La geologia della zona del Bryce Canyon nello Utah (Stati Uniti d'America) mostra per la parte esposta una registrazione di deposizioni che copre l'ultima parte del Periodo cretacico e la prima metà dell'Era cenozoica in quella parte del Nord America. L'antico ambiente deposizionale della regione intorno a quello che è ora il Parco nazionale del Bryce Canyon variò dal mare caldo poco profondo (chiamato Mare interno occidentale o Canale cretacico) nel quale furono depositati l'Arenaria Dakota e lo Scisto del Tropico, ai ruscelli e ai laghi freddi che contribuirono alla sedimentazione della colorata Formazione Clarion che domina gli anfiteatri del parco.

Si crearono anche altre formazioni, ma furono per la maggior parte erose in seguito al sollevamento dell'orogenesi laramide che iniziò intorno a 70 milioni di anni fa (Ma). Questo evento creò le Montagne Rocciose lontano a est e contribuì a chiudere il mare che copriva l'area. Una gran parte del Nord America occidentale iniziò ad allungarsi nella topografia limitrofa del Basin and Range intorno a 15 Ma. Sebbene non faccia parte di questa regione, la grande area del Bryce fu allungata negli altopiani dalle stesse forze. Il sollevamento degli Altopiani del Colorado e l'apertura del Golfo di California verso 5 Ma mutarono il drenaggio del fiume Colorado e dei suoi affluenti, compreso il fiume Paria, che sta erodendo verso la foce tra due altopiani adiacenti al parco. Il sollevamento causò la formazione di giunti verticali che furono in seguito erosi in via preferenziale per formare i pinnacoli verticali isolati chiamati camini delle fate (hoodoos in inglese), i calanchi e i monoliti che vediamo oggi.

Le formazioni esposte nell'area del parco fanno parte della Grande scalinata (Grand Staircase). I membri più vecchi di questa supersequenza di unità rocciose sono esposti nel Grand Canyon, quelli intermedi nel Parco nazionale di Zion, e le parti più vecchie sono poste scoperte nella zona del Bryce Canyon. Una piccola quantità di sovrapposizione si verifica dentro e intorno a ogni parco.

Grande Scalinata

Le rocce esposte nel Bryce Canyon sono di circa 100 milioni di anni più giovani di quelle nel vicino Parco nazionale di Zion, e le rocce esposte a Zion sono più giovani di quelle nel Grand Canyon a sud.

Ci sono, tuttavia, unità rocciose condivise fra tutti e tre, che creano una supersequenza di formazioni che i geologi chiamano la Grande Scalinata (Grand Staircase). Insieme le formazioni della Grande Scalinata registrano quasi 2.000 milioni di anni della storia della Terra. Le formazioni del Bryce Canyon sono le più giovani unità conosciute della Grande Scalinata. Unità rocciose più giovani, se mai sono esistite, sono state rimosse dall'erosione.

Mare interno occidentale Avanzamento

Nel Cretacico, un canale poco profondo si allungava all'interno del Nord America dal Golfo del Messico a sud fino allo Utah e in seguito fino al Mar Glaciale Artico all'estremo nord.Davis e Pollock, Geology of Bryce Canyon National Park, 2003, p. 45. I geologi chiamano questo mare poco profondo Canale cretacico o Mare interno occidentale. Il mare divideva il Nord America in due metà: una porzione orientale dominata dai già antichi Monti Appalachi e una parte occidentale composta principalmente dai Monti Sevier sempre in crescita; formata da un sovrascorrimento poco profondo causato dall'orogenesi di Sevier.Davis e Pollock, Geology of Bryce Canyon National Park, 2003, p. 55. Poiché la linea costiera si spostò avanti e indietro, la zona di Bryce passò alternativamente dal fare parte della terra emersa di Sevier al fare parte del Mare interno occidentale. Come risultato, strati alternati di sedimenti non marini, intermareali e marini giacciono l'uno in cima all'altro.

Conglomerati, siltiti e arenarie ricche di fossili, che insieme sono spesse fino a 90 m, segnano l'arrivo del Mare interno occidentale. Chiamata Arenaria Dakota (Dakota Sandstone), è la più antica formazione esposta nella zona del Bryce Canyon, a parte quella più giovane esposta nella zona dei canyon di Zion e Kolob a sudovest. Abbondanti quantità di foresta fossile, letti di ostriche contenenti milioni di fossili e carbone si trovano tutti nel Dakota. Nella zona del Bryce Canyon, questa formazione si può vedere nella Valle del Paria dove si presenta come sabbia in una coltre litificata che probabilmente si accumulò sulle spiagge, nelle lagune e in vaste paludi che producevano carbone quando il Mare interno occidentale superò (avanzò verso l'entroterra) la regione e in seguito si ritirò.Ann Harris, Geology of National Parks, 1997, p. 51. Esso poggia in modo discordante su formazioni giurassiche che non sono esposte nelle immediate vicinanze (vedi Geologia della zona di Zion e Kolob per una discussione su questi sedimenti più vecchi).

Fango e silt furono depositati in cima alla Formazione del Dakota quando il canale divenne sempre più profondo e più calmo nella zona. Lo Scisto del Tropico risultante, che varia dal grigio scuro al nero, registra la massima trasgressione del canale nello Utah ed è spesso 300 m nell'Anfiteatro del Paria. Esso forma i calanchi privi di vegetazione visti nella Valle del Tropico ed è forse la formazione più ricca di fossili dell'area; contiene numerose ammoniti con il guscio diritto e a spirale.

Ritiro Il Mare interno occidentale si stava già ritirando a est e a sud quando fu depositata la Formazione delle Straight Cliffs, spessa localmente 500 m.Davis e Pollock, Geology of Bryce Canyon National Park, 2003, p. 46. I suoi membri rappresentano vari stadi di questo processo. L'arenaria che forma il dirupo del Tibbet Canyon Member fu depositata in modo concordante lo Scisto del Tropico in ambienti marini poco profondi e in seguito vicino alla costa. Scisto e arenaria provenienti dallo Smoky Hollow Member furono depositati in cima al suo strato basale di fango indurito, ricco di carbone, nelle paludi e nelle lagune costiere sulla costa del mare interno. Mentre gli strati alternati di scisto e arenaria mescolati con i massicci depositi di carbone del John Henry Member furono deposti in paludi, lagune e ambienti fluviali, un membro, il Drip Tank, non si trova nella zona del Bryce Canyon. Questa formazione si erode in dirupi e scarpate quasi impossibili da scalare di arenarie che vanno dal biancastro al giallo-grigio con strati interposti, relativamente sottili, di scisto e arenaria. Nelle parti inferiori della formazione si trovano glossopetre.

I laghi e i fiumi che scorrevano verso est divennero il luogo predominante di deposito per il sedimento che seguì al ritiro del Mare interno occidentale. Gli sciati e le arenarie della Formazione di Wahweap, spessa localmente 200 m, furono depositati in acque mosse (ambiente fluviale). Questa formazione fa parte delle Grey Cliffs della Grande Scalinata menzionata precedentemente. Essa contiene abbondanti fossili di vertebrati, compresi dinosauri come gli adrosauri.

Deposizione continentale Sollevamento ed erosione delle pianure alluvionali

Una pianura alluvionale attraversata da fiumi e da laghi si sviluppò nell'area. Fango e sabbia si accumularono in questo ambiente per divenire le arenarie e i fanghi induriti grigi della Formazione di Kaiparowits. Questa formazione è spessa fino a 30 m nell'area del Bryce Canyon, ma altre parti dei Kaiparowits nella regione hanno uno spessore di parecchie decine di metri. Due formazioni, il Canaan Peak e Pine Hollow, poggiano in cima ai Kaiparowits altrove nella regione, ma sono assenti nell'area del Bryce Canyon. Le arenarie e i conglomerati di queste formazioni registrano l'inizio della deposizione nei torrenti e nei fiumi nell'epoca del Paleocene.

Il sollevamento causato da un episodio di formazione montuosa chiamato orogenesi laramide durò dal tardo Cretacico intorno a 70 Ma al primo Paleocene. Questo innalzò i territori montuosi un tempo più bassi verso l'alto mentre i bacini situati in basso tra di essi sprofondarono gradualmente.Ann Harris, Geology of National Parks, 1997, p. 52. La compressione dell'evento laramide deformò la terra nella zona per formare l'Anticlinale del Bryce Canyon con una inclinazione fino a 5°. Tutte le formazioni di Canaan Peak, Pine Hollow, Kaiparowits e Waheap, insieme a parte delle sottostanti Straight Cliffs, furono rimosse dalla cresta dell'anticlinale dall'erosione prima che fosse depositata la Formazione Claron.Davis e Pollock, Geology of Bryce Canyon National Park, 2003, p. 53. Esiste perciò una discordanza angolare lungo la cresta dell'anticlinale. Il parco poggia anche sul fianco occidentale, dolcemente digradante, del sollevamento di Kaibab, che fu formato anch'esso come risultato dell'orogenesi laramide.

Pianura alluvionale e sistema dei laghi di Claron Il sollevamento derivante dalla laramide si interruppe brevemente nell'Eocene. Torrenti sinuosi scorsero sulle pianure risultanti e quasi anonime. Periodiche ma estese alluvioni inondavano grandi aree forse una volta ogni 1.000 anni; spargendo fango, ciottoli e sabbia fine sulle pianure. L'erosione incise questi depositi tra gli eventi alluvionali e la crescita delle piante fu abbondante. L'ossidazione del ferro nel fango e nel silt trasformò il suolo in ematite, dandole una tonalità rosa e rossa. Questi sedimenti furono in seguito litificati nel Pink Member ("Membro Rosa"), spesso fino a 200 m, della Formazione di Claron (precedentemente chiamata Formazione di Wasatch) dell'età dell'Eocene. I conglomerati canalizzati di questo membro si possono vedere facilmente nel Red Canyon insieme alla Strada Statale 12 (State Route 12) dove il silt e le arenarie compongono la maggior parte delle fragili e colorite spire del parco chiamate camini delle fate (hoodoos). Il geologo Clarence Dutton chiamò il membro inferiore, ricco di ossido di ferro, della Claron la serie delle Pink Cliffs ("dirupi rosa") a causa del suo aspetto colorito.

Un grande sistema di laghi poco profondi ma espansivi e di delta fluviali associati copriva parecchie migliaia di chilometri quadrati di quello che è ora il Colorado nordoccidentale, lo Utah e il Wyoming sudoccidentali. Questi laghi esistettero dal Paleocene a metà Oligocene, ma non si diffusero nella zona del Bryce Canyon fino al periodo dell'Eocene. Grandi quantità di sedimenti dei fondali lacustri furono depositati in questo sistema durante i 20 milioni di anni della sua esistenza da circa 60 a 40 Ma.Kiver ed Harris, Geology of U.S. Parklands, 1999, p. 525. Il cambiamento e i cicli climatici fecero sì che i laghi del sistema si espandessero e si contraessero nel tempo. Quando facevano così, lasciavano fondali di diverso spessore e composizione accumulati l'uno sopra all'altro; vari depositi di sabbia e ciottoli vicino alla riva, fanghi poveri di calcio più lontano dalla riva, fango ricco di calcio in acque più profonde, e semplici fanghiglie calcinose furono depositate nelle acque più profonde. Le fanghiglie calcinose e il fango furono in seguito litificati nel calcare e nella siltite interposta del White Member ("Membro Bianco") della Claron (spesso fino a 90 m). Questo membro si erode in monoliti di colore bianco che si trovano soltanto alle altitudini più elevate dell'Altopiano di Paunsaugunt. I fossili sono rari nel White Member e consistono principalmente di chiocciole e vongole, indicando che i laghi sostentavano le piccole forme di vita. La maggior parte degli archi e dei ponti naturali del parco, compreso il famoso Ponte Naturale (National Bridge), furono scavati dai fondali di arenaria della Claron.

Vulcaniti di Marysvale