Dorzecze Orkadów
Basen orkadyjski to basen sedymentacyjny z epoki dewonu , który powstał głównie w wyniku ekstensjonalnej tektoniki w północno-wschodniej Szkocji po zakończeniu orogenezy kaledońskiej . Przez część swojej historii basen był wypełniony jeziorem znanym obecnie jako Lake Orcadie . W tym jeziornym środowisku osadzała się sekwencja drobnoziarnistych skał osadowych, zawierająca dobrze zachowane skamieniałości ryb, z naprzemiennymi warstwami mułowca i grubego mułowca do bardzo drobnego piaskowca. Te kamienne płyty łatwo rozszczepiają się wzdłuż ściółki i były używane jako materiał budowlany od tysięcy lat. Osady Basenu Orkadyjskiego stanowią część Starego Czerwonego Piaskowca (ORS). Terminy litostratygraficzne dolny, środkowy i górny ORS niekoniecznie odpowiadają jednak dokładnie osadom z dolnego, środkowego i górnego dewonu, ponieważ obecnie wiadomo, że podstawa ORS znajduje się w sylurze, a szczyt w karbonie .
Zakres
Dokładny zasięg Basenu Orkadyjskiego jest niepewny ze względu na późniejsze efekty tektoniczne i zakopanie pod młodszymi osadami, ale wiadomo, że sięgał od południowego wybrzeża Moray Firth do Wysp Szetlandzkich na północy i od Strathy na wybrzeżu Caithness w na zachodzie, do platformy Outer Moray Firth i East Shetland Platform na wschodzie, gdzie potwierdzają to odwierty poszukiwawcze węglowodorów . Znane są również osady kontynentalne z tego samego wieku z pola naftowego Clair na zachód od Wysp Szetlandzkich i zostały wstępnie zidentyfikowane w basenie West Orkney. Połączenie basenu orkadyjskiego z basenami dewonu zachodniej Norwegii i wschodniej Grenlandii nie jest szczegółowo znane. Na południu dorzecze może ciągnąć się prawie tak daleko na południe, jak Highland Boundary Fault , w tym półwyspy w Turriff i Rhynie .
Ustawienie tektoniczne
Podobnie jak baseny dewonu w Norwegii i wschodniej Grenlandii, basen orkadyjski leży w całości na obszarze dotkniętym pogrubieniem skorupy ziemskiej podczas orogenezy kaledońskiej. Rozpoznanie uskoków ekstensjonalnych w różnych skalach na tych obszarach w tym samym czasie, co osadzanie, doprowadziło do sugestii, że baseny te odzwierciedlają grawitacyjne zapadanie się tej pogrubionej strefy. główną przyczyną powstania basenu był transtensyjny sinistralny (lewoboczny) ruch poślizgowy na uskoku Great Glen , który przechodzi przez środek basenu. Ciągłość facji dewonu środkowego pasy w poprzek śladu strefy uskoku, po uwzględnieniu późniejszej reaktywacji uskoku Great Glen w sensie prawoskrętnym, zostały wykorzystane do argumentowania przeciwko aktywności poślizgu podczas sedymentacji. Jednak wypiętrzenie bloku zawierającego żyły późnego granitu w podziemnym kompleksie Moine w Easter Ross , którego wtargnięcie datuje się na najwcześniejszy okres eifelski, przed osadzeniem się leżących powyżej osadów środkowego dewonu, jest dowodem na ciągłą aktywność wzdłuż tej struktury do środka Okres dewonu.
Rozwój
Wczesny dewon
Dowody z lądu w Easter Ross i na morzu w Inner Moray Firth pokazują, że w tym czasie uformowała się seria izolowanych półrów, wypełnionych mieszanką gruboziarnistych, często zlepionych osadów, połączonych z bogatymi w substancje organiczne łupkami jeziornymi, takimi jak te odsłonięte w Strathpefferze .
Środkowy dewon
Sedymentacja w środkowym dewonie obejmowała cały obszar basenu orkadyjskiego, z jedynie lokalnymi odsłoniętymi wyżynami piwnic, takimi jak okolice Stromness na Orkadach. We wczesnej części tego okresu, w przybliżeniu odpowiadającej całemu okresowi eifelskiemu i wczesnożyweckiemu, powstało duże jezioro, które czasami pokrywało większość basenu. Regularne zmiany w jego głębokości i zasięgu, które zostały powiązane z cyklami Milankovicia , doprowadziło do wyraźnej cykliczności w sekwencji. Na głębokim stałym etapie jeziora w typowym cyklu zwykle występuje laminit, składający się z drobnoskalowych przemian warstw klastycznych, węglanowych i organicznych, które, jak się uważa, reprezentują roczne wahania . Gdy jezioro spłyca się i staje się efemeryczne, sekwencja składa się z naprzemiennych mułów i drobnych piaskowców, często z pęknięciami błotnymi, ukazującymi powtarzające się okresy wysychania. Rozwój jeziora osiągnął punkt kulminacyjny w jednym bardzo głębokim, szczególnie grubym i rozległym interwale jeziora, Achanarras Fish Bed Member. Jezioro w tym czasie zajmowało powierzchnię co najmniej 50 000 km 2 o maksymalnej szacowanej głębokości co najmniej 100 metrów. Ze skamieniałej fauny ryb zachowanej na jednym poziomie w tej jednostce wiadomo, że była ona szczególnie różnorodna i rozpowszechniona pod względem występowania. Ten interwał jest również znany jako Sandwick Fish Bed Member na Orkadach i szereg innych równoważnych łóżek rybnych na Szetlandach i po południowej stronie Moray Firth. We wschodniej Grenlandii znajduje się również gęsty interwał jeziorny o podobnym wieku. Ten interwał głębokiego jeziora jest datowany na późny eifel i jest skorelowany z globalnym wydarzeniem Kačák związanym z niedotlenieniem morskim , co wiązało się ze znacznymi wymieraniami. Wzrost wielkości jeziora tłumaczy się intensyfikacją systemu monsunowego. Ta jednostka dzieli sekwencję płyt chodnikowych na dwie części, znane regionalnie jako formacje Dolnego i Górnego Orkadu.
W czasach środkowożyweckich dominujące środowisko jeziorne ustąpiło miejsca głównie warunkom rzecznym, a główny typ osadów zmienił się z płyt chodnikowych na piaskowce. W niektórych częściach basenu sekwencja składa się prawie wyłącznie z piaskowców, głównie pochodzenia rzecznego, takich jak Dunnet Head i Hoy Sandstones. Gdzie indziej, na przykład na Orkadach w grupie Eday , sekwencja wykazuje większą różnorodność z dużymi interkalacjami margli i płyt chodnikowych, co oznacza lokalny powrót warunków jeziornych. Istnieją lokalne dowody na warunki morskie wpływające na basen w jednym z tych okresów, na co wskazuje obecność skolekodontów (mikroskamieniałości morskie) w formacji Eday Marl. To i inne późniejsze najazdy morskie zostały skorelowane z globalnymi wyżynami poziomu morza, wcześniej rozpoznawanymi od środkowych do górnych sekwencji dewonu stanu Nowy Jork , w tym wydarzeniami Taghanic, Genundewa, Middlesex i Rhinestreet.
Na Orkadach skały wulkaniczne znajdują się w dolnej części grupy Eday. Tworzą one pojedyncze ekspozycje o różnym składzie chemicznym, wskazujące na zmianę źródła magmy z źródła o silnym wpływie wcześniejszej subdukcji na alkaliczne bazalty, zwykle związane z ekstensjonalną tektoniką . Dewon zachodniego kontynentu na Szetlandach zawiera więcej skał wulkanicznych, a sekwencja górnego środkowego dewonu jest intruzowana przez późnodewoński granit piaskowy.
Od późnego dewonu do wczesnego karbonu
Późniejsza historia basenu orkadyjskiego jest znana tylko z danych ze studni morskich, ponieważ najmłodszy znany odkryty dewon pochodzi z późnego żywetu. Dane ze studni pokazują, że styl depozycji pozostawał podobny w całym późnym dewonie i we wczesnym karbonie.
Późniejsze efekty
Pierwotna forma Basenu Orkadyjskiego została zmodyfikowana przez serię późniejszych wydarzeń tektonicznych. W późnym karbonie basen został częściowo odwrócony podczas reaktywacji prawoskrętnej systemu uskoków Great Glen. Spowodowało to powszechne fałdowanie i lokalne uskoki ciągu na małą skalę . Następnie w permo-triasie i jurze nastąpiła seria szczelin, podczas których powstały baseny Inner i Outer Moray Firth. W okresie wczesnej kredy i ponownie w kenozoiku obszar ten został wypiętrzony i poddany erozji. Uskok Great Glen został reaktywowany po wczesnej kredzie, prawdopodobnie w sensie sinistralnym przez analogię do połączonego uskoku granicznego Walls, chociaż dokładny czas nie jest znany.
Paleogeografia
Krajobraz składał się z zaokrąglonych wzgórz utworzonych ze starszych skał metamorficznych i magmowych . Od czasu do czasu jeziora zmieniały się pod względem głębokości i zasięgu, czasami docierając do zboczy wzgórz, a czasami cofając się, tak że mogły tworzyć się rzeczne równiny zalewowe. Stromatolity można znaleźć w Stromness, co wskazuje, że jezioro było czasami słone. Lokalnie skolekodonty (mikroskamieniałości morskie) znaleziono w Eday Marl, co sugeruje przynajmniej tymczasowe połączenie z morzem. Wzgórza były pozbawione roślinności. Ziemia nie była skolonizowana przez duże rośliny, jak ma to miejsce dzisiaj, więc erozja byłaby raczej szybka i prawdopodobnie sezonowa, podobnie jak produktywność jezior. Znajduje to odzwierciedlenie w węglanach głębokich jezior, które wykazują bardzo drobne uwarstwienia, interpretowane jako warwy .
Skamieliny
Fauna
Ryby żyjące na obrzeżach jeziora wypływałyby na środek, a następnie tonęły i były przechowywane w warunkach beztlenowych panujących na głębokości. Kamieniołom Achanarras w pobliżu Thurso dostarczył najbardziej rozległej fauny ryb i znaleziono tam co najmniej jeden przykład wszystkich poniższych grup.
Flora
Znaleziono bardzo niewiele szczątków roślin i żadnych na miejscu. Istnieją dowody na aktywność glonów i bakterii.
Znaczenie gospodarcze
Facje kamienne z sekwencji jezior dewonu środkowego dostarczały lokalnego materiału budowlanego co najmniej od okresu neolitu . Domy w Skara Brae , grobowiec w Maes Howe , Ring of Brodgar i Standing Stones of Stenness zostały zbudowane z płyt chodnikowych. Wydobywanie kamienia flizowego stało się ważnym przemysłem w XVIII wieku, szczególnie w Caithness. Płyty chodnikowe z Caithness były eksportowane na cały świat i nadal są produkowane, choć w bardziej ograniczonych ilościach.
Sekwencja jezior działała również jako źródło ropy naftowej , będąc przynajmniej częściowo odpowiedzialną za gromadzenie się ropy na polu Beatrice w Inner Moray Firth.
Zobacz też
- Lista miejsc skamielin (z katalogiem linków)
- Geologia Szkocji
- Geologia Orkadów
- Gould, Stephen Jay, redaktor naczelny (1993) Księga życia . Londyn: Ebury Hutchinson ISBN 0-09-177749-6