Wapień karboński
Wapień karboński to zbiorcze określenie następstwa wapieni występujących powszechnie w całej Wielkiej Brytanii i Irlandii , które zostały zdeponowane w epoce dynanckiej okresu karbonu . Skały te powstały między 363 a 325 milionami lat temu. W Anglii i Walii cała sukcesja wapienia, która obejmuje podrzędne mułowce i kilka cienkich piaskowców, jest znana jako supergrupa wapienia karbonu .
Baseny depozycyjne
W Wielkiej Brytanii zespół skał, znany tradycyjnie jako karbońska seria wapieni, został zdeponowany jako osady morskie w trzech odrębnych „prowincjach” oddzielonych współczesnymi masami lądowymi. Jednym z tych mas lądowych był masyw Walia-Londyn-Brabant , pas ziemi wyrównany ze wschodu na zachód, rozciągający się przez środkową Walię i angielskie Midlands do Wschodniej Anglii i dalej do Belgii . Wapienie osadzone na południu tworzą odrębną prowincję South Wales-Mendip, która rozciąga się od Pembrokeshire na zachodzie przez południowe Carmarthenshire , Glamorgan i południowe Powys do Monmouthshire , Gloucestershire i północnego Somerset . Skały te ciągną się dalej na wschód na głębokości poniżej Oxfordshire . Sekwencja wapienia karbonu w południowej Walii i rejonie Bristolu jest obecnie (2012) podzielona w następujący sposób:
-
Pembroke Limestone Group (najwyższa / najmłodsza)
- Formacja Oystermouth
- Formacja wapienna Oxwich Head
- Członek Penderyn Oolite
- Członek z piaskowca o strukturze plastra miodu
- Formacja wapienna Dowlais
- Podgrupa Abercriban Oolite i podgrupa Clydach Valley
-
Grupa AVON
- Formacja mułowca Cwmyniscoy
- Formacja wapienna Castell Coch (najniższa / najstarsza)
Wapień znaleziony na północ od masywu Walia-Londyn-Brabant i na południe od wyłaniającego się bloku Southern Uplands jest identyfikowany jako oddzielna północna prowincja. Charakteryzuje się obecnością licznych „bloków” i „basenów”, z których każdy ma swój własny, szczególny styl osadzania.
Na północ od Wyżyn Południowych znajdują się wapienie szkockiej doliny Midland , rozciągające się od Ayrshire i Arran na zachodzie po Fife , Lothian i Berwickshire na wschodzie. Choć pochodzą z karbonu, wapienie tej szkockiej prowincji nie są przypisane do karbońskiej supergrupy wapieni.
Wapień karboński jest szeroko rozpowszechniony w całej Irlandii.
Zasięg geograficzny
Wapień karboński jest znaczącą jednostką skalną tworzącą krajobraz w każdej prowincji depozycyjnej Wielkiej Brytanii, w której się znajduje.
Obszar południowej Walii i Bristolu
W Pembrokeshire karboński wapień tworzy spektakularne przybrzeżne klify w St Govan's Head, wzdłuż których znajdują się elementy, takie jak Huntsman's Leap i Green Bridge of Wales , naturalny łuk. Tworzy widoczne przylądki, takie jak Stackpole Head i Lydstep Point oraz klify w Tenby . Wąskie, intensywnie wydobywane wychodnie biegną w głąb lądu od zatoki Carmarthen przez Carmarthenshire od Kidwelly , wchodząc do Parku Narodowego Brecon Beacons w Llandyfan i rozciągając się na zachód przez Czarną Górę do Cribarth powyżej górnej doliny Swansea . Jest to tutaj określane jako „uprawa północna” w odróżnieniu od wychodni podrównoległej, „uprawy południowej”, która określa południową krawędź Zagłębia Węglowego Południowej Walii . Wychodnia ciągnie się przez Ystradfellte do Pontneddfechan , Penderyn i Pontsticill . Następnie biegnie w pobliżu południowego skraju parku narodowego przez Trefil i skarpę Llangattock do Blorenge , gdzie skręca na południe. Bardzo wąska „uprawa wschodnia” i „uprawa południowa” prowadzona przez Cwmbran i na północ od Cardiff. Ponownie skręca na zachód, by spotkać Swansea Bay w Porthcawl . Na zachód od zatoki skała tworzy słynne południowe wybrzeże Gower między Mumbles Head i Worms Head . Istnieją dalsze zdarzenia w Dolinie Glamorgan , zarówno w głębi lądu, jak i na wybrzeżu.
Ważną wartością odstającą jest dorzecze Forest of Dean , które tworzy klify Doliny Wye , leżące okrakiem na granicy Anglii i Walii i rozciągające się na południowy zachód przez Chepstow do Undy .
Większa część wzgórz Mendip jest utworzona z wapienia karbonu, wykazując znaczące cechy geomorfologiczne, w tym wąwóz Cheddar , Burrington Combe i jaskinię pokazową Wookey Hole . Wąwóz Avon na zachód od Bristolu i przybrzeżne klify w Clevedon i Weston-super-Mare są wycięte w tej skale. Wapienne wyspy Flat Holm i Steep Holm są widoczne zza ujścia ujścia rzeki Severn .
Prowincja Północna
wyspie Man są ograniczone, a bardziej rozległe w Anglesey , zwłaszcza wzdłuż Cieśniny Menai , wokół Benllech iw kierunku Wyspy Puffin . Pas wapienia karbonu rozciąga się na wschód, tworząc Wielki Orme w Llandudno , sąsiedni Mały Orme i strefę kraju w głębi Denbighshire biegnącą przez Denbigh i Ruthin . Szerszy pas tworzy wyżyny bezpośrednio na wschód od wzgórz Clwydian , rozciągając się na południe, tworząc imponującą, zwróconą na zachód skarpę Eglwyseg na północ od Llangollen i ciągnąc się jako przerwana odkrywka na południe za Oswestry . Istnieje kilka wychodni w Shropshire , takich jak Titterstone Clee Hill i Little Wenlock .
White Peak pochodzi od wapienia, który charakteryzuje serce Peak District i przez który głębokie wąwozy zostały przecięte przez rzeki, takie jak Wye, Dove i Manifold . Wapień jest ukryty pod młodszymi skałami na wschodzie i zachodzie oraz na północy przez South Pennines .
Na północy wapień jest ponownie odsłonięty we wschodnim Lancashire i Yorkshire Dales . Istnieje wiele wapiennych wzgórz w Arnside i Silverdale AONB oraz w południowej części Krainy Jezior , np . Whitbarrow Scar z ekspozycjami przybrzeżnymi wokół północnych obrzeży zatoki Morecambe , takimi jak Humphrey Head . Wychodnia rozciąga się od Kirkby Stephen wzdłuż zachodniej strony Vale of Eden i owija się wokół północnego brzegu Krainy Jezior aż do Cleator Moor .
Ponownie na północ, jest głównym elementem kształtującym krajobraz w północnych Pennines , a stamtąd przez Northumberland do wybrzeża Northumberland, gdzie rozciąga się do granicy ze Szkocją w Berwick-upon-Tweed . Wzdłuż północnego wybrzeża zatoki Solway Firth znajdują się rozproszone wychodnie .
Dolina Midland w Szkocji
Wapienie występują w południowym Ayrshire oraz w bardzo rozbitym paśmie biegnącym na północny wschód przez Pentland Hills w kierunku Edynburga . Istnieją ograniczone wychodnie na wybrzeżach East Lothian i Berwickshire , pojedyncze wychodnie w Fife i Stirlingshire oraz dalsze przypadki wokół Greenock i Dumbarton .
Irlandia
Wapień karboński występuje najsłynniej wokół The Burren w hrabstwie Clare w zachodniej Irlandii, gdzie tworzy jeden z najważniejszych krajobrazów krasowych w Europie Zachodniej.
Charakterystyka
Wapień karboński to twarda skała osadowa zbudowana głównie z węglanu wapnia. Na ogół ma jasnoszary kolor. Powstał w ciepłych, płytkich tropikalnych morzach tętniących życiem. Skała składa się z muszli i twardych części milionów stworzeń morskich, niektóre do 30 cm długości, zamkniętych w mule węglanowym. Skamieniałe koralowce, ramienionogi i liliowce są często spotykane jako składniki wapienia karbońskiego; rzeczywiście skała jest pełna skamielin.
Wapień karboński ma poziome warstwy (warstwy) z płaszczyznami podsypki i spoiny pionowe. Te połączenia są słabościami skały, które są wykorzystywane przez czynniki zarówno denudacji , jak i wietrzenia . Prowadzą również do ważnej cechy wapienia karbońskiego – jego przepuszczalności . Woda przesącza się przez szczeliny w wapieniu. Tworzy to krajobraz, który geolodzy nazywają krasem , który nie ma drenażu powierzchniowego, ale ma wiele charakterystycznych cech powierzchniowych i podpowierzchniowych. Wapień karboński został sfałdowany i uskokowany przez masowe ruchy Ziemi, co widać po tym, że skały znajdują się teraz nad poziomem morza i nie są już poziome.
Cechy powierzchni
„Klasyczny spacer po wapieniu” to okrężna trasa o długości 10 km od centrum pola po północnej stronie Malham Tarn do wioski Malham w Wielkiej Brytanii przez dolinę Watlowes iz powrotem przez Gordale Scar .
Zagłębienia powierzchniowe, zwykle w kształcie lejka i różnie znane jako shakehole, leje krasowe , wgłębienia roztworowe i doliny, są bardzo powszechne w Yorkshire Dales i Brecon Beacons. Zwykle o głębokości od 1 do 20 m i szerokości od 1 do 60 m powstają w wyniku zapadania się podpowierzchniowego wapienia lub bardziej stopniowego opadania materiału powierzchniowego do jaskiń.
Strumienie spływające z wyższych nieprzepuszczalnych zboczy wtapiają się w ziemię, gdy docierają do przepuszczalnych wapieni. Podczas okresów suszy cała woda opada bardzo szybko po dotarciu do wapienia przez zapadliska . W bardziej wilgotnych warunkach woda przepływa przez wapień na większą odległość, ponieważ podziemne kanały i komory zapełniają się. Duże zapadliska nazywane są „jaskółkami” lub „wybojami”. Gaping Gill , Alum Pot i Buttertubs to dobrze znane przykłady.
Suche doliny to doliny bez strumieni. Dolina Watlowes jest doskonałym przykładem. Został utworzony pierwotnie przez subglacjalny strumień wód roztopowych, który istniał podczas ostatniej dużej epoki lodowcowej . Po ustąpieniu lodu dolina była dalej rozwijana przez strumień wody z roztopów przepływający przez wapień, gdy był on zamarznięty. Dolina Watlowes jest szczególnie dobrym przykładem suchej doliny, ponieważ ma podręcznikowy profil - strona południowa jest mniej stroma niż strona północna. Wynika to z procesów wietrzenia i ruchów masowych zachodzących w okresie polodowcowym.
Nawierzchnia wapienna to obszar prawie nagiej, płaskiej skały i jest prawdopodobnie najbardziej fascynującą cechą każdego obszaru wapienia karbońskiego. Rozwijają się po odsłonięciu skały przez czyszczące działanie pokrywy lodowej lub lodowca . Istniejące spoiny są następnie eksploatowane przez karbonatyzację w wyniku wietrzenia chemicznego, tworząc głębokie gryki i zaokrąglone bloki zwane klintami. Grykes mają własne siedlisko, które sprzyja wzrostowi cieniolubnych paproci, takich jak język jelenia i rtęć psia . Uważa się, że podczas ostatniej epoki lodowcowej strumień przelał się przez Malham Cove - najbardziej spektakularny obiekt w Yorkshire Dales. Pod koniec epoki lodowcowej zamrożony wapień ponownie stał się przepuszczalny, pozwalając wodzie zniknąć przez spoiny. Teraz Malham Cove to wysoki klif (83 m wysokości) – jest całkowicie suchy i stanowi wielką atrakcję dla wspinaczy.
Wąwóz to dolina o stromych zboczach , często utworzona na obszarze wapiennym w wyniku zawalenia się dachu nad systemem jaskiń. Doskonałym przykładem jest Gordale Scar .
Funkcje podpowierzchniowe
Jaskinie są powszechnymi elementami podpowierzchniowymi w krajobrazach wapiennych. W Yorkshire Dales znajduje się wiele jaskiń, z których trzy – Ingleborough Cave , White Scar Caverns i Stump Cross Caverns – są obecnie jaskiniami pokazowymi dla publiczności.
W Irlandii jest wiele jaskiń pokazowych udostępnionych zwiedzającym - Crag Cave , Ailwee Cave i Marble Arch Caves .
Stalagmity i stalaktyty to dwie główne struktury podpowierzchniowe w obszarze wapienia karbonu . Powstają one, gdy woda deszczowa - słaby kwas węglowy zdolny do rozpuszczania wapienia - przenika przez nie przez gryki i szczeliny pod ziemią. Oznacza to, że wapień jest przepuszczalny. Gdy to się dzieje, wapień rozpuszcza się i usuwa w roztworze. Jaskinie często znajdują się pod powierzchnią w wapieniu, a gdy woda bogata w wapno trafia pod ziemię, zaczyna kapać ze stropu jaskini. Pod ziemią jest zimno, więc parowanie jest niewielkie, ale niektóre występują, pozostawiając ślad wapienia na dachu. Przez tysiące lat z sufitu tworzy się stalaktyt, gdy woda nadal kapie. Kiedy woda kapie na dno jaskini, następuje tu również parowanie, pozostawiając ślad wapienia. Ponownie przez tysiące lat powstaje stalagmit. Kamienny filar powstaje, gdy spotykają się stalagmit i stalaktyt.
Ekonomia
Ponieważ jest kruchy, użycie wapienia karbonu do budowy kamienia jest zwykle ograniczone do tych obszarów, gdzie jest to najbardziej dostępna skała. Jednak jest szeroko wydobywany do innych celów:
- Jest kruszony na kamień drogowy i kruszywo wszędzie tam, gdzie się pojawi, szczególnie w Mendips i północnej Walii.
- W wielu miejscach jest spalany na wapno . W niektórych miejscach (np. Tunstead w Peak District i Horton w Ribblesdale w Pennines) jest wystarczająco czysty do produkcji wapna chemicznego.
- Stosowany jest do produkcji cementu w zakładach w Anglii, Walii, Szkocji i Irlandii.
- W postaci sproszkowanej służy do odsiarczania spalin w energetyce .
- W wielu miejscach zawiera metale i dostarcza ołowiu (w Peak District i Weardale ) oraz miedzi (w północnej Walii, gdzie znajdują się ważne kopalnie z epoki brązu ).
- Było to ważne we wczesnej rewolucji przemysłowej , kiedy po wynalazkach Abrahama Darby'ego było używane w połączeniu z pobliskim węglem i kamieniem żelaznym z Miar Węgla w przemyśle żelaznym .