美國大峽谷是什麼地質構造
Ⅰ 美國大峽谷的形成原因
科羅拉多大峽谷位於美國亞利桑那州西北部，是科羅拉多河經過數百萬年以上的沖蝕而形成，色彩斑斕，峭壁險峻。1979年大峽谷被列入世界遺產。在許多非權威版本的世界七大自然奇觀列表上都有大峽谷的名字。目前由美國大峽谷國家公園管理。
大峽谷總長446公里，平均深度有1200公尺，寬度從0.5公里至29公里不等。科羅拉多高原抬升時，科羅拉多河及其支流切割層層沉積岩，由此形成了大峽谷。將近20億年來的地質變遷史一覽無余。
1540年，一個名叫加西亞·洛佩茲·德·卡迪納斯（García López de Cárdenas）的西班牙人最先發現了大峽谷。19世紀70年代，美國陸軍少校約翰·韋斯萊·鮑威爾（John Wesely Powell）率領第一支科學考察隊前往大峽谷。鮑威爾將谷中的沉積岩層形容為「一本巨型小說中的書頁」。然而，此前已有美洲印第安人在峽谷壁上定居了。
峽谷成因的細節依然廣受爭議。據地質學家韋恩·萊尼說：「至今，地質學家們仍然無法確定峽谷的准確形成年代以及沖積的細節過程。」關於大峽谷的形成原因，也無任何權威性理論。
大峽谷崖壁上裸露的岩層年代跨度很大，既有20億年前形成的毗濕奴片岩（Vishnu Schist，位於 Inner Gorge 底部），又有2.3億年前形成的凱巴灰岩（Kaibab Limestone，位於岸上）。當最初的北美大陸海岸線反復向前推進或後退時，許多岩層便在溫暖的淺海、沿岸海灘、或是沼澤地中沉積下來。但也有例外，其中包括在沙漠中以沙丘形式沉積的可可西諾砂岩（Cococino Sandstone），以及 Supai 岩層的某些部分。
大峽谷之所以如此之深、其岩層（大部分在海平面以下形成）如此高聳，可能要歸功於大約6500萬年以前科羅拉多高原將近1500至3000米的抬高。這一抬高使科羅拉多河及其支流的傾斜度大大增加，從而加快了其流速、增強了其下切岩石的能力。
科羅拉多河盆地（大峽谷是它的一部分）已有4000萬年歷史，但大峽谷本身的歷史或許還不到600萬年（大部分侵蝕是在最近200萬年內才發生的）。所有這些侵蝕的結果就是——造就了地球上最完全的地質寶庫之一。
在冰河時期，相對較潮濕的氣候使古科羅拉多河水系的總水量有所增加，從而加快了其下切河道的速度。
530萬年前，加利福尼亞灣（Gulf of California）被打開，使得古科羅拉多河河床位置降低。這一變化直接導致下切侵蝕比例的增加。從那時起至120萬年前，古科羅拉多河下切到了與現在相差無幾的深度。如今呈階梯狀的岩壁是由差別侵蝕造成的。
100萬年前，該地區的火山活動（大多數在峽谷的西部區域附近）產生了大量火山灰與熔岩（甚至曾將河道完全阻塞），隨後沉積形成火山岩——這是峽谷中的最為年輕的岩石。
http://iask.sina.com.cn/b/6386161.html
http://real.joy.cn/video/341714.htm
Ⅱ 美國科羅拉多大峽谷形成原因
科羅拉多大峽谷位於美國亞利桑那州西北部，是科羅拉多河經過數百萬年以上的沖蝕而形成，色彩斑斕，峭壁險峻。1979年大峽谷被列入世界遺產。在許多非權威版本的世界七大自然奇觀列表上都有大峽谷的名字。目前由美國大峽谷國家公園管理。
大峽谷總長446公里，平均深度有1200公尺，寬度從0.5公里至29公里不等。科羅拉多高原抬升時，科羅拉多河及其支流切割層層沉積岩，由此形成了大峽谷。將近20億年來的地質變遷史一覽無余。
1540年，一個名叫加西亞·洛佩茲·德·卡迪納斯（García López de Cárdenas）的西班牙人最先發現了大峽谷。19世紀70年代，美國陸軍少校約翰·韋斯萊·鮑威爾（John Wesely Powell）率領第一支科學考察隊前往大峽谷。鮑威爾將谷中的沉積岩層形容為「一本巨型小說中的書頁」。然而，此前已有美洲印第安人在峽谷壁上定居了。
峽谷成因的細節依然廣受爭議。據地質學家韋恩·萊尼說：「至今，地質學家們仍然無法確定峽谷的准確形成年代以及沖積的細節過程。」關於大峽谷的形成原因，也無任何權威性理論。
大峽谷崖壁上裸露的岩層年代跨度很大，既有20億年前形成的毗濕奴片岩（Vishnu Schist，位於 Inner Gorge 底部），又有2.3億年前形成的凱巴灰岩（Kaibab Limestone，位於岸上）。當最初的北美大陸海岸線反復向前推進或後退時，許多岩層便在溫暖的淺海、沿岸海灘、或是沼澤地中沉積下來。但也有例外，其中包括在沙漠中以沙丘形式沉積的可可西諾砂岩（Cococino Sandstone），以及 Supai 岩層的某些部分。
大峽谷之所以如此之深、其岩層（大部分在海平面以下形成）如此高聳，可能要歸功於大約6500萬年以前科羅拉多高原將近1500至3000米的抬高。這一抬高使科羅拉多河及其支流的傾斜度大大增加，從而加快了其流速、增強了其下切岩石的能力。
科羅拉多河盆地（大峽谷是它的一部分）已有4000萬年歷史，但大峽谷本身的歷史或許還不到600萬年（大部分侵蝕是在最近200萬年內才發生的）。所有這些侵蝕的結果就是——造就了地球上最完全的地質寶庫之一。
在冰河時期，相對較潮濕的氣候使古科羅拉多河水系的總水量有所增加，從而加快了其下切河道的速度。
530萬年前，加利福尼亞灣（Gulf of California）被打開，使得古科羅拉多河河床位置降低。這一變化直接導致下切侵蝕比例的增加。從那時起至120萬年前，古科羅拉多河下切到了與現在相差無幾的深度。如今呈階梯狀的岩壁是由差別侵蝕造成的。
100萬年前，該地區的火山活動（大多數在峽谷的西部區域附近）產生了大量火山灰與熔岩（甚至曾將河道完全阻塞），隨後沉積形成火山岩——這是峽谷中的最為年輕的岩石。
Ⅲ 美國大峽谷的地理環境
大峽谷是科羅拉多河的傑作。這條河發源於科羅拉多州的落基山，洪流奔瀉，經猶他州、亞利桑那州，由加利福尼亞州的加利福尼亞灣入海。全長2320公里。「科羅拉多」，在西班牙語中，意為「紅河」，這是由於河中夾帶大量泥沙，河水常顯紅色，故名。
科羅拉多河的長期沖刷，不舍晝夜地向前奔流，有時開山劈道，有時讓路迴流，在主流與支流的上游就已刻鑿出黑峽谷、峽谷地、格倫峽谷，布魯斯峽谷等19個峽谷，而最後流經亞利桑那州多岩的凱巴布高原時，更出現驚人之筆，形成了這個大峽谷奇觀，而成為這條水系所有峽谷中的「峽谷之王」。 科羅拉多大峽谷由於地層結構不同，松密不一，河水的橫沖直撞，有時造成大片坍陷，有時卻只遺下一道罅隙；有時如怒濤般的激盪，有時又如鋸齒般的侵蝕；如平流迂緩，則留下平緩的痕跡，如激流翻卷，則產生突兀的紋飾。於是，這條漫長的峽谷，就百態雜陳，有的寬展，有的狹隘；有的如蜂窩；有的如蟻穴；有的尖聳如寶塔，有的堆積如磚石；有的如孤峰孑立，有的如洞穴天成，人們對這些大自然的傑作，依形命名，冠以一些含有神話故事的名稱，如阿波羅神殿、黛安娜神廟、婆羅門寺宇等。其北緣的「天使窗」，是一面山嶂上出現的一個通天空洞，其南緣的「美德岬」，像古代將軍掛印拜帥的將台，尤其是谷壁地層斷面，紋理清晰，層層疊疊，就像萬卷詩書構成的曲線圖案，緣山起落，循谷延伸，又如一幅萬里綢帶，在大地上宛轉飄舞。遊人至此，無不贊嘆大自然的鬼斧神工的奇妙。
峽谷的顏色，又因兩壁岩石的種類、風化的程度、時間的演變，以及所含礦物質的各異，而各有不同，鐵礦石在陽光照射下，呈現五彩，其它氧化物則產生各種暗淡的色調，石英岩又會顯出白色，因之，形成一塊塊鮮紅，一方方深赭，一團團黝黑，一片片鐵灰，大地像一塊巨大的五色斑斕的調色板，美不勝收。而有的因為夾有泥土長出了草木而帶一些詩意，有的又因谷底彌漫著水霧，而微顯淡紫；再加上天氣變化，或驕陽直射，或風雨晦暝，或晨曦初上，或夕陽滿山，可使峽谷風光，變幻莫測，氣象萬千。
Ⅳ 美國科羅拉多大峽谷形成的主要地質作用形式
科羅拉多大峽谷的形是由於侵蝕作用（下切和剝離）造成的.
在侵蝕期間,高原中比較堅硬的岩層構成河谷之間地區的突起,而河谷里侵蝕作用活躍.這種結果就造成了平台型大山或堡壘狀小山.
Ⅳ 科羅拉多大峽谷形成主要經歷的地質過程
科羅拉多大峽谷形成主要經歷的地質過程依次是：外力搬運的物質在溫暖的淺海、版沿岸海灘或是沼澤權地中沉積下來，固結成岩形成的沉積岩在板塊活動引起的造山運動以及地殼運動的共同作用下被抬高，從而形成了科羅拉多高原。這一抬高使科羅拉多河及其支流的落差大大增加，從而加快了其流速，增強了其下切侵蝕的能力，最終形成科羅拉多大峽谷。
Ⅵ 美國大峽谷的奇異地貌是怎樣形成的
世界上由於各種各樣的因素，地球上形成著各種各樣的地貌，然而美國在美國的大峽谷形成了一種十分奇特的地貌。關於美國大峽谷的奇特地貌的形成原因，不同的人有不同的看法。近幾年來，關於它的成因也備受爭議，因此今天我們就來研究一下美國大峽谷的奇特地貌。看看它究竟是怎樣形成的？查遍的相關的資料，我們發現對於美國大峽谷奇特地貌的形成過程，到現在為止，地質學家們也沒有辦法給出一個准確的形成過程。美國大峽谷深度之所以會那麼深就與當時美國的科羅拉高原有一定的關系。因為大約在六千五百多年前。科羅拉高原突然就抬高了兩千多米，而科羅拉高原突然提高把美國人大峽谷的深度變得更加深。
關於美國大峽谷奇特地貌的形成，目前還沒有權威的說法。
Ⅶ 美國大峽谷的地層系統
美國大峽谷地區地層出露比較齊全，前寒武紀、古生代、中生代和新生代地層均有出露，最老地層是太古宙變質岩(圖1-68)。
1.太古宇-古元古界
大峽谷地區出露的最古老岩石是Vishnu片岩，分布在峽谷深處河床附近，稱為峽谷花崗質變質岩套。岩性為片岩、片麻岩。原岩主要為一套火山沉積岩、花崗質侵入岩。在深色花崗質變質套中發育淺色花崗岩體或條帶，稱為Zoroaster深成雜岩體。
Vishnu片岩之上為ElvesChasm片麻岩，與Vishnu片岩呈不整合接觸。原岩為一套淺海相火山沉積岩，變質年齡18.4億年。形成大峽谷地區的結晶基底。
圖1-68 科羅拉多大峽谷地層系統(據L.Greer Price，1999)
2.中新元古界
中新元古界稱為大峽谷超群(Grand Canyon Supergroup)，見於大峽谷東端，為一套淺海相、河流相沉積的灰色、紅色、橘橙色沉積岩和火山岩，直接不整合覆蓋在古元古界—太古宇結晶基底之上，時代從12.5～7.4億年，厚3600m，是北美洲這一時期唯一代表地層。與下伏結晶基底之間有4億年的沉積間斷。
大峽谷超群進一步劃分為下部Unkar群(12.5～10.7億年)和上部Chuar群(8～7.4億年)。
Unkar群分為5個組:Bass組、Hakatai頁岩組、Shinumo石英岩組、Dox砂岩組和Gardenas玄武岩組。Chuar群(8～7.4億年)分為Nankoweap組、Galeros組、Kwagunt組和SixtyMile組。
大峽谷超群並不是一個完整連續的岩石層序，其間有不少沉積間斷，如Unkar群中Hakatai頁岩組和Shinumo石英岩組之間就有1億年時間的沉積間斷。
(1)Unkar群
Unkar群海侵由西向東，在其發育2.5億年間，多為濱海沉積，僅有一個不整合面，在Bass灰岩組地層中發育濱海沉積的沉積構造。
1)Bass組:岩性以白雲岩為主，夾砂岩和頁岩。白雲岩含內碎屑角礫和疊層石。在大峽谷東部其底部為Hotauta段礫岩，礫石成分為燧石、花崗岩、石英、斜長石晶體，基質為石英砂。在大峽谷西部礫石為生物碎屑和小礫塊，反映物源由東向西。厚度57～100m，向北西增厚。
地層中發育反映低能潮間帶至高潮帶環境的沉積特徵，如對稱波痕，干縮裂紋，內生碎屑塊，可能由石膏沉積層垮塌形成，在燧石層中見單斜晶碎屑，可能是石膏交代產物，反映了早期海進程序。在海侵最大時，大峽谷西部形成灰岩和深水泥質沉積岩，東部形成疊層石並有淺水泥岩，隨後的海退在Bass組上部沉積物中留下了波痕，泥裂和氧化的頁岩，證明了暴露於大氣中的沉積特徵，可能有蒸發岩，三角洲發育，標志著Hakatai頁岩沉積的開始，Bass灰岩與Hakatai頁岩的接觸關系東部為漸變，西部變化突然。
2)Hakatai頁岩組:在大峽谷中是色彩最為斑斕的沉積層，有紫色、紅色和鮮橙色。根據岩性又可將Hakatai頁岩組分為三段，下面兩段為泥頁岩，風化後的地貌為緩或中等的斜坡;上段為中粒石英砂岩，構成陡崖。Hakatai頁岩組總厚度135～300m。沉積構造如泥裂、波痕、板狀交錯斜層理表明其為邊緣海相環境。下兩段泥頁岩可能沉積於低能泥坪，上段砂岩為高能淺海環境。
3)Shinumo石英岩組:岩性可分為4個或5個段，自下而上為礫岩，長石砂岩、次成熟的石英砂岩、成熟石英砂岩。顏色為柔和的紅色、褐色、紫色與白色。褐色石英砂中富含交錯層理，波痕和泥裂，頂部為細粒分選好磨圓度高的硅質膠結的石英砂岩;形成於淺濱海，近岸海邊的河流相三角洲環境;厚度345～405m，由東向西增大;呈厚層塊狀，抗風化力強，與其上下兩組形成斜坡地貌不同，在地形上構成陡崖。
4)Dox組:在Unkar群中厚度最大，出露最全912～985m厚，分四個部分，由下向上為Escalante段出露於大峽谷東部，厚390m，淺褐—綠褐色硅質膠結石英砂岩鈣質岩屑長石砂岩(厚244m)其上為122m厚的暗褐—綠色泥頁岩，其板栗色和褐色與Dox組的其餘部分的紅色和紅褐色形成鮮明對照，向上是280m厚的Solomon Temple段，由紅色泥頁岩，粉砂岩、石英砂岩組成的旋迴下部的213m紅色至票色頁狀粉砂岩和泥岩，其頂67m為具沖刷下切水道的石英砂岩，低角度板狀交錯層理，表明洪泛平原沉積環境。
再上為Comanche point段(厚130～188m)頁狀粉砂岩和泥岩為主夾很少砂岩，有5層(共12m)因紅色淋濾後形成的淺綠色或白色突現出來，而且有白雲岩層或疊層石與之伴生、波痕、泥裂、捲曲層、鹽模和波狀不規則層理。
更上為Ochoa point段51～92m厚，形成陡坡與懸崖，向上變粗，由雲母泥岩、紅色石英岩和粉砂質砂岩，泥岩中見鹽晶印模，砂岩中有不對稱波痕和小交錯層理，Dox組形成於快速海進和盆地漸次充填，為三角洲洪泛平原和潮坪的變化系列。
5)Gardenas熔岩組:由玄武岩、玄武-安山岩夾砂岩構成。僅見於大峽谷東部，厚240～300m。與下伏Dox組整合接觸，在Dox組頂部可見烘烤現象。與上覆Nankoweap組為不整合接觸。
Gardenas熔岩組分為上下兩段，下部Bottle-green段為斷續的玄武岩流與砂岩互層，厚75～90m。風化後破碎，呈直徑10～30cm的結核狀。向上玄武岩多呈塊狀構造。本段玄武岩富含桿橄欖石，下部玻璃質結構，富鈉、鎂，低鉀，細碧岩化。為岩漿在海水或半鹹水中快速冷卻而成。其上有5m厚紋層狀砂岩，在地貌上形成懸崖，沉積於熔岩表面低窪地水道。頂部為玄武岩、玄武安山岩夾砂岩，砂岩厚100m，呈扇狀內碎屑角礫，繩狀構造的火山礫岩，達230m厚，噴發堆積速度稍快於盆地下降速度，其後火山噴發停止，火山碎屑岩表面被侵蝕削平，其上又有兩個砂岩沉積火山碎屑岩的互層。
(2)Chuar群
Chuar群Nankoweap組的底部是淺海沉積物，不整合於Gardenas玄武岩之上。其上依次為Galeros組、Kwagunt組和Sixty Mile組。Kwagunt組岩石中可見海藻類化石。
3.古生界
(1)寒武系
大峽谷地區寒武系稱為Tonto群，直接覆於前寒武紀地層之上，其間為一個角度不整合。自下而上分為3個組:Tapeats砂岩組，Bright Angel頁岩組和Mauv灰岩組。
Tapeats砂岩組為河流沉積。由於海水上升，逐漸淹沒了前寒武紀山丘和河谷，在另一些地方形成淺海沉積和海灘相沉積。隨著海平面上升，海岸線漸次東移，由潮間帶變為淺海環境，形成了Bright Angle頁岩。海水進一步變深並吞沒了陸地，沉積了Mauv灰岩，這時也斷斷續續的有淺海和潮間帶沉積。Tonto群於寒武紀初開始沉積時，大峽谷東部較高的山丘並未完全淹沒，所以沉積系列不完全，僅在谷地有完整的Tapeats砂岩、BrightAngle頁岩和Muav灰岩沉積序列。Muav灰岩是分布全區的沉積層。
(2)泥盆系
泥盆系稱為Temple Butte組，岩性為灰岩、白雲岩夾砂岩、粉砂岩。與下伏Tonto群Muav灰岩之間為假整合接觸。期間有一億年的沉積間斷與風化剝蝕，並在Muav灰岩上形成溝谷和水道。屬淺海相和河流相沉積，在大峽谷西側形成高大陡崖，東側形成小陡坎，在Kaibab小路見有Temple Butte組充填於Muav灰岩之上的水道之中，在Temple Butte組之上有一個4000萬年的沉積間斷，形成另一個假整合接觸，這就使本區古生代(合計3億年)總計1.4億年的無沉積形成。
(3)密西西比亞系
密西西比亞系分為下部Redwall灰岩組(3.4億年前)和上部SurpriseCanyon組(3.25億前)。
Redwall灰岩組岩性為藍灰-米黃色灰岩。密西西比亞紀早期，發生海進，大峽谷地區被淹沒形成多島淺海，沉積了Redwall灰岩，形成紅色高峻陡崖。這種紅色並非Redwall灰岩的本來顏色，而是由其上具鮮艷紅色的Supai群和Hermrt組風化後沿山坡下滑而侵染 Redwall灰岩的陡崖表面所致。
Surprise Canyon組岩性主要為紅褐色礫岩，灰岩和粉砂岩。沉積於Redwall灰岩之上，為淺海邊緣的河流相和潮間帶環境。含豐富的植物、珊瑚、腕足等化石。
(4)賓夕法尼亞亞系
賓夕法尼亞亞系稱為Supai群，岩性為紅色粉砂岩和砂岩。在Redwall灰岩之上，形成層狀斜坡和小陡坎。沉積環境變動大，有淺海、潟湖和河流相，並首次出現了大峽谷中的風成沉積層。
(5)二疊系
二疊系自下而上分為Hermit組、Coconino砂岩組、Toroweap組和Kaibab組。
1)Hermit組:岩性為紅色砂岩頁岩。上覆在Supai群紅層之上，之上為Coconino砂岩。
2)Coconino砂岩組:岩性為厚層米黃色砂岩。形成於2.65億年前，為海岸沙丘相，發育大型交錯層理，遺跡化石豐富，有印模、足跡、肢印等，未見實體化石。層厚易辨認，地貌為陡崖，分布於大峽谷邊緣。
3)Toroweap組:岩性多變以砂岩灰岩為主。沉積於2.62億年前左右，在多變波動的環境中，淺海、潮間或風成海崖帶沙丘環境，因其硬度小於下部Coconino砂岩和上部的Kaibab組，地形上就成為兩個陡崖間的斜坡。
4)Kaibab組:分為上下兩段，下部Fossil mountain段，西部為純灰岩，東部含砂質越來越多。說明西部海水深而安靜。在一些地方化石豐富，如腕足、海百合、四射珊瑚、海綿、苔蘚蟲;上部逐漸過渡為Harrisburg段，沉積於海水逐漸向西海退造成的淺水潟湖或水塘，環境氧化，其中沉積物為紅色色調，有蒸發岩礦物如石膏出現，水溶蝕後留下印模。
因本層厚而硬度大，耐風化常形成大峽谷的頂蓋層，也是大峽谷最年輕的一層，沉積於2.6億年前左右的二疊紀中期，接近古生代末。
古生代末，因全球大規模火山噴發，海水變冷，產生大冰蓋，生物大規模絕滅，僅有5%海洋生物，33%陸地生物殘存，全球90%生物種屬絕滅。同時，隨著二疊紀全球大陸地塊合聚一起，形成Pangea超大陸(2.86～2.48億年前)，北美西南邊緣的構造環境在二疊紀發生了巨大變化，由被動大陸邊緣，變成了活動大陸邊緣，從而揭開了本區地質歷史的新篇章。
4.中新生界
海相和陸相中生界沉積於科羅拉多高原西南地區。雖然在大峽谷少見，但在猶他州的其他幾個國家公園中多見，如Zion，Capital Reef，Arches和Canyon land等。中生代或中生代以後大峽谷地區上升，引起了強烈剝蝕，大部分中生代岩石可能有1.6km厚都被沖刷殆凈。向東仍有三疊紀岩層殘留。