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Thermopolis und Wind River Canyon; Wyoming

von Prof. Dr. Norbert Volkmann

Geographie und Geschichte

Die 1913 fertiggestellte Chicago, Burlington & Quincy Railroad (CB&Q) und der Highway 20 (eröffnet 1924) folgen auf ihrem Wege vom nördlich gelegenen Thermopolis (Big Horn Becken) in die heute etwa 650 Einwohner zählende Kleinstadt Shoshoni (Wind River Becken) einem engen Tal, dem Wind River Canyon (Abb.1, 6). Der Fluß durchbricht hier auf 12 Meilen (~19km) Länge die Owl Creek Mountains. Die bis zu 600 m hohen Kliffs zu beiden Seiten bieten von der Perm-Trias Grenze bis zum Präkambrium exzellente Aufschlüsse.

Abb.1: Geographische Übersicht Zentral-Wyoming; Pfeile markieren das Wind River Canyon

1803 erreichte die Lewis & Clark Expedition das Gebiet und benannte den Fluß nach seinem Mündungsgebiet als Big Horn River. Bei den Crow Indianern, die in den nahen Absaroka Mountains lebten, hieß er hingegen bereits Wind River. Beide Namen waren im Gebrauch, bevor die ersten Siedler bemerkten, dass es sich stets um ein und denselben Fluß handelte.
Heute wechselt der Name etwa 800 m nach dem nördlichen Canyoneingang, am sog. „The Wending of the Waters“ offiziell von Big Horn River in Wind River.
Die bis zu 54°C (130°F) heißen Quellen von Thermopolis wurden bereits durch prähistorische Indianer genutzt. Nach dem Vertrag von Ft. Bridger (1868) gehörte das Territorium zum Stammesgebiet der Shoshonen und ging 1896 durch Bundeserlaß zur öffentlichen Nutzung in das Eigentum des Staates Wyoming über. Der heutige Hot Springs State Park umfasst zahlreiche Mineral-Pools (Abb.2) und beherbergt – vergleichbar Mammoth Hot Springs im nördlichen Yellowstonegebiet – ausgedehnte Aragonit-SinterTerassen (Abb.3).

Abb.2: Upper Terrace; Thermopolis Hot Spring State Park


Abb.3: Aragonit-Sinter der Lower Terraces

Geologie

Bei der Fahrt aus dem Big Horn Becken (Hyw. 120 oder 20) nach Süden zeigt sich im weiten Grasland eine flachlagernde Schichtstufenlandschaft, meist bestehend aus Tonsteinen, Schluff- und Sandsteinen sowie Konglomeraten. Gelegentlich sind vulkanische Aschen aber auch geringmächtige Kohlenflöze zwischengelagert (Abb.4). Im Norden handelt es sich vorwiegend um tertiäre Sedimente (Eozän). Weiter im Süden folgten Sand- und Tonsteine der Oberkreide. Hervorzuheben ist der oberkretazische Cody-Shale.

Abb.4: Ablagerungsfolge im Südteil des Bighorn Basins, nördlich Thermopolis

Unter Beteiligung vulkanischer Aschen abgelagert in einem flachen Nord-Süd gerichteten Meeresarm (Cretaceous Ocean Channel) ist das Gestein reich an Benthonit. Insbesondere eingesetzt als Zuschlag in Bohrspühlungen der Erdölindustrie, produziert Wyoming 65% des US-Bedarfs an diesem Rohstoff.
Nach Erreichen der selbsternannt weltgrößten Thermalquelle – zweifellos handelt es sich um die bedeutendste Carbonat-Therme des zentralen Wyoming - in der weitflächig angelegten Stadt Thermopolis (ca. 3.000 Einw.) wechselt das Bild. Geomorphologisch dominiert ein junger Schwemmfächer, nach Süden und Südosten begrenzt von steilstehenden, oft Tafelberge bildenden, Gesteinspaketen. Geologisch handelt es sich um die Nord-Flanke der Thermopolis-Antikline mit Sedimenten aus Trias, Jura und Kreide.

Abb.5: Herkunft der Thermalwässer; zwischen Wind River Basin (S) und Big Horn Basin (N)

Die Thermopolis-Therme verdankt dieser Struktur ihre Existenz (Abb.5). Auffallend rot gefärbte Gesteine der triassischen Chugwater Fmt. streichen im Zentrum der Falte aus. Besonders bedeutsam ist der mächtige Frontier-Sandstein (Oberkreide; Abb.6). Er leitet der Therme die Hauptmenge der Wässer aus ihrem Einzugsgebiet, den Owl Creek Mountains, zu.

Abb.6: Stratigraphie  der unmittelbaren Umgebung von Thermopolis

Unmittelbar am südlichen Stadtrand beginnt der Wind River Canyon, der u.a. einen Einblick in die ältesten Kerngesteine der Rocky Mountains gestattet (Abb.7). Zu sehen sind
  • Zeugen der laramischen Orogenese,
  • archaische metamorphe Vulkanite, Schiefer und Intrusiva,
  • Diskordanz Präkambrium/Kambrium,
  • paläozoische Schichtenfolgen des Zentral-Wyoming Schelfes in karbonatischer und silikatischer Fazies, sowie
  • Oberdevon, eingeschuppt zwischen Ordovizium und Unterkarbon.

Abb.7: Permische Phosphoria Fmt. (Hangendes), ober-/ unterkarbone Sandsteine und Karbonate mit zwischengelagerten Ton-Schluffsteinen, Kliffbildner im Wind River Canyon. Foto: M. Patzschke

Wichtige geologische „mileposts“ (von Nord nach Süd; vgl. Abb. 4, 5, 8, 9) sind die folgenden:
mi 128,3: Grenze Bighorn Basin – Owl-Creek-Mountains; mesozoische Gesteine der
  1. Trias mit Dinwoodle Formation und Chugwater Group
  2. Jura mit Gypsum Spring, Sundance und Morris Formation
  3. Kreide; bedingt durch nördliches Einfallen nicht aufgeschlossen
mi 127,7: „The Wedding of the Waters“;
mi 127,6-127,0: unterpermische Phosphoria Fmt. (Bild 3) mit Oolith- und
Dolomitbänken in strandnaher Fazies, kliffbildende sandige Dolomite der basalen Park City Fmt. lagern diskordant der oberkarbonen Tensleep Fmt. (Tidenablagerung/ Brandungszone) auf.
mi 127,0-126,0: Übergang Ober-/Unterkarbon mit kliffbildender Amsden Fmt.
zwischen Tensleep Sandstein und der liegenden Madison Fmt. Top der bis zu 170m mächtigen, das Canyon beherrschenden Karbonat-Kliffs mit Oolithen, Stromatolithen und Evaporiten; abgelagert während der Unterkarbon-Transgression (Abb.3).
mi 124,4: Oberdevonische Darby Fmt. (~1m mächtig); grüngraue tonige
Schluffsteine; Schelfablagerung

Abb. 8: Stratigraphie im Wind River Canyon

mi 124,0-123,0: Ordovizischer Bighorn-Dolomit (kliffbildend; ~45m) mit scharfem
Kontakt zum unterlagernden Gallentin Kalkstein (oberes Kambrium)
mi 120,5: Gallentin Kalksteine, laminierte tonige Karbonate mit Glaukonit, oolith-
und konglomeratführend (~140m mächtig)
mi 118,3: Flachmarine Gros Ventre Fmt. (mittl. Kambrium); Ton-Schluffstein mit
Glaukonit, Wellenrippeln und Trockenrissen.
mi 117,6: Diskordanz zum mittelkambrischen Flathead Sandstein (= glimmer-
führende Arkose) mit Konglomeraten und Glaukonit im Ergebnis einer ostwärts gerichteten Transgression.
mi 117,6-116,0: Präkambrium nördlich des Boyson-Damms als Teil des Owl-Creek-
Mountain Uplifts:
  • dunkle Hornblende-Amphibolithe und Biotit-Quarz-Schiefer
  • mittelkörnige Klastica
  • Meta-Basalte mit quarzreichen Straten und Andesiten
(Metamorphose ~2,75 Bybp)
mi 116,6: Boyson-Störung (50-70° S) mit bis zu 700 m Versatz
mi 112,0-110,0: Hyw. 20 kreuzt N-einfallende South-Owl-Creek Störung;
nach Süden gerichteter Overtrust der Owl-Creek-Mtns. über tiefste Teile des Wind River Beckens (Abb. 9) mit bis zu 10 km Reliefunterschied.

Abb. 9: Querschnitt der  tektonischen Collaps.Zone  am südlichen Ende des Wind River Canyon (nach FANSHAWE 1939).

Quellen:

  • Blackstone, D.L.: Traveler´s Guide to the Geology of Wyoming.-Geol. Survey of Wyoming Bull. 67, Laramie 1988
  • Fanshawe J. R.: Structural Geology of Wind River Canyon Area, Wyoming.- AAPG Report 1939.
  • Lageson, D. R. & Spearling, D. R.: Roadside geology of Wyoming.-  2nd. Edition, Mountain Press Publishing Comp., Missoula 1988
  • Larson, T.A.: History of Wyoming.- The University of Nebraska Press 1965




© N. Volkmann, 28.08.2009 http://www.geo.tu-freiberg.de/brennstoff/exkursionen/USA

 
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