密西西比峡谷医学杂志

1流量大，支系庞大。且河流的梯级开发较早。航运发达。2水运便宜 3美国东西面临大洋东西运输压力小

古生代—中生代北美大陆向西向南增生，仅中生代科迪勒拉山系就使北美大陆增生了30%，变为科罗拉多高原的区域被置于北美克拉通之西。虽然有大陆规模的构造事件影响，大峡谷地区埋于基底和区域火山之下的断层，仅发生过一些平移运动。作用于大峡谷地区的力充分变弱，变形大多表现为广泛但微弱翘曲的形式和变化的升降速度，在大峡谷地区古生代剖面中缺乏区域范围的角度不整合，因此在古生代与上升相伴的假整合可被最好归结为造陆运动。

1.寒武纪—晚三叠世构造

在整个泥盆纪，科罗拉多高原的西南角处于大陆架内侧位置，其大陆边缘是具海进沟退特征的被动大陆边缘；寒武纪海侵向东覆盖前寒武纪基底，其上点缀有孤立破碎的小山，泛平原被海进沉积物所掩埋。最高的山仅360m，也最后为Mauv灰岩所掩埋，大峡谷地区最长的间断是未分层的寒武纪碳酸盐岩和泥盆纪Temple Butte组之间，长达亿年，这一假整合产布于大峡谷地区，缺失了奥陶系、志留系和早中泥盆统。相似的情况是泥盆系的Temple Butte组与密西西比系的Redwall灰岩间也是一个假整合，这一间断与另一次陆块上升有关，大峡谷区地壳上升和下降并未形成内部明显形变，证明本区当时远离活动造山带。

在泥盆纪与密西西比纪间发生的另一次造山运动引起了海洋和北美板块的汇聚，北美西部大块陆地的增生，并有南北向轴部位于东内华达和东南加利福尼亚的科迪勒拉冒地槽的向下翘曲，大陆增生似乎伴随离岸弧沟系统的板块汇聚，其机制是在海沟和大陆间的大洋岩石圈向海洋的俯冲，当时削减岛弧与海沟都向大陆边缘迁移，大陆与海沟相碰撞，岛弧即变为缝合带，新的沟弧系统形成于海域，且重复这一过程。在内华达中部和加利福尼亚东部，大陆逐步向洋海方向扩展。

与大陆增生的造山带发展于大峡谷之西，因地壳加厚而大规模向东逆冲和抬升，发生深成变质作用。中东部内华达有南北向沉积盆地接纳了高地的碎屑，而大峡谷东部沉积的泥盆纪Temple Butte灰岩和密西西比系的Redwall灰岩分布盆地边缘并向东变厚。

保存最好的侵蚀事件之一是密西西比系的Redwall灰岩的晚密西西比上升，在大峡谷西部西向流域河谷中Redwall灰岩被侵蚀下切达120m，小幅上升的Redwall灰岩表面充满了喀斯特特征，密西西比系Surprise峡谷组充填了峡谷和洞穴，本组和Supai组假整合覆盖于所有较老岩石之上。

大峡谷中古生界沿断层水平推覆分布局限，呈角度不整合覆盖于密西西比系Redwall灰岩之顶，在R edwall灰岩和Surprise峡谷组之间沉积至少50m的Redwall灰岩，包括全部Horseshoe残丘组，在一个小背斜的顶部被侵蚀截切，这一侵蚀面被宾夕法尼亚Wata-homigi组所假整合覆盖，这一小褶皱由沿前寒武纪Butte断层位移所造成，这种截切关系还见于Bright Angal断层和构造复活的元古宙逆断层之上，与Antler造山运动伴生的东西向水平挤压有关。

宾夕法尼亚纪和早二叠世Ouchita造山作用，造成南美和墨西哥与北美的缝合，其碰撞带位于墨西哥北部、得克萨斯中部和俄克拉荷马东南部，北美板块内部大型挤压的结果足以引起克拉通地块内部上升和原始落基山伴生盆地的形成，大峡谷东北部上升，东临的Defience高地上升幅度更大些。碎屑沉积物，如Supai群，来自这些高地，向西南搬运到大峡谷地区，那里仍为低地，跨过大峡谷地区向西逐渐相变为碳酸盐岩。

在西部盆岭区Antler带发育宾夕法尼亚纪裂陷，早二叠世上升成陆；大峡谷地区先堆积了Cocomino砂岩，是向西的海岸砂丘，后来海平面上升，东南方向海进，沉积Toroweap和Kaibab组，维持陆棚环境；但二叠纪末西部和南部的上升是例外，直到早中三叠世海相Moenkopi组沉积之后，晚二叠－早三叠世Sonoma增生事件在西部发生。大峡谷在亿年前的古生代沉降和堆积了1100～1500m沉积物，向西变厚，其顶部可能受上下变动的海平面影响，海水侵蚀了数百英尺。

2.晚三叠世－晚白垩世的上升

全球板块重组，晚三叠世—晚侏罗世海底扩张使墨西哥湾和大西洋打开，与先前北美大陆向洋俯冲相反，开始了太平洋地壳向北美大陆之下俯冲，导致了西南部大峡谷地区发生板内运动、中生代火山弧活动、岩基的侵入与热构造上升，这些事件引起了科罗拉多高原地区的普遍上升成陆，和西南部邻近的Mogollon高地在白垩纪强烈上升。

中生代的大部分时间，大峡谷地区较低但未被海水淹没，克拉通地块间陆相沉积居统治地位。在海相Moenkopi组沉积期间，广阔而坡缓的Mogollon高地开始上升，导致Moen-kopi海向西北海退；源于Mogollon高地的河流流域，发育流向北和北东的水系，形成一种分散状的沉积模式，在大峡谷地区一直持续到新生代，从Moenkopi组直到中生界这一高地都是主要的碎屑物源。陆内海占据了西北部的大部分，最早的是晚三叠世大量沉积的Chinle组，在科罗拉多高原的西南部，由其南部高地提供的河流碎屑物和来自西北的火山灰，这些碎屑物有火山岩、沉积盖层与暴露的前寒武基底岩石；直到中生代末，大峡谷地区发育连续的大陆沉积，部分地区侵蚀为主。

最后的中生代海侵发生于晚白垩世，海水来自于东北方向，沉积了Dakota组和Man-cos页岩。大峡谷地区大量较古老岩石这时已被剥蚀殆尽，尤其是从西南上升的区域，埋藏于海相沉积物之下的表面很平整且逐渐斜向东北。在东亚利桑纳，Dakota组假整合于向南逐渐变老的岩石之上，但这一地层单位在McNary直接覆于古生界之上，所以海水向西南扩展淹没全部大峡谷地区是很可疑的。

3.拉拉米造山运动（Laramide Orogeny）

北美西部的拉拉米造山运动包括白垩纪的最晚期至始新世的构造地质事件，如广泛的隆升；科罗拉多变形带的向东强烈扩展，超过原有的增生界限、造山运动和岩浆弧，拉拉米科迪勒拉再度扩展了一倍；地壳缩短和向东运移，从西岸海沟延伸至东部拉拉米变形的落基山脉，变形类型包括向东延伸的逆冲断层和沿复活的前寒武断层的逆断层错位，这些断层与沉积盖层中单斜和背斜的发展相伴。岩浆弧向东跨过科迪勒拉山系后强度减弱。

板块构造理论的解释具有说服力。在拉拉米造山带，北美大陆之下发生太平洋板块低角度俯冲，且俯冲速度快。Dickinson（1981）认为，大洋板块俯冲导致局部熔融与岩浆活动，岩浆岩带迁移规律指示大洋板块向陆俯冲的轨迹；由于局部熔融与岩浆作用，俯冲板片不再向深部穿刺进入软流圈；由于板块快速俯冲产生热动力与浮力，大洋板块在北美大陆之下形成底托，俯冲板块向东挤压与构造岩浆作用形成拉拉米科迪勒拉构造带。

拉拉米造山运动从根本上影响了大峡谷地区的地质演化历程，并且导致如下地质过程：

1）广泛的隆升；

2）东－北东向地壳缩短；

3）科罗拉多高原被分隔为次级隆起和盆地；

4）广泛的风化剥蚀。

其结果是，下伏基底未能回应东—北东向地壳缩短，就发展为一般走向南北，倾向东的单斜。大峡谷地区单斜构造与构造地块的微弱挠曲相伴，如Kaibab高原隆升和Cataract盆地的向下折曲。

拉拉米运动剥蚀掉了南部和西部较老岩石的盖层，在科罗拉多高原的西南边缘甚至剥蚀了部分前寒武基底，大峡谷及其以南区域大量剥蚀产生的碎屑向北东方向被搬运至犹他或更远的陆间盆地。白垩纪沉积末期，大峡谷地区发育单调的低地隆升及由北向东方向流动而被碎屑堵塞的河流分割的地貌，地貌发展包括抬升的拉拉米高原和褶皱的高起部分以及阶梯地形。

有证据表明，早始新世，在科罗拉多高原地区拉拉米挤压北东方向重新定向排列，从而引起科罗拉多高原右旋走滑断层，使科罗拉多高原沿Rio grande裂陷推叠于北美大陆之上。早始新世挤压的重组对大峡谷地区北西走向单斜构造发展和复活影响不大，科罗拉多高原向北推挤进入怀俄明前陆区，被该地逆冲断层和褶皱造成的地壳缩短而接纳，结果造成怀俄明南东东向盆岭构造。最南边是东西走向的Uinta高地，其南北两侧都是由向岭下倾伏的逆冲断层所围限。Uinta高地于早始新世开始上升，拉拉米构造成为科罗拉多高原的东侧如北侧边界。沿东部边界的Rio Grande裂陷，北美克拉通晚渐新世地壳因伸展而明显减薄。