Roches carbonatées et Formes de relief associées

Dans la Réserve nationale de Mojave, des roches sédimentaires carbonatées d’âge protérozoïque et paléozoïque (composées de calcaire et de dolostone) se développent dans les montagnes Clark, les montagnes Mescal, dans le nord de la chaîne Ivanpah, dans la partie centrale des montagnes Providence, et ailleurs. Les roches carbonatées se forment à l’origine à partir de sédiments calcaires constitués de restes squelettiques calcaires d’algues et de coquillages d’invertébrés ou précipitent directement à partir d’eau de mer agitée et chaude (comme sur un plateau continental peu profond dans un climat chaud). La plupart des calcaires anciens se sont formés à partir d’algues planctoniques, mais à la fin du paléozoïque, les récifs coralliens sont devenus d’importants producteurs de sédiments carbonatés. Le calcaire se compose principalement du minéral Calcite-CaCO3, tandis que le dolostone se compose principalement du minéral dolomite-CaMg (CO3) 2. La dolomie est généralement un remplacement minéral secondaire du matériau d’origine de la calcite. Les anciennes roches carbonatées comme celles de la région de Mojave ont tendance à être enrichies en dolomie. Voici des exemples de roches carbonatées fossilifères communes d’âge paléozoïque de la région de Mojave.

Les oncolites (boules de calcaire algique) flottent dans une matrice carbonate-boue dans la Formation Cambrienne sans Chambless. Cette formation de calcaire oncolite facile à reconnaître se développe dans de nombreuses régions de la région de la réserve nationale de Mojave. Ces oncolites presque sphéroïdales formées par la croissance d’algues et / ou de cyanobactéries dans des eaux marines chaudes peu profondes d’un environnement de plate-forme carbonatée.

Un bloc de calcaire fossilifère présente des stromatoporoïdes et des coraux du début du Dévonien (Formation de Sultan). Les rochers comme celui-ci ne sont pas rares dans les ventilateurs alluviaux en aval de la ceinture de roches sédimentaires d’âge paléozoïque exposée dans la chaîne de Providence.

Une vaste forêt de josué couvre une surface de fronton (le long de la route Cima). Au loin, des roches sédimentaires fortement plongeantes et plissées (principalement du calcaire et de la dolomie) de la fin du Protérozoïque et du Paléozoïque affleurent dans toute la chaîne de Mescal.

Contrairement à d’autres types de roches, les roches carbonatées ont tendance à être assez résistantes à l’érosion dans des conditions climatiques arides. Les anciennes roches carbonatées de la région de Mojave sont généralement à la fois denses et fragiles et ont tendance à être fortement fracturées à la surface. En profondeur, les fractures du carbonate ont tendance à guérir avec le temps, car la roche s’écoule progressivement sous une pression extrême et que la calcite et d’autres minéraux précipitent dans les crevasses au fil du temps. Dans tout le sud-ouest désertique, de profonds canyons creusés dans la roche carbonatée présentent des brèches d’effondrement, qui sont des dépôts superficiels massifs constitués de fragments brisés de calcaire et de dolostone étroitement cimentés dans une matrice carbonatée.

Une petite caverne se trouve dans des roches carbonatées bréchies qui affleurent le long d’un lavage sans nom s’écoulant des montagnes de Providence occidentales (à 8 miles directement à l’est du dépôt de Kelso). Des « brèches d’effondrement » comme celle-ci sont répandues dans la formation de Bonanza King. Cette formation de près de 300 mètres d’épaisseur est constituée de calcaire algique et de dolomie d’âge cambrien moyen (environ 550 millions d’années). L’âge de « l’effondrement » n’est pas résolu, mais peut en fait être un processus physico-chimique actif qui affecte de grandes unités de carbonate dans l’environnement de surface du désert. Ils peuvent activement « couler » en pente sous la force de la gravité. Cette brèche est probablement un dépôt de glissement de terrain d’âge quaternaire précoce qui a été reconstitué (cimenté) par l’interaction des eaux souterraines avec la roche carbonatée.

Les roches carbonatées se dissolvent en eau douce, la calcite étant plus soluble que la dolomie. À chaque événement de précipitation, des traces de matériau carbonaté se dissolvent et migrent avec l’eau qui coule. La dissolution se produit le long des fractures dans les cavernes produisant du sous-sol. Lorsque l’eau s’évapore à la surface, la calcite précipite à nouveau, cimentant les sédiments sur les ventilateurs alluviaux pour former une croûte calcaire durable (appelée caliche). La calcite est un composant majeur des dépôts de boue de playa. Des variétés de dépôts calcaires d’eau douce appelés tuf et travertin se forment autour des sources et dans les anciennes zones riveraines de lacs influencées par les vagues. Dans les cavernes, les dépôts de travertin sont appelés spéléothèmes (qui comprennent des stalagmites, des stalactites, des colonnes, des pierres d’écoulement et d’autres caractéristiques).

Les cavernes Mitchell dans la zone de loisirs de l’État de Providence Mountains ont été aménagées pour une visite commerciale. La caverne s’est formée dans du calcaire d’âge paléozoïque tardif (formation de Bird Springs d’âge pennsylvanien et Permien). La caverne s’est formée il y a longtemps lorsque le substrat rocheux était constamment exposé aux eaux souterraines, ce qui a permis la dissolution du calcaire. Aujourd’hui, la caverne est haute et sèche; elle est à plus de 500 mètres au-dessus du fond de la vallée et un approvisionnement constant en eaux souterraines.

Des tapisseries de travertin, des pierres d’écoulement et d’autres spéléothèmes se forment progressivement là où les eaux souterraines pénètrent dans la caverne et s’évaporent, laissant derrière elles du carbonate de calcium. Des fonctionnalités comme celle-ci ont probablement pris plusieurs milliers d’années à se former. Seul un faible pourcentage des spéléothèmes des cavernes Mitchell se forment activement.

Dans la région de Mojave, les dépôts alluviaux provenant de zones à substrat rocheux carbonaté ont tendance à être constitués de sédiments blocs et inégalement triés. Dans de nombreuses régions, les couches de chert et les couches de métasandstone sont imbriquées dans le substrat rocheux. Ces matériaux plus siliceux ont tendance à être plus résistants aux forces mécaniques et chimiques d’altération, et par conséquent, les surfaces alluviales et les sédiments en aval des zones sources de roches carbonatées ont tendance à être enrichis en ces matériaux siliceux associés. Les montagnes carbonatées sont les plus hautes et les plus raides sans exception. Ces zones sont sujettes à des forces d’inondation plus fortes, à de plus grands canyons, à plus de précipitations, à des ventilateurs plus grossiers, à des ventilateurs plus raides et à un risque accru d’activité d’écoulement de débris.