Original paper

Sandstone scarp form and retreat in the Land of Standing Rocks, Canyonlands National Park, Utah

Nicholas, Robin M.; Dixon, John C.

Zeitschrift für Geomorphologie, NF Volume 30 Issue 2 (1986), p. 167 - 187

23 references

published: Jul 9, 1986

DOI: 10.1127/zfg/30/1986/167

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ArtNo. ESP022003002006, Price: 29.00 €

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Abstract

The controls on sandstone scarp form were examined along a cliff-section of the Permian Organ Rock Formation in the Land of Standing Rocks, Caynonlands National Park, Utah. Bedding of the sandstone is consistently horizontal and the caprock unit is of uniform thickness. Under these conditions, two variables were considered: (1) rock fabric in terms of fracture orientation and spacing, and (2) rock resistance in terms of compressive rock strength, slake-durability, porosity, and cementation. Variations along the cliff-section were analyzed with respect to (1) headlands vs. embayments and (2) marker unit vs. overlying massive unit. It was found that rock fabric is clearly the dominant control of scarp form along the cliff; rock resistance plays a minimal role. The overlying massive unit acts as a resistant caprock, due to its wide fracture spacing, despite its lesser intact rock strength. Similarly, undercutting by the stronger but more intensely jointed marker unit occurs along embayments where facture intensity exceeds that found along the adjoining headlands. Cliff retreat is therefore greatest along the embayment. Headlands remain as resistant projections along the scarp. They may become detached from the cliff face, standing as outliers upon the Cedar Mesa platform.

Kurzfassung

Die Steuerungsfaktoren für die Formen von Sandsteinstufen wurden entlang eines Steilwandabschnittes der permischen Organ Rock Formation im Land of Standing Rocks, Canyonlands National Park, Utah, untersucht. Die Lagerung der Sandsteine ist durchgehend horizontal, und das Deckgestein hat gleichbleibende Mächtigkeit. Unter diesen Bedingungen wurden zwei Variable betrachtet: 1. Die Gesteinsstruktur, angezeigt durch die Orientierung und den Abstand der Klüfte, und 2. die Widerstandsfähigkeit des Gesteins, angezeigt durch Druckfestigkeit, Zerfallsdauer, Porosität und Zementation. Die Variationen entlang des Steilwandabschnitts wurden analysiert für 1. die Vorsprünge versus Einbuchtungen und 2. die Leitschichten versus überlagernden massiven Schichten. Es ergab sich, daß die Gesteinsstruktur deutlich der dominierende Faktor für die Stufenform entlang des Steilabschnittes ist und die Gesteinswiderständigkeit eine minimale Rolle spielt. Die überlagernden massiven Schichten dienen dank ihrer weiten Kluftabstände als resistentes Deckgestein, trotz ihrer geringer ausgebildeten Druckfestigkeit. Entsprechend erfolgt die Unterscheidung in den festeren, aber intensiver geklüfteten Leitschichten, vor allem entlang der Einbuchtungen, wo die Intensität der Klüftung größer ist als bei den benachbarten Spornen. Das Rückwandern der Steilwände ist daher am stärksten in den Einbuchtungen. Die Sporne verbleiben als resistente Vorsprünge der Stufen. Teile können abgetrennt werden von der Stufenwand und stehen als Auslieger auf der Cedar-Mesa-Plattform.

Résumé

Les facteurs d’évolution sur escarpement gréseux ont été examinés le long d’un profil de falaise dans la «Organ Rock Formation» d’âge permien dans le Land of Standing Rock (Canyonland National Park/Utah). La stratification du grès est pratiquement horizontale et l’unité de couverture est d’épaisseur constante. Dans ces conditions, deux variables ont été prises en considération: 1°) la structure de la roche en terme d’orientation et d’espacement des fractures; 2°) la résistance de la roche à la compression, la porosité et la cimentation. Des variations le long du profil de la falaise ont été analysées en rapport avec 1°) les saillants par rapport aux rentrants des versants; 2°) l’unité repère par rapport à l’unité surincombante. Il a été montré que la texture de la roche est de toute évidence le facteur dominant de la forme de l’escarpement tout au long de la falaise. La résistance de la roche joue un rôle minime. L ’unité massive supérieure agit comme couverture résistance en raison du plus grand espacement de ses fractures et malgré la moindre résistance de la roche fraîche. De la même façon, la mise en porte-à-faux de l’unité supérieure par l’unité repère plus résistante mais plus intensément fracturée se produit le long des rentrants où l’intensité des fractures dépasse celle trouvée le long des saillants. Le retrait de la falaise est ainsi le plus important le long des rentrants. Les saillants subsistent comme des projections résistantes le long de l’escarpement. Elles peuvent en arriver à se détacher du front de la falaise restant comme des buttes témoins sur la plate-forme Cedar Mesa.

Keywords

sandstone scarp formLand of Standing RocksCanyonlands National ParkUtahUSA