Lockatong-Formation – Wikipedia

Lockatong-Formation
Stratigraphischer Bereich: Norian, 221,5–205,6 Ma [1]
Typ Geologische Formation
Einheit von Newark Supergruppe
Untereinheiten Walls Island Member (teilweise), Tumble Falls Member, Smith Corner Member, Prahls Island Member, Tohickon Member, Skunk Hollow Member, Byram Member, Ewing Creek Member, Nursery Member, Princeton Member, Scudders Falls Member, Wilburtha Member
Grundlagen Passaic-Formation
Überzüge Stockton-Formation
Primär Lehmstein
Sonstiges Sandstein, Konglomerat
Region Pennsylvania, New Jersey, New York
Land Vereinigte Staaten
Benannt nach Lockatong Creek

Die Trias Lockatong-Formation ist eine kartierte Grundgesteinseinheit in Pennsylvania, New Jersey und New York. Es ist nach dem Lockatong Creek im Hunterdon County, New Jersey, benannt.

Beschreibung[edit]

Der Lockatong ist definiert als hell- bis dunkelgrauer, grünlich-grauer und schwarzer, sehr feinkörniger Sandstein, schluffiger Tonstein und laminierter Tonstein. In New Jersey wird die zyklische Natur der Formation mit Hornfels in der Nähe von Diabas- und Basaltflüssen festgestellt.[2]

Ablagerungsumgebung[edit]

Der Lockatong wird oft als See- oder Litoral-Sedimente beschrieben. Die Verschränkung der Sedimente mit der umgebenden Stockton-Formation und der Passaic-Formation legt nahe, dass sich diese litoralen Umgebungen mit dem Klima oder der Entwicklung des dynamischen Terrans des Gebiets verschoben haben.[3] Die Ablagerung kalkhaltiger Sedimente weist auf ein Klima mit hohen Verdunstungsraten hin.[3]

Paleobiota[edit]

Wirbellose Höhlen sind die häufigsten Fossilien in der Lockatong-Formation.[4][5]

Farbschlüssel Anmerkungen
Unsichere oder vorläufige Taxa sind in kleiner Text; durchgestrichen Taxa werden diskreditiert.

Tetrapoden[edit]

Tetrapoden der Lockatong-Formation
Gattung Spezies Lokale bekannt aus Material Anmerkungen Bilder

Eupelor

E. durus

Phoenixville?[6][7]

Schultergürtelelemente[8]

Eine zweifelhafte Amphibie, möglicherweise ein Metoposaurier[9][10]

Gwyneddosaurus[7]

G. erici

Gwynedd

Teilskelett (Magenauswurf)

Ein zweifelhaftes Reptil,[11] wahrscheinlich eine Chimäre aus Quastenflosser und Tanytrachelos Fossilien.[12][7] Wurde auch als Synonym von . angesehen Tanytrachelos.[13]

Hyperonektor[14] H. limnaios Granton Quarry (Ewing Creek Mitglied?), Weehawken Quarry (Gärtnerei Mitglied),[14] Edgewater-Steinbruch[15] Mehrere Teilskelette Ein Drepanosaurier, ursprünglich bekannt als „der Tiefschwanzschwimmer“.[11]
Icarosaurus[16][17] I. siefkeri Granton Quarry (Ewing Creek Mitglied?) Ein Teilskelett Ein Kühneosaurier.

Rhabdopelix[7]

R. longispinis

Gwynedd

Isolierte Wirbel und andere Überreste, jetzt verloren

Ein zweifelhaftes Reptil,[11] wahrscheinlich eine Chimäre bestehend aus Tanytrachelos, Icarosaurusund/oder Fischfossilien.[16][7][18]

Rutiodon[19] R. carolinensis Granton Steinbruch, Princeton,[19] Phoenixville[20] Schädel, Zähne,[19] andere Fragmente[20] Ein Phytosaurier.
Tanytrachelos[7] T. ahynis Granton Steinbruch,[14] Haines & Kibblehouse Quarry (Skunk Hollow-Tohickon Mitglieder),[7] Weehawken Quarry, andere Aufschlüsse in Palisades.[21][15] Eine große Anzahl von Teilskeletten[15][22][23][18] Eine kleine und ziemlich häufige Tanystrophheide.

Fisch[edit]

Fische der Lockatong-Formation
Gattung Spezies Lokale bekannt aus Material Anmerkungen
Carinakanthus[24][25] C. jepseni Gwynedd Ein Teilskelett Ein sehr seltener Hybodontenhai[15]
Cionichthys[25] C. sp. Gwynedd,[25][7] Weehawken-Steinbruch[15] Teilskelette Eine seltene Rotfeldiide, ursprünglich genannt Redfieldius obrai.[15][7]

Diplurius

D. longicaudatus Granton Steinbruch,[26] Gwynedd, Princeton[27] Ein teilweiser Schädel und Schuppen[27] Ein seltener Quastenflosser
D. newarki Granton Steinbruch,[28] Gwynedd,[24][25] Princeton,[27] Weehawken Quarry und andere Aufschlüsse in Palisaden,[21][15] Arcola.[12] Zahlreiche Skelette Ein reichlich vorhandener Quastenflosser, manchmal mit einer eigenen Gattung (Osteopleurus).[29][30][15] Enthält „Osteopleurus milleri“, von Granton Quarry, das abgesehen von seiner Größe nicht zu unterscheiden ist.[27]

Lysorozephalus

L. gwynnedensis

Gwynedd

Ein Teilschädel

Ein zweifelhafter Fisch wahrscheinlich gleichbedeutend mit Turseodus. Ursprünglich fälschlicherweise als lysorophische Amphibie identifiziert.[11][7]

Pariostegus?[30] S. sp. Arcola,[12] Granton Steinbruch[14] Isolierte Fossilien Ein seltener, aber sehr großer Quastenflosser, der gleichbedeutend mit . sein kann Diplurius.

Rabdiolepis[31]

R. gwyneddensis

Gwynedd

Ein Teilskelett

Ein zweifelhafter Quastenflosser, wahrscheinlich gleichbedeutend mit Diplurius oder Pariostegus.[32][7]

Semionotus S. brauni Gruppe“ Weehawken Quarry und andere Aufschlüsse in Palisaden,[15][21][25] Arcola.[12] Zahlreiche Skelette Eine lokal häufige Semionotiform.[15] Umfasst wahrscheinlich zwei Arten.[33]
Synorichthys[34] S. vgl. S. stewarti Granton Steinbruch,[34] Weehawken-Steinbruch,[25] Arcola.[12] Zahlreiche Skelette Ein lokal häufiges Rotfeldiid.[15]
Turseodus T. acutus Granton Steinbruch, Princeton, Phoenixville,[35][25] Weehawken Quarry und andere Aufschlüsse in Palisaden,[21][15] Arcola,[12] Gwynedd,[7] Millers Steinbruch.,[31] Haines & Kibblehouse-Steinbruch.[7] Zahlreiche Skelette Eine häufig vorkommende paläonisciforme, die mehrere Arten umfassen kann.[15]

Ichnofossilien[edit]

Geologische Fazies[edit]

Laminierter Tonstein[edit]

Grauer bis schwarzer laminierter Tonstein (Schiefer) wurde in langlebigen Staudenseen abgelagert. Einige der Blättchen werden aufgrund ihrer Sedimentablagerung nach einer Trübungsströmung klassifiziert. Andere haben eine linsenförmige oder „Pinch-and-Swell“ -Form (mit abwechselnd schmalen und elliptischen Querschnitten), die aus der Bewegung von Wellen an der Wasseroberfläche resultieren. Kleine Baugruben und geringfügige Sedimentdeformationen sind ebenfalls bekannt. Diese Schiefer und ihre Schichten werden jedoch mit zunehmender Tiefe der Seen feiner, flacher und weniger gestört. Sie verlieren auch Sauerstoff und nehmen höhere Konzentrationen an dunklem organischem Material und Karbonat an.[42]

Die feinsten Schiefer haben sich in den tiefsten Teilen der größten Seen gebildet. Ihre Schichten sind sehr dünn und bestehen aus vollkommen gleichmäßigen, durchgehenden Bändern aus organischem Material im Wechsel mit Karbonat (Kalkstein) oder Ton. Manchmal können diese Schiefer bis zu 8 Gew.-% organisches Material enthalten. Die unterschiedlichen Schichten können auf saisonale Schwankungen der Sedimentablagerung, chemische Bedingungen und/oder Algenwachstum zurückzuführen sein. Ein völliger Mangel an Einfluss von Wellen oder bioturbierenden Tieren deutet darauf hin, dass die Seen in ihrer niedrigsten Ausdehnung sehr tief und anoxisch waren. Fossilien wie gut erhaltene Fischskelette sind in Abwesenheit von zersetzenden Organismen häufig. Die minimale Tiefe, die erforderlich ist, um diese Umgebung zu erhalten, wurde auf 60 Meter bis 80 oder 100 Meter geschätzt.[42]

Dünnbettiger Tonstein[edit]

Rote bis graue dünnschichtige Tonsteine ​​sind See- oder Seeufersedimente, die in der Schichtbreite zwischen Schiefer und massivem Tonstein liegen. Abgestufte und „Pinch-and-Swell“-Schichten sind in diesen Fazies üblich. Dies deutet darauf hin, dass diese flacheren Sedimente Störungen wie Überschwemmungen oder verstärkte Wellenbewegungen bei Stürmen erfahren haben. Anderer dünnschichtiger Tonstein ist so stark von Baugruben bioturbiert, dass er ein „zerkleinertes“ Aussehen hat, bei dem es schwierig ist, die einzelnen Schichten zu unterscheiden. Die energiereichere Flachwasserumgebung bedeutet, dass die Sedimente, aus denen dünnschichtiger Tonstein besteht, gröber sind als die von Schiefer. Die meisten flachen Tonsteinschichten sind mit Schluffstein und/oder Sandstein eingebettet. Teilweise sind in groben Schichten Querbettungen, Riffelspuren oder andere Sedimentstrukturen zu beobachten. Obwohl sie klein und selten sind, ist bekannt, dass Stromatolithstrukturen aus Mikrit um einige Sedimente am Seeufer herum vorkommen.[42]

Dünnbettige Tonsteine ​​mit tiefen Schlammrissen entstehen in Umgebungen, in denen der Seeschlamm häufig trockener Luft ausgesetzt ist. Diese Schlammrisse können einfache Spalten oder komplexere, mehrfach verzweigte Strukturen sein. Nach einem Hochwasser werden die Schlammrisse mit Schlamm oder anderen Sedimenten wieder aufgefüllt. An einigen Stellen bleiben winzige runde oder elliptische Bläschen (Luftblasen) in den wiederaufgefüllten Schlammrissen erhalten. Vesikel bilden sich am häufigsten in schmalen Schichten aus trocknendem frischem Schlamm, der auf älteren, zäheren, schlammgespaltenen Seesedimenten abgelagert wird. Die Bläschen enthaltenden Schlammschichten haben oft ein bogenförmiges Aussehen, bei dem sich ihre Ränder über den Schlammrissen nach oben schälen.[42]

Massiver Tonstein[edit]

Roter bis grauer massiver Tonstein hat keine erkennbaren Schichten. Fast alle massiven Tonsteine ​​entwickeln Schlammrisse, die die meiste Zeit auf trockene Bedingungen über Wasser hinweisen. Brekzienförmiger massiver Tonstein ist in mehrere Richtungen stark rissig. Es wurde als „Brekziengewebe“ beschrieben: ein Flickwerk aus kantigen Schlammfragmenten, die von einer Karbonat- oder Silikatmatrix zusammengehalten werden. Diese Art von Tonstein bildete sich auf trockenen Seen (Playas), die ständig Schlammrisse entwickelten, da sie mehrmals hydratisiert und ausgetrocknet wurden. Bläschen können in Brekziengewebe auftreten, das schnell genug trocknet, um Luftblasen einzuschließen, ohne zu kollabieren. Vesikulärer massiver Tonstein ist chaotischer in seiner Struktur und wird von zahlreichen Bläschen und dünnen, gezackten Rissen dominiert. Die Playas, die für massiven vesikulären Tonstein verantwortlich waren, waren viel trockener als ihre brekziierten Äquivalente.[42]

Peloider oder ausblühender massiver Tonstein ähnelt dem brekziierten massiven Tonstein, aber seine Schlammfragmente sind kleine, abgerundete Klumpen. Dieses Klumpenmuster ähnelt dem von modernen salzigen Playas, wo gelöstes Salz dem Schlamm des Sees eine krümelige, pulverförmige Textur verleiht. Spuren von Schlammrissen sind noch vorhanden, wurden aber durch die strukturellen Veränderungen stark verformt. Die feuchteste Art von massivem Tonstein ist der eingegrabene massive Tonstein, bei dem es sich um dünnbettigen Tonstein handelt, der durch Bioturbation vollständig homogenisiert wurde.[42]

Kristallstrukturen[edit]

Salzmineralien (typischerweise Calcit) sind in den Tonsteinen der Lockatong-Formation weit verbreitet. Calcitkristalle können in Form von hexagonalen Pseudomorphosen vorliegen. Der ursprüngliche hexagonale Kristall (jetzt durch Calcit ersetzt) ​​war wahrscheinlich Pirssonit oder ein ähnliches Mineral, das sich nach der Kristallisation in der Nähe der Wasseroberfläche auf dem Seegrund niederließ. In laminiertem Tonstein können einige Blättchen vollständig aus Schichten von hexagonalen Calcitkristallen bestehen. Sie verhalten sich ähnlich wie Sandkörner und können in abgestuften, „pinch-and-swell“ und kontinuierlichen Schichten von Seetonstein vorkommen.[42]

Kristallklasten sind eine andere Art von Kristallstruktur, die in der Lockatong-Formation vorkommt. Es handelt sich um klingenartige Hohlräume (vielleicht ursprünglich aus Natriumkarbonat), die mit Kristallen verschiedener anderer Mineralien gefüllt wurden. Es ist bekannt, dass Calcit, Analcim, Albit, Dolomit und Kaliumfeldspat in Lockatong-Kristallklasten vorkommen. Obwohl Gips in den Kristallklasten der darüber liegenden Passaic-Formation reichlich vorhanden ist, fehlt er in der Lockatong-Formation. Einige Kristallklasten wachsen senkrecht zu den Schichten und senden oft mehrere Zweige aus, wenn sie von einer Schichtebene ausstrahlen. Diese strahlenden Kristallklasten bilden sich typischerweise beim Überschreiten flacher Seeschlammsteine, wenn salzhaltiges Wasser in den Seegrund eindringt und das Kristallwachstum fördert.[42]

Die meisten Kristallklasten sind in ihrer Orientierung und Verteilung eher zufällig. Zufällige Kristallklasten sind typischerweise abgestuft und werden umso größer und euhedraler, je tiefer sie innerhalb einer gegebenen Schicht vorkommen. Sie treten am häufigsten in peloidalen massiven Tonsteinen auf, wenn Sole in ein salzhaltiges Watt sinkt und kristallisiert. Periodische Regenfälle lösen Kristalle näher an der Oberfläche auf, was erklärt, warum Kristalle in einer höheren Reihenfolge kleiner und unregelmäßiger sind.[42]

Sandstein- und Konglomeratfazies[edit]

Während die meisten Lockatong-Sedimente Tonsteine ​​sind, die mit Seen oder Seebetten verbunden sind, können auch Fluss- oder Bachablagerungen auftreten. Diese Ablagerungen bilden sich in Gebieten, die dem Rand des Newark-Beckens entsprechen, und bestehen typischerweise aus Sandstein und Konglomerat. Da die Lockatong-Formation hauptsächlich im Zentrum des Newark-Beckens exponiert ist, sind Beckenrandfazies selten. Die darüber liegende Passaic-Formation weist in der Nähe des Beckenrands ausgedehntere Expositionen und somit eine höhere Prävalenz von Sandstein und Konglomerat auf.[42]

Dünne Schichten aus welligem Sandstein werden als wellendominierter Sandstein bezeichnet. Diese Art von Sandstein bildete sich in den sandigen Untiefen von Seen mit flachen Seebetten. Ihre charakteristische wellenförmige Schichtung stellt Wellenspuren dar, die sich bei Stürmen und anderen störenden Ereignissen bilden. Etwas dickere Sandsteinwälder (konservierte Sandbänke) werden oft mit wellendominiertem Sandstein in Verbindung gebracht. Sandsteinbetten, die über Tonstein liegen, werden gröber, je weiter man in der Sequenz nach oben geht. Schlammrissartige Strukturen können auch entstehen, wenn der Sand der Luft ausgesetzt ist.[42]

Einige Flüsse, die in das Becken fließen, bilden Deltas entlang der Ränder von Seen. Lockatong-Deltas produzierten Sandsteinbetten mit Kletterrippel-Querbettungen, einer speziellen Sedimentstruktur, die auf eine Verlangsamung des Wassers hindeutet. Einige deltaische Sandsteinbettungen ähneln den Waldbetten aus wellendominiertem Sandstein. Die Schichten sind jedoch eher schüsselförmig und klinoförmig (dh in viel steileren Winkeln gestapelt). Aufwärts-Gröberungstrends sind immer noch reichlich vorhanden, und manchmal werden auch Wurzelabgüsse gefunden. Klinoformer deltaischer Sandstein, der in Gilbert-Deltas gebildet wurde, bei denen grobe Flussbettsedimente abrupt auf einem Seegrund abgelagert werden. Ausgedehnte Stapel dieses Sandsteintyps weisen auf steigende und fallende Seewasserstände hin, was dazu führt, dass sich die Deltas verschieben und ältere Sedimente überlappen. Blattförmige Deltasandsteine ​​haben auch Kletterwellen, aber ihre Schichten sind in einem viel niedrigeren Winkel als klinoformer Deltasandstein. Sie sind oft mit schlammgespaltenem Tonstein, typischerweise vesikelreichem, dünnschichtigem Tonstein, durchsetzt. Die Deltas, die diese Art von Sandstein bilden, waren temporäre Deltas mit niedrigem Relief, die sich bei Blattflutereignissen manifestierten. Sowohl die Blattdeltas als auch die von ihnen versorgten ephemeren Seen wären kurz darauf ausgetrocknet. Deformationen sind in den Delta-Sandsteinschichten aufgrund wiederholter Überschwemmungen im Laufe der Zeit üblich.[42]

In der Nähe der Ramapo-Verwerfung (die die nördliche Grenze des Newark-Beckens bildet) wird Konglomerat zur vorherrschenden Sedimentform. Grenzverwerfungskonglomerate sind lokal verbreitet, können aber nur in einem kleinen Teil des Beckens gefunden werden. Die Gesteine, aus denen die Klasten des Newark-Konglomerats bestehen, umfassen Dolomit, Kalkstein, Gneis, Granit, Quarzit und älteres devonisches Konglomerat aus den umliegenden Bergen. Konglomeratklasten sind in ihrer maximalen Größe Felsbrocken mit einem Durchmesser von bis zu einem halben Meter, aber die meisten Klasten sind viel kleiner. Große Kieselsteine ​​​​und Kopfsteinpflaster werden typischerweise in ausgeprägten Sandsteinlinsen mit konvexen oberen Rändern und flachen unteren Rändern unterstützt. Die größten Klasten befinden sich am oberen Rand der Linsen. Diese Fazies werden als matrixgestütztes Konglomerat bezeichnet, was Murgängen auf einem Schwemmfächer entspricht. Einige Konglomerate umfassen Bänder aus kleineren Kieselsteinen, die mit laminiertem Sandstein in Linsen mit flachen oberen Rändern und konkaven unteren Rändern eingebettet sind. Diese Art von Konglomerat ist als klastengestütztes Konglomerat bekannt, das in ephemeren Strömungskanälen auf einem Schwemmfächer abgelagert wurde. Abseits der Verwerfung wird Sandstein häufiger und Konglomerat seltener, was darauf hindeutet, dass die Schwemmfächer zu trockenen Sandebenen abflachen. In Ablagerungen, die den unteren Teilen eines alluvialen Fächers entsprechen, wo gleichzeitig poröse Sedimente und ein hoher Grundwasserspiegel auftreten, gibt es reichlich Wurzelabgüsse und Höhlen.[42]

Die südwestlichen und nordöstlichen Ecken des Newark-Beckens weisen eine andere Art von Sandstein- und Konglomeratfazies auf: axiale Fazies. Die sichtbarsten Schichten in diesen Bereichen sind abgestufte Konglomeratschichten mit großflächiger und gut sichtbarer Querschichtung. Zwischen den Konglomeratschichten liegen Abfolgen von zwischengelagerten Ton- und Sandsteinen, wobei die Sandsteinschichten mit zunehmender Höhe dicker werden. Im Gegensatz zum kreuzgelagerten Konglomerat weisen die Tonstein- und Sandsteinschichten seltene oder fehlende Sedimentstrukturen auf. Stattdessen werden sie stark von Höhlen und Wurzeln bioturbiert. Axialfazies sind Flussbett- und Überuferablagerungen von geflochtenen Flüssen, die abfließen, um das Becken mit Wasser und Sediment zu versorgen. Das südwestliche Flusssystem, das in das Newark-Becken floss, ist wahrscheinlich das gleiche wie das, das weiter westlich die Hammer-Creek-Formation bildete.[42]

Die relative Altersdatierung des Lockatong ordnet ihn in die obere Trias ein und wurde vor 237 bis 207 (±5) Millionen Jahren abgelagert. Es liegt ungleichmäßig unter vielen verschiedenen Formationen der atlantischen Küstenebene. Es überschneidet sich sowohl mit der Stockton-Formation als auch mit der Passaic-Formation. Es gibt zahlreiche Diabasintrusionen und Basalt in den Stockton mit lokalen metamorphen Gesteinen.[43]

Wirtschaftliche Nutzung[edit]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

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