威斯康星州的地質特徵
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洞穴山洞被許多人認為是威斯康星州和中西部地區最美麗的洞穴,它位於威斯康星州藍山,緊鄰美國 18/151 號公路。美國內政部和國家公園管理局將洞穴山洞指定為國家自然地標,因為該遺址“作為美國自然遺產的例證具有特殊價值,並有助於更好地瞭解人類的環境”。多年來,好奇的遊客和嶄露頭角的洞穴愛好者在參觀洞穴山洞時一直享受著對中西部洞穴探險的介紹。
洞穴山洞因其地貌的多樣性和精緻而通常被稱為美國主要洞穴的“珠寶盒”,被芝加哥科學院公認為“中西部地區的重要洞穴”。

洞穴的導遊將帶您穿過各種各樣的彩色鐘乳石、石筍、石柱和其他地貌。主洞穴在一百萬多年前開始形成,當時酸性水溶解了地表深處下面的石灰岩基岩。正如洞穴山洞的工作人員喜歡指出的那樣,地質時間令人難以置信。很難想象大型洞穴在岩石中溶解所需的時間,而這些岩石本身被認為已有 4 億多年的歷史!
洞穴中蜿蜒的較低部分是由地下溪流的奔湧水流形成的。洞穴形成的化學和機械過程之間的對比是洞穴之旅中闡述的地質教訓之一。
夏季來到洞穴山洞的人們會欣賞到恆定的 50 度氣溫。他們還喜歡公園般的場地,那裡有野餐區、步行道和岩石花園。冬季遊客可以利用洞穴的相對溫暖。洞穴在冬季的週末開放,工作日需提前預約。
洞穴歷史:洞穴山洞得名於藍山,兩座長期以來一直是威斯康星州地標的巨型山丘。西山海拔 1716 英尺,是威斯康星州南部的最高點;東山海拔 1489 英尺。洞穴山洞位於東山南坡下方。
該地區由伊比尼澤·布里格姆定居,他是成功的鉛礦工人,1828 年成為戴恩縣的第一位永久白人定居者。西山現在是威斯康星州立公園;東山的一部分仍然屬於布里格姆家族。布里格姆縣公園位於這座東山的樹木繁茂的北部邊緣。這兩個公園都為威斯康星州南部提供了壯麗的景色。
洞穴山洞於 1939 年 8 月 4 日意外被發現。在布里格姆農場的一個採石場裡,黑人工人正在開採優質石灰岩,他們炸進了洞穴。爆炸撕裂了採石場的表面,露出了一個巨大的洞穴。所有采石作業都停止了,再也沒有恢復。炸藥爆炸揭示了一個石灰岩洞穴,洞穴高出 20 英尺,通向其他房間和廊道,所有這些都包含大量礦物地貌。
發現的興奮吸引了眾多好奇的遊客,因此為了保護洞穴不得不關閉它。很快,燈光和木製走道就安裝好了。在 1940 年 5 月,洞穴山洞向遊客開放。數百萬遊客後來,洞穴的木製走道被混凝土取代;一座大型石制建築取代了原來的入口建築;還安裝了戲劇燈光,以突出洞穴內顏色的戲劇性和形狀。
1988 年,洞穴山洞被美國內政部和國家公園管理局指定為國家自然地標。在獲得這一榮譽時,洞穴山洞被公認為“一個作為美國自然遺產的例證具有特殊價值的遺址,並有助於更好地瞭解人類的環境”。
石灰岩是一種沉積岩,由硬化的海洋沉積物和貝殼組成,構成了洞穴。這種岩石形成於奧陶紀,距今 4 億多年。在此期間,威斯康星州被溫暖的淺海淹沒。大量貝類生活在海里,多年來,大量碳酸鈣沉積下來,並慢慢壓實成今天的石灰岩。海退去,侵蝕開始使這些石灰岩層退化。今天洞穴中暴露的岩石是一種特殊的石灰岩,被稱為方鉛礦白雲岩,其中含有超過 20% 的鎂。
洞穴山洞在 1 到 2 百萬年前開始形成,當時它還沉浸在海中。它位於水面的上層,這些水通常由於徑流中增加了二氧化碳而呈酸性。這種二氧化碳與水混合形成弱碳酸。這種酸溶解了石灰岩,在石灰岩中形成了空洞。今天被稱為洞穴生命線的巨大裂縫正是洞穴山洞形成的地方。酸性水滲入這條裂縫並溶解了岩石。
隨著流水的侵蝕作用使水位下降,地下水位也隨之下降。一旦地下水位低於洞穴的水平,洞穴就會充滿空氣,從而允許洞穴內出現新的發展。滲透到土壤中的水將碳酸鈣帶入洞穴。一旦水進入洞穴,碳酸鈣就會以方解石的形式沉澱。每滴水都會在洞穴表面留下方解石晶體。這些晶體粘附在洞穴的地板、牆壁、天花板以及彼此之間。由這些積累的晶體形成的地貌,例如鐘乳石和石筍,以及牆壁上的流石片。這些被稱為溶洞的地貌生長速度很慢,這取決於碳酸鈣的含量和水流的速度。一立方英寸的熱液可能需要 50 到 150 年才能形成。
鐘乳石從洞穴天花板懸垂下來,最初是中空的圓圈。當方解石晶體聚集在懸掛的水滴周圍時,它們首先開始生長。每個新的水滴都會留下另一個環,然後連續的水滴會聚集在一起,直到一個細小的中空管子從天花板懸垂下來。如果原始管子被堵塞,它將變成圓錐形。
這些溶洞有各種形狀和顏色。顏色可以歸因於滴水中各種礦物質。錳氧化物會產生藍色和灰色,而氧化鐵會留下紅色和棕色。洞穴筏或睡蓮是溶洞採取的眾多形式之一。它們是在洞穴底部的水將一塊輕薄的方解石板漂浮起來,直到它變得太重而沉下去時形成的。多個板層彼此疊加在一起,直到它們形成一個筏子。水可能會滴落在墊子上,直到它形成一個石筍,使其看起來像睡蓮。石膏是另一種不尋常的溶洞形式,橫向和向下生長,似乎違反了重力。還存在微小的洞穴珍珠,被稱為羊毛織物。當沙粒在水池底部為方解石沉積提供催化劑時,這些珍珠就會形成。
人們進行了多次搜尋,試圖找到洞穴山洞的隧道與附近其他洞穴之間的聯絡。然而,直到最近,還沒有人成功。洞穴探險者們繼續尋找,希望能找到更多。
- 來源
- 1) 洞穴地質,洞穴山洞國家自然地標網頁。 http://www.caveofthemounds.com/geology.htm
- 2) 藍山洞穴,理查德·L·迪特。 http://hotcakencyclopedia.com/hoBlueMoundCave.html
銅瀑布位於威斯康星州梅隆以北 4 英里處,是巴德河的一部分,巴德河發源於阿什蘭縣東部中部,向北蜿蜒而行,最終流入蘇必利爾湖。銅瀑布高 29 英尺。巴德河的第一個跌落大約有 2 英里長,流經高聳的峽谷壁。
數百萬年前,威斯康星州北部存在著由花崗岩和綠巖組成的山脈。經過漫長歲月,這些山脈被風化成起伏的岩石平原。在蘇必利爾湖周圍地區,這片岩石平原向下彎曲,最終被淺海覆蓋。周圍的河流和溪流將沉積物帶入海中,形成了一層厚厚的海底沉積物。來自地球深處的地下水滲出並向上滲入這些沉積物中。這些水中攜帶了大量的鐵礦石,這就是為什麼今天這個地區充滿了這種寶貴的礦石的原因。
蘇必利爾湖現在所在的區域曾經是火山活動的地方。從深裂縫中流出數千立方英里的熔岩。這些熔岩蔓延開來,形成了厚厚的岩層,在某些地區深達 60,000 英尺。從地殼下湧出的熔岩如此之多,以至於它開始在自身的重量下下沉,形成了蘇必利爾湖盆地。
周圍的河流將沙子和泥土沉積到沉降盆地中。隨著時間的推移,沉積物硬化形成砂岩、礫岩和頁岩。蘇必利爾湖盆地繼續下沉,導致這些岩層和周圍的熔岩岩層向下拉伸。一些這些層斷裂,而另一些則相互滑移,這就是現在岩層垂直排列的原因。

在過去的 2 億年中,壞河在這些岩層中開闢了一條路線。它繼續開闢路線,直到大約 100 萬年前被中斷。就在這段時間裡,威斯康星冰川作用發生了。冰川從加拿大帶來了大量沉積物,當它們融化時,它們留下了花崗岩巨石和其他碎屑。一層沙子、泥土和岩石沉積在這個區域。周圍地區可見的厚厚的紅色粘土也是由後退的冰川留下的。
壞河從位於銅瀑布的黑熔岩上開始它的行程,然後繼續前進,直到它與布朗斯通瀑布的泰勒叉連線。壞河從這一點開始流過紅色熔岩,在其中開闢了一個深深的峽谷。然後它切入魔鬼之門的礫岩中,直到它穿過一條薄薄的黑頁岩帶。然後河流遇到厚厚的頁岩和砂岩層,之後它在紅色粘土中轉彎 180 度,然後再次穿過頁岩和砂岩。
- 來源
- 1) 銅瀑布地質,威斯康星州自然資源部。 http://dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/copperfalls/geology/
魔鬼湖
[edit | edit source]魔鬼湖深 40 到 50 英尺,由兩條小溪供水。它沒有向外排水的河流,因此它的水分流失完全來自蒸發和少量地下水流向北部。它位於魔鬼峽谷西側懸崖下方約 500 英尺處,位於 380 英尺的沉積物之上,使該地區的基岩起伏至少 850 英尺。該湖位於巴拉布以南 3 英里處,位於巴拉布山脈的南部。該山脈位於威斯康星州中南部,形成於 16 億年前。它是北美最古老的岩石露頭之一。這座丘陵山脈長約 30 英里,寬 10 英里,環繞著一個稱為巴拉布山谷的長形凹陷。

這些古老的丘陵是由被稱為巴拉布石英岩的變質岩脊形成的。這種石英岩厚達一英里,由沙粒形成,這些沙粒曾經從河流中流出,流入當時覆蓋著威斯康星州的淺海中。沙粒首先被壓實成砂岩,然後在巨大的壓力和熱量下,砂岩變成了石英岩。石英岩和下面的岩層處於目前的排列狀態,因為它們已經形成一個向斜。該向斜的每一端形成一個盆地肢體。南部肢體傾斜更緩,因此在表面暴露了更多的石英岩。向斜的東側邊緣緊密地連線在一起,在西部,它們隨著向盆地中心內部下降而平滑地彎曲在一起。被稱為碎石的岩石碎片覆蓋了魔鬼峽谷的邊緣。石英岩中裂縫的間距決定了這些岩石碎片的大小和形狀。通常,它們長 4 到 5 英尺,通常是紫色的,但由於表面生長著地衣,它們呈現灰色。它們位於 20 度角。這被稱為休止角,是由重力拉力和岩石由於其角形而對該拉力的抵抗力造成的。在石英岩的表面,有曾經覆蓋威斯康星州的水留下的波紋。魔鬼湖的東側懸崖展示了四層石英岩。每一層的波紋方向不同,代表了每一層沉積下來的日子裡的風和洋流。
比巴拉布石英岩年輕的岩石,不到 6 億年的岩石,沒有波紋。這是因為當巴拉布石英岩處於沙子狀態時,細菌是唯一的生命形式。在大型更復雜的生物出現後,波紋被這些生物的運動攪動和沖走。
淺海退去後,巴拉布山脈被匯聚的大陸向上推,形成山脊。在這條山脊的中心,是一個凹陷,最終被更軟的岩石填充。然後這個地區乾燥了幾個世紀。隨著時間的推移,較軟的岩石被侵蝕掉了,在巴拉布山脈的中心留下了峽谷。帕弗裡峽谷就是其中一個峽谷的例子。那裡的岩石地層是由寒武紀砂岩和石英岩組成的,因此很容易被流動的水沖走。
最終,水再次侵入該地區。沙子沉積在峽谷中,最終沉積在山丘頂部。整個山脈最終被沙質和石灰質沉積物掩埋。海水再次退去,一條古老的河流流經該地區。這條河流帶走了沙子,露出了石英岩,並重新打開了 Lower Narrows Gap 和 Devil's Lake Gap,這兩個峽谷在巴拉布山谷和峽谷形成時部分被切割。
大約 15,000 年前,今天被稱為威斯康星冰川的一塊冰蓋流過巴拉布山脈。冰川只流過山脈的東半部,這一點可以透過終磧(當冰川停滯並在其末端融化時沉積的岩石和礫石)來觀察,終磧標誌著冰川最外圍的邊界。在這條終磧的西側是威斯康星州的無漂流區,這是一個在整個冰河時期沒有被冰川作用覆蓋的區域。然後,當冰川堵塞了魔鬼湖峽谷的兩端時,流經該地區的古老河流被改道。魔鬼湖位於這兩塊堵塞物之間;它是一條古代河流的廢棄山谷。
如果威斯康星州冰川沒有流過巴拉布山脈,魔鬼湖很可能不存在,而古代河流仍然會流經該地區。
- 來源
- 1) 時間之前的土地,保羅·赫爾,魔鬼湖州立公園。 http://www.devilslakewisconsin.com/geo.html
- 2) 岩石和水跨越年代,魔鬼湖州立公園,威斯康星州自然資源部。 - http://dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/devilslake/nature/geology.html
- 3) 巴拉布山脈和魔鬼湖峽谷,地質之旅:基思·蒙哥馬利,威斯康星州馬拉松縣地理/地質系。 http://www.uwmc.uwc.edu/geography/baraboo/baraboo.htm#A%20description%20of%20the
消失的岩石
[edit | edit source]位於威斯康星州索克縣的洛克泉,沿著州道 136 號,範希斯巖以 19 世紀傑出的地質學家查爾斯·理查德·範希斯命名。範希斯利用這塊岩石展示了變質前寒武紀岩石的主要構造特徵,並展示了岩石在造山過程中發生的變化型別。他利用這塊獨石得出了關於構造變質地質的開創性結論。

這塊殘餘物繼續作為專業地質學家和學生的實踐學習工具。這塊岩石在 1999 年被認定為國家歷史地標,並進行了正式的奉獻儀式,並設立了路邊紀念牌。
範希斯巖高 14 英尺,寬 6 英尺,是一塊侵蝕殘餘物,由粉紅色石英岩和片狀石英岩組成,展示了交錯層理和波紋,表明原始層理的頂部。它最初是巴拉布山脈的一部分,巴拉布山脈是一段古老山脈,高 700 到 800 英尺,在其最高處可能高出下面的平原 1000 到 1600 英尺。
該山脈呈東西走向,由抗風化的前寒武紀石英岩(一種變質岩)組成。巴拉布山脈形成於 17 億年前,厚達 1500 米,在威斯康星州中南部以雙傾斜向斜的形式出露。它是美國中西部北部幾個類似暴露的露頭之一。巴拉布山脈中存在兩種主要的沉積環境。第一層是底部有卵石礫岩的辮狀河複合體。第二層是潮汐影響的頂層。該山脈代表了地球上最古老的潮汐影響岩石地層之一。
巴拉布山脈形成的歷史如下:數十億年前,威斯康星州被淺海覆蓋。圍繞這些古代海洋的河流和溪流將沙子沉積物沉積到海洋中。隨著時間的推移,沉積的沙層形成了砂岩,然後經過長時間和壓力,砂岩轉化為石英岩。
大約 16 億年前,在中元古代時期,巴拉布山脈以南發生了造山事件。這為摺疊和變質石英岩提供了力量。石英岩被向上推,在特徵的北部和南部之間留下了一個凹陷。這個凹陷被更軟的沉積物填充,直到海水退去。
有一段漫長的乾旱氣候,較軟的沉積物被侵蝕掉了,形成了巴拉布山谷。新的海洋覆蓋了該地區,沉積物沉積在整個區域,用沙子和石灰覆蓋了巴拉布山脈。然後海水最終退去,一條古老的河流(將來會成為威斯康星河)沖走了沉積物,再次露出了石英岩山脈。
一萬五千年前,來自威斯康星冰川的冰流過山脈,覆蓋了東半部,因此使它的表面變得光滑,形成了今天可以看到的玻璃般的光澤。在冰川最外圍的邊緣留下了終磧,在那裡冰川變得停滯,當它融化時,沉積物被丟棄了。這條沉積物線使威斯康星河改道,使其沿著今天的路線流動。
- 來源
- 1) 威斯康星州國家歷史名勝名錄,範希斯巖,威斯康星州歷史學會。 http://www.wisconsinhistory.org/hp/register/viewSummery.asp?refnom=97001267
- 2) 巴拉布山脈,國家地圖集 .Gov. http://nationalatlas.gov/articles/geology/features/Baraboo.html
- 3) 威斯康星州巴拉布石英岩的前寒武紀潮汐沉積物,理查德·A·戴維斯,Science Direct。 http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleListURL&_method=list&_ArticleListID=641265090&_sort=d&_acct=C000032124&_version=1&_urlVersion=0&_userid=613910&md5=610dc719c392ded8903648693f648d21&view=f
- 4) 千古岩石與水,威斯康星州自然資源部。 http://Dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/devilslake/nature/geology.html
壺穴地形,通常被稱為壺穴山脈或壺穴冰川間磧,從基沃尼縣向南延伸到沃爾沃思縣。在北部的壺穴地形州立森林中,可以很容易地看到許多突出的冰川地貌,該森林從謝波伊根縣的格倫貝拉向西南延伸,然後向南延伸 20 英里,到華盛頓縣基沃斯庫姆以南約 3 英里的縣道 H。
當密歇根湖冰川舌和格林灣冰川舌發生碰撞時,形成了壺穴地形,導致沉積物的堆積,這體現了典型的冰川地理特徵。來自西部的格林灣冰川舌形成了格林灣。來自東部的密歇根湖冰川舌形成了密歇根湖,溫尼貝戈湖和霍里孔沼澤。

北部的壺穴冰川間磧在帕內爾塔基座處達到最高海拔 1,311 英尺,一般起伏高度為 100-200 英尺。主要低地位於 950 至 1000 英尺之間,長湖和密爾沃基河的東支流佔據了這些低地。
這種冰川間磧最明顯的特徵是它被命名為“壺穴地形”,因為它的表面散佈著許多壺穴。這些凹陷的大小從超大型湖泊和封閉山谷到微型池塘不等,是埋藏的冰最終融化後留下的。位於綠灌叢以南 2 英里的綠灌叢壺穴,沿著壺穴地形路,是這些凹陷的典型例子。它是道路上最深、最對稱的壺穴之一。根據季節的不同,綠灌叢壺穴可能是充滿水的,也可能是乾涸的,就像散佈在冰川間磧上的許多壺穴一樣。在壺穴冰川間磧上,還有許多其他典型的冰川地貌。帕內爾艾斯克是這些地貌的一個例子。艾斯克是一條蜿蜒的山脊,由沉積在冰川隧道內的冰川漂礫形成。當冰融化後,艾斯克就被留了下來。艾斯克的核心部分充滿了分選不良的沙子和礫石,該核心部分被一層圓形且分選良好的沙子和礫石所包圍。艾斯克通常被開採用於沙子和礫石,帕內爾艾斯克的一部分就是這種情況。它位於丹迪鎮附近,高 5 到 35 英尺,從東北到西南延伸大約 4 英里。

在壺穴地形的部分地區,散佈著兩種不同型別的冰川形成的丘陵。最容易辨認的是鼓丘。這些丘陵光滑、細長,由冰川漂礫組成。鼓丘通常成群出現,或形成多個鼓丘的大群。從空中俯瞰,鼓丘的形狀像一顆水滴,圓頭朝向冰川前進的方向,尾部逐漸變細。鼓丘只能在形成它們的冰川末端磧的後面找到。另一種型別的丘陵是冰磧丘。冰磧丘是由冰川漂礫形成的圓錐形丘陵,當漂礫流入冰川中的洞穴時形成。當冰川消退時,圓錐形的土丘就被留了下來。
- 來源
- 1) 巴特勒湖弗林斯泉,威斯康星州自然資源部。 http://dnr.wi.gov/org/land/er/sna/sna257.htm
- 2) 詞彙表,冰河世紀公園和步道基金會。 http://www.iceagetrail.org/glossary.htm
- 3) 卡倫·萊姆克博士,冰川地質網頁。威斯康星州史蒂文斯波因特大學地理與地質系。 - http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/index.html
- 4) 卡爾森,A.E.、D.M. 米克爾森、S.M. 普林西帕託和 D.M. 查佩爾 (2005) 威斯康星州北部壺穴地形的成因。地貌學,67(3-4):365-374。
尼亞加拉懸崖是一條山脊,從威斯康星州東南部向北穿過門半島,一直延伸到休倫湖北部的安大略省曼尼圖林群島,然後向南穿過布魯斯半島,最後向東繞過安大略湖的西南端。
在奧陶紀,即 4.45 億年前,北美位於熱帶地區,現在的陸地表面大部分都被密歇根海覆蓋。沉積層在該海的底部累積。一些沉積物以沙子和粘土的形式從河流中流入,而另一些則來自海洋生物骨骼遺骸的碳酸鈣沉積物。透過熱量、壓力和化學反應,這些沉積物變成了石頭。碳酸鈣變成了石灰石,當存在鎂時,它會混合形成白雲石。從奧陶紀(4.45 億年前)到志留紀早期(4.20 億年前),在將要成為尼亞加拉懸崖的區域,沉積層沉積了 2500 萬年。懸崖及其西部的岩石層主要是志留紀白雲石,而懸崖東部和下方則是奧陶紀石灰石。

在密歇根海的歷史性形成和消失過程中,沉積了多層沉積物。然而,在志留紀之後,白雲石和石灰石層不再形成。大約在 2.5 億年前,隨著密歇根海最終消失,開始了漫長的侵蝕期。
尼亞加拉懸崖的形成可歸因於兩個因素,第一個是軟岩層位於硬岩層之下,第二個是這些層不是水平的,而是略微傾斜的。石灰石、頁岩和砂岩的較弱層相對於上覆的志留紀白雲石層而言,風化速度很快。隨著侵蝕作用侵蝕頂層,由於支撐力不足,頂層碎裂。這導致懸崖向西後退,高度增加。
侵蝕過程在水的存在下會加劇。尼亞加拉大瀑布就是這種現象的一個明顯例子。尼亞加拉河不斷地侵蝕懸崖,速度約為每年一米。如今,在瀑布和皇后鎮之間,兩側都有高高的懸崖。在過去的 1 萬年中,瀑布已經從安大略湖向後退了 11 公里。
最近的冰河時代及其相關的冰川活動也對懸崖產生了影響。威斯康星冰河時代,從 2.3 萬年前持續到 1 萬年前,用 2 到 3 公里厚的冰層覆蓋了加拿大和美國北部。北美的流動冰川攜帶並隨後在其範圍內的所有尺寸的沉積物。在冰川融化並沉積沉積物的地區,尼亞加拉懸崖不可見,只有陡峭的山坡可以看到。
當威斯康星冰河時代結束,最後一次冰川融化時,留下了湖泊和河流。這些河流在懸崖上切割出山谷,這就是為什麼它不再遵循一條直線,而是橫穿其範圍。
在威斯康星州,懸崖通常被稱為“懸崖”,是許多自然景觀的所在地:裂縫、洞穴、巖崩和許多其他岩層。由覆蓋威斯康星州的冰川冰形成的巨大裂縫和裂縫。由於表層土壤薄,底部有落石,因此它不適合耕作。這就是為什麼懸崖大部分都被樹木覆蓋的原因。此外,底部通常有水。白雲石雖然堅硬,但會發生斷裂,允許水滲透。這些水被過濾到地下,直到到達不透水的頁岩層。然後,水被強迫從泉水中湧出,為溪流、沼澤和湖泊提供水源。
- 來源
- 1) 尼亞加拉懸崖的地質與起源,克利夫 1999 年。 http://cc.msnscache.com/cache.aspx?q=72262772554418&mkt=en-US&lang=en-US&w=e2954f52&FORM=CVRE
- 2) 探索威斯康星州的大懸崖,威斯康星州自然資源雜誌線上。 http://www.wnrmag.com/stories/2000/aug00/niagar.htm
- 3) 尼亞加拉懸崖,大英百科全書線上。 http://www.britanica.com/eb/article-9055670/Niagara-Escarpment
在威斯康星州,尼亞加拉懸崖被稱為“懸崖”,它從東北到西南方向延伸穿過該州東部約 250 英里。懸崖從沃基肖縣一直延伸到道奇縣、豐迪拉克縣、卡盧梅特縣、布朗縣和門縣。從沃基肖縣的一些露頭開始,然後從道奇縣的冰川沉積物中重新出現,到卡盧梅特縣高崖州立公園的陡峭岩石懸崖,最後到威斯康星州的最高露頭,在門縣半島的格林灣西側海灣上空升起。[1]
在最後一次冰河時代,懸崖幫助塑造了現在的格林灣、密歇根湖西岸和溫尼貝戈湖。懸崖抵禦反覆冰川進退的侵蝕能力,就是懸崖從門縣和溫尼貝戈湖東北岸暴露出來的原因。懸崖由被稱為尼亞加拉白雲石的堅硬石灰石組成,它已經存在了 4 億年。[2] 千百年來,隨著古代海洋的退去,白雲石的邊緣暴露在風化作用下,使懸崖形成了懸崖般的面貌。在白雲石之下是易於侵蝕的軟頁岩,它會迅速侵蝕,每次都會斷裂,留下新的懸崖邊緣。幫助塑造懸崖的另一個過程是冰。幾英里厚的冰川冰在某些地區將懸崖夷為平地,而在其他地區則留下了裂縫和巨大的裂縫。這些巨大的冰川磨平並抹去了曾經更高、更崎嶇的懸崖系列,留下了我們今天看到的裂縫和洞穴。
如今,懸崖峭壁大部分被樹林和農田覆蓋。在最近的一次冰川期,威斯康星冰川沉積了更細的沉積物,覆蓋了懸崖峭壁的大部分,覆蓋了曾經的懸崖般的景觀。如前所述,懸崖峭壁在卡爾梅特縣、格林灣地區和著名的多爾縣地區暴露出來。卡爾梅特縣的高崖州立公園是觀賞美麗巖壁、懸崖、裂隙和未被冰川泥覆蓋的巖坪的絕佳去處。這些巖坪很大,有些像幾個足球場那麼大,都是堅固的岩石,隨著時間的推移,岩石上的坑和裂縫中長出了一些小樹或植物。從高崖州立公園開始,懸崖峭壁一直延伸到格林灣地區。在這裡,懸崖峭壁只能被看作是一條覆蓋著森林和城市地區的巨大山脊,向東北方向流入多爾縣。多爾縣西側是格林灣,那裡有懸崖峭壁懸崖峭壁,俯瞰著水面。這些懸崖峭壁在不斷地重塑。在水面上方的堅硬白雲石懸崖下方,可以看到更軟的砂岩和頁岩,水不斷侵蝕這些物質,白雲石的重量導致塊狀岩石裂開並掉入水中。雖然這是一個相對緩慢的過程,但格林灣和密歇根湖的海岸線在不斷變化。[4]
- 來源
- 1)威斯康星自然資源雜誌線上,瞭解懸崖峭壁。 http://dnr.wi.gov/wnrmag/2010/10/ledge.htm#1
- 2) 探索威斯康星州的大懸崖,威斯康星州自然資源雜誌線上。 http://www.wnrmag.com/stories/2000/aug00/niagar.htm
- 3)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路邊地質。蒙大拿州米蘇拉:山地出版社。
- 4)我所居住的岩石:多爾縣,威斯康星州,尼亞加拉斷崖的所在地。 - http://www.geology.wisc.edu/courses/g115/2ndCredit/Projects04/DoorCty/door/formation2.html
巴拉布山脈
[edit | edit source]巴拉布山脈是位於威斯康星州中南部的一系列大型山丘,長約 30 英里,寬約 10 英里,是北美最古老的岩石露頭之一。[1] 雖然威斯康星州的大部分地區是由冰川作用形成的,但山脈是火山形成的,由變質岩組成。在一億多年前,熱量和壓力導致沉積岩硬化成現在的石英岩。在過去的 3.5 億年裡,石英岩強大的強度經受住了侵蝕、風化、河流和最大的力量——冰川的考驗。[2]
巴拉布山脈代表了無漂礫西部高原邊緣的向斜,以及嚴重冰川化的東部高原。前寒武紀巴拉布石英岩厚約 4000 英尺,是一種紅色的變質石英砂岩。巴拉布石英岩是由沙粒形成的,這些沙粒是由從覆蓋周圍地區的幾個小海域流出的出口河流沉積而成的。這些沙子沉積物首先壓實成砂岩,然後在極端的壓力和熱量下,砂岩形成石英岩。
在 16.5 億到 14.5 億年前,該地區的岩石發生褶皺,形成一個大型向下褶皺,也稱為向斜,巴拉布山脈就在那裡形成。在褶皺過程中,變質岩、砂岩轉化為石英岩、頁岩轉化為板岩。[1] 隨著該地區的海洋排幹,巴拉布山脈受到會聚大陸的抬升,形成了我們今天看到的山脊。海洋乾涸後,該地區保持乾燥了數百年的時間,隨著時間的推移,暴露在外的較軟的砂岩被侵蝕掉了,留下了更堅固的耐候石英岩。[1] 一些巴拉布石英岩呈紅色,這是因為岩石上生活著以鐵為食的細菌墊。這種細菌就是石英岩呈紅色的原因,因為這種細菌以鐵為食。曾經被細菌吸收的東西最終被釋放到岩石中,最終將岩石染成紅色。
巴拉布山脈大部分被森林覆蓋,但魔鬼湖等一些地區有暴露的懸崖和巖壁。從周圍的地形來看,這些山丘很容易辨認出來。雖然附近的一些地區地形略微起伏,但當接近巴拉布地區時,很難將山脈誤認為景觀中另一個山丘。巴拉布山丘更大更高,與周圍景觀相比,是最高的構造之一,高度約 500 英尺。[1]
- 來源
- 1)巴拉布山脈和魔鬼湖峽谷,地質之旅:基思·蒙哥馬利,威斯康星州馬拉松縣地理/地質系。 - http://www.uwmc.uwc.edu/geography/baraboo/baraboo.htm#A%20description%20of%20the
- 2)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路邊地質。蒙大拿州米蘇拉:山地出版社。
- 3)威斯康星州地質和自然歷史調查,威斯康星州冰川作用; http://wisconsingeologicalsurvey.org/pdfs/espdf/es36.pdf
- 4)魔鬼湖地質歷史: http://www.wauzeka.k12.wi.us/ACADEMICS%20TAB/OUR%20TEACHERS/Wermich/Devil's%20Lake/Devils%20Lake%20Geologic%20History.html
肋骨山
[edit | edit source]大約 15 億到 20 億年前,肋骨山開始形成。雖然這座山看起來像一座火山,但實際上它不是一座火山;然而,它確實是由數百萬年前的火山噴發形成的。該地區主要由沙子和強烈的熱量支配,導致沙子劇烈融合在一起,從而形成了石英岩。沙子融合在一起,來自一種稱為正長巖的侵入岩。20 億年前,正長巖形成於岩漿從地表下方裂縫中注入景觀並凝固岩石時。緩慢的冷卻過程使岩石晶體形成侵入性的粗粒侵入岩。正長巖硬化成現在的石英岩後,周圍景觀主要由沙子和淤泥構成,大約 15 億年前開始被侵蝕。幫助侵蝕該地區景觀的侵蝕過程主要受冰川作用支配。格林灣、奇珀瓦和威斯康星河谷冰川瓣沒有到達肋骨山地區,但融水到達了那裡。肋骨山經受住了 3 億年的侵蝕,將周圍景觀中的沉積岩層剝蝕掉了。[2] 雖然肋骨山不是真正的火山,但它位於狼河時代周圍地區火山根部的中心附近。大約 14.5 億年前,狼河火山噴發在肋骨山地區創造了一條由幾個火山組成的線。[3] 這些火山是早期形成堅硬石英岩的熱量和正長巖的主要來源。
如今,這座山在其山頂的海拔高度為 1924 英尺,山脊長約 4 英里。[2] 雖然肋骨山是威斯康星州第四高的山峰,但它也是威斯康星州最高的丘陵,比周圍平原高出 700 多英尺。[1] 歷史上,肋骨山曾經是威斯康星州的最高點;後來,蒂姆斯山成為了最高點,它位於肋骨山以北。
肋骨山州立公園是觀賞石英岩露頭的理想去處。在州立公園的頂端,有巨大的石英岩地層,其中一個標誌著這座山的最高點。大多數石英岩都是巨大的石塊,只有一點裂縫;然而,公園裡有一些地方顯示出大量的裂縫。這很奇怪,因為石英岩是一種非常堅硬的耐候岩石,所以據說這是一個謎。州立公園的另一個有趣特徵是小型巨石場。這些巨石場通常是由從山上的高處掉落的岩石形成的,但現有的露頭並不高也不夠陡峭,無法造成岩石墜落,將石英岩破碎成這些小型巨石場。
- 來源
- 1)肋骨山州立公園之友,讓肋骨山變得更好 - http://ribmountain.org/about.html
- 2)肋骨山的地質歷史:基思·蒙哥馬利,威斯康星州馬拉松縣地理/地質系。 - http://www.uwmc.uwc.edu/geography/ribmtn/ribmtn.htm
- 3)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路邊地質。蒙大拿州米蘇拉:山地出版社。
羅什-阿-克里
[edit | edit source]曾經在覆蓋威斯康星州中部大部分地區的威斯康星州冰川湖中,有一座岩石島,現在變成了一個頂部平坦、峭壁環繞的羅什·阿·克里山丘。15000年前,威斯康星州冰川湖消失後,這座由寒武紀砂岩組成的島嶼仍然存在。這座臺地是一個倖存下來的外來者,它躲過了正在後退的鎂質懸崖,並被早期的法國探險家命名為“羅什·阿·克里”。有些人將其稱為“有裂縫的岩石”,但這個名字實際上翻譯成“哭泣或尖叫的岩石”。據說它之所以得此名稱,是因為它高聳的植被結構在平坦的周圍景觀上隨風發出呼嘯聲。[1] 這座建築物所展現出的裂縫可以從遠處看到,那裡海浪侵蝕塑造了羅什·阿·克里。如今,天氣仍在繼續塑造著岩石,因為砂岩外表面正慢慢地剝落。然後,砂岩被吹走,但植被的生長極大地減緩了風化速度。山丘的底部是在 5 億多年前由穿過曾經是沙質寒武紀平原的河流沉積而成的。從那時起,多次冰川作用沖走了周圍的沙質冰磧,使這座臺地高出如今平坦的中部沙地平原約 300 英尺。羅什·阿·克里高出海平面約 1185 英尺,可能是威斯康星州最陡峭的山丘。[3]
儘管冰川侵蝕了周圍的大部分景觀,但真正發揮作用的是冰川融水,而不是冰川本身。羅什·阿·克里周圍的地區被稱為無漂礫區,這意味著這個地區在任何時候都沒有被冰川覆蓋。由於這座山丘是由寒武紀砂岩組成的,因此人們認為,如果冰川能夠到達這個無漂礫區,那麼羅什·阿·克里和其他類似的丘陵就會被夷平。雖然寒武紀砂岩足夠堅固,可以抵禦威斯康星州冰川湖的強大水流,但它不足以抵抗厚厚冰川的力量。發生在無漂礫區東部的冰川作用預計已經夷平了數百個外來臺地、孤丘和數千個像羅什·阿·克里這樣的小尖峰。
從當地道路上靠近羅什·阿·克里時,你可以在幾英里外看到它。相對平坦的地形使這座山丘從遠處就能看到,但是,當你靠近山丘時,周圍州立公園的古老森林生長會遮擋住這座巨大山丘的視野。從公園的主入口或冬季停車場進入,可以近距離觀賞羅什·阿·克里的平坦巖壁。[1]
- 來源
- 1) 羅什·阿·克里州立公園,威斯康星州自然資源部;http://dnr.wi.gov/topic/parks/name/rocheacri/
- 2)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路邊地質。蒙大拿州米蘇拉:山地出版社。
- 3) Wisconline,威斯康星州,地理,威斯康星州中部平原 http://www.wisconline.com/wisconsin/geoprovinces/centralplain.html
阿諾特冰磧
[edit | edit source]終磧,也有人稱之為末端冰磧,是由冰川末端或終點處的冰川碎屑堆積形成的山脊。阿諾特冰磧是聖山地層中最古老的冰磧。在 30 萬到 3 萬年前,勞倫泰德冰蓋,更具體地說,是格林灣葉,改變了威斯康星州東部的絕大部分。在最遠的前進中,被稱為基恩段,也被稱為阿諾特冰磧。這座冰磧可能是在格林灣葉最後一次前進之前就存在的,因為在阿諾特冰磧上發現的沉積物比附近杏仁和漢考克冰磧上發現的沉積物要古老得多。阿諾特冰磧可能來自伊利諾伊期到前晚威斯康星期冰川作用,但似乎沒有地質學家確切知道它是何時形成的。
這座冰磧由棕色到紅色的沙質冰磧碳酸鹽組成,深度達到地表以下幾米。在晚威斯康星期以前的冰川作用向西移動時,它從狼河岩基拾起了被稱為花崗岩碎屑的沉積物。這些是巨石大小的岩石,由長英質岩石、花崗岩、石英或閃長巖組成,這些岩石曾經在地球地殼深處冷卻。這些巨石散落在阿諾特冰磧相當微妙的斜坡景觀上。
這座冰磧只是地形上的一個輕微隆起,除非有人告訴他們或瞭解地質景觀,否則他們可能不會意識到自己身處這座冰磧上。天氣和侵蝕是這座冰磧坡度如此平緩的關鍵原因。與附近和威斯康星州其他地方的類似冰磧相比,它經歷了數百年的風吹雨打。阿諾特冰磧實際上是該州晚威斯康星期以前的冰川作用的唯一暴露地點之一。隨著格林灣葉向西移動到該州中部,它覆蓋了大部分較古老的晚威斯康星期以前的沉積物,除了阿諾特冰磧和該州中南部的一些地區。[3]
- 來源
- 1) 卡倫·萊姆克博士,冰川地質網頁。威斯康星州史蒂文斯波因特大學地理與地質系。 http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/index.html
- 2) 威斯康星州波特奇縣的更新世地質,李·克萊頓,http://wisconsingeologicalsurvey.org/gis.htm
- 3) 威斯康星州第四紀:地層和冰川作用歷史回顧 http://www.iatchippewa.org/trailinfo/wisconsin_glaciation_techni.pdf