัน[8]แต่ยังไม่ชัดเจนว่าเขาตั้งใจจะหมายถึงอะไร[e]
มีการเสนอสมมติฐานที่แตกต่างกันว่าเป็นสาเหตุของการติดต่อกันในระดับภูมิภาคที่ไม่สม่ำเสมอระหว่าง Cleveland Shale และ Bedford Formation Charles EB Conybeare ตั้งข้อสังเกตว่า Cleveland Shale มีตะกอนมากกว่าในทิศตะวันออกและมีหินปูน มากกว่า ในทิศตะวันตก เขาตั้งสมมติฐานว่าสิ่งนี้บ่งชี้ว่าตะกอนไหลลงสู่ทะเลจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก กระแสน้ำกัดเซาะ Cleveland Shale และจากนั้นก็เกิดตะกอนใหม่ในร่องน้ำซึ่งกลายเป็น Bedford Formation [34] Jack C. Pashin และ Frank R. Ettensohn เสนอสมมติฐานนี้ในรูปแบบอื่น พวกเขาสังเกตว่าภูมิภาคที่มี Cleveland Shale กำลังยกตัวขึ้นเมื่อ Bedford Formation ถูกทับถม ซึ่งน่าจะนำไปสู่การเปิดเผยและการกัดเซาะของ Cleveland Shale โดยตะกอนซึ่งกลายเป็น Bedford Formation เติมเต็มร่องน้ำ เหล่านี้ พวกเขายังสังเกตเห็นว่ามีหลักฐานของการเกิดไดอะพิริซึม (การแทรกซึมของ Cleveland Shale ที่เปลี่ยนรูปขึ้นไปยัง Bedford Formation ที่เปราะบางกว่า) เช่นเดียวกับการประสานกัน[37] Baird และคณะสังเกตว่า Cleveland Shale ยังเอียงลงทางทิศใต้ด้วย พวกเขาแนะนำว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดการก้าวข้ามมากกว่าการโต้ตอบกัน[7]
ปริมาณสารอินทรีย์ที่สูงของ Cleveland Shale ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างเชื้อเพลิงฟอสซิล การศึกษาวิจัยในปี 1981 พบว่า Cleveland Shale สามารถให้ปิโตรเลียม ได้เฉลี่ย 14 แกลลอนสหรัฐ (53 ลิตร; 12 แกลลอนอิมพีเรียล) ต่อหิน 1 ตันสั้น (0.91 ตัน) [38] Cleveland Shale ยังมีถ่านหินแคนเนล และ ถ่านหิน "แท้" อีกด้วย แม้ว่าจะไม่มีปริมาณมากนักก็ตาม[4]
{{cite journal}}
: CS1 maint: DOI ไม่ได้ใช้งานตั้งแต่เดือนกันยายน 2024 ( ลิงก์ )