Formacja Cleveland Ironstone
| Formacja Cleveland Ironstone | |
|---|---|
| Zakres stratygraficzny : | |
.jpg) Ekspozycja formacji Cleveland Ironstone w pobliżu Skinningrove
| |
| Typ | Formacja geologiczna |
| Jednostką | Grupa Lias |
| Podkłady | Formacja Whitby Mudstone |
| Nakładki | Formacja piaskowca Staithes |
| Grubość | do 25 metrów (80 stóp) |
| Litologia | |
| Podstawowy | Mułowiec , Mułowiec , Żelazny kamień |
| Inny | Piaskowiec |
| Lokalizacja | |
| Region | Europa |
| Kraj |
 Wielka Brytania
|
| Zakres | Zagłębie Cleveland |
| Sekcja typu | |
| Nazwany dla | Cleveland, Anglia |
| Lokalizacja | klify w pobliżu Staithes |
Formacja Cleveland Ironstone to sekwencja pokładów morskiego kamienia żelaznego przeplatanych jednostkami łupków i mułowców , które wspólnie tworzą część dolnojurajskiego systemu skał leżącego u podstaw Cleveland w North Yorkshire . Eksploatacja pokładów kamienia żelaznego stała się główną siłą napędową industrializacji dystryktu Teesside od połowy do końca XIX wieku.
Na podstawie stratygrafii formacji stwierdzono, że Cleveland Ironstone należy do uniwersalnego etapu Górnego Pliensbachu (Domeru). Pokłady żelaznego kamienia i towarzyszące im łupki mogą być wysoce skamieniałe, a pozostałości są tak obfite w niektórych częściach, że tworzą dobrze rozwinięte złoża muszli. Analiza ujawnia bogactwo gatunków morskich płytkich wód, niektóre w pozycji życiowej, wraz ze śladowymi skamieniałościami, w tym dobrze odsłoniętymi norami Rhizocorallium w Old Nab, na wschód od Staithes.
Stratygrafia
Dawniej klasyfikowane jako część środkowych liasów warstwy te osadzały się przez około 2 miliony lat, jako miękki osad na dnie płytkiej odnogi starożytnego Oceanu Tethys , między ok. 185 a 183 milionami lat wcześniej. Formacja leży zgodnie z bogatym w skamieniałości płytkim piaskowcem morskim, mułowcem i mułowcem formacji Staithes. Istnieje sześć nazwanych pokładów kamienia żelaznego, które są, w kolejności osadzania, Osmotherley, Avicula , Raisdale, Two-foot, Pecten i Main Seams.
W swojej typowej lokalizacji, na wybrzeżu wokół Staithes w hrabstwie North Yorkshire, formacja osiąga grubość 25,3 metra i składa się z pięciu „zgrubiałych” cykli morskich łupków i mułowców, z których każdy jest przykryty pokładem kamienia żelaznego o różnej grubości, składzie i zawartości żelaza -treść. Łupki i mułowce są koloru szarego i okazjonalnie wykazują pasma wapiennych lub syderytowych guzków, pokładów muszli i warstw poprzecznych. Najwyższe partie niektórych jednostek łupkowych mogą być laminowane i zostały nazwane burzami. Bezpośrednio pod szwem Raisdale w Staithes można zobaczyć laminowane łóżka z podstawowymi rynnami o szerokości do 1 stopy 8 cali (0,5 m) i długości 16 stóp (5 m), które zostały wyczyszczone podczas burz o dużej energii. Rynny zostały następnie wypełnione drobnym piaskiem i mułem, który wykazuje oznaki pirytyzacji. Cechy te są zwykle zorientowane w kierunku wschód-zachód i są dość trwałe poprzecznie, występując prawie 12 mil (19 km) na południowy wschód w Hawsker Bottoms.
Ostateczne prace strefowe zostały przeprowadzone na wybrzeżu przez Howartha (1953), Howarda (1985) i rozszerzone w głąb lądu przez Chowns (1968). Ich wysiłki ujawniają, że te warstwy obejmują dwie strefy fauny, co skłania do podziału na odpowiadające im nieformalne jednostki. Najniższe 62 stopy (19 m) są przeważnie łupkowe i obejmują szwy Osmotherly, Avicula , Raisdale i Two-foot, z których najlepiej rozwinięty jest szew Avicula , osiągający około 0,5 metra w Jet Wyke. Mieszkają w górnej części Amaltheus margaritatus i są zbiorczo określane jako członek Penny Nab , po cyplu około 150 metrów na wschód od portu Staithes.
Niezgodność oznacza przejście do leżącej powyżej strefy Pleuroceras spinatum , która obejmuje bardziej żelaziste górne 6 metrów formacji. Jest określany jako Kettleness Member i obejmuje pokłady Pecten i Main, ten ostatni o grubości około 1,8 metra i podzielony na 0,7-metrowy blok górny i 0,8-metrowy blok dolny przez 0,3 metra łupków przyśrodkowych w Old Nab.
Z ekonomicznego punktu widzenia najważniejsze pokłady to Główny i Pecten , które rozwijają się najbardziej na północnym skraju złoża rudy, w pobliżu Eston. Tam Główny Pokład o grubości 3,66 m spoczywa bezpośrednio na Pecten (1,23 m), który obejmuje imponujące dno muszlowe. Pokłady są stosunkowo trwałe w kierunku wschód-zachód, ale łupki pojawiają się i gęstnieją na południu kosztem kamienia żelaznego. We wschodnim Cleveland warstwy przechodzą przez synklinę strukturalną znaną jako Skelton Syncline, gdzie główny pokład schodzi do około 410 stóp (125 m) poniżej poziomu morza wokół North Skelton .
Cała formacja staje się cieńsza i staje się mniej żelazista na południu, gdy główny pokład, sam znacznie zmniejszony, przekracza każdy z leżących poniżej pokładów, jeden po drugim. Warstwy z tego wieku są całkowicie nieobecne na południowym krańcu Basenu Yorkshire wokół Market Weighton .
Litologia
Średnio formacja Cleveland Ironstone zawiera około 70% łupków i 30% ironstone, chociaż ten ostatni występuje w postaci sześciu nazwanych pokładów o różnej grubości. Kamień żelazny jest klasyfikowany jako niskogatunkowy z zawartością żelaza do 33% i jest uważany za ekonomicznie opłacalny tylko powyżej ~ 27%.
Głównymi minerałami zawierającymi żelazo są syderyt węglanu żelaza (FeCO 3 ) i bertieryna (wcześniej znana jako chamozyt , ( Fe
2+ 2 Al(Si,Al)O
5 (OH)
4 ). Składnikami pomocniczymi są kalcyt (jako MgCO 3 i MnCO 3 ), piryt (FeS 2 ), kolofanit (Ca 3 P 2 O 8 H 2 O ), krzemionka (Si), minerały ilaste i ich pochodne, takie jak oktaedryt ( brookit ) (TiO 2 ) i dikit (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ). Pokłady są często oolitowe , zwłaszcza na północy dystryktu, ale różnią się budową na całym polu rudy. Ooidy ( średnio) zawierają ok. 33% syderytu, ok. 33% bertieryny, i podobną proporcję minerałów pomocniczych i wykazują deformację, podczas gdy osad był jeszcze plastyczny.
Pochodzenie pokładów kamienia żelaznego było przedmiotem wielu argumentów i kontrargumentów od czasu rozpoczęcia ich eksploatacji na dużą skalę w połowie XIX wieku. Najbardziej powszechnie akceptowane wyjaśnienie pojawiło się w latach dwudziestych XX wieku po analizie przeprowadzonej przez Hallimonda (1925). Sugeruje to, że stężenie rozpuszczonego żelaza w otaczającej wodzie morskiej pozostawało w przybliżeniu takie samo podczas osadzania się zarówno łupków, jak i kamienia żelaznego. Fizyczne różnice między nimi powstają w wyniku różnic w napływie osadów. Szybkie tempo wprowadzania osadów powodowało osadzanie się łupków , podczas gdy zmniejszone tempo wprowadzania umożliwiało skoncentrowanie tej samej ilości żelaza w mniejszym ładunku osadów, tworząc w ten sposób pokłady kamienia żelaznego. Dowody na obecność małży w pozycji życiowej, skamieliny śladowe Rhizocorallium , krzyżowanie , epizody braku osadzania i (co nie mniej ważne) tekstura oolityczna wskazują, że kamienie żelazne zostały złożone w płytkiej wodzie.
Skamieniałości są wszechobecne, zwłaszcza w pokładach kamienia żelaznego, do tego stopnia, że pokłady Avicula i Pecten zostały nazwane na cześć ich najliczniejszych inkluzji fauny.
UWAGA: Jedyne zachowane rozległe wychodnie Głównego Pokładu występują w lasach na północ od Skelton (blisko NZ 6554 1997) na około 50 m OD powyżej Skelton Beck, osiągając grubość około 2,4 m (8 stóp). Leży pod nią Czarna Twarda i trzy łóżka tworzące Szew Pecten .
Historia gospodarcza
Z ekonomicznego punktu widzenia Cleveland Ironstone okazał się kluczowym katalizatorem, który może ożywić słabnące fortuny handlowe rzeki Tees i okolicznych dzielnic. Występowanie kamienia żelaznego w Cleveland było znane od wielu stuleci, z dowodami prac na małą skalę sprzed okupacji rzymskiej Brytanii . Pomimo wielu wczesnych uwag, prawdziwy zasięg pola rudy w Cleveland pozostawał tajemnicą aż do późnych lat czterdziestych XIX wieku, kiedy to hutnik John Vaughan (1799–1868) i inżynier górnictwa John Marley (1823–1891), obaj z firmy Bolckow Vaughan , prześledzili pokłady żelaznego kamienia wzdłuż wybrzeża między Staithes a ich północnym odkrywką na skarpie Eston Hills z widokiem na rzekę Tees.
Dowody Vaughana i Marleya na duże złoże nadającej się do obróbki rudy żelaza w pobliżu zarówno węgla, jak i wapienia z hrabstwa Durham, wraz z rozwijającą się siecią komunikacji dystryktu drogą kolejową i morską, okazały się mocną miksturą. Dodając do tego nienasycony apetyt na towary przemysłowe, napędzany przez rewolucję przemysłową i kohortę sprytnych oportunistycznych spekulantów biznesowych, nie może dziwić, że Middlesbrough szybko się rozwijało, na czele z Bolckow Vaughan, który wydobywał i rafinował żelazo oraz produkował towary z To. Miasto wyrosło ze zwykłego pomysłu pod koniec lat dwudziestych XIX wieku, aby w ciągu nieco ponad dwóch pokoleń stać się centrum handlowym jednego z największych na świecie regionów produkujących żelazo i stal. Do 1881 roku, roku Złotego Jubileuszu Middlesbrough, produkcja kamienia żelaznego wydobywanego z pola rudy Cleveland przekroczyła 6 000 000 ton (6 096 360 ton).