Palaeoenvironmental and sedimentological context for dinosaurian assemblages in the Mussentuchit Member, Cedar Mountain Formation, central Utah (USA)
Date
2018-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: The Cretaceous-aged sediments of the Western North America Interior preserve the
geological and biological signatures of notable tectonic events in Earth’s history, such as the
formation of the Western Interior Basin and Beringian Land Bridge. The Mussentuchit
Member of the Cedar Mountain Formation is a fossiliferous sedimentary succession that
preserves a key portion of the geological and biological evolution of the North American
Western Interior Basin. The geological and temporal context for this unit, however, remains
limited. This study, therefore, attempts to place recently opened fossil quarries within the
Mussentuchit Member near Cathedral Valley, Utah into a rigorous geological framework via
stratigraphic, palaeoenvironmental, and temporal analysis.
This study identified fifteen facies and seven architectural elements, which were
combined into six representative facies associations. Further, this study concludes that these
sediments were deposited within a fluctuating, distal deltaic, or tidal mudflat. Stratigraphic
reconstructions place the Mussentuchit Member near Cathedral Valley, Utah as the
uppermost member of the Cedar Mountain Formation, with notable variations in
sedimentation patterns between the lower and upper Mussentuchit. The change in
sedimentation illustrates the gradation from a, supra-tidal zone (lower Mussentuchit), to inter tidal to sub-tidal zone (upper Mussentuchit) of the tidal delta. Geochronological results from
radiometric dating of detrital zircon assemblages indicate that these environments developed
in response to multiple tectonic events. Specifically, these include thin-skinned thrusting,
subsequent internal breakup, and duplexing of the Pavant Sheet of the Sevier Orogeny. These
tectonic events are respectively estimated to have occurred during the Albian (±110.92 Ma),
Cenomanian (±96.00 Ma) and Turonian (±93.00 Ma), with actual sedimentation of the
member estimated to have occurred from the Cenomanian (±98.00 Ma) to Turonian (±93.00
Ma). This change in thrusting mechanisms resulted in the respective deposition of the lower
Mussentuchit and upper Mussentuchit within the late-underfilled stage and filled to overfilled
stage of the Sevier Foredeep; the depositional low within the Western Interior basin closest to
the orogenic highlands.
Results from this study added geological context to the fossil quarries on the western
flank of the San Rafael Swell, near Cathedral Valley, Utah. Sediments from the lower
Mussentuchit and quarries preserved there were dated at a maximum age of deposition of
±105.00 Ma (Albian), though a younger depositional age of ±98.00 Ma is suspected. The
Fortunate Son fossil quarry, positioned within the lower Mussentuchit, was placed within the
supra-tidal portion of a tidal delta. Detrital zircons from the Mini Troll and Suicide Hill fossil
quarries of the upper Mussentuchit were radiometrically dated at a Cenomanian age of
±93.95 Ma and ±93.45 Ma, respectively, and placed within the intertidal to intertidal-subtidal
transition zone of a tidal delta. This study provides a more robust understanding of the
Mussentuchit sedimentation and enables more meaningful comparisons with regional-scale
geological and faunal evolution.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Sedimentêre gesteentes in Innerlike Wes-Noord Amerika van die Kryt-tydperk preserveer die geologiese en biologiese tekens van belangrike tektoniese gebeurtenisse in die Aarde se geskiedenis, soos die formasie van die Westerlike Interne Kom en die Beringian Land Brug. Die Mussentuchit Lid van die Cedarberg Formasie is ’n fossielryke sedimentêre gesteente wat kerngedeeltes van die geologiese en biologiese evolusie van die Noord Amerikaanse Westerlike Interne Kom preserveer. Tog is die geologiese en temporale konteks vir hierdie eenheid beperk. Hierdie studie poog dus om onlangs ontblote fossielsteengroewe in die Mussentuchit Lid naby Cathedral Valley, Utah in ’n samevattende raamwerk deur middel van stratigrafiese-, paleo-omgewings-, en temporale analise te beskryf. Hierdie studie het vyftien fasies en sewe argitektoniese elemente identifiseer, wat kombineer was in ses verteenwoordige fasies assosiasies. Verder het die studie getoon dat hierdie sedimente deponeer was in ’n wisselende, distale deltaïese of getyvlakte. Stratigrafiese herbouings plaas die Mussentuchit Lid naby Cathedral Valley, Utah, as die heel boonste lid van die Cedarberg Formasie, met opmerklike verskille in sedimentasiepatrone tussen die onderste en boonste Mussentuchit. Die verandering in sedimentasiepatrone illustreer die geleidelike verandering vanaf ’n fluviaal-gedomineerde, supra-gety sone (laer Mussentuchit) tot die gety-gedomineerde inter-gety tot sub-gety sone (hoër Mussentuchit) van die gety delta. Geochronologiese resultate van radiometriese datering van detrale sirkone toon dat hierdie omgewings ontwikkel het in respons tot verskeie tektoniese gebeurtenisse. Hierdie sluit in dunvellige stoting, gevolglike interne opbreek, en tyddeling van die Pavant Plaat van die Sevier Orogenie. Hierdie tektoniese gebeurtenisse word onderskeidelik beraam om plaas te gevind het gedurende die Albian (±110.92 Ma), Cenomanian (±96.00 Ma) en Tortonien (±93.00 Ma), met werklike sedimentasie van die lid beraam om plaas te gevind het vanaf die Cenomanian (±98.00 Ma) tot die Tortonien (±93.00 Ma). Hierdie verandering in stotingsmeganismes het gelei tot die onderskeidelike deposisie van die laer Mussentuchit en die hoër Mussentuchit binne die laat-ondergevulde stadium en gevulde tot oorgevulde stadium van die Sevier Voorland Trog; ʼn strukturele element wat ’n deposisionele vermindering verteenwoordig in die Westerlike Interne Kom. Resultate van hierdie studie het geologiese konteks bygedra tot die fossielgroewe op die westerlike flank van die San Rafael Swell, naby Cathedral Valley, Utah. Sedimente van die laer Mussentuchit en die steengroewe daarin is dateer teen 'n maksimum ouderdom van ± 105.00 Ma (Albian), alhoewel 'n jonger afsettingsouderdom van ± 98.00 Ma vermoed word. Die Fortunate Son-fossielgroef, geleë in die laer Mussentuchit, is in die opper-gety porsie van 'n gety-delta geplaas. Detrale sirkone van die Mini Troll en Suicide Hill fossielgroewe van die hoër Mussentuchit is onderskeidelik radiometries dateer op 'n Cenomaniaanse ouderdom van ± 93.95 Ma en ± 93.45 Ma, en is geplaas in die tussengety tyd tot subgety oorgangssone van 'n gety-delta. Hierdie studie bied 'n meer robuuste begrip van die Mussentuchit sedimentasieprosesse en stel navorsers in staat om meer betekenisvolle vergelykings te maak met die streeksskaalse geologiese en faunale evolusie.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Sedimentêre gesteentes in Innerlike Wes-Noord Amerika van die Kryt-tydperk preserveer die geologiese en biologiese tekens van belangrike tektoniese gebeurtenisse in die Aarde se geskiedenis, soos die formasie van die Westerlike Interne Kom en die Beringian Land Brug. Die Mussentuchit Lid van die Cedarberg Formasie is ’n fossielryke sedimentêre gesteente wat kerngedeeltes van die geologiese en biologiese evolusie van die Noord Amerikaanse Westerlike Interne Kom preserveer. Tog is die geologiese en temporale konteks vir hierdie eenheid beperk. Hierdie studie poog dus om onlangs ontblote fossielsteengroewe in die Mussentuchit Lid naby Cathedral Valley, Utah in ’n samevattende raamwerk deur middel van stratigrafiese-, paleo-omgewings-, en temporale analise te beskryf. Hierdie studie het vyftien fasies en sewe argitektoniese elemente identifiseer, wat kombineer was in ses verteenwoordige fasies assosiasies. Verder het die studie getoon dat hierdie sedimente deponeer was in ’n wisselende, distale deltaïese of getyvlakte. Stratigrafiese herbouings plaas die Mussentuchit Lid naby Cathedral Valley, Utah, as die heel boonste lid van die Cedarberg Formasie, met opmerklike verskille in sedimentasiepatrone tussen die onderste en boonste Mussentuchit. Die verandering in sedimentasiepatrone illustreer die geleidelike verandering vanaf ’n fluviaal-gedomineerde, supra-gety sone (laer Mussentuchit) tot die gety-gedomineerde inter-gety tot sub-gety sone (hoër Mussentuchit) van die gety delta. Geochronologiese resultate van radiometriese datering van detrale sirkone toon dat hierdie omgewings ontwikkel het in respons tot verskeie tektoniese gebeurtenisse. Hierdie sluit in dunvellige stoting, gevolglike interne opbreek, en tyddeling van die Pavant Plaat van die Sevier Orogenie. Hierdie tektoniese gebeurtenisse word onderskeidelik beraam om plaas te gevind het gedurende die Albian (±110.92 Ma), Cenomanian (±96.00 Ma) en Tortonien (±93.00 Ma), met werklike sedimentasie van die lid beraam om plaas te gevind het vanaf die Cenomanian (±98.00 Ma) tot die Tortonien (±93.00 Ma). Hierdie verandering in stotingsmeganismes het gelei tot die onderskeidelike deposisie van die laer Mussentuchit en die hoër Mussentuchit binne die laat-ondergevulde stadium en gevulde tot oorgevulde stadium van die Sevier Voorland Trog; ʼn strukturele element wat ’n deposisionele vermindering verteenwoordig in die Westerlike Interne Kom. Resultate van hierdie studie het geologiese konteks bygedra tot die fossielgroewe op die westerlike flank van die San Rafael Swell, naby Cathedral Valley, Utah. Sedimente van die laer Mussentuchit en die steengroewe daarin is dateer teen 'n maksimum ouderdom van ± 105.00 Ma (Albian), alhoewel 'n jonger afsettingsouderdom van ± 98.00 Ma vermoed word. Die Fortunate Son-fossielgroef, geleë in die laer Mussentuchit, is in die opper-gety porsie van 'n gety-delta geplaas. Detrale sirkone van die Mini Troll en Suicide Hill fossielgroewe van die hoër Mussentuchit is onderskeidelik radiometries dateer op 'n Cenomaniaanse ouderdom van ± 93.95 Ma en ± 93.45 Ma, en is geplaas in die tussengety tyd tot subgety oorgangssone van 'n gety-delta. Hierdie studie bied 'n meer robuuste begrip van die Mussentuchit sedimentasieprosesse en stel navorsers in staat om meer betekenisvolle vergelykings te maak met die streeksskaalse geologiese en faunale evolusie.
Description
Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2018.
Keywords
Geology, Stratigraphic -- Cretaceous -- Cedar Mountain Formation -- Utah, Mussentuchit Member, Facies (Geology) -- San Rafael Swell, Geochronology, Western Interior Seaway, Sevier Foreland Basin, Cordilleran Fold Belt, Palaeoenvironmental reconstruction, Sediments (Geology) -- Analysis -- Utah -- Cedar Mountain Formation