Formación Lockatong

El Lockatong se describe a menudo como sedimentos lacustres o litorales . La intercalación de los sedimentos con las formaciones Stockton y Passaic circundantes sugiere que estos ambientes litorales cambiaron a medida que el clima o el terreno dinámico de la zona se desarrollaban. ^{[ 3 ]} La deposición de sedimentos calcíticos es indicativa de un clima con altas tasas de evaporación. ^{[ 3 ]}

Estudios más recientes sugieren que el Lockatong era un entorno altamente turbulento, similar al actual Mar de Salton , frecuentemente sometido a fuertes vientos que removían las aguas del lago, agotando el oxígeno disuelto o volviéndolas más tóxicas. Estos cambios ambientales provocaron mortandades masivas de peces que se acumularon en la orilla, donde se descompusieron o fueron carroñeados por fitosaurios , dando lugar a los característicos depósitos de numerosas partes de peces desarticuladas de la formación. ^{[ 4 ]}

La lutita laminada de color gris a negro se depositó en lagos perennes de larga duración. Algunas de las láminas presentan una gradación debido a la sedimentación tras un flujo de turbidez. Otras tienen forma lenticular o de "estrechamiento y expansión" (con secciones transversales elípticas y estrechas alternadas), resultado del movimiento de las olas en la superficie del agua. También se observan pequeñas madrigueras y deformaciones menores del sedimento. Sin embargo, estas lutitas y sus capas se vuelven más finas, planas y menos alteradas a medida que los lagos se profundizan. Además, pierden oxígeno y adquieren mayores concentraciones de materia orgánica oscura y carbonato. ^{[ 43 ]}

Las lutitas más finas se formaron en las partes más profundas de los lagos más grandes. Sus capas son muy delgadas y consisten en bandas continuas y perfectamente uniformes de material orgánico que se alternan con carbonato (caliza) o arcilla. A veces, estas lutitas pueden contener hasta un 8 % de material orgánico en peso. Las diferentes capas pueden deberse a variaciones estacionales en la sedimentación, las condiciones químicas y/o el crecimiento de algas. La ausencia total de influencia de las olas o de animales bioturbadores indica que los lagos eran muy profundos y anóxicos en sus zonas más bajas. Los fósiles, como esqueletos de peces bien conservados, son comunes en ausencia de organismos en descomposición. Se ha estimado que la profundidad mínima necesaria para mantener este ambiente oscila entre 60 y 80 o 100 metros. ^{[ 43 ]}

Las lutitas de estratificación fina, de color rojo a gris, son sedimentos lacustres o ribereños con un ancho de capa intermedio entre la lutita y la lutita masiva. En estas facies son comunes las capas gradadas y las de tipo "pinch-and-expand" (estrechamiento y expansión). Esto indica que estos sedimentos menos profundos sufrieron perturbaciones como inundaciones o un aumento de la acción de las olas durante las tormentas. Otras lutitas de estratificación fina están tan bioturbadas por madrigueras que presentan un aspecto "deshilachado", donde resulta difícil distinguir las capas individuales. El ambiente de aguas someras de mayor energía implica que los sedimentos que componen las lutitas de estratificación fina son más gruesos que los de la lutita. La mayoría de las capas de lutita poco profundas se encuentran intercaladas con limolita y/o arenisca. En algunos casos, se pueden observar estratificación cruzada, marcas de ondulación u otras estructuras sedimentarias en las capas gruesas. Aunque pequeñas y raras, se sabe que existen estructuras de estromatolitos formadas por micrita alrededor de algunos sedimentos ribereños. ^{[ 43 ]}

Las lutitas de estratificación delgada con profundas grietas de barro se desarrollan en ambientes donde el lodo del lago está frecuentemente expuesto al aire seco. Estas grietas pueden ser simples fisuras o estructuras ramificadas más complejas. Después de una inundación, las grietas se rellenan con lodo u otros sedimentos. En algunas áreas, se conservan pequeñas vesículas circulares o elípticas (burbujas de aire) dentro de las grietas rellenas. Las vesículas se forman con mayor frecuencia en capas estrechas de lodo fresco en proceso de secado, depositadas sobre sedimentos lacustres agrietados más antiguos y resistentes. Las capas de lodo que contienen vesículas a menudo presentan un aspecto festoneado, donde sus bordes se desprenden hacia arriba por encima de las grietas. ^{[ 43 ]}

La lutita masiva de color rojo a gris no presenta capas discernibles. Casi toda la lutita masiva desarrolla grietas de barro, lo que indica condiciones secas sobre el agua la mayor parte del tiempo. La lutita masiva brechada está fuertemente agrietada en múltiples direcciones. Se la ha descrito como una "estructura de brecha": un mosaico de fragmentos de barro angulares unidos por una matriz de carbonato o silicato . Este tipo de lutita se formó en lagos secos (playas) que constantemente desarrollaban grietas de barro al hidratarse y secarse repetidamente. Pueden aparecer vesículas en la estructura de brecha que se secó lo suficientemente rápido como para atrapar burbujas de aire sin colapsar. La lutita masiva vesicular tiene una estructura más caótica, dominada por numerosas vesículas y grietas finas y dentadas. Las playas responsables de la lutita masiva vesicular eran mucho más secas que sus equivalentes brechadas. ^{[ 43 ]}

La lutita masiva peloidal o eflorescente es similar a la lutita masiva brechada, pero sus fragmentos de lodo son pequeños grumos redondeados. Este patrón de grumos se asemeja al de las salares salinas modernas, donde la sal disuelta le da al lodo del lecho lacustre una textura pulverulenta y desmenuzable. Aún se conservan rastros de grietas de lodo, pero han sido fuertemente deformadas por los cambios texturales. El tipo más húmedo de lutita masiva es la lutita masiva bioturbada, que es una lutita de estratificación delgada que ha sido completamente homogeneizada por la bioturbación. ^{[ 43 ]}

Los minerales salinos (típicamente calcita) son comunes en las lutitas de la Formación Lockatong. Los cristales de calcita pueden presentarse en forma de pseudomorfos hexagonales . El cristal hexagonal original (ahora reemplazado por calcita) probablemente era pirssonita o un mineral similar, que se depositó en el lecho del lago tras cristalizar cerca de la superficie del agua. En la lutita laminada, algunas láminas pueden consistir enteramente en láminas de cristales hexagonales de calcita. Se comportan de forma similar a los granos de arena y pueden aparecer en láminas graduadas, de tipo "pinch-and-expand" y continuas de lutita lacustre. ^{[ 43 ]}

Los clastos cristalinos son un tipo diferente de estructura cristalina que se encuentra en la Formación Lockatong. Consisten en cavidades laminares (quizás originalmente de carbonato de sodio ) que se han llenado con cristales de diversos minerales. Se sabe que la calcita, la analcima, la albita, la dolomita y el feldespato potásico se encuentran dentro de los clastos cristalinos de Lockatong. Si bien el yeso es abundante en los clastos cristalinos de la Formación Passaic suprayacente, está ausente en la Formación Lockatong. Algunos clastos cristalinos crecen perpendicularmente a las capas, a menudo emitiendo múltiples ramificaciones a medida que irradian desde un plano de estratificación. Estos clastos cristalinos radiantes se forman típicamente en lutitas lacustres someras transgresivas, a medida que las aguas salinas penetran en el lecho del lago y promueven el crecimiento de cristales. ^{[ 43 ]}

La mayoría de los clastos cristalinos presentan una orientación y distribución más aleatorias. Los clastos cristalinos aleatorios suelen estar gradados, volviéndose más grandes y euhedrales a medida que se encuentran a mayor profundidad dentro de una capa determinada. Suelen aparecer con mayor frecuencia en lutitas masivas peloidales, donde la salmuera se hunde en una llanura de lodo salino y cristaliza. Las lluvias periódicas disuelven los cristales más cercanos a la superficie, lo que explica por qué los cristales situados más arriba en una secuencia son más pequeños y de forma más irregular. ^{[ 43 ]}

Si bien la mayoría de los sedimentos de Lockatong son lutitas asociadas a lagos o lechos lacustres, también pueden presentarse depósitos fluviales o de arroyos. Estos depósitos se forman en áreas equivalentes al borde de la cuenca de Newark y generalmente consisten en arenisca y conglomerado. Dado que la Formación Lockatong aflora principalmente en el centro de la cuenca de Newark, las facies de margen de cuenca son poco comunes. La Formación Passaic suprayacente presenta afloramientos más extensos cerca del margen de la cuenca y, por lo tanto, una mayor prevalencia de arenisca y conglomerado. ^{[ 43 ]}

Las capas delgadas de arenisca ondulada se denominan arenisca dominada por olas. Este tipo de arenisca se formó en las zonas arenosas poco profundas de lagos con fondos de poca pendiente. Su característica estratificación ondulada representa marcas de ondulación formadas durante tormentas y otros eventos disruptivos. Las capas de arenisca ligeramente más gruesas (barras de arena preservadas) suelen estar asociadas con la arenisca dominada por olas. Las capas de arenisca que recubren la lutita se vuelven más gruesas a medida que se asciende en la secuencia. También pueden desarrollarse estructuras similares a grietas de desecación cuando la arena queda expuesta al aire. ^{[ 43 ]}

Algunos ríos que desembocan en la cuenca crean deltas a lo largo de los bordes de los lagos. Los deltas de Lockatong produjeron estratos de arenisca con estratificación cruzada de rizaduras ascendentes, una estructura sedimentaria especializada que indica la desaceleración del agua. Algunos estratos de arenisca deltaica son similares a los estratos frontales de arenisca dominada por olas. Sin embargo, las capas tienen forma de cuenco y son clinoformes (es decir, apiladas en ángulos mucho más pronunciados). Las tendencias de granoclasificación ascendente siguen siendo abundantes, y a veces también se encuentran moldes de raíces. La arenisca deltaica clinoforme se formó en los deltas de Gilbert , que implican sedimentos gruesos del lecho del río que se depositan abruptamente en el lecho del lago. Las extensas pilas de este tipo de arenisca indican niveles de agua del lago que suben y bajan, lo que induce a los deltas a desplazarse y superponerse a sedimentos más antiguos. Las areniscas deltaicas en forma de lámina también tienen rizaduras ascendentes, pero sus capas están en un ángulo mucho menor que la arenisca deltaica clinoforme. A menudo se encuentran intercalados con lutitas agrietadas por el barro, típicamente lutitas de estratificación fina ricas en vesículas. Los deltas que forman este tipo de arenisca eran deltas temporales de bajo relieve que se manifestaban durante eventos de inundación laminar . Tanto los deltas laminares como los lagos efímeros alimentados por ellos se habrían secado poco después. La deformación es común dentro de las capas de arenisca de los deltas laminares debido a las repetidas inundaciones laminares a lo largo del tiempo. ^{[ 43 ]}

Cerca de la falla de Ramapo (que forma el límite norte de la cuenca de Newark), el conglomerado se convierte en la forma dominante de sedimento. El conglomerado de falla de borde es común localmente, pero solo se encuentra en una pequeña porción del área de la cuenca. Las rocas que componen los clastos del conglomerado de Newark incluyen dolomita , caliza, gneis , granito , cuarcita y conglomerado devónico más antiguo de las montañas circundantes. En su tamaño máximo, los clastos de conglomerado son bloques de hasta medio metro de diámetro, pero la mayoría son mucho más pequeños. Los guijarros y cantos rodados grandes suelen estar sostenidos por lentes de arenisca bien definidas con márgenes superiores convexos y márgenes inferiores planos. Los clastos más grandes se encuentran cerca del margen superior de las lentes. Estas facies se denominan conglomerado con soporte de matriz, correspondiente a flujos de detritos en un abanico aluvial . Algunos conglomerados presentan bandas de guijarros más pequeños intercalados con arenisca laminada en lentes con márgenes superiores planos y márgenes inferiores cóncavos. Este tipo de conglomerado se conoce como conglomerado con soporte de clastos, el cual se depositó en cauces de arroyos efímeros en un abanico aluvial. Lejos de la falla, la arenisca se vuelve más común y el conglomerado más raro, lo que indica que los abanicos aluviales se aplanan formando llanuras arenosas secas. Abundan los moldes de raíces y las madrigueras en los depósitos correspondientes a las partes inferiores de un abanico aluvial, donde coexisten sedimentos porosos y un nivel freático alto. ^{[ 43 ]}

Las esquinas suroeste y noreste de la cuenca de Newark presentan otro tipo de facies de arenisca y conglomerado: facies axiales. Las capas más visibles en estas áreas son estratos de conglomerado con estratificación gradada y estratificación cruzada a gran escala y fácilmente visible. Entre los estratos de conglomerado se encuentran secuencias de lutita y arenisca intercaladas, con estratos de arenisca que se vuelven más gruesos a medida que se asciende en la secuencia. A diferencia del conglomerado con estratificación cruzada, los estratos de lutita y arenisca presentan estructuras sedimentarias escasas o ausentes. En cambio, están fuertemente bioturbados por madrigueras y raíces. Las facies axiales son depósitos de lecho fluvial y de desbordamiento de ríos trenzados que desembocaban en la cuenca, abasteciéndola de agua y sedimentos. El sistema fluvial del suroeste que desembocaba en la cuenca de Newark es probablemente el mismo que formó la Formación Hammer Creek más al oeste. ^{[ 43 ]}