美国大峡谷是什么地质构造
Ⅰ 美国大峡谷的形成原因
科罗拉多大峡谷位於美国亚利桑那州西北部，是科罗拉多河经过数百万年以上的冲蚀而形成，色彩斑斓，峭壁险峻。1979年大峡谷被列入世界遗产。在许多非权威版本的世界七大自然奇观列表上都有大峡谷的名字。目前由美国大峡谷国家公园管理。
大峡谷总长446公里，平均深度有1200公尺，宽度从0.5公里至29公里不等。科罗拉多高原抬升时，科罗拉多河及其支流切割层层沉积岩，由此形成了大峡谷。将近20亿年来的地质变迁史一览无余。
1540年，一个名叫加西亚·洛佩兹·德·卡迪纳斯（García López de Cárdenas）的西班牙人最先发现了大峡谷。19世纪70年代，美国陆军少校约翰·韦斯莱·鲍威尔（John Wesely Powell）率领第一支科学考察队前往大峡谷。鲍威尔将谷中的沉积岩层形容为“一本巨型小说中的书页”。然而，此前已有美洲印第安人在峡谷壁上定居了。
峡谷成因的细节依然广受争议。据地质学家韦恩·莱尼说：“至今，地质学家们仍然无法确定峡谷的准确形成年代以及冲积的细节过程。”关于大峡谷的形成原因，也无任何权威性理论。
大峡谷崖壁上裸露的岩层年代跨度很大，既有20亿年前形成的毗湿奴片岩（Vishnu Schist，位于 Inner Gorge 底部），又有2.3亿年前形成的凯巴灰岩（Kaibab Limestone，位于岸上）。当最初的北美大陆海岸线反复向前推进或后退时，许多岩层便在温暖的浅海、沿岸海滩、或是沼泽地中沉积下来。但也有例外，其中包括在沙漠中以沙丘形式沉积的可可西诺砂岩（Cococino Sandstone），以及 Supai 岩层的某些部分。
大峡谷之所以如此之深、其岩层（大部分在海平面以下形成）如此高耸，可能要归功于大约6500万年以前科罗拉多高原将近1500至3000米的抬高。这一抬高使科罗拉多河及其支流的倾斜度大大增加，从而加快了其流速、增强了其下切岩石的能力。
科罗拉多河盆地（大峡谷是它的一部分）已有4000万年历史，但大峡谷本身的历史或许还不到600万年（大部分侵蚀是在最近200万年内才发生的）。所有这些侵蚀的结果就是——造就了地球上最完全的地质宝库之一。
在冰河时期，相对较潮湿的气候使古科罗拉多河水系的总水量有所增加，从而加快了其下切河道的速度。
530万年前，加利福尼亚湾（Gulf of California）被打开，使得古科罗拉多河河床位置降低。这一变化直接导致下切侵蚀比例的增加。从那时起至120万年前，古科罗拉多河下切到了与现在相差无几的深度。如今呈阶梯状的岩壁是由差别侵蚀造成的。
100万年前，该地区的火山活动（大多数在峡谷的西部区域附近）产生了大量火山灰与熔岩（甚至曾将河道完全阻塞），随后沉积形成火山岩——这是峡谷中的最为年轻的岩石。
http://iask.sina.com.cn/b/6386161.html
http://real.joy.cn/video/341714.htm
Ⅱ 美国科罗拉多大峡谷形成原因
科罗拉多大峡谷位於美国亚利桑那州西北部，是科罗拉多河经过数百万年以上的冲蚀而形成，色彩斑斓，峭壁险峻。1979年大峡谷被列入世界遗产。在许多非权威版本的世界七大自然奇观列表上都有大峡谷的名字。目前由美国大峡谷国家公园管理。
大峡谷总长446公里，平均深度有1200公尺，宽度从0.5公里至29公里不等。科罗拉多高原抬升时，科罗拉多河及其支流切割层层沉积岩，由此形成了大峡谷。将近20亿年来的地质变迁史一览无余。
1540年，一个名叫加西亚·洛佩兹·德·卡迪纳斯（García López de Cárdenas）的西班牙人最先发现了大峡谷。19世纪70年代，美国陆军少校约翰·韦斯莱·鲍威尔（John Wesely Powell）率领第一支科学考察队前往大峡谷。鲍威尔将谷中的沉积岩层形容为“一本巨型小说中的书页”。然而，此前已有美洲印第安人在峡谷壁上定居了。
峡谷成因的细节依然广受争议。据地质学家韦恩·莱尼说：“至今，地质学家们仍然无法确定峡谷的准确形成年代以及冲积的细节过程。”关于大峡谷的形成原因，也无任何权威性理论。
大峡谷崖壁上裸露的岩层年代跨度很大，既有20亿年前形成的毗湿奴片岩（Vishnu Schist，位于 Inner Gorge 底部），又有2.3亿年前形成的凯巴灰岩（Kaibab Limestone，位于岸上）。当最初的北美大陆海岸线反复向前推进或后退时，许多岩层便在温暖的浅海、沿岸海滩、或是沼泽地中沉积下来。但也有例外，其中包括在沙漠中以沙丘形式沉积的可可西诺砂岩（Cococino Sandstone），以及 Supai 岩层的某些部分。
大峡谷之所以如此之深、其岩层（大部分在海平面以下形成）如此高耸，可能要归功于大约6500万年以前科罗拉多高原将近1500至3000米的抬高。这一抬高使科罗拉多河及其支流的倾斜度大大增加，从而加快了其流速、增强了其下切岩石的能力。
科罗拉多河盆地（大峡谷是它的一部分）已有4000万年历史，但大峡谷本身的历史或许还不到600万年（大部分侵蚀是在最近200万年内才发生的）。所有这些侵蚀的结果就是——造就了地球上最完全的地质宝库之一。
在冰河时期，相对较潮湿的气候使古科罗拉多河水系的总水量有所增加，从而加快了其下切河道的速度。
530万年前，加利福尼亚湾（Gulf of California）被打开，使得古科罗拉多河河床位置降低。这一变化直接导致下切侵蚀比例的增加。从那时起至120万年前，古科罗拉多河下切到了与现在相差无几的深度。如今呈阶梯状的岩壁是由差别侵蚀造成的。
100万年前，该地区的火山活动（大多数在峡谷的西部区域附近）产生了大量火山灰与熔岩（甚至曾将河道完全阻塞），随后沉积形成火山岩——这是峡谷中的最为年轻的岩石。
Ⅲ 美国大峡谷的地理环境
大峡谷是科罗拉多河的杰作。这条河发源于科罗拉多州的落基山，洪流奔泻，经犹他州、亚利桑那州，由加利福尼亚州的加利福尼亚湾入海。全长2320公里。“科罗拉多”，在西班牙语中，意为“红河”，这是由于河中夹带大量泥沙，河水常显红色，故名。
科罗拉多河的长期冲刷，不舍昼夜地向前奔流，有时开山劈道，有时让路回流，在主流与支流的上游就已刻凿出黑峡谷、峡谷地、格伦峡谷，布鲁斯峡谷等19个峡谷，而最后流经亚利桑那州多岩的凯巴布高原时，更出现惊人之笔，形成了这个大峡谷奇观，而成为这条水系所有峡谷中的“峡谷之王”。 科罗拉多大峡谷由于地层结构不同，松密不一，河水的横冲直撞，有时造成大片坍陷，有时却只遗下一道罅隙；有时如怒涛般的激荡，有时又如锯齿般的侵蚀；如平流迂缓，则留下平缓的痕迹，如激流翻卷，则产生突兀的纹饰。于是，这条漫长的峡谷，就百态杂陈，有的宽展，有的狭隘；有的如蜂窝；有的如蚁穴；有的尖耸如宝塔，有的堆积如砖石；有的如孤峰孑立，有的如洞穴天成，人们对这些大自然的杰作，依形命名，冠以一些含有神话故事的名称，如阿波罗神殿、狄安娜神庙、婆罗门寺宇等。其北缘的“天使窗”，是一面山嶂上出现的一个通天空洞，其南缘的“美德岬”，像古代将军挂印拜帅的将台，尤其是谷壁地层断面，纹理清晰，层层叠叠，就像万卷诗书构成的曲线图案，缘山起落，循谷延伸，又如一幅万里绸带，在大地上宛转飘舞。游人至此，无不赞叹大自然的鬼斧神工的奇妙。
峡谷的颜色，又因两壁岩石的种类、风化的程度、时间的演变，以及所含矿物质的各异，而各有不同，铁矿石在阳光照射下，呈现五彩，其它氧化物则产生各种暗淡的色调，石英岩又会显出白色，因之，形成一块块鲜红，一方方深赭，一团团黝黑，一片片铁灰，大地像一块巨大的五色斑斓的调色板，美不胜收。而有的因为夹有泥土长出了草木而带一些诗意，有的又因谷底弥漫着水雾，而微显淡紫；再加上天气变化，或骄阳直射，或风雨晦暝，或晨曦初上，或夕阳满山，可使峡谷风光，变幻莫测，气象万千。
Ⅳ 美国科罗拉多大峡谷形成的主要地质作用形式
科罗拉多大峡谷的形是由于侵蚀作用（下切和剥离）造成的.
在侵蚀期间,高原中比较坚硬的岩层构成河谷之间地区的突起,而河谷里侵蚀作用活跃.这种结果就造成了平台型大山或堡垒状小山.
Ⅳ 科罗拉多大峡谷形成主要经历的地质过程
科罗拉多大峡谷形成主要经历的地质过程依次是：外力搬运的物质在温暖的浅海、版沿岸海滩或是沼泽权地中沉积下来，固结成岩形成的沉积岩在板块活动引起的造山运动以及地壳运动的共同作用下被抬高，从而形成了科罗拉多高原。这一抬高使科罗拉多河及其支流的落差大大增加，从而加快了其流速，增强了其下切侵蚀的能力，最终形成科罗拉多大峡谷。
Ⅵ 美国大峡谷的奇异地貌是怎样形成的
世界上由于各种各样的因素，地球上形成着各种各样的地貌，然而美国在美国的大峡谷形成了一种十分奇特的地貌。关于美国大峡谷的奇特地貌的形成原因，不同的人有不同的看法。近几年来，关于它的成因也备受争议，因此今天我们就来研究一下美国大峡谷的奇特地貌。看看它究竟是怎样形成的？查遍的相关的资料，我们发现对于美国大峡谷奇特地貌的形成过程，到现在为止，地质学家们也没有办法给出一个准确的形成过程。美国大峡谷深度之所以会那么深就与当时美国的科罗拉高原有一定的关系。因为大约在六千五百多年前。科罗拉高原突然就抬高了两千多米，而科罗拉高原突然提高把美国人大峡谷的深度变得更加深。
关于美国大峡谷奇特地貌的形成，目前还没有权威的说法。
Ⅶ 美国大峡谷的地层系统
美国大峡谷地区地层出露比较齐全，前寒武纪、古生代、中生代和新生代地层均有出露，最老地层是太古宙变质岩(图1-68)。
1.太古宇-古元古界
大峡谷地区出露的最古老岩石是Vishnu片岩，分布在峡谷深处河床附近，称为峡谷花岗质变质岩套。岩性为片岩、片麻岩。原岩主要为一套火山沉积岩、花岗质侵入岩。在深色花岗质变质套中发育浅色花岗岩体或条带，称为Zoroaster深成杂岩体。
Vishnu片岩之上为ElvesChasm片麻岩，与Vishnu片岩呈不整合接触。原岩为一套浅海相火山沉积岩，变质年龄18.4亿年。形成大峡谷地区的结晶基底。
图1-68 科罗拉多大峡谷地层系统(据L.Greer Price，1999)
2.中新元古界
中新元古界称为大峡谷超群(Grand Canyon Supergroup)，见于大峡谷东端，为一套浅海相、河流相沉积的灰色、红色、橘橙色沉积岩和火山岩，直接不整合覆盖在古元古界—太古宇结晶基底之上，时代从12.5～7.4亿年，厚3600m，是北美洲这一时期唯一代表地层。与下伏结晶基底之间有4亿年的沉积间断。
大峡谷超群进一步划分为下部Unkar群(12.5～10.7亿年)和上部Chuar群(8～7.4亿年)。
Unkar群分为5个组:Bass组、Hakatai页岩组、Shinumo石英岩组、Dox砂岩组和Gardenas玄武岩组。Chuar群(8～7.4亿年)分为Nankoweap组、Galeros组、Kwagunt组和SixtyMile组。
大峡谷超群并不是一个完整连续的岩石层序，其间有不少沉积间断，如Unkar群中Hakatai页岩组和Shinumo石英岩组之间就有1亿年时间的沉积间断。
(1)Unkar群
Unkar群海侵由西向东，在其发育2.5亿年间，多为滨海沉积，仅有一个不整合面，在Bass灰岩组地层中发育滨海沉积的沉积构造。
1)Bass组:岩性以白云岩为主，夹砂岩和页岩。白云岩含内碎屑角砾和叠层石。在大峡谷东部其底部为Hotauta段砾岩，砾石成分为燧石、花岗岩、石英、斜长石晶体，基质为石英砂。在大峡谷西部砾石为生物碎屑和小砾块，反映物源由东向西。厚度57～100m，向北西增厚。
地层中发育反映低能潮间带至高潮带环境的沉积特征，如对称波痕，干缩裂纹，内生碎屑块，可能由石膏沉积层垮塌形成，在燧石层中见单斜晶碎屑，可能是石膏交代产物，反映了早期海进程序。在海侵最大时，大峡谷西部形成灰岩和深水泥质沉积岩，东部形成叠层石并有浅水泥岩，随后的海退在Bass组上部沉积物中留下了波痕，泥裂和氧化的页岩，证明了暴露于大气中的沉积特征，可能有蒸发岩，三角洲发育，标志着Hakatai页岩沉积的开始，Bass灰岩与Hakatai页岩的接触关系东部为渐变，西部变化突然。
2)Hakatai页岩组:在大峡谷中是色彩最为斑斓的沉积层，有紫色、红色和鲜橙色。根据岩性又可将Hakatai页岩组分为三段，下面两段为泥页岩，风化后的地貌为缓或中等的斜坡;上段为中粒石英砂岩，构成陡崖。Hakatai页岩组总厚度135～300m。沉积构造如泥裂、波痕、板状交错斜层理表明其为边缘海相环境。下两段泥页岩可能沉积于低能泥坪，上段砂岩为高能浅海环境。
3)Shinumo石英岩组:岩性可分为4个或5个段，自下而上为砾岩，长石砂岩、次成熟的石英砂岩、成熟石英砂岩。颜色为柔和的红色、褐色、紫色与白色。褐色石英砂中富含交错层理，波痕和泥裂，顶部为细粒分选好磨圆度高的硅质胶结的石英砂岩;形成于浅滨海，近岸海边的河流相三角洲环境;厚度345～405m，由东向西增大;呈厚层块状，抗风化力强，与其上下两组形成斜坡地貌不同，在地形上构成陡崖。
4)Dox组:在Unkar群中厚度最大，出露最全912～985m厚，分四个部分，由下向上为Escalante段出露于大峡谷东部，厚390m，浅褐—绿褐色硅质胶结石英砂岩钙质岩屑长石砂岩(厚244m)其上为122m厚的暗褐—绿色泥页岩，其板栗色和褐色与Dox组的其余部分的红色和红褐色形成鲜明对照，向上是280m厚的Solomon Temple段，由红色泥页岩，粉砂岩、石英砂岩组成的旋回下部的213m红色至票色页状粉砂岩和泥岩，其顶67m为具冲刷下切水道的石英砂岩，低角度板状交错层理，表明洪泛平原沉积环境。
再上为Comanche point段(厚130～188m)页状粉砂岩和泥岩为主夹很少砂岩，有5层(共12m)因红色淋滤后形成的浅绿色或白色突现出来，而且有白云岩层或叠层石与之伴生、波痕、泥裂、卷曲层、盐模和波状不规则层理。
更上为Ochoa point段51～92m厚，形成陡坡与悬崖，向上变粗，由云母泥岩、红色石英岩和粉砂质砂岩，泥岩中见盐晶印模，砂岩中有不对称波痕和小交错层理，Dox组形成于快速海进和盆地渐次充填，为三角洲洪泛平原和潮坪的变化系列。
5)Gardenas熔岩组:由玄武岩、玄武-安山岩夹砂岩构成。仅见于大峡谷东部，厚240～300m。与下伏Dox组整合接触，在Dox组顶部可见烘烤现象。与上覆Nankoweap组为不整合接触。
Gardenas熔岩组分为上下两段，下部Bottle-green段为断续的玄武岩流与砂岩互层，厚75～90m。风化后破碎，呈直径10～30cm的结核状。向上玄武岩多呈块状构造。本段玄武岩富含杆橄榄石，下部玻璃质结构，富钠、镁，低钾，细碧岩化。为岩浆在海水或半咸水中快速冷却而成。其上有5m厚纹层状砂岩，在地貌上形成悬崖，沉积于熔岩表面低洼地水道。顶部为玄武岩、玄武安山岩夹砂岩，砂岩厚100m，呈扇状内碎屑角砾，绳状构造的火山砾岩，达230m厚，喷发堆积速度稍快于盆地下降速度，其后火山喷发停止，火山碎屑岩表面被侵蚀削平，其上又有两个砂岩沉积火山碎屑岩的互层。
(2)Chuar群
Chuar群Nankoweap组的底部是浅海沉积物，不整合于Gardenas玄武岩之上。其上依次为Galeros组、Kwagunt组和Sixty Mile组。Kwagunt组岩石中可见海藻类化石。
3.古生界
(1)寒武系
大峡谷地区寒武系称为Tonto群，直接覆于前寒武纪地层之上，其间为一个角度不整合。自下而上分为3个组:Tapeats砂岩组，Bright Angel页岩组和Mauv灰岩组。
Tapeats砂岩组为河流沉积。由于海水上升，逐渐淹没了前寒武纪山丘和河谷，在另一些地方形成浅海沉积和海滩相沉积。随着海平面上升，海岸线渐次东移，由潮间带变为浅海环境，形成了Bright Angle页岩。海水进一步变深并吞没了陆地，沉积了Mauv灰岩，这时也断断续续的有浅海和潮间带沉积。Tonto群于寒武纪初开始沉积时，大峡谷东部较高的山丘并未完全淹没，所以沉积系列不完全，仅在谷地有完整的Tapeats砂岩、BrightAngle页岩和Muav灰岩沉积序列。Muav灰岩是分布全区的沉积层。
(2)泥盆系
泥盆系称为Temple Butte组，岩性为灰岩、白云岩夹砂岩、粉砂岩。与下伏Tonto群Muav灰岩之间为假整合接触。期间有一亿年的沉积间断与风化剥蚀，并在Muav灰岩上形成沟谷和水道。属浅海相和河流相沉积，在大峡谷西侧形成高大陡崖，东侧形成小陡坎，在Kaibab小路见有Temple Butte组充填于Muav灰岩之上的水道之中，在Temple Butte组之上有一个4000万年的沉积间断，形成另一个假整合接触，这就使本区古生代(合计3亿年)总计1.4亿年的无沉积形成。
(3)密西西比亚系
密西西比亚系分为下部Redwall灰岩组(3.4亿年前)和上部SurpriseCanyon组(3.25亿前)。
Redwall灰岩组岩性为蓝灰-米黄色灰岩。密西西比亚纪早期，发生海进，大峡谷地区被淹没形成多岛浅海，沉积了Redwall灰岩，形成红色高峻陡崖。这种红色并非Redwall灰岩的本来颜色，而是由其上具鲜艳红色的Supai群和Hermrt组风化后沿山坡下滑而侵染 Redwall灰岩的陡崖表面所致。
Surprise Canyon组岩性主要为红褐色砾岩，灰岩和粉砂岩。沉积于Redwall灰岩之上，为浅海边缘的河流相和潮间带环境。含丰富的植物、珊瑚、腕足等化石。
(4)宾夕法尼亚亚系
宾夕法尼亚亚系称为Supai群，岩性为红色粉砂岩和砂岩。在Redwall灰岩之上，形成层状斜坡和小陡坎。沉积环境变动大，有浅海、潟湖和河流相，并首次出现了大峡谷中的风成沉积层。
(5)二叠系
二叠系自下而上分为Hermit组、Coconino砂岩组、Toroweap组和Kaibab组。
1)Hermit组:岩性为红色砂岩页岩。上覆在Supai群红层之上，之上为Coconino砂岩。
2)Coconino砂岩组:岩性为厚层米黄色砂岩。形成于2.65亿年前，为海岸沙丘相，发育大型交错层理，遗迹化石丰富，有印模、足迹、肢印等，未见实体化石。层厚易辨认，地貌为陡崖，分布于大峡谷边缘。
3)Toroweap组:岩性多变以砂岩灰岩为主。沉积于2.62亿年前左右，在多变波动的环境中，浅海、潮间或风成海崖带沙丘环境，因其硬度小于下部Coconino砂岩和上部的Kaibab组，地形上就成为两个陡崖间的斜坡。
4)Kaibab组:分为上下两段，下部Fossil mountain段，西部为纯灰岩，东部含砂质越来越多。说明西部海水深而安静。在一些地方化石丰富，如腕足、海百合、四射珊瑚、海绵、苔藓虫;上部逐渐过渡为Harrisburg段，沉积于海水逐渐向西海退造成的浅水潟湖或水塘，环境氧化，其中沉积物为红色色调，有蒸发岩矿物如石膏出现，水溶蚀后留下印模。
因本层厚而硬度大，耐风化常形成大峡谷的顶盖层，也是大峡谷最年轻的一层，沉积于2.6亿年前左右的二叠纪中期，接近古生代末。
古生代末，因全球大规模火山喷发，海水变冷，产生大冰盖，生物大规模绝灭，仅有5%海洋生物，33%陆地生物残存，全球90%生物种属绝灭。同时，随着二叠纪全球大陆地块合聚一起，形成Pangea超大陆(2.86～2.48亿年前)，北美西南边缘的构造环境在二叠纪发生了巨大变化，由被动大陆边缘，变成了活动大陆边缘，从而揭开了本区地质历史的新篇章。
4.中新生界
海相和陆相中生界沉积于科罗拉多高原西南地区。虽然在大峡谷少见，但在犹他州的其他几个国家公园中多见，如Zion，Capital Reef，Arches和Canyon land等。中生代或中生代以后大峡谷地区上升，引起了强烈剥蚀，大部分中生代岩石可能有1.6km厚都被冲刷殆净。向东仍有三叠纪岩层残留。