«Геологическая история национального памятника Фоссил-Бьют и бассейна Фоссил»

Являясь основным природоохранным ведомством страны, Министерство внутренних дел несет главную ответственность за водные, рыбные, дикие, минеральные, земельные, парковые и рекреационные ресурсы. Дела индейцев и территорий являются другими важными направлениями деятельности этого «Министерства природных ресурсов» Америки. Министерство работает над обеспечением наиболее разумного выбора в управлении всеми нашими ресурсами, чтобы каждый из них внес свой полный вклад в улучшение Соединенных Штатов — сейчас и в будущем.

Эта публикация является одной из серии научных исследований, посвященных специальным темам, которые изучались в связи с различными территориями в системе национальных парков. Она напечатана в Государственной типографии и может быть приобретена у начальника отдела документов Государственной типографии, Вашингтон, округ Колумбия, 20402.

Каталогизация Библиотеки Конгресса в публикации

McGrew, Paul Orman, 1909- The geological history of Fossil Butte National Monument and Fossil Basin. (National Park Service occasional paper; no. 3) Bibliography: p. Includes index. 1. Geology—Wyoming—Fossil Butte National Monument. 2. Geology, Stratigraphic—Eocene. 3. Paleontology—Eocene. 4. Fossil Butte National Monument, Wyo. I. Casilliano, Michael, joint author. II. Title. III. Series: United States. National Park Service. National Park Service occasional paper; no. 3. QE182.F67M3 557.87'82 75-17511

Геологическая история Национального памятника Фоссил-Бьют и бассейна Фоссил

Пол О. Макгрю Майкл Касиллиано Геологический факультет, Вайомингский университет

СЛУЖБА НАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРКОВ, ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ НОМЕР ТРИ

Contents

INTRODUCTION 1 LOCATION 1 HISTORICAL BACKGROUND OF RESEARCH 1 STRATIGRAPHY 5 Thaynes Limestone 7 Evanston Formation 7 Wasatch Formation 7 Basal Conglomerate Member 9 Lower Member 9 Main Body 11 Sandstone Tongue 11 Mudstone Tongue 12 Bullpen Member 12 Tunp Member 12 Age of the Wasatch Formation 12 Depositional Environment 13 Green River Formation 13 Fossil Butte Member 13 Angelo Member 14 Age of the Green River Formation 14 Depositional Environment 14 Fowkes Formation 15 Sillem Member 15 Bulldog Hollow Member 15 Gooseberry Member 15 Age of the Fowkes Formation 15 Depositional Environment 15 QUATERNARY 15 THE GEOLOGIC STRUCTURE OF FOSSIL BASIN 15 PALEONTOLOGY 19 Flora 19 Invertebrates 20 Vertebrates 20 Fish 20 Amphibians 24 Reptiles 24 Birds 24 Mammals 25 PALEOECOLOGY AND TAPHONOMY 30 GLOSSARY 34 REFERENCES 35 BIBLIOGRAPHY 37 ACKNOWLEDGMENTS 37

ВВЕДЕНИЕ

Пятьдесят миллионов лет назад юго-западный угол того, что сейчас является штатом Вайоминг, был частью системы из трех пресноводных озер, которые покрывали эту территорию, а также прилегающие части Колорадо и Юты.

Эти озера начались с озера Флагстафф, а позже стали озером Госьют, озером Юинта и озером Фоссил (рис. 1). Эти озера развивались в межгорных впадинах, которые были созданы в результате геологических событий, сформировавших Скалистые горы. Три озера, коллективно известные как озерная система Грин-Ривер, имели долгую, сложную историю расширения и сокращения. Различные климатические и геологические условия были ответственны за изменения размера и распределения озер.

Берега, окружающие озера, были покрыты пышным зеленым пологом из пальм, коричных деревьев, кленов, дубов и других знакомых деревьев. Лесную подстилку покрывали лещина и сирень. Камыши и другие водные растения окаймляли берег озера.

Воздух был влажным и теплым. Ручьи, стекающие с холмов и гор, создавали поймы и приносили осадки в озеро, где они откладывались на мелководье у берега. Отложения, образованные химическими процессами, оседали на дно дальше от берега в глубокой, спокойной воде. Из этих процессов сформировались горные породы, по которым читается прошлая история озерной системы Грин-Ривер.

В лесу и подлеске жили предки современных групп млекопитающих. Древние грызуны и крошечные насекомоядные вели скрытный образ жизни в кустарнике и плесени, покрывавших лесную подстилку, или же искали пропитание среди ветвей деревьев. Крупные, причудливые животные со странными названиями бродили по покрытым тростником берегам ручьев, поедая мягкие, сочные растения. Самые ранние представители семейства лошадиных паслись на мягкой растительности. Деревья над головой были оживлены болтовней и выходками ранних приматов. Плотоядные млекопитающие охотились на своих соседей-растительноядных и тем самым поддерживали сбалансированное сообщество. Крокодилы и черепахи грелись на солнце на пляже. Фламинго собирались на больших местах гнездования. Змеи и ящерицы ползали в подлеске. Насекомые, многие из которых чрезвычайно похожи на современные виды, летали в теплом воздухе или ползали по растениям.

Воды озер кишели многими видами рыб. Родственники окуня, сельди и ската плавали в теплой озерной воде. Периодически происходила массовая гибель рыбы. Когда рыба умирала, она опускалась на дно озера и сохранялась в озерных отложениях.

Сегодня озер больше нет, и там, где когда-то были пышные тропические леса, теперь полупустыня, покрытая полынью и грезивудом. Историю этих озер, лесов и животного мира можно прочитать в толстых отложениях, сформировавшихся так давно.

Этот отчет посвящен одному из этих озер, самому маленькому из трех, озеру Фоссил. Часть этого древнего озера, знаменитого своими пластами ископаемой рыбы, сейчас является Национальным памятником Фоссил-Бьют. Цель этого отчета — рассказать историю озера Фоссил и его ныне окаменевших обитателей, тем самым, надеюсь, представив порядок событий в ландшафте, скрытом 50 миллионами лет времени.

РАСПОЛОЖЕНИЕ

Национальный памятник Фоссил-Бьют находится недалеко от географического центра бассейна Фоссил. Сам бассейн расположен в крайней юго-западной части штата Вайоминг в округах Юинта и Линкольн, недалеко от границы штатов Юта и Айдахо (рис. 2).

Памятник расположен примерно в 10 милях к западу от Кеммерера, округ Линкольн, штат Вайоминг (рис. 3). Шоссе США 30N проходит чуть южнее памятника, как и железнодорожная линия Union Pacific в Орегон. Заброшенный город Фоссил также находится непосредственно к югу от памятника.

Квадранты Кеммерер и Сейдж Геологической службы США охватывают весь памятник и прилегающую территорию.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА ОБ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Основными горными породами, представленными в Фоссил-Бьют, являются формации Грин-Ривер и Уосатч. Первое опубликованное упоминание об этих двух единицах горных пород было сделано Хейденом (1869). Хотя описания Хейдена были краткими, они послужили основой для последующего уточнения стратиграфии бассейнов Грин-Ривер и Фоссил. Хейден также упоминал о количестве ископаемой рыбы из формации Грин-Ривер.

Работа, проделанная Хейденом, велась под эгидой Геологической и географической службы территорий Министерства внутренних дел США. Обследование длилось с 1867 по 1878 год, в течение которого Хейден и его коллеги публиковали ежегодные отчеты о своих находках.

В отчете за 1870 год Хейден (1871) упомянул об открытии «Петрифайд-Фиш-Кат» (выемки окаменелых рыб). Эта выемка расположена на главной линии железной дороги Union Pacific примерно в 2 милях к западу от Грин-Ривер, штат Вайоминг. А. У. Хиллиард и Л. Э. Риксекер, сотрудники железной дороги Union Pacific, обнаружили выемку и получили много ископаемой рыбы, которую они передали Хейдену.

До Хейдена горные породы, ныне известные как формации Грин-Ривер и Уосатч, время от времени упоминались в различных дневниках, журналах и отчетах ранних миссионеров, таких как С. А. Паркер, или исследователей, таких как Фремонт (Knight 1955).

Рис. 1. Озерная система палеоцена-эоцена (по Schaeffer and Mangun 1965).

Рис. 2. Географические особенности юго-западного Вайоминга и прилегающих районов (по Oriel and Tracey 1970).

Рис. 3. Физиография региона Национального памятника Фоссил-Бьют (по U.S. Department of the Interior 1964).

Отчет Хейдена (1871:425-437) включал описание ископаемых рыб из «Петрифайд-Фиш-Кат», сделанное Э. Д. Коупом, палеонтологом позвоночных. Несколькими годами ранее Лейди (1856), другой палеонтолог, описал рыбу из неизвестного местонахождения в формации Грин-Ривер.

Хейден разделил эту область обследования на несколько районов. Район Грин-Ривер был поручен А. К. Пилу. Отчет Пила (1879:535) содержал первое геологическое описание самого Фоссил-Бьют, а также краткое обсуждение полученных там ископаемых рыб. Описание холма приводится здесь:

...В нижней части утеса, из которого взяты эти образцы, видны обнажения ярко окрашенных пластов Уосатч, хотя весь разрез увидеть невозможно, так как их мягкость приводит к выветриванию, из-за чего обломки скрывают пласты. Окаменелости встречаются на нескольких горизонтах в сланцах. Близ вершины утеса находится полоса твердого битуминозного или маслянистого сланца, который горит довольно свободно с сильным битуминозным запахом.... Он коричневато-черного цвета, а на выветренных поверхностях — синевато-белого....

Следующей крупной публикацией, посвященной бассейну Фоссил, была работа Витча (1907). Он нанес на карту горные породы в определенных районах бассейна, пытаясь внести подобие порядка в широкие стратиграфические описания Хейдена (1869). Его работа привела к обозначению большинства единиц горных пород в бассейне Фоссил от юрского периода до современности.

Шульц (1914), коллега Витча, опубликовал статью, посвященную структурам к северу и востоку от бассейна Фоссил. Это помогло очертить особенности, окружающие и формирующие бассейн.

Последующая работа по геологии юго-западного Вайоминга в основном была сосредоточена на бассейне Грин-Ривер к востоку от бассейна Фоссил. Значительная работа по бассейну Фоссил была проделана Руби и др. (1968a, b), которые нанесли на карту северную часть бассейна, и Ориэлем и Трейси (1970), которые опубликовали результаты последнего исследования стратиграфии и возраста единиц горных пород в бассейне Фоссил. Эта последняя работа является кульминацией многолетних исследований и включает и уточняет данные, представленные в более коротких, ранних статьях.

СТРАТИГРАФИЯ

Полная геологическая история бассейна Фоссил включает множество стратиграфических единиц. Большинство из них не обнажены в пределах самого памятника, но хорошо известны по обнажениям за пределами границ памятника и по глубоким скважинам (рис. 4).

В основании стратиграфического разреза находятся породы докембрийского возраста. Они не были вскрыты скважинами в пределах бассейна Фоссил, но должны залегать на глубине до 25 000 футов под поверхностью. Вероятно, они состоят из метаморфических и интрузивных пород. Начиная примерно 600 миллионов лет назад, в начале кембрийского периода, накапливались осадочные отложения. Они имеют как морское, так и континентальное происхождение и варьируются по возрасту от раннего кембрия (600 миллионов лет) до раннего третичного периода (50 миллионов лет). В этом мощном разрезе выделяют около 34 геологических формаций, список которых приводится ниже:

Eocene Fowkes Formation Wasatch-Green River Formations Paleocene Evanston Formation (upper part) Upper Cretaceous Evanston Formation (lower part) Adaville Formation Lazeart Sandstone Hilliard Shale Frontier Formation Lower Cretaceous Aspen Shale Bear River Formation Gannett Group Jurassic Stump Sandstone Preuss Sandstone Twin Creek Limestone Nugget Sandstone (upper part) Triassic Nugget Sandstone (lower part) Thaynes Limestone Woodside Formation Dinwoody Formation Permian Phosphoria Formation Pennsylvanian Wells Formation Mississippian Brazer Limestone Madison Limestone (upper part) Devonian Madison Limestone (lower part) Darby Formation Silurian Not Present Ordovician Leigh Dolomite Bighorn Dolomite Cambrian Gallatin Limestone Gros Ventre Formation Precambrian Complex of metamorphic and intrusive rocks

В пределах самого памятника самыми старыми обнаженными породами являются породы известняка Тейнс около Проу-Пойнт. Как будет видно из обсуждения структуры бассейна Фоссил, все породы под формацией Эванстон смяты в складки и нарушены разломами, а в пределах памятника погребены под отложениями третичного возраста. По этой причине подробное обсуждение стратиграфических единиц будет ограничено теми породами, которые можно увидеть в границах памятника или в непосредственной близости от него (рис. 5). Распределение различных формаций в пределах памятника проиллюстрировано на рис. 7 и 8.

Рис. 4. Геологическая шкала времени.

Известняк Тейнс

В самом северо-восточном углу Национального памятника Фоссил-Бьют можно увидеть обнажение известняка Тейнс триасового возраста, морской единицы, отложившейся около 200 миллионов лет назад. Эта формация известна своим богатым и разнообразным комплексом морских окаменелостей, в основном формами, родственными устрицам и моллюскам. Известняк Тейнс состоит преимущественно из песчанистого серого известняка и зеленовато-серых известковистых алевролитов. Формация выветривается до темно-коричневого цвета в нижней части и серовато-желтого в верхней. Тот факт, что известняк Тейнс вообще обнажен в памятнике, объясняется разломами, которые произошли непосредственно перед отложением формации Эванстон самого позднего мелового и самого раннего третичного возраста (см. раздел о структуре), и эрозией третичных пород, которые когда-то покрывали его.

Формация Эванстон

Хотя формация Эванстон не наблюдается в границах Национального памятника Фоссил-Бьют, она обнажена к югу от шоссе 30N, в 1,5 милях к юго-востоку от юго-восточного угла памятника. Эванстон не был вовлечен в сложное складкообразование и разломы, но он несколько нарушен и залегает под формацией Уосатч с угловым несогласием. Формация Эванстон перекрывает временную границу между меловым и третичным периодами. В нижней части единицы найдено много ископаемых листьев, пыльцы и спор, а также челюсть рогатого динозавра Triceratops, которые доказывают ее меловой возраст, а в верхней части найдены ископаемые млекопитающие палеоценового возраста.

Формация Эванстон была подробно изучена Ориэлем и Трейси (1970). Эти авторы делят формацию на три члена. Самый нижний, который они назвали Нижним членом, преимущественно состоит из «серого до очень темно-серого аргиллита, алевролита, глинистого сланца и серого углеродистого песчаника». Нижний член достигает мощности 500 футов в некоторых местах. Выше и частично переслаиваясь с Нижним членом, находится единица мощностью 1000 футов, которая была названа членом конгломерата Хэмс-Форк. Эта единица состоит из пластов валунного конгломерата, переслаивающихся с мощными пластами грубозернистого, частично конгломератового коричневого песчаника и серого аргиллита. Там, где Нижний член Эванстона отсутствует, конгломерат Хэмс-Форк образует основание формации.

Верхний член формации Эванстон назван Ориэлем и Трейси (1970) Основным телом. Он имеет мощность более тысячи футов, а нижняя часть переслаивается с конгломератом Хэмс-Форк. Основное тело представляет собой «светло- до темно-серого углеродистого песчанистого до глинистого алевролита, переслаивающегося с серым, желтовато-коричневым, желтым и коричневым песчаником и конгломератом, а также углеродистым до лигнитового глинистым сланцем». Именно это Основное тело можно увидеть вдоль шоссе к юго-востоку от памятника.

Типы отложений и окаменелостей, найденных в Эванстоне, указывают на то, что формация была отложена ручьями на поймах, а также в болотах и прудах. Указывается субтропический климат, и местность была сильно облесена.

Формация Уосатч

Термин Уосатч был впервые использован Хейденом (1869:91) следующим образом:

Непосредственно к западу от форта Бриджер начинается одна из самых замечательных и обширных групп третичных пластов, виденных на Западе. Они удивительно пестрые, преобладает какой-то оттенок красного. Эта группа, которой я дал название группа Уосатч, состоит из пестрых песков и глин. В этих пластах очень мало известковых веществ.

В каньонах Эхо и Вебер находятся замечательные проявления конгломератов мощностью от полутора до двух тысяч футов. Хотя эта группа занимает обширную территорию и достигает мощности от трех до пяти тысяч футов, я никогда не знал, чтобы в ней находили останки животных. Однако я считаю ее среднетретичным возрастом.

Уосатч хорошо обнажен в бассейне Фоссил. Там эта единица рассматривалась Витчем (1907) как группа и разделена им на три формации: Алми, Фоукс и Найт. Он писал (1907:88):

В группе Уосатч, как она определена Хейденом, полевые работы сезона 1905 года показали три подразделения: 1) базальный член, состоящий из красновато-желтых песчанистых глин, во многих местах содержащий выраженные пласты конгломератов, который был назван формацией Алми; 2) большая мощность светлоокрашенных риолитовых пепловых пластов, содержащих интеркалированные линзы белых известняков с пресноводными раковинами и листьями — формация Фоукс; и 3) группа красновато-желтых песчанистых глин с нерегулярными пластами песчаника (формация Найт), литологически очень похожая на 1) и отделенная от 1) и 2) выраженным периодом складкообразования и эрозии.

Витч, однако, ошибся в своих полевых работах и не понял, что формация Фоукс была опущена по разлому в положение, в котором он ее видел (Tracey and Oriel 1959; Eardley 1959). Фоукс на самом деле является самой молодой из трех формаций Витча и значительно более поздней по возрасту, чем истинный Уосатч.

Формации Алми и Найт неотделимы (Oriel and Tracey 1970:16) и можно увидеть, как они переходят друг в друга на краях бассейна.

Рис. 5. Переслаивающиеся отношения стратиграфических единиц самого позднего мелового и третичного периодов бассейна Фоссил.

Рис. 6. Подразделения палеоценового и эоценового времени.

Алми и Найт, как определено Витчем, вероятно, являются разными фациями Уосатч, причем Алми является более периферийной фацией, а Найт — более бассейновой фацией (Oriel and Tracey 1970). Эти авторы предложили отказаться от терминов Алми и Найт и применять название Уосатч ко всем этим породам, чтобы избежать путаницы.

Последнее подразделение формации Уосатч в бассейне Фоссил принадлежит Ориэлю и Трейси. Члены формации Уосатч, которые они предлагают, описаны в порядке от самых старых к самым молодым.

БАЗАЛЬНЫЙ КОНГЛОМЕРАТОВЫЙ ЧЛЕН.

Этот член имеет только локальное развитие в бассейне Фоссил. Там, где он встречается, это линзовидный конгломерат с галькой и валунами желтовато-коричневого и коричневого песчаника из песчаника Наггет и обломками известняка из формаций Тейнс и Твин-Крик.

Базальный конгломерат по существу является заполнением русла в древних руслах ручьев, врезанных в мезозойские породы.

НИЖНИЙ ЧЛЕН.

Это нерегулярная последовательность пойменных и русловых отложений. Он обнажен вдоль южной части хребта Танп и простирается в самую западную часть Национального памятника Фоссил-Бьют чуть ниже Проу-Пойнт.

Аргиллит является основным типом породы. Он может быть желтовато-коричневого, коричневого, розового, красного или серого цвета. Также присутствуют черные углеродистые алевролиты. Также заметны серый песчаник, который выветривается до желтого или коричневого цвета, и крупнозернистый, косослоистый конгломерат и песчаник. Известняк встречается в виде тонких линз и часто бывает коричневым, плитчатым и углеродистым.

Интересно отметить, что Нижний член является промежуточным не только по стратиграфическому положению, но и по цвету и составу между подстилающей формацией Эванстон и перекрывающим Основным телом формации Уосатч. Таким образом, Нижний член, по-видимому, представляет собой постепенное изменение климатических и/или осадочных условий в бассейне Фоссил (Oriel and Tracey 1970).

Рис. 7. Геологическая карта Национального памятника Фоссил-Бьют (по Rubey et al. 1968).

Рис. 8. СЗ-ЮВ разрез через Национальный памятник Фоссил-Бьют, квадранты Сейдж и Кеммерер (нанесено на карту Rubey et al. 1968).

ОСНОВНОЕ ТЕЛО.

Эта единица формации Уосатч — та часть формации, которая создает впечатляющие красные бедленды в Национальном памятнике Фоссил-Бьют. Особенно типичные обнажения можно увидеть в обращенном к югу уступе Фоссил-Бьют, где Основное тело составляет нижнюю часть холма.

Самая замечательная особенность Основного тела — его цвет. На нижних склонах Фоссил-Бьют есть полосы ярко- до тускло-красного, розового, пурпурного, желтого и серого цвета, расположенные в различных узорах. Эту единицу лучше всего наблюдать на расстоянии, особенно после дождя. Яркие оттенки Уосатч заметно контрастируют с белыми и желтовато-коричневыми цветами перекрывающей формации Грин-Ривер.

Отдельные полосы цвета варьируются от 1 до 10 футов в толщину (Oriel and Tracey 1970:78). Цвета наиболее яркие в верхней части члена и более тусклые в более грубозернистой нижней части.

Преобладающими типами пород в Основном теле являются полосчатый, пестрый аргиллит с прослоями песчаника, конгломерата, мергеля, алевролита и глинистого сланца.

Верхняя часть Основного тела — это в основном аргиллит, состоящий из мелкого ила и очень мелкого, пластового песка со связующим глинистым веществом. Конгломераты встречаются как заполнения русел и содержат карбонат кальция в качестве цемента, как и ряд пластов песчаника и алевролита в верхней части Основного тела.

Конгломераты и песчаник более распространены в нижней части Основного тела. Некоторые из них являются частью старой формации Алми Витча. Они лучше всего развиты вдоль края бассейна Фоссил. Основное тело в некоторых местах перекрывает формацию Эванстон и может залегать непосредственно на мезозойских или палеозойских породах.

ЯЗЫК ПЕСЧАНИКА.

Это язык косослоистого песчаника. Он коричневого цвета и состоит в основном из кварца с некоторыми зернами черного кремня. Эта единица ограничена в распространении к югу от Национального памятника Фоссил-Бьют. Язык песчаника утончается и выклинивается к северу и отсутствует в пределах памятника. Область выклинивания представляет собой береговую линию на одном из этапов озера Фоссил. Язык песчаника вклинивается в член Фоссил-Бьют формации Грин-Ривер. Источниками осадка, вероятно, были горы Юинта на южном краю бассейна Фоссил. Тектонические события вызвали поднятие и эрозию мезозойских и палеозойских пород в Юинте, и обломки откладывались в озере Фоссил как наступающая дельта песка. Когда отложение песка прекратилось, озеро расширилось и покрыло песок, заключив его в сланцы формации Грин-Ривер.

Язык песчаника можно проследить до Основного тела Уосатч, отсюда его отнесение к формации Уосатч.

ЯЗЫК АРГИЛЛИТА.

Этот язык формации Уосатч можно увидеть в северо-западной части Национального памятника Фоссил-Бьют и на большей части северной части бассейна Фоссил. В области своего распространения Язык аргиллита отделяет подстилающий член Фоссил-Бьют формации Грин-Ривер от перекрывающего члена Анджело формации Грин-Ривер. Язык утончается и исчезает к югу, то есть в сторону бассейна. Как и в случае с Языком песчаника, края Языка аргиллита, где он выклинивается, представляют собой древнюю береговую линию озера Фоссил. К северу и западу Язык аргиллита сливается с членом Танп формации Уосатч.

Язык аргиллита представляет собой композит темно-красного аргиллита, который становится светлее по цвету в сторону бассейна, меняясь на светло-красный, розовый или зеленовато-серый глинистый сланец. Единица представляет собой смесь ила и глины, полученных с севера и запада, и была отложена как большая дельта в озере Фоссил.

Интересным аспектом Языка аргиллита является наличие водорослевых бревен. Это цилиндры известняка, которые, по-видимому, образовались как инкрустация карбоната кальция вокруг бревен и веток, упавших в край озера. Карбонат кальция образовался в результате действия водорослей, которые росли вокруг бревна. Последовательные наросты водорослей приводили к отложению последовательных слоев карбоната кальция.

ЧЛЕН БУЛЛПЕН.

Этот самый верхний член формации Уосатч встречается в основном к западу и югу от памятника. Несколько небольших изолированных шапок на вершине формации Грин-Ривер к востоку от Проу-Пойнт встречаются в пределах памятника. Эти невысокие холмы, просто бугры, являются остатками некогда более обширного распространения члена Буллпен.

Витч (1907:99) первоначально считал то, что сейчас называется членом Буллпен, формацией Бриджер; это основывалось в основном на положении Буллпена над формацией Грин-Ривер, а не на каком-либо литологическом сходстве с Бриджером. Буллпен намного краснее по цвету, чем Бриджер.

В ранних работах Трейси и Ориэль (1959:729) называли эти пласты верхним языком Уосатч, а с тех пор назвали их членом Буллпен.

Член Буллпен литологически очень похож на Основное тело Уосатч и может быть прослежен до периферийных единиц формации Уосатч.

Породы, включенные в член Буллпен, представляют собой слоистые последовательности красного, розового, серого и зеленого глинистого сланца и аргиллита. Бентонит присутствует в некоторых пластах глинистого сланца и вызывает оползание из-за своего свойства расширяться при намокании. Некоторые песчаники присутствуют в северных районах распространения члена. Также присутствуют известняки. Они тонкие и плитчатые, имеют коричневый, белый или серый цвет. Некоторые содержат различное количество глины. Конгломерат присутствует в верхней части Буллпена по направлению к периферии бассейна и сливается с членом Танп формации Уосатч.

Член Буллпен согласно залегает на подстилающем члене Анджело формации Грин-Ривер. Контакт является переходным, отражающим постепенное изменение от озерной среды формации Грин-Ривер через болотную среду к среде поймы. Светлоокрашенные, мелкозернистые сланцы, мергели и известняки формации Грин-Ривер переходят вверх в более тусклые, более грубозернистые глины и аргиллиты члена Буллпен как отражение этого изменения среды.

ЧЛЕН ТАНП.

Эта периферийная единица формации Уосатч была впервые описана Ориэлем и Трейси в 1970 году. Она не обнажена в памятнике, но образует пояс обнажений вокруг края бассейна Фоссил и в руслах, прорезанных под прямым углом к краю бассейна.

Видно, что член Танп переслаивается почти со всеми формациями Уосатч и Грин-Ривер. Член переходит латерально в сторону бассейна от грубых, угловатых конгломератов к тонкому аргиллиту. Два известняковых языка формации Грин-Ривер переслаиваются с Танпом, указывая на то, что по крайней мере дважды происходило значительное расширение озера.

Литологически член Танп является диамиктитом. Это осадочная порода с широким диапазоном размеров частиц. Танп лучше всего описать как красный, конгломератовый, песчанистый аргиллит с угловатыми, плохо окатанными до гладких, хорошо окатанных обломков с размером от гальки до валуна. Нет никакой слоистости или ориентации обломков.

Член Танп, вероятно, возник в результате селевых потоков и гравитационного скольжения (Tracey et al. 1961). Экологические исследования показывают, что в этом районе был теплый, влажный климат. Это привело бы к глубокому выветриванию окружающих склонов. Этот выветрелый материал стал бы основным источником, на который воздействовали бы дождь, гравитация и, возможно, землетрясения. Эти агенты отложения затем заставили бы материал течь и откладываться с небольшим шансом на сортировку и окатывание частиц породы. Результатом стал пояс грубых, несортированных обломков на краях бассейна, который теперь называется членом Танп.

ВОЗРАСТ ФОРМАЦИИ УОСАТЧ.

Точный возраст единиц в составе формации Уосатч можно определить только при наличии окаменелостей. Ни одной не было найдено в базальных конгломератах, но считается, что это самый ранний эоцен. Нижний член также не датирован окаменелостями, но считается, что это очень ранний эоцен. Ряд ископаемых млекопитающих известен из Основного тела формации Уосатч. Нижняя часть — это ранний, ранний эоцен, что подтверждается присутствием очень примитивного копытного, Haplomylus speirianus. В верхней части Основного тела найдено другое примитивное копытное, Hyopsodus browni, которое указывает на средне-ранний эоценовый возраст. Языки аргиллита и песчаника не датированы с помощью окаменелостей, но стратиграфические отношения указывают на ранний эоценовый возраст. Ископаемые моллюски в члене Буллпен не являются полностью диагностическими, но предполагают либо поздний ранний эоцен (лосткабиниан) (рис. 6), либо среднеэоценовый возраст. Член Танп, переслаиваясь со всем разрезом Уосатч, представляет весь ранний эоценовый возраст.

СРЕДА ОТЛОЖЕНИЯ.

Осадки, составляющие формацию Уосатч в бассейне Фоссил, откладывались в основном ручьями, впадающими в бассейн с окружающих возвышенностей. Типы пород изменчивы, и по большей части отдельные типы нельзя проследить на больших площадях, что является условием, типичным для речных сред. Аргиллиты и алевролиты, вероятно, откладывались вдоль пойм, в то время как линзовидные пески и конгломераты откладывались в руслах ручьев. Там, где ручьи входили в озеро, языки дельтовых отложений, пески или аргиллиты вклиниваются в отложения озера Грин-Ривер.

Причина красного цвета формации Уосатч не полностью известна. Согласно Ван Хутену (1948), красный цвет, скорее всего, является результатом формирования тропических красных латеритных почв на возвышенностях и их отложения на поймах. Окисление органического материала во влажной, субтропической среде вызывает красный цвет. Полосы пурпурного, серого, оранжевого и других цветов обусловлены различными стадиями восстановления оксидов железа в породах.

Присутствие пальм в озерных отложениях и костей приматов и крокодилов как в озерных, так и в речных отложениях указывает на сильно облесенную, тропическую среду.

Формация Грин-Ривер

Формация Грин-Ривер легко узнаваема по своему светлому цвету и непрерывной слоистости, в сильном контрасте с красной, прерывистой, пестрой формацией Уосатч внизу. Формацию Грин-Ривер можно рассматривать как гигантскую линзу озерных отложений, заключенную в речную формацию Уосатч. Название формация Грин-Ривер применяется ко всем примерно одновременным отложениям, отложившимся в озерах Юты, Колорадо и Вайоминга. Вероятно, что в то или иное время все эти озера были соединены.

Ориэль и Трейси (1970) разделили формацию Грин-Ривер бассейна Фоссил на два члена: член Фоссил-Бьют и член Анджело.

ЧЛЕН ФОССИЛ-БЬЮТ.

Типовой разрез для этого члена находится около юго-восточного конца Фоссил-Бьют в границах памятника. В типовой области видно, что член Фоссил-Бьют состоит из четырех литологических единиц.

Самая нижняя единица преимущественно состоит из аргиллита. Она встречается в последовательности мощностью около 45 футов и содержит светло-серый, мелкозернистый, известковистый аргиллит и алевролит.

Следующая перекрывающая единица имеет мощность около 75 футов и является в основном известняковой единицей. Она состоит из желтовато-коричневого до серого известняка, сланцеватого известняка, алевролита и бумажного сланца, который выветривается в тонкие, скрученные чешуйки. Желтовато-коричневый аргиллит венчает эту единицу.

Третья единица в последовательности имеет мощность 45 футов и в основном состоит из сланцев. Эти сланцы выветриваются до желтовато-коричневого цвета и являются известковистыми. Горючий сланец, богатый органикой бумажный сланец и мергель составляют фактические пласты в единице. Также присутствуют несколько тонких пепловых пластов. Эта единица является наиболее значимой для Национального памятника Фоссил-Бьют. Примерно в 10 футах ниже вершины этой единицы (примерно в 155 футах над Уосатч) находится пласт ленточных сланцев мощностью в один фут, который содержит ископаемую рыбу, ради которой был создан памятник.

Самая верхняя единица содержит ряд пластов горючего сланца, которые коричневые на свежей поверхности, но выветриваются до серовато-белого цвета. Оранжево-желто-выветривающийся известняк венчает верхнюю единицу мощностью 40 футов. Пепловые пласты обычны и прослеживаются на обширной территории бассейна Фоссил.

К югу от памятника Язык песчаника формации Уосатч вклинивается между самой нижней единицей и перекрывающей известняковой единицей члена Фоссил-Бьют.

В члене Фоссил-Бьют можно увидеть интересную последовательность фациальных изменений, которые отражают латеральные изменения в среде озера Фоссил. В тех районах, где член представляет глубоководную среду, преобладают органически образованные известняки и сланцы. В сторону берега эти породы переходят в остракодовый известняк, гастроподовый известняк и, ближе всего к берегу, водорослевый известняк. Затем встречается фация илистого, песчаного пляжа, где формации Грин-Ривер и Уосатч переслаиваются.

Контакт с подстилающим Уосатч согласно залегает и является резким. Он часто отмечен уступом или оползневыми блоками формации Грин-Ривер.

Член Фоссил-Бьют может в некоторых случаях перекрывать формацию Уосатч и откладываться на палеозойских и мезозойских породах. Это отражение топографического рельефа в эоцене.

Мощность члена Фоссил-Бьют, как сообщают Ориэль и Трейси (1970:37), составляет от 208 до 269 футов.

ЧЛЕН АНДЖЕЛО.

В северной части бассейна Фоссил Язык аргиллита формации Уосатч отделяет член Анджело формации Грин-Ривер от члена Фоссил-Бьют. Дальше на юг два члена залегают непосредственно друг на друге. Южная протяженность члена Анджело еще не определена, но Ориэль и Трейси (1970:32) полагают, что он простирается до конгломератов Уосатч около гор Юинта и переслаивается с ними. К другим краям бассейна Фоссил член Анджело утончается и выклинивается в формацию Уосатч. Член Буллпен формации Уосатч залегает поверх члена Анджело.

Член Анджело состоит из белого до синевато-белого выветривающегося известняка, мергеля и аргиллита. Также присутствуют некоторые линзы песчаника, глинистый сланец, горючий сланец и кремнистый известняк. В целом, Ориэль и Трейси (1970) обнаружили, что желтовато-коричневые известняки преобладают на севере, а белые, кремнистые известняки — на юге. Как и член Фоссил-Бьют, член Анджело показывает фациальное изменение от глубоководья к берегу.

Этот член образует самые верхние, округлые склоны Фоссил-Бьют в контрасте с более вертикальными утесами, образованными членом Фоссил-Бьют.

ВОЗРАСТ ФОРМАЦИИ ГРИН-РИВЕР.

Возраст формации Грин-Ривер датируется по ее переслаивающимся отношениям с формацией Уосатч, поскольку последняя имеет датируемые ископаемые млекопитающие. Хорошо сохранившиеся окаменелости рыб, листьев и насекомых из Грин-Ривер, к сожалению, малоценны для датировки формации Грин-Ривер.

Хотя в бассейне Фоссил не известны лосткабинианские млекопитающие, считается, что формация Грин-Ривер относится к этому возрасту (Gazin 1959; Schaeffer and Mangus 1965).

СРЕДА ОТЛОЖЕНИЯ.

Формация Грин-Ривер, на основе своей литологии и содержания окаменелостей, является пресноводным, озерным отложением. Глина и ил сбрасывались в озеро Фоссил ручьями. Большая часть этого мелкого обломочного материала откладывалась у берега. Химические и органические процессы сформировали известняки и мергели в более глубокой центральной части озера.

Изучение края формации Грин-Ривер указывает на то, что озеро Фоссил расширялось и сокращалось несколько раз.

Озеро Фоссил было в конечном итоге заполнено химическими осадками и дельтовыми отложениями. Конец озера был постепенным, как видно в переходном и градиентном контакте Грин-Ривер-Буллпен.

Хотя горючий сланец не широко развит в формации Грин-Ривер бассейна Фоссил, он встречается в небольших количествах.

Горючий сланец — это мелкозернистая осадочная порода, содержащая органическое вещество, которое было получено главным образом из водных организмов, восковых спор и зерен пыльцы... и большая часть которого перегоняется в жидкость, подобную нефти. Несмотря на название, большинство богатых пластов горючего сланца в формации Грин-Ривер нельзя строго рассматривать как сланец. Вместо этого они являются доломитовыми мергелями, богатыми органическим веществом. Тем не менее, некоторые из них сланцеватые (Bradley 1964b:19).

Горючий сланец имеет бесструктурную основную массу, которая имеет желтовато-оранжевый до красновато-оранжевого цвета. Встречаются кристаллы пирита, указывающие на частично анаэробную или восстановительную среду. Пыльца, восковые споры, нити водорослей и другие части растений сохраняются вместе с насекомыми и личинками. Сохранность сродни мумификации. Кристаллы кальцита, доломита или аутигенного полевого шпата также встречаются в горючем сланце (Bradley 1966).

Точный способ происхождения горючего сланца не известен положительно из-за отсутствия современного аналога для сравнения. Горючий сланец, вероятно, возник как органический ил на дне озера Фоссил. Этот ил состоял из остатков фитопланктона, сине-зеленых водорослей, зоопланктона, бактерий и некоторого количества пыльцы и спор. Ил был плотным и неуплотненным. Мало обломочного материала найдено, либо потому, что ил накапливался в глубокой воде, либо растения у берега отфильтровывали обломки.

Разложение эффективно уменьшалось в иле из-за либо антибиотика в иле, который подавлял бактерии разложения, либо ил накапливался в водах, где анаэробные условия предотвращали разложение.

Со временем и под весом перекрывающих отложений ил уплотнялся, и большая часть его воды вытеснялась. Продолжающееся давление от уплотнения и тепло, генерируемое погребением и уплотнением, вызывали ряд сложных химических реакций, которые превращали ил в нефтяной продукт, называемый керогеном. Кероген перегоняется и является важным компонентом горючего сланца.

Альтернативная гипотеза (Eugster and Surdam 1973) предполагает, что часть горючего сланца формируется в пустынно-плейевой среде. Это основано на геохимических данных, найденных в отложениях озера Госьют к востоку от озера Фоссил. Там определенные минералы встречаются в ассоциации с некоторым горючим сланцем, которые могли отложиться только в периоды экстремального испарения и в мелком озере. Сейчас много исследований направлено на решение этих проблем.

Горючее качество горючего сланца известно давно. Многие пионеры использовали его как топливо для приготовления пищи и отопления. Хейден (1871:142) писал о том, как рабочие на Union Pacific случайно подожгли горючий сланец в выемке, которую они копали. Горящий сланец давал достаточно света для ночной работы.

Многие сланцы формации Грин-Ривер кажутся ленточными. Ленточный сланец состоит из двух слоев, одного из карбоната кальция или магния и одного из органического материала. Лимнологические условия, которые привели к образованию ленточных сланцев, будут обсуждены на своем месте в разделе о палеоэкологии.

Формация Фоукс

Это средняя формация в трехчастном делении группы Уосатч Витча (1907). Сейчас установлено, что это самая молодая формация в бассейне Фоссил. Она не обнажена в Национальном памятнике Фоссил-Бьют.

Ориэль и Трейси (1970) официально разделили и назвали три члена формации Фоукс: нижний член Силлем, средний член Бульдог-Холлоу и верхний член Гусберри.

ЧЛЕН СИЛЛЕМ.

Как и большая часть формации Фоукс, эта последовательность пород была подвергнута обширной эрозии и сохранилась как эрозионные остатки, там, где защищена разломами, в западной части бассейна Фоссил.

Член Силлем состоит из нижней конгломератовой последовательности с некоторым количеством песчаника и аргиллита. Конгломерат содержит хорошо окатанные обломки серого кварцита, кремня и палеозойского известняка. Песчаник светло-серый, известковистый до илистого, и крупно- до среднезернистого. Аргиллит розового, серого или желтовато-коричневого цвета.

Верхняя часть члена Силлем — это единица аргиллита и глинистого сланца. Она варьируется по цвету от розового и желтого до серого и зеленого. Встречаются некоторые вулканические обломки. Также есть переслаивающиеся пласты мергеля и известняка. Присутствует некоторое количество песчаника.

Член Силлем имеет мощность от 100 до 400 футов и, скорее всего, залегает несогласно на члене Буллпен формации Уосатч.

ЧЛЕН БУЛЬДОГ-ХОЛЛОУ.

Этот средний член формации Фоукс имеет самые мощные и обширные обнажения. Член Бульдог-Холлоу обнажен вдоль западной стороны бассейна.

Включенные породы — это зеленый, белый и сине-зеленый аргиллит с пепловыми пластами, зеленый и желтовато-коричневый глинистый сланец и туфовый, известковистый песчаник. Высокий процент железистого минерала, магнетита, встречается в песчанике. Конгломерат встречается в виде линз.

Член Бульдог-Холлоу имеет градиентный контакт с подстилающим членом Силлем. Количество вулканического материала увеличивается вверх от Силлема, указывая на увеличение вулканической активности во время отложения члена Бульдог-Холлоу.

ЧЛЕН ГУСБЕРРИ.

Ориэль и Трейси (1970:55) помещают этот самый верхний член предварительно в формацию Фоукс. Большая часть члена Гусберри — это пудинговый камень, литология с хорошо окатанной, сферической галькой в матрице мергеля, песчаника или песчанистого известняка. Галька слишком окатанная, чтобы порода была диамиктитом, и слишком отделена друг от друга, чтобы называться конгломератом.

Природа контакта Гусберри-Бульдог-Холлоу не полностью известна. По-видимому, он градиентный в некоторых районах и является угловым несогласием в других.

ВОЗРАСТ ФОРМАЦИИ ФОУКС.

Окаменелости датируют члены Силлем и Бульдог-Холлоу как среднеэоценовые по возрасту. Эти окаменелости состоят из остракод, гастропод, листьев и позвоночных из члена Бульдог-Холлоу (Nelson 1973). Член Гусберри дал несколько останков позвоночных и имеет позднемиоценовый или раннеплиоценовый возраст (Oriel and Tracey 1970).

УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ.

Формация Фоукс представляет собой аллювиальное отложение, во многом похожее на формацию Уосатч. Химические и климатические условия осадконакопления отличались от условий формации Уосатч, и обширные красноцветные толщи здесь не развиты.

Существовали небольшие озера, в которых накапливались известняки и мергели. Пудинги, возможно, являются результатом селевых потоков. Вулканическая активность оставила свой след в виде пепла, обнаруженного в формации Фоукс.

В прошлом формация Фоукс имела более широкое распространение. Постседиментационное разломообразование привело к опусканию отдельных участков формации Фоукс, что защитило их от последующей эрозии.

ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ ПЕРИОД

Руби и др. (1968a, b) нанесли на карту несколько форм четвертичных отложений в бассейне Фоссил. К ним относятся речной аллювий, обломочный материал осыпей и оползней, речные террасы и гравий, образованные из местных формаций. Эти отложения являются результатом деятельности воды, ветра и льда в относительно недавнее время.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ БАССЕЙНА ФОССИЛ

Бассейн Фоссил представляет собой небольшую линейную и структурно обусловленную впадину в юго-восточной части Вайомингского надвигового пояса. Этот «надвиговый пояс» представлен рядом небольших горных хребтов и высоких гряд, сформированных в результате «надвигания» осадочных пород на другие осадочные породы. В топографическом отношении бассейн Фоссил ограничен горами Кроуфорд и хребтом Танп на западе, грядой Ойстер на востоке и горами Юинта на юге. Горы Кроуфорд, хребет Танп и гряда Ойстер (рис. 2) представляют собой области с высоким рельефом, развитые на вытянутых к югу выступах деформированных палеозойских и мезозойских пластов. В центре бассейна Фоссил эти более древние породы покрыты тонким слоем раннетретичных отложений. Внешне бассейн Фоссил кажется широкой синклиналью с наклонными пластами, круто или полого погружающимися к центру бассейна от его краев. Однако третичный осадочный чехол частично скрывает более сложную структурную историю.

После отложения позднемеловой формации Адавилл бассейн Фоссил вступил в период интенсивной структурной деформации. Эта деформация стала результатом действия сил сжатия, направленных примерно в широтном направлении. Напряжение, или результат действия этих сил, развивалось в меридиональном направлении, перпендикулярно силам сжатия. По мере того как уровень напряжения становился слишком высоким, породы сначала подвергались складчатости, а затем разломам. Первичное разломообразование сняло часть напряжения, однако при продолжающемся воздействии сил сжатия возникли многочисленные стадии складчатости и разломов. Поскольку направление сил сжатия оставалось примерно одинаковым на протяжении всей деформации (т.е. с востока на запад) и поскольку наиболее сильные относительные силы сжатия действовали с запада, последовательно более молодые складки и разломы возникали в восточном направлении.

Структурную эволюцию района Фоссил-Бьют можно интерпретировать на основе схематических диаграмм следующим образом:

1. Антиклиналь Рок-Крик-Нидлс сформировалась на западной окраине бассейна Фоссил. Современные топографические возвышенности, развитые на этой структуре, — это горы Кроуфорд и хребет Танп (рис. 9-B).

2. При продолжающемся воздействии сил сжатия палеозойские и мезозойские породы к востоку от антиклинали Рок-Крик-Нидлс подвергаются складчатости (рис. 9-C).

3. Складка становится резко асимметричной, и когда породы больше не могут компенсировать силы сжатия дальнейшей складчатостью, образуется малоамплитудный разлом (надвиг Абсарока). Этот разлом, вероятно, начался как трещина, параллельная напластованию, которая вышла на топографическую поверхность под небольшим углом в точке наибольшего напряжения в складке. Скорее всего, эта трещина была восточным продолжением разлома, подстилающего антиклиналь Рок-Крик-Нидлс, как показано на рис. 9-D.

4. Породы к западу от вновь образованного разлома надвинулись на породы к востоку. Это сопровождалось дальнейшим прогибанием синклинали к востоку от разлома и эрозией поднятых осадочных пород на западной стороне разлома (рис. 9-E).

5. К востоку от надвига Абсарока начался новый цикл складчатости и разломообразования. Эта пост-абсарокская деформация спровоцировала дальнейшее прогибание области бассейна Фоссил между горами Танп-Кроуфорд и грядой Ойстер. В бассейне Фоссил начали накапливаться третичные отложения (рис. 9-F).

Рис. 9. Структурное развитие района Фоссил-Бьют.

LEGEND T—Tertiary K₂, K₁—Cretaceous J—Jurassic TR—Triassic Pz—Paleozoic X—Position of Fossil Butte ←, →—Relative movement along faults

A. До деформации: палеозойские и мезозойские формации

B. До-абсарокская деформация

C. Формирование надвига Абсарока: складчатость

D. Формирование надвига Абсарока: разломообразование

E. Формирование надвига Абсарока: разломообразование

F. Пост-абсарокская деформация

G. Упрощенный структурный разрез через современный бассейн Фоссил (гряда Ойстер находится за пределами диаграммы на востоке). Структурная интерпретация д-ра Д. Л. Блэкстоуна

В раннеэоценовое время последствия продолжающегося прогибания позволили сформироваться озеру Фоссил в бассейне Фоссил. Однако к позднему эоцену опускание бассейна уже не могло поспевать за осадконакоплением, и преимущественно озерная седиментация сменилась речным осадочным режимом. Отложение речных осадков, вероятно, продолжалось до позднего третичного периода, когда в позднем плиоцене региональное поднятие внутренних районов Скалистых гор изменило осадочный цикл с аккумулятивного на эрозионный. Последние 3 или 4 миллиона лет геологической истории ознаменовались выносом значительной части третичного осадочного заполнения из бассейна Фоссил. Фоссил-Бьют и плато Хэмс-Форк к северо-востоку от останцовой горы являются высокими эрозионными остатками этого раннетретичного бассейнового заполнения. Следы надвига Абсарока и других взбросов погребены под этими оставшимися третичными отложениями в бассейне Фоссил.

Хотя большая часть этой сложной структурной истории произошла до отложения третичных осадков, некоторая деформация продолжалась и в раннем эоцене. Например, недалеко от Проу-Пойнт находится разлом, сформировавшийся в раннеэоценовое время. Это можно заметить в самом северо-западном углу памятника, к западу от Проу-Пойнт (рис. 6). Здесь нижний член формации Уосатч на западе граничит по разлому с основным телом на востоке (USDI 1964). Этот разлом также ответственен за поднятие известняка Тейнс, благодаря чему он оказался обнаженным (рис. 10).

Рис. 10. Структурная связь более древних пород с формациями Уосатч и Грин-Ривер вблизи Проу-Пойнт в северо-западном углу памятника (по данным Министерства внутренних дел США, 1964 г.).

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ

В породах, обнаженных в бассейне Фоссил, в изобилии встречаются окаменелости растений, беспозвоночных и позвоночных. Например, гряда Ойстер получила свое название из-за хорошо сохранившихся и многочисленных ископаемых устриц, найденных там. Конечно, Фоссил-Бьют и Национальный памятник Фоссил-Бьют были названы так из-за прекрасно сохранившихся ископаемых рыб. Ниже приводится краткий обзор основных групп окаменелостей, которые можно найти в бассейне.

Флора

Многие отложения в бассейне Фоссил содержат обилие ископаемых растений. Они состоят из пыльцы, спор, древесины и отпечатков листьев. Окаменелости формации Грин-Ривер сохранились лучше всего и были изучены наиболее подробно.

Браун (1929, 1934) и Лескере (1883) представили наиболее полные сведения о флоре формации Грин-Ривер. Большая часть современных знаний основана на их работах.

Браун (1929, 1934) пришел к выводу, что флора Грин-Ривер относится к смешанному лесному типу. Она содержит как растения, характерные для теплых влажных низменностей, так и виды, адаптированные к более прохладным и сухим возвышенностям. Исследования пыльцы подтверждают первоначальную концепцию Брауна о том, что вокруг озера Фоссил существовало несколько растительных сообществ, включая горные.

Флора располагалась во внутриконтинентальном горном бассейне. Озеро Фоссил находилось в центре бассейна. Болота и поймы граничили с озером, в то время как окаймляющие гряды и горы обеспечивали высотную дифференциацию растительного состава.

Ископаемая пыльца указывает на наличие ели, пихты и сосны. Присутствие этих хвойных пород предполагает, что некоторые из близлежащих гор поднимались на высоту 6000–8000 футов.

Отпечатки листьев указывают на то, что на нижних склонах произрастали лиственные деревья. Обычными формами были дуб, вяз, клен и бук.

Ближе к озеру, где было влажнее и теплее, росли ивы, лавр и фиговые деревья. На более песчаных почвах росли пальмы (рис. 11). В тихих заливах озера Фоссил рос кипарис. Прибрежное растительное сообщество имело довольно субтропический вид.

Рис. 11. Отпечаток пальмового листа из рыбоносных слоев бассейна Фоссил. Ширина оригинала 160 мм. Коллекция Вайомингского университета.

Наземный покров состоял из слоя опавших листьев, падуба, печеночников, мхов и папоротников (рис. 12). Злаки прерийного типа отсутствуют, и обширные саванны, вероятно, не были развиты.

Рис. 12. Лист папоротника из сланцев Грин-Ривер бассейна Грин-Ривер. Ширина оригинала 4 см. Коллекция Вайомингского университета.

В самом озере в волнах и течениях плавали мелкие одноклеточные водоросли. Бактерии росли на дне озера и в толще воды, способствуя образованию органического ила, накапливавшегося на дне. Грибы, прекрасно сохранившиеся в горючих сланцах, являются дополнительными индикаторами того, что озеро Фоссил было пресноводным и достаточно глубоким, чтобы иметь зоны ниже уровня проникновения солнечного света (Bradley 1964a). Камыш, тростник и подобные прибрежные растения росли на мелководье у берегов.

Большое количество органического материала в породах свидетельствует о бурном росте микроскопических растений в озере.

Периодические засушливые периоды в бассейне Фоссил подтверждаются окаменелостями растения под названием Ephedra. У этого растения были листья с толстой восковой кутикулой, предотвращающей высыхание во время засухи. Отсутствие солевых минералов в формации Грин-Ривер в бассейне Фоссил предполагает, что эти аридные периоды никогда не достигали той интенсивности, которая наблюдалась в бассейне Грин-Ривер на востоке.

Флору бассейна Фоссил, особенно из формации Грин-Ривер, обычно сравнивают с флорой современного побережья Мексиканского залива. К востоку от Аппалачей состав флоры очень похож на флору Грин-Ривер. Ель, сосна и пихта растут в Аппалачах на высоте 6000 футов и более, что подтверждает идею о том, что подобные высоты существовали вблизи озера Фоссил и что в бассейне Фоссил преобладал климат, характерный для побережья Мексиканского залива.

Беспозвоночные

Беспозвоночная фауна бассейна Фоссил включает моллюсков, остракод и насекомых.

В более ранних морских отложениях встречается большое количество морских форм, в то время как в третичных единицах обычны пресноводные и наземные формы. Именно эти более поздние формы рассматриваются здесь.

Пресноводные и наземные моллюски из формаций Уосатч и Грин-Ривер включают двустворчатых (моллюсков) и брюхоногих (улиток).

Водные двустворчатые моллюски из формации Грин-Ривер включают Unio и Plesiellipta. Pisidium и Sphaerium обычны в формации Уосатч.

Наземные улитки из формации Уосатч включают такие роды, как Grangerella, Discus, Oreoconus и Glypterpres. Oreoconus также известен из формации Грин-Ривер.

Пресноводные улитки очень многочисленны как в формации Уосатч, так и в Грин-Ривер. Physa, Planorbis, Elimia, Bioniphalaria, Virpains и Omalodiscus происходят из Уосатч. Physa, Elimia, Diomphalaria и Goniobasis зафиксированы в озерных отложениях Грин-Ривер. В некоторых районах формации Грин-Ривер эти ископаемые улитки настолько многочисленны, что составляют основную часть известняков. Присутствие наземных улиток в Грин-Ривер и пресноводных моллюсков в Уосатч является доказательством того, что эти две формации не полностью представляют собой единую среду, а отражают несколько взаимосвязанных сред.

Большинство этих пресноводных улиток были травоядными и обитали на мелководных, хорошо освещенных участках озера Фоссил, где был хороший рост растений и водорослей. Естественно, это происходило близко к берегу, поэтому гастроподовые известняки, описанные Брэдли (1926) и Ориэлем и Трейси (1970), интерпретируются как прибрежные фации.

Остракоды — это чрезвычайно мелкие членистоногие, которые производят двухстворчатую раковину, внутри которой они живут. Pseudocypus — наиболее распространенная форма. Как и улитки, остракоды были настолько многочисленны в некоторых районах, что также составляли значительную часть некоторых известняков формации Грин-Ривер. И, подобно улиткам, они жили в прибрежной среде.

В ленточных сланцах формации Грин-Ривер сохранилось богатое и разнообразное сообщество ископаемых насекомых (рис. 13).

Эти насекомые важны, поскольку они демонстрируют, что многие современные семейства и даже роды существовали уже в эоцене. В отличие от этого, знания об эволюции насекомых до эоцена довольно скудны. Скаддер (1890) и Кокерелл (1920) описали большинство насекомых Грин-Ривер.

Наиболее распространены жуки, за ними следуют стрекозы. Часто сохраняются личинки мух.

За исключением тех насекомых, которые сохранились как целые «мумии» в горючих сланцах, большинство ископаемых насекомых сохранились в виде дистиллированных контуров. Этот процесс дистилляции был результатом веса и тепла вышележащих отложений, которые вытесняли летучие вещества из погребенных насекомых, оставляя углеводородный контур. Процесс настолько точен, что сохраняются тонкие волоски, жилки крыльев и даже цветовые отметины на теле.