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威斯康星州的地质特征

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洞穴山洞

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洞穴山洞被许多人认为是威斯康星州和中西部地区最美丽的洞穴,它位于威斯康星州蓝山,紧邻美国 18/151 号公路。美国内政部和国家公园管理局将洞穴山洞指定为国家自然地标,因为该遗址“作为美国自然遗产的例证具有特殊价值,并有助于更好地了解人类的环境”。多年来,好奇的游客和崭露头角的洞穴爱好者在参观洞穴山洞时一直享受着对中西部洞穴探险的介绍。

洞穴山洞因其地貌的多样性和精致而通常被称为美国主要洞穴的“珠宝盒”,被芝加哥科学院公认为“中西部地区的重要洞穴”。

洞穴山洞

洞穴的导游将带您穿过各种各样的彩色钟乳石、石笋、石柱和其他地貌。主洞穴在一百万多年前开始形成,当时酸性水溶解了地表深处下面的石灰岩基岩。正如洞穴山洞的工作人员喜欢指出的那样,地质时间令人难以置信。很难想象大型洞穴在岩石中溶解所需的时间,而这些岩石本身被认为已有 4 亿多年的历史!

洞穴中蜿蜒的较低部分是由地下溪流的奔涌水流形成的。洞穴形成的化学和机械过程之间的对比是洞穴之旅中阐述的地质教训之一。

夏季来到洞穴山洞的人们会欣赏到恒定的 50 度气温。他们还喜欢公园般的场地,那里有野餐区、步行道和岩石花园。冬季游客可以利用洞穴的相对温暖。洞穴在冬季的周末开放,工作日需提前预约。

洞穴历史:洞穴山洞得名于蓝山,两座长期以来一直是威斯康星州地标的巨型山丘。西山海拔 1716 英尺,是威斯康星州南部的最高点;东山海拔 1489 英尺。洞穴山洞位于东山南坡下方。

该地区由伊比尼泽·布里格姆定居,他是成功的铅矿工人,1828 年成为戴恩县的第一位永久白人定居者。西山现在是威斯康星州立公园;东山的一部分仍然属于布里格姆家族。布里格姆县公园位于这座东山的树木繁茂的北部边缘。这两个公园都为威斯康星州南部提供了壮丽的景色。

洞穴山洞于 1939 年 8 月 4 日意外被发现。在布里格姆农场的一个采石场里,黑人工人正在开采优质石灰岩,他们炸进了洞穴。爆炸撕裂了采石场的表面,露出了一个巨大的洞穴。所有采石作业都停止了,再也没有恢复。炸药爆炸揭示了一个石灰岩洞穴,洞穴高出 20 英尺,通向其他房间和廊道,所有这些都包含大量矿物地貌。

发现的兴奋吸引了众多好奇的游客,因此为了保护洞穴不得不关闭它。很快,灯光和木制走道就安装好了。在 1940 年 5 月,洞穴山洞向游客开放。数百万游客后来,洞穴的木制走道被混凝土取代;一座大型石制建筑取代了原来的入口建筑;还安装了戏剧灯光,以突出洞穴内颜色的戏剧性和形状。

1988 年,洞穴山洞被美国内政部和国家公园管理局指定为国家自然地标。在获得这一荣誉时,洞穴山洞被公认为“一个作为美国自然遗产的例证具有特殊价值的遗址,并有助于更好地了解人类的环境”。

石灰岩是一种沉积岩,由硬化的海洋沉积物和贝壳组成,构成了洞穴。这种岩石形成于奥陶纪,距今 4 亿多年。在此期间,威斯康星州被温暖的浅海淹没。大量贝类生活在海里,多年来,大量碳酸钙沉积下来,并慢慢压实成今天的石灰岩。海退去,侵蚀开始使这些石灰岩层退化。今天洞穴中暴露的岩石是一种特殊的石灰岩,被称为方铅矿白云岩,其中含有超过 20% 的镁。

洞穴山洞在 1 到 2 百万年前开始形成,当时它还沉浸在海中。它位于水面的上层,这些水通常由于径流中增加了二氧化碳而呈酸性。这种二氧化碳与水混合形成弱碳酸。这种酸溶解了石灰岩,在石灰岩中形成了空洞。今天被称为洞穴生命线的巨大裂缝正是洞穴山洞形成的地方。酸性水渗入这条裂缝并溶解了岩石。

随着流水的侵蚀作用使水位下降,地下水位也随之下降。一旦地下水位低于洞穴的水平,洞穴就会充满空气,从而允许洞穴内出现新的发展。渗透到土壤中的水将碳酸钙带入洞穴。一旦水进入洞穴,碳酸钙就会以方解石的形式沉淀。每滴水都会在洞穴表面留下方解石晶体。这些晶体粘附在洞穴的地板、墙壁、天花板以及彼此之间。由这些积累的晶体形成的地貌,例如钟乳石和石笋,以及墙壁上的流石片。这些被称为溶洞的地貌生长速度很慢,这取决于碳酸钙的含量和水流的速度。一立方英寸的热液可能需要 50 到 150 年才能形成。

钟乳石从洞穴天花板悬垂下来,最初是中空的圆圈。当方解石晶体聚集在悬挂的水滴周围时,它们首先开始生长。每个新的水滴都会留下另一个环,然后连续的水滴会聚集在一起,直到一个细小的中空管子从天花板悬垂下来。如果原始管子被堵塞,它将变成圆锥形。

这些溶洞有各种形状和颜色。颜色可以归因于滴水中各种矿物质。锰氧化物会产生蓝色和灰色,而氧化铁会留下红色和棕色。洞穴筏或睡莲是溶洞采取的众多形式之一。它们是在洞穴底部的水将一块轻薄的方解石板漂浮起来,直到它变得太重而沉下去时形成的。多个板层彼此叠加在一起,直到它们形成一个筏子。水可能会滴落在垫子上,直到它形成一个石笋,使其看起来像睡莲。石膏是另一种不寻常的溶洞形式,横向和向下生长,似乎违反了重力。还存在微小的洞穴珍珠,被称为羊毛织物。当沙粒在水池底部为方解石沉积提供催化剂时,这些珍珠就会形成。

人们进行了多次搜索,试图找到洞穴山洞的隧道与附近其他洞穴之间的联系。然而,直到最近,还没有人成功。洞穴探险者们继续寻找,希望能找到更多。

来源
1) 洞穴地质,洞穴山洞国家自然地标网页。 http://www.caveofthemounds.com/geology.htm
2) 蓝山洞穴,理查德·L·迪特。 http://hotcakencyclopedia.com/hoBlueMoundCave.html

铜瀑布

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铜瀑布位于威斯康星州梅隆以北 4 英里处,是巴德河的一部分,巴德河发源于阿什兰县东部中部,向北蜿蜒而行,最终流入苏必利尔湖。铜瀑布高 29 英尺。巴德河的第一个跌落大约有 2 英里长,流经高耸的峡谷壁。

数百万年前,威斯康星州北部存在着由花岗岩和绿岩组成的山脉。经过漫长岁月,这些山脉被风化成起伏的岩石平原。在苏必利尔湖周围地区,这片岩石平原向下弯曲,最终被浅海覆盖。周围的河流和溪流将沉积物带入海中,形成了一层厚厚的海底沉积物。来自地球深处的地下水渗出并向上渗入这些沉积物中。这些水中携带了大量的铁矿石,这就是为什么今天这个地区充满了这种宝贵的矿石的原因。

苏必利尔湖现在所在的区域曾经是火山活动的地方。从深裂缝中流出数千立方英里的熔岩。这些熔岩蔓延开来,形成了厚厚的岩层,在某些地区深达 60,000 英尺。从地壳下涌出的熔岩如此之多,以至于它开始在自身的重量下下沉,形成了苏必利尔湖盆地。

周围的河流将沙子和泥土沉积到沉降盆地中。随着时间的推移,沉积物硬化形成砂岩、砾岩和页岩。苏必利尔湖盆地继续下沉,导致这些岩层和周围的熔岩岩层向下拉伸。一些这些层断裂,而另一些则相互滑移,这就是现在岩层垂直排列的原因。

铜瀑布

在过去的 2 亿年中,坏河在这些岩层中开辟了一条路线。它继续开辟路线,直到大约 100 万年前被中断。就在这段时间里,威斯康星冰川作用发生了。冰川从加拿大带来了大量沉积物,当它们融化时,它们留下了花岗岩巨石和其他碎屑。一层沙子、泥土和岩石沉积在这个区域。周围地区可见的厚厚的红色粘土也是由后退的冰川留下的。

坏河从位于铜瀑布的黑熔岩上开始它的行程,然后继续前进,直到它与布朗斯通瀑布的泰勒叉连接。坏河从这一点开始流过红色熔岩,在其中开辟了一个深深的峡谷。然后它切入魔鬼之门的砾岩中,直到它穿过一条薄薄的黑页岩带。然后河流遇到厚厚的页岩和砂岩层,之后它在红色粘土中转弯 180 度,然后再次穿过页岩和砂岩。

来源
1) 铜瀑布地质,威斯康星州自然资源部。 http://dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/copperfalls/geology/

魔鬼湖

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魔鬼湖深 40 到 50 英尺,由两条小溪供水。它没有向外排水的河流,因此它的水分流失完全来自蒸发和少量地下水流向北部。它位于魔鬼峡谷西侧悬崖下方约 500 英尺处,位于 380 英尺的沉积物之上,使该地区的基岩起伏至少 850 英尺。该湖位于巴拉布以南 3 英里处,位于巴拉布山脉的南部。该山脉位于威斯康星州中南部,形成于 16 亿年前。它是北美最古老的岩石露头之一。这座丘陵山脉长约 30 英里,宽 10 英里,环绕着一个称为巴拉布山谷的长形凹陷。

魔鬼湖

这些古老的丘陵是由被称为巴拉布石英岩的变质岩脊形成的。这种石英岩厚达一英里,由沙粒形成,这些沙粒曾经从河流中流出,流入当时覆盖着威斯康星州的浅海中。沙粒首先被压实成砂岩,然后在巨大的压力和热量下,砂岩变成了石英岩。石英岩和下面的岩层处于目前的排列状态,因为它们已经形成一个向斜。该向斜的每一端形成一个盆地肢体。南部肢体倾斜更缓,因此在表面暴露了更多的石英岩。向斜的东侧边缘紧密地连接在一起,在西部,它们随着向盆地中心内部下降而平滑地弯曲在一起。被称为碎石的岩石碎片覆盖了魔鬼峡谷的边缘。石英岩中裂缝的间距决定了这些岩石碎片的大小和形状。通常,它们长 4 到 5 英尺,通常是紫色的,但由于表面生长着地衣,它们呈现灰色。它们位于 20 度角。这被称为休止角,是由重力拉力和岩石由于其角形而对该拉力的抵抗力造成的。在石英岩的表面,有曾经覆盖威斯康星州的水留下的波纹。魔鬼湖的东侧悬崖展示了四层石英岩。每一层的波纹方向不同,代表了每一层沉积下来的日子里的风和洋流。

比巴拉布石英岩年轻的岩石,不到 6 亿年的岩石,没有波纹。这是因为当巴拉布石英岩处于沙子状态时,细菌是唯一的生命形式。在大型更复杂的生物出现后,波纹被这些生物的运动搅动和冲走。

浅海退去后,巴拉布山脉被汇聚的大陆向上推,形成山脊。在这条山脊的中心,是一个凹陷,最终被更软的岩石填充。然后这个地区干燥了几个世纪。随着时间的推移,较软的岩石被侵蚀掉了,在巴拉布山脉的中心留下了峡谷。帕弗里峡谷就是其中一个峡谷的例子。那里的岩石地层是由寒武纪砂岩和石英岩组成的,因此很容易被流动的水冲走。

最终,水再次侵入该地区。沙子沉积在峡谷中,最终沉积在山丘顶部。整个山脉最终被沙质和石灰质沉积物掩埋。海水再次退去,一条古老的河流流经该地区。这条河流带走了沙子,露出了石英岩,并重新打开了 Lower Narrows Gap 和 Devil's Lake Gap,这两个峡谷在巴拉布山谷和峡谷形成时部分被切割。

大约 15,000 年前,今天被称为威斯康星冰川的一块冰盖流过巴拉布山脉。冰川只流过山脉的东半部,这一点可以通过终碛(当冰川停滞并在其末端融化时沉积的岩石和砾石)来观察,终碛标志着冰川最外围的边界。在这条终碛的西侧是威斯康星州的无漂流区,这是一个在整个冰河时期没有被冰川作用覆盖的区域。然后,当冰川堵塞了魔鬼湖峡谷的两端时,流经该地区的古老河流被改道。魔鬼湖位于这两块堵塞物之间;它是一条古代河流的废弃山谷。

如果威斯康星州冰川没有流过巴拉布山脉,魔鬼湖很可能不存在,而古代河流仍然会流经该地区。

来源
1) 时间之前的土地,保罗·赫尔,魔鬼湖州立公园。 http://www.devilslakewisconsin.com/geo.html
2) 岩石和水跨越年代,魔鬼湖州立公园,威斯康星州自然资源部。 - http://dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/devilslake/nature/geology.html
3) 巴拉布山脉和魔鬼湖峡谷,地质之旅:基思·蒙哥马利,威斯康星州马拉松县地理/地质系。 http://www.uwmc.uwc.edu/geography/baraboo/baraboo.htm#A%20description%20of%20the

消失的岩石

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位于威斯康星州索克县的洛克泉,沿着州道 136 号,范希斯岩以 19 世纪杰出的地质学家查尔斯·理查德·范希斯命名。范希斯利用这块岩石展示了变质前寒武纪岩石的主要构造特征,并展示了岩石在造山过程中发生的变化类型。他利用这块独石得出了关于构造变质地质的开创性结论。

范希斯岩

这块残余物继续作为专业地质学家和学生的实践学习工具。这块岩石在 1999 年被认定为国家历史地标,并进行了正式的奉献仪式,并设立了路边纪念牌。

范希斯岩高 14 英尺,宽 6 英尺,是一块侵蚀残余物,由粉红色石英岩和片状石英岩组成,展示了交错层理和波纹,表明原始层理的顶部。它最初是巴拉布山脉的一部分,巴拉布山脉是一段古老山脉,高 700 到 800 英尺,在其最高处可能高出下面的平原 1000 到 1600 英尺。

该山脉呈东西走向,由抗风化的前寒武纪石英岩(一种变质岩)组成。巴拉布山脉形成于 17 亿年前,厚达 1500 米,在威斯康星州中南部以双倾斜向斜的形式出露。它是美国中西部北部几个类似暴露的露头之一。巴拉布山脉中存在两种主要的沉积环境。第一层是底部有卵石砾岩的辫状河复合体。第二层是潮汐影响的顶层。该山脉代表了地球上最古老的潮汐影响岩石地层之一。

巴拉布山脉形成的历史如下:数十亿年前,威斯康星州被浅海覆盖。围绕这些古代海洋的河流和溪流将沙子沉积物沉积到海洋中。随着时间的推移,沉积的沙层形成了砂岩,然后经过长时间和压力,砂岩转化为石英岩。

大约 16 亿年前,在中元古代时期,巴拉布山脉以南发生了造山事件。这为折叠和变质石英岩提供了力量。石英岩被向上推,在特征的北部和南部之间留下了一个凹陷。这个凹陷被更软的沉积物填充,直到海水退去。

有一段漫长的干旱气候,较软的沉积物被侵蚀掉了,形成了巴拉布山谷。新的海洋覆盖了该地区,沉积物沉积在整个区域,用沙子和石灰覆盖了巴拉布山脉。然后海水最终退去,一条古老的河流(将来会成为威斯康星河)冲走了沉积物,再次露出了石英岩山脉。

一万五千年前,来自威斯康星冰川的冰流过山脉,覆盖了东半部,因此使它的表面变得光滑,形成了今天可以看到的玻璃般的光泽。在冰川最外围的边缘留下了终碛,在那里冰川变得停滞,当它融化时,沉积物被丢弃了。这条沉积物线使威斯康星河改道,使其沿着今天的路线流动。

来源
1) 威斯康星州国家历史名胜名录,范希斯岩,威斯康星州历史学会。 http://www.wisconsinhistory.org/hp/register/viewSummery.asp?refnom=97001267
2) 巴拉布山脉,国家地图集 .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纪潮汐沉积物,理查德·A·戴维斯,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) 千古岩石与水,威斯康星州自然资源部。 http://Dnr.wi.gov/org/land/parks/specific/devilslake/nature/geology.html

壶穴地形

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壶穴地形,通常被称为壶穴山脉或壶穴冰川间碛,从基沃尼县向南延伸到沃尔沃思县。在北部的壶穴地形州立森林中,可以很容易地看到许多突出的冰川地貌,该森林从谢波伊根县的格伦贝拉向西南延伸,然后向南延伸 20 英里,到华盛顿县基沃斯库姆以南约 3 英里的县道 H。

当密歇根湖冰川舌和格林湾冰川舌发生碰撞时,形成了壶穴地形,导致沉积物的堆积,这体现了典型的冰川地理特征。来自西部的格林湾冰川舌形成了格林湾。来自东部的密歇根湖冰川舌形成了密歇根湖,温尼贝戈湖和霍里孔沼泽。

威斯康星州东部的一个鼓丘

北部的壶穴冰川间碛在帕内尔塔基座处达到最高海拔 1,311 英尺,一般起伏高度为 100-200 英尺。主要低地位于 950 至 1000 英尺之间,长湖和密尔沃基河的东支流占据了这些低地。

这种冰川间碛最明显的特征是它被命名为“壶穴地形”,因为它的表面散布着许多壶穴。这些凹陷的大小从超大型湖泊和封闭山谷到微型池塘不等,是埋藏的冰最终融化后留下的。位于绿灌丛以南 2 英里的绿灌丛壶穴,沿着壶穴地形路,是这些凹陷的典型例子。它是道路上最深、最对称的壶穴之一。根据季节的不同,绿灌丛壶穴可能是充满水的,也可能是干涸的,就像散布在冰川间碛上的许多壶穴一样。在壶穴冰川间碛上,还有许多其他典型的冰川地貌。帕内尔艾斯克是这些地貌的一个例子。艾斯克是一条蜿蜒的山脊,由沉积在冰川隧道内的冰川漂砾形成。当冰融化后,艾斯克就被留了下来。艾斯克的核心部分充满了分选不良的沙子和砾石,该核心部分被一层圆形且分选良好的沙子和砾石所包围。艾斯克通常被开采用于沙子和砾石,帕内尔艾斯克的一部分就是这种情况。它位于丹迪镇附近,高 5 到 35 英尺,从东北到西南延伸大约 4 英里。

壶穴地形中的一个冰碛丘

在壶穴地形的部分地区,散布着两种不同类型的冰川形成的丘陵。最容易辨认的是鼓丘。这些丘陵光滑、细长,由冰川漂砾组成。鼓丘通常成群出现,或形成多个鼓丘的大群。从空中俯瞰,鼓丘的形状像一颗水滴,圆头朝向冰川前进的方向,尾部逐渐变细。鼓丘只能在形成它们的冰川末端碛的后面找到。另一种类型的丘陵是冰碛丘。冰碛丘是由冰川漂砾形成的圆锥形丘陵,当漂砾流入冰川中的洞穴时形成。当冰川消退时,圆锥形的土丘就被留了下来。

来源
1) 巴特勒湖弗林斯泉,威斯康星州自然资源部。 http://dnr.wi.gov/org/land/er/sna/sna257.htm
2) 词汇表,冰河世纪公园和步道基金会。 http://www.iceagetrail.org/glossary.htm
3) 卡伦·莱姆克博士,冰川地质网页。威斯康星州史蒂文斯波因特大学地理与地质系。 - http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/index.html
4) 卡尔森,A.E.、D.M. 米克尔森、S.M. 普林西帕托和 D.M. 查佩尔 (2005) 威斯康星州北部壶穴地形的成因。地貌学,67(3-4):365-374。

尼亚加拉悬崖

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尼亚加拉悬崖是一条山脊,从威斯康星州东南部向北穿过门半岛,一直延伸到休伦湖北部的安大略省曼尼图林群岛,然后向南穿过布鲁斯半岛,最后向东绕过安大略湖的西南端。

在奥陶纪,即 4.45 亿年前,北美位于热带地区,现在的陆地表面大部分都被密歇根海覆盖。沉积层在该海的底部累积。一些沉积物以沙子和粘土的形式从河流中流入,而另一些则来自海洋生物骨骼遗骸的碳酸钙沉积物。通过热量、压力和化学反应,这些沉积物变成了石头。碳酸钙变成了石灰石,当存在镁时,它会混合形成白云石。从奥陶纪(4.45 亿年前)到志留纪早期(4.20 亿年前),在将要成为尼亚加拉悬崖的区域,沉积层沉积了 2500 万年。悬崖及其西部的岩石层主要是志留纪白云石,而悬崖东部和下方则是奥陶纪石灰石。

森林覆盖的尼亚加拉悬崖

在密歇根海的历史性形成和消失过程中,沉积了多层沉积物。然而,在志留纪之后,白云石和石灰石层不再形成。大约在 2.5 亿年前,随着密歇根海最终消失,开始了漫长的侵蚀期。

尼亚加拉悬崖的形成可归因于两个因素,第一个是软岩层位于硬岩层之下,第二个是这些层不是水平的,而是略微倾斜的。石灰石、页岩和砂岩的较弱层相对于上覆的志留纪白云石层而言,风化速度很快。随着侵蚀作用侵蚀顶层,由于支撑力不足,顶层碎裂。这导致悬崖向西后退,高度增加。

侵蚀过程在水的存在下会加剧。尼亚加拉大瀑布就是这种现象的一个明显例子。尼亚加拉河不断地侵蚀悬崖,速度约为每年一米。如今,在瀑布和皇后镇之间,两侧都有高高的悬崖。在过去的 1 万年中,瀑布已经从安大略湖向后退了 11 公里。

最近的冰河时代及其相关的冰川活动也对悬崖产生了影响。威斯康星冰河时代,从 2.3 万年前持续到 1 万年前,用 2 到 3 公里厚的冰层覆盖了加拿大和美国北部。北美的流动冰川携带并随后在其范围内的所有尺寸的沉积物。在冰川融化并沉积沉积物的地区,尼亚加拉悬崖不可见,只有陡峭的山坡可以看到。

当威斯康星冰河时代结束,最后一次冰川融化时,留下了湖泊和河流。这些河流在悬崖上切割出山谷,这就是为什么它不再遵循一条直线,而是横穿其范围。

在威斯康星州,悬崖通常被称为“悬崖”,是许多自然景观的所在地:裂缝、洞穴、岩崩和许多其他岩层。由覆盖威斯康星州的冰川冰形成的巨大裂缝和裂缝。由于表层土壤薄,底部有落石,因此它不适合耕作。这就是为什么悬崖大部分都被树木覆盖的原因。此外,底部通常有水。白云石虽然坚硬,但会发生断裂,允许水渗透。这些水被过滤到地下,直到到达不透水的页岩层。然后,水被强迫从泉水中涌出,为溪流、沼泽和湖泊提供水源。

来源
1) 尼亚加拉悬崖的地质与起源,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悬崖,威斯康星州自然资源杂志在线。 http://www.wnrmag.com/stories/2000/aug00/niagar.htm
3) 尼亚加拉悬崖,大英百科全书在线。 http://www.britanica.com/eb/article-9055670/Niagara-Escarpment

在威斯康星州,尼亚加拉悬崖被称为“悬崖”,它从东北到西南方向延伸穿过该州东部约 250 英里。悬崖从沃基肖县一直延伸到道奇县、丰迪拉克县、卡卢梅特县、布朗县和门县。从沃基肖县的一些露头开始,然后从道奇县的冰川沉积物中重新出现,到卡卢梅特县高崖州立公园的陡峭岩石悬崖,最后到威斯康星州的最高露头,在门县半岛的格林湾西侧海湾上空升起。[1]

悬崖

在最后一次冰河时代,悬崖帮助塑造了现在的格林湾、密歇根湖西岸和温尼贝戈湖。悬崖抵御反复冰川进退的侵蚀能力,就是悬崖从门县和温尼贝戈湖东北岸暴露出来的原因。悬崖由被称为尼亚加拉白云石的坚硬石灰石组成,它已经存在了 4 亿年。[2] 千百年来,随着古代海洋的退去,白云石的边缘暴露在风化作用下,使悬崖形成了悬崖般的面貌。在白云石之下是易于侵蚀的软页岩,它会迅速侵蚀,每次都会断裂,留下新的悬崖边缘。帮助塑造悬崖的另一个过程是冰。几英里厚的冰川冰在某些地区将悬崖夷为平地,而在其他地区则留下了裂缝和巨大的裂缝。这些巨大的冰川磨平并抹去了曾经更高、更崎岖的悬崖系列,留下了我们今天看到的裂缝和洞穴。


如今,悬崖峭壁大部分被树林和农田覆盖。在最近的一次冰川期,威斯康星冰川沉积了更细的沉积物,覆盖了悬崖峭壁的大部分,覆盖了曾经的悬崖般的景观。如前所述,悬崖峭壁在卡尔梅特县、格林湾地区和著名的多尔县地区暴露出来。卡尔梅特县的高崖州立公园是观赏美丽岩壁、悬崖、裂隙和未被冰川泥覆盖的岩坪的绝佳去处。这些岩坪很大,有些像几个足球场那么大,都是坚固的岩石,随着时间的推移,岩石上的坑和裂缝中长出了一些小树或植物。从高崖州立公园开始,悬崖峭壁一直延伸到格林湾地区。在这里,悬崖峭壁只能被看作是一条覆盖着森林和城市地区的巨大山脊,向东北方向流入多尔县。多尔县西侧是格林湾,那里有悬崖峭壁悬崖峭壁,俯瞰着水面。这些悬崖峭壁在不断地重塑。在水面上方的坚硬白云石悬崖下方,可以看到更软的砂岩和页岩,水不断侵蚀这些物质,白云石的重量导致块状岩石裂开并掉入水中。虽然这是一个相对缓慢的过程,但格林湾和密歇根湖的海岸线在不断变化。[4]

来源
1)威斯康星自然资源杂志在线,了解悬崖峭壁。 http://dnr.wi.gov/wnrmag/2010/10/ledge.htm#1
2) 探索威斯康星州的大悬崖,威斯康星州自然资源杂志在线。 http://www.wnrmag.com/stories/2000/aug00/niagar.htm
3)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路边地质。蒙大拿州米苏拉:山地出版社。
4)我所居住的岩石:多尔县,威斯康星州,尼亚加拉断崖的所在地。 - http://www.geology.wisc.edu/courses/g115/2ndCredit/Projects04/DoorCty/door/formation2.html

巴拉布山脉

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巴拉布山脉是位于威斯康星州中南部的一系列大型山丘,长约 30 英里,宽约 10 英里,是北美最古老的岩石露头之一。[1] 虽然威斯康星州的大部分地区是由冰川作用形成的,但山脉是火山形成的,由变质岩组成。在一亿多年前,热量和压力导致沉积岩硬化成现在的石英岩。在过去的 3.5 亿年里,石英岩强大的强度经受住了侵蚀、风化、河流和最大的力量——冰川的考验。[2]

巴拉布山丘

巴拉布山脉代表了无漂砾西部高原边缘的向斜,以及严重冰川化的东部高原。前寒武纪巴拉布石英岩厚约 4000 英尺,是一种红色的变质石英砂岩。巴拉布石英岩是由沙粒形成的,这些沙粒是由从覆盖周围地区的几个小海域流出的出口河流沉积而成的。这些沙子沉积物首先压实成砂岩,然后在极端的压力和热量下,砂岩形成石英岩。

在 16.5 亿到 14.5 亿年前,该地区的岩石发生褶皱,形成一个大型向下褶皱,也称为向斜,巴拉布山脉就在那里形成。在褶皱过程中,变质岩、砂岩转化为石英岩、页岩转化为板岩。[1] 随着该地区的海洋排干,巴拉布山脉受到会聚大陆的抬升,形成了我们今天看到的山脊。海洋干涸后,该地区保持干燥了数百年的时间,随着时间的推移,暴露在外的较软的砂岩被侵蚀掉了,留下了更坚固的耐候石英岩。[1] 一些巴拉布石英岩呈红色,这是因为岩石上生活着以铁为食的细菌垫。这种细菌就是石英岩呈红色的原因,因为这种细菌以铁为食。曾经被细菌吸收的东西最终被释放到岩石中,最终将岩石染成红色。

巴拉布山脉大部分被森林覆盖,但魔鬼湖等一些地区有暴露的悬崖和岩壁。从周围的地形来看,这些山丘很容易辨认出来。虽然附近的一些地区地形略微起伏,但当接近巴拉布地区时,很难将山脉误认为景观中另一个山丘。巴拉布山丘更大更高,与周围景观相比,是最高的构造之一,高度约 500 英尺。[1]

来源
1)巴拉布山脉和魔鬼湖峡谷,地质之旅:基思·蒙哥马利,威斯康星州马拉松县地理/地质系。 - http://www.uwmc.uwc.edu/geography/baraboo/baraboo.htm#A%20description%20of%20the
2)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路边地质。蒙大拿州米苏拉:山地出版社。
3)威斯康星州地质和自然历史调查,威斯康星州冰川作用; http://wisconsingeologicalsurvey.org/pdfs/espdf/es36.pdf
4)魔鬼湖地质历史: http://www.wauzeka.k12.wi.us/ACADEMICS%20TAB/OUR%20TEACHERS/Wermich/Devil's%20Lake/Devils%20Lake%20Geologic%20History.html

肋骨山

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大约 15 亿到 20 亿年前,肋骨山开始形成。虽然这座山看起来像一座火山,但实际上它不是一座火山;然而,它确实是由数百万年前的火山喷发形成的。该地区主要由沙子和强烈的热量支配,导致沙子剧烈融合在一起,从而形成了石英岩。沙子融合在一起,来自一种称为正长岩的侵入岩。20 亿年前,正长岩形成于岩浆从地表下方裂缝中注入景观并凝固岩石时。缓慢的冷却过程使岩石晶体形成侵入性的粗粒侵入岩。正长岩硬化成现在的石英岩后,周围景观主要由沙子和淤泥构成,大约 15 亿年前开始被侵蚀。帮助侵蚀该地区景观的侵蚀过程主要受冰川作用支配。格林湾、奇珀瓦和威斯康星河谷冰川瓣没有到达肋骨山地区,但融水到达了那里。肋骨山经受住了 3 亿年的侵蚀,将周围景观中的沉积岩层剥蚀掉了。[2] 虽然肋骨山不是真正的火山,但它位于狼河时代周围地区火山根部的中心附近。大约 14.5 亿年前,狼河火山喷发在肋骨山地区创造了一条由几个火山组成的线。[3] 这些火山是早期形成坚硬石英岩的热量和正长岩的主要来源。

如今,这座山在其山顶的海拔高度为 1924 英尺,山脊长约 4 英里。[2] 虽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,比周围平原高出 700 多英尺。[1] 历史上,肋骨山曾经是威斯康星州的最高点;后来,蒂姆斯山成为了最高点,它位于肋骨山以北。

肋骨山高耸于威斯康星州沃索上方。

肋骨山州立公园是观赏石英岩露头的理想去处。在州立公园的顶端,有巨大的石英岩地层,其中一个标志着这座山的最高点。大多数石英岩都是巨大的石块,只有一点裂缝;然而,公园里有一些地方显示出大量的裂缝。这很奇怪,因为石英岩是一种非常坚硬的耐候岩石,所以据说这是一个谜。州立公园的另一个有趣特征是小型巨石场。这些巨石场通常是由从山上的高处掉落的岩石形成的,但现有的露头并不高也不够陡峭,无法造成岩石坠落,将石英岩破碎成这些小型巨石场。

来源
1)肋骨山州立公园之友,让肋骨山变得更好 - http://ribmountain.org/about.html
2)肋骨山的地质历史:基思·蒙哥马利,威斯康星州马拉松县地理/地质系。 - http://www.uwmc.uwc.edu/geography/ribmtn/ribmtn.htm
3)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路边地质。蒙大拿州米苏拉:山地出版社。

罗什-阿-克里

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曾经在覆盖威斯康星州中部大部分地区的威斯康星州冰川湖中,有一座岩石岛,现在变成了一个顶部平坦、峭壁环绕的罗什·阿·克里山丘。15000年前,威斯康星州冰川湖消失后,这座由寒武纪砂岩组成的岛屿仍然存在。这座台地是一个幸存下来的外来者,它躲过了正在后退的镁质悬崖,并被早期的法国探险家命名为“罗什·阿·克里”。有些人将其称为“有裂缝的岩石”,但这个名字实际上翻译成“哭泣或尖叫的岩石”。据说它之所以得此名称,是因为它高耸的植被结构在平坦的周围景观上随风发出呼啸声。[1] 这座建筑物所展现出的裂缝可以从远处看到,那里海浪侵蚀塑造了罗什·阿·克里。如今,天气仍在继续塑造着岩石,因为砂岩外表面正慢慢地剥落。然后,砂岩被吹走,但植被的生长极大地减缓了风化速度。山丘的底部是在 5 亿多年前由穿过曾经是沙质寒武纪平原的河流沉积而成的。从那时起,多次冰川作用冲走了周围的沙质冰碛,使这座台地高出如今平坦的中部沙地平原约 300 英尺。罗什·阿·克里高出海平面约 1185 英尺,可能是威斯康星州最陡峭的山丘。[3]

尽管冰川侵蚀了周围的大部分景观,但真正发挥作用的是冰川融水,而不是冰川本身。罗什·阿·克里周围的地区被称为无漂砾区,这意味着这个地区在任何时候都没有被冰川覆盖。由于这座山丘是由寒武纪砂岩组成的,因此人们认为,如果冰川能够到达这个无漂砾区,那么罗什·阿·克里和其他类似的丘陵就会被夷平。虽然寒武纪砂岩足够坚固,可以抵御威斯康星州冰川湖的强大水流,但它不足以抵抗厚厚冰川的力量。发生在无漂砾区东部的冰川作用预计已经夷平了数百个外来台地、孤丘和数千个像罗什·阿·克里这样的小尖峰。

罗什·阿·克里

从当地道路上靠近罗什·阿·克里时,你可以在几英里外看到它。相对平坦的地形使这座山丘从远处就能看到,但是,当你靠近山丘时,周围州立公园的古老森林生长会遮挡住这座巨大山丘的视野。从公园的主入口或冬季停车场进入,可以近距离观赏罗什·阿·克里的平坦岩壁。[1]

来源
1) 罗什·阿·克里州立公园,威斯康星州自然资源部;http://dnr.wi.gov/topic/parks/name/rocheacri/
2)Dott, Jr., R. H. & Attig, J. W. (2004). 威斯康星州路边地质。蒙大拿州米苏拉: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

阿诺特冰碛

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终碛,也有人称之为末端冰碛,是由冰川末端或终点处的冰川碎屑堆积形成的山脊。阿诺特冰碛是圣山地层中最古老的冰碛。在 30 万到 3 万年前,劳伦泰德冰盖,更具体地说,是格林湾叶,改变了威斯康星州东部的绝大部分。在最远的前进中,被称为基恩段,也被称为阿诺特冰碛。这座冰碛可能是在格林湾叶最后一次前进之前就存在的,因为在阿诺特冰碛上发现的沉积物比附近杏仁和汉考克冰碛上发现的沉积物要古老得多。阿诺特冰碛可能来自伊利诺伊期到前晚威斯康星期冰川作用,但似乎没有地质学家确切知道它是何时形成的。

这座冰碛由棕色到红色的沙质冰碛碳酸盐组成,深度达到地表以下几米。在晚威斯康星期以前的冰川作用向西移动时,它从狼河岩基拾起了被称为花岗岩碎屑的沉积物。这些是巨石大小的岩石,由长英质岩石、花岗岩、石英或闪长岩组成,这些岩石曾经在地球地壳深处冷却。这些巨石散落在阿诺特冰碛相当微妙的斜坡景观上。

阿诺特冰碛

这座冰碛只是地形上的一个轻微隆起,除非有人告诉他们或了解地质景观,否则他们可能不会意识到自己身处这座冰碛上。天气和侵蚀是这座冰碛坡度如此平缓的关键原因。与附近和威斯康星州其他地方的类似冰碛相比,它经历了数百年的风吹雨打。阿诺特冰碛实际上是该州晚威斯康星期以前的冰川作用的唯一暴露地点之一。随着格林湾叶向西移动到该州中部,它覆盖了大部分较古老的晚威斯康星期以前的沉积物,除了阿诺特冰碛和该州中南部的一些地区。[3]

来源
1) 卡伦·莱姆克博士,冰川地质网页。威斯康星州史蒂文斯波因特大学地理与地质系。 http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/index.html
2) 威斯康星州波特奇县的更新世地质,李·克莱顿,http://wisconsingeologicalsurvey.org/gis.htm
3) 威斯康星州第四纪:地层和冰川作用历史回顾 http://www.iatchippewa.org/trailinfo/wisconsin_glaciation_techni.pdf
华夏公益教科书