Геология Великобритании - Geology of Great Britain

Геологии Великобритании славится своим разнообразием. В результате своей богатой событиями геологической истории Великобритания демонстрирует богатое разнообразие ландшафтов в странах, входящих в состав Англии , Уэльса и Шотландии . В обнажениях представлены породы почти всех геологических возрастов , начиная с архея .

Геология Великобритании
Прямоугольник20x40.png Четвертичный ( Намыв ) Геологическая карта Великобритании.svg
  Палеоген / неоген ( третичный период )
  Меловой
  Нижний мел
  средняя / верхняя юра
  нижняя юра
  верхний триас
  нижний триас
  верхняя пермь
  нижняя пермь
  верхний карбон (угольные толщи)
  средний карбон
  нижний карбон ( известняк )
  Девонский
  Ордовик / силурийский
  Кембрийский
  Неопротерозойский
  Протерозой (верхний  докембрий )
  Льюизовский (нижний  докембрий )
  гранит
  палеогеновые вулканиты

Обзор

Seismographical исследование показывает , что кора на Земле ниже Великобритании составляет от 27 до 35 км ( от 17 до 22 миль) толщиной. Самые старые поверхностные породы находятся на северо-западе Шотландии, и их возраст более чем в два раза меньше возраста нашей планеты . Считается, что эти породы лежат в основе большей части территории Великобритании (хотя скважины проникли только на первые несколько километров), но затем они появляются на поверхности в Бретани и Нормандских островах . Самые молодые породы находятся на юго-востоке Англии .

Коренные породы и вулканизм прошлого

Основой геологии состоит из сложной смеси в основном старых метаморфических пород , перекрытых различных последовательностей осадочных пород в оба из которых вулканические породы были вторгшихся в разное время. Сложность геологии Великобритании в конечном итоге связана с тем, что она подвержена различным тектоническим процессам плит в течение очень длительного периода времени. Изменение широты и уровня моря были важными факторами в природе осадочных последовательностей, в то время как последовательные столкновения континентов повлияли на его геологическую структуру, при этом крупные разломы и складчатость были наследием каждой орогении (период горообразования ), часто связанного с вулканической активностью и метаморфизм существующих толщ пород.

В Великобритании сейчас нет действующих вулканов, но у нее было активное вулканическое прошлое. Последние действующие вулканы прекратили извержение около 60 миллионов лет назад, и острова больше не расположены на какой-либо тектонической границе или активной вулканической области, и нет других геологических явлений в группе островов, способных вызвать активный вулканизм. Однако в геологическом масштабе времени в Великобритании произошел значительный активный и крупномасштабный вулканизм, и многие известные достопримечательности сформированы из эродированных магматических пород, образовавшихся во время этих орогений (периодов горообразования). В Британской геологической службы списки Сноудония и Озерный край , как имеющие очень крупные извержения вулканов около 450 миллионов лет назад (MYA), Эдинбургский замок лежал на остатки вулкана , начиная 350 Mya и некоторых островах западной Шотландии , как являющихся остатками вулканов примерно от 60 млн лет назад.

Поверхностные отложения

На эту геологию коренных пород («твердую геологию» в терминологии карт) накладывается разнообразное распределение рыхлого материала более недавнего происхождения. Он включает в себя материал, отложенный ледниками ( валунная глина и другие формы ледникового дрейфа, такие как песок и гравий). «Дрейфовая» геология часто более важна, чем «сплошная» геология при рассмотрении строительных работ, дренажа, размещения водяных скважин, ресурсов песка и гравия и плодородия почвы. Хотя «дрейф» строго относится к ледниковым и флювио-ледниковым отложениям, термин на геологических картах традиционно включает другой материал, включая аллювий, речные террасы и т. Д. В последних картах вместо слова «твердый» используются термины «коренная порода» и «поверхностный». и «дрифт».

Геологическая история

Это описание геологической истории Великобритании основано на описании П. Тогхилла.

Докембрийский

Архейский эон

Lewisian гнейсы , самые старые скалы в Великобритании , дата , по крайней мере , 2,700 Ма (Ma = миллионов лет назад) в архейской эон, то Земля сама по себе быть около 4600 млн лет. Они встречаются на крайнем северо-западе Шотландии и на Гебридских островах , с несколькими небольшими выходами на поверхность в других местах. Сформированные из горных пород, первоначально отложившихся на поверхности планеты, эти породы позже были погребены глубоко в земной коре и превратились в кристаллические гнейсы.

Протерозойский эон

К югу от гнейсов находится сложная смесь горных пород, образующих Северо-Западное нагорье и Грампианское нагорье в Шотландии. По сути, это остатки складчатых осадочных пород , первоначально имевших толщину 25 км, отложившихся над гнейсом на том дне океана Япетус . Процесс начался примерно через 1000 млн лет, при этом заметный слой песчаника Торридон толщиной 7 км , отложившийся около 800 млн лет назад, а также обломки, отложенные ледниковым покровом, составили 670 млн лет.

Палеомагнитные данные указывают на то, что 520 млн лет назад, территория современной Великобритании была разделена между двумя континентами , разделенными океаном на 7000 км (4300 миль). Север Шотландии находился примерно на 20 ° к югу от экватора на континенте Лаврентия, недалеко от тропика Козерога , в то время как остальная часть страны находилась примерно на 60 ° к югу на континенте Гондвана возле Северного полярного круга .

В Гондване, Англия и Уэльс были около зоны субдукции . Обе страны были в значительной степени затоплены мелким морем, усеянным вулканическими островами. Остатки этих островов лежат в основе большей части центральной Англии с небольшими выходами на поверхность, видимыми во многих местах. Около 600 млн лет назад в результате кадомского орогенеза (период горообразования) английский и валлийский ландшафт превратился в горный регион, наряду с большей частью северо-западной Европы .

Палеозойская эра

Кембрийский период

В ранний кембрийский период вулканы и горы Англии и Уэльса подверглись эрозии, поскольку земля была затоплена из-за повышения уровня моря и отложились новые слои отложений . Большая часть центральной Англии сформировала стабильный блок коры, который с тех пор остается в значительной степени недеформированным. Песчаники откладывались на севере Шотландии. В это время появились первые животные с твердым панцирем, следовательно, окаменелости становятся гораздо более распространенными в породах, образовавшихся в этот и более поздние периоды.

Ордовикский период

Пятьсот миллионов лет назад, в ордовикский период, юг Великобритании, восточное побережье Северной Америки и юго-восток Ньюфаундленда отделились от Гондваны, образовав континент Авалония , который к 440 млн лет назад сместился (с помощью механизмов тектоники плит). ) примерно на 30 ° ю.

В этот период северный Уэльс подвергся вулканической активности. Остатки этих вулканов все еще видны, одним из примеров которых является Робелл Фавр, датируемый 510 млн лет назад. Большое количество вулканической лавы и пепла, известных как вулканические образования Борроудейл, покрыло Озерный край, и это все еще можно увидеть в виде гор, таких как Хелвеллин и Скафелл- Пайк .

Ордовик также видел образование сланцевых отложений Скиддо около 500 млн лет назад.

Силурийский период

Отложения продолжались в начале силурийского периода, когда происходили отложения аргиллитов и песчаников, особенно в Уэльсе.

Авалония теперь соединилась с континентом Балтика , и объединенная территория столкнулась с Лаврентией примерно на 20 ° южной широты между 425 и 400 млн лет назад, соединив вместе южную и северную половины Великобритании . В результате каледонского орогенеза образовалась горная цепь в альпийском стиле на большей части севера и запада Великобритании. Столкновение континентов, вероятно, произошло под косым углом, а не лобовым, и это, вероятно, привело к движению вдоль сдвиговых разломов, простирающихся с северо-востока на юго-запад через Шотландию, лучший пример - разлом Грейт-Глен (некоторые из эти зоны разломов могли быть старыми слабыми линиями от более ранних движений земли).

Вулканический пепел и лава, отложившиеся во время силурия, до сих пор встречаются на холмах Мендип и в Пембрукшире .

Девонский период

Старый континент из красного песчаника в девоне

Столкновение между континентами продолжалось в девонский период с продолжающимся поднятием и появлением новых вулканических отложений, таких как те, которые сейчас образуют Бен-Невис . Уровни моря значительно варьировались, береговая линия продвигалась и отступала с севера на юг по всей Англии. Поднятая область постепенно размывалась, что привело к отложению многочисленных слоев осадочных пород в низинах и морях. Скалы морского происхождения в графстве Девон дали этому периоду свое название, хотя отложения этого возраста можно найти во многих других местах, таких как Бреконские маяки , долина Мидленд в Шотландии и Оркнейские острова . Большинство из них имеют земное происхождение и неофициально известны как Старый красный песчаник .

В каледонских горах были в значительной степени подорваны прочь к концу периода , в течение которого страна испытала бы засушливый пустынный климат , как он был расположен недалеко от экватора в пределах от 10 ° до 15 ° к югу.

Каменноугольный период

Около 360 млн. Лет назад, в начале каменноугольного периода, Великобритания находилась на экваторе, покрытом теплыми мелководными водами Рейского океана , в течение этого времени отложения каменноугольного известняка, обнаруженного на холмах Мендип , на севере и юге. Уэльс, в районе пика в Дербишир , северо Ланкашир , северном Pennines и юго - востоке Шотландии. Пещеры возникли в известняках некоторых из этих мест совсем недавно под действием угольной кислоты и других органических кислот в дождевой и грунтовой воде .

Далее следуют темные морские сланцы , алевролиты и крупные песчаники Millstone Grit . Позже образовались речные дельты, а осевшие отложения были заселены болотами и тропическими лесами . Именно в этой среде были сформированы циклические угольные меры , являющиеся источником большинства обширных запасов угля в Великобритании, которые привели к промышленной революции . Уголь можно найти во многих районах Великобритании, на севере, в долине Мидленд в Шотландии , на юге, в Кенте , хотя добыча угля в основном сосредоточена в Шотландских Мидлендс, английских Мидлендс , северной Англии и Уэльсе.

В течение этого периода юго-западная Англия, в частности, пострадала от столкновения континентальных плит . Период горообразования, известный как варисканский горообразование , который произошел около 280 млн лет назад, вызвал серьезную деформацию на юго-западе Англии. К концу этого периода гранит образовался под вышележащими породами Девона и Корнуолла , ныне обнаженными в Дартмур и Бодмин-Мур , что привело к образованию минерализованных залежей меди и олова . Общая область складчатости Варискана находилась к югу от линии восток-запад, примерно от юга Пембрукшира до Кента . Основное тектоническое давление было с юга или юго-востока, здесь развиты правосторонние сдвиги. Девон - Корнуолл массив , возможно , первоначально было некоторое расстояние дальше на восток, а затем перемещаться на запад. Меньшее варисканское складывание происходило так далеко на север, как Дербишир и Берик-апон-Твид .

К концу каменноугольного периода различные континенты Земли слились, образуя суперконтинент Пангея . Великобритания была расположена в глубине Пангеи, где она снова была подвержена жаркому засушливому климату пустыни с частыми внезапными наводнениями, оставляющими отложения, которые образовывали слои красных осадочных пород, несколько похожих на более поздний триасовый новый красный песчаник .

Пермский период

Перми характеризовалась 30 миллионов лет , по засушливым условиям пустыни и эрозии земли , которая поднятым в Variscan горообразования, юго - запад Англии и прилегающие районы современного Английский канал. Позже, большая часть Великобритании была погружен на мелководье , как плавят полярные ледниковые покровы и океан Тетис и цехштейн море образуются, осаждение сланца , известняка , гравия , и мергеля , прежде чем , наконец отступает , чтобы оставить плоскую пустыню с соляными .

Мезозойская эра

Триасовый период

По мере того, как Пангея дрейфовала в триасовом периоде , Великобритания удалялась от экватора, пока она не оказалась между 20 ° и 30 ° северной широты. Красные пласты, включая песчаники и красные аргиллиты, образуют основные отложения Нового красного песчаника . Остатки нагорья Варискана во Франции к югу были размыты, в результате чего слои Нового Красного Песчаника откладывались по всей центральной Англии, а также в бассейнах с разломами в Чешире и Ирландском море. Примерно в это время в регионе Хэмпшир возник бассейн . Рифтинг произошел внутри и вокруг Великобритании до распада суперконтинента в юрский период.

Обломки горных пород, найденные недалеко от Бристоля, по- видимому, указывают на то, что в 214 млн лет назад на Великобританию осыпал тонкий слой обломков в результате удара астероида в кратере Маникуаган в Канаде , хотя это все еще обсуждается.

Юрский период

Когда начался юрский период, Пангея начала распадаться, уровень моря поднялся, и Великобритания сместилась по Евразийской плите между 30 ° и 40 ° северной широты. Поскольку большая часть Великобритании снова оказалась под водой, осадочные породы отложились, и теперь их можно найти на большей части территории Англии от Кливлендских холмов в Йоркшире до юрского побережья в Дорсете . Они также лежат в основе более молодых слоев на востоке. В Южной Англии, юрские породы подразделяются вверх как Lias , Inferior Оолит , Great Оолит , Ancholme (interfingering с Corallian ) и Портленд групп. Эти каменные блоки включают в себя песчаник , Greensands , Оолитовая известняка из Котсвольда Хиллз , corallian известняка в Долине Белой Лошади и острове Портленда .

Меловой период

Седиментация отступит на большей части территории Англии, начиная с мелового периода, при этом отложение лагунных групп Пурбек и в первую очередь пресноводных групп Wealden будет в основном ограничено бассейнами Уэссекса и Уилда , а морские образования, в том числе Speeton Clay , будут происходить в восточной Англии. Апт увидел морской трансгрессии , что затопленный большинство районов южной Англии, в мелководных морей, с последовательным осаждением нижнего Greensand и Gault и Верхней Greensand , происходящей в апт-альба. В начале позднего мелового периода, около 100 миллионов лет назад, отложение сменилось отложением мела , при этом отложение меловой группы продолжалось до конца мелового периода. Мел был отложен на большей части территории Великобритании, теперь особенно обнаженной на Белых скалах Дувра и Семи сестер , а также на равнине Солсбери . Из-за высокого уровня моря обнажились лишь небольшие участки земли, что объясняет общее отсутствие песка, ила или глинистых отложений наземного происхождения, обнаруженных примерно в это время.

Кайнозойская эра

Палеогеновый период

В период раннего палеогена , между 63 и 52 млн лет назад, образовались последние вулканические породы в Великобритании. Основное высыпание в это время произвело Антримское плато , на базальтовые колонны в Causeway Великана и лавы и вулканические интрузии на Внутренних Гебридах Шотландии.

Ранняя фаза альпийского орогенеза , около 50 млн лет назад, была ответственна за формирование синклинали Лондонского бассейна , антиклинали Уилд-Артуа на юге, холмов Норт-Даунс, Саут-Даунс и холмов Чилтерн.

В этот период сформировалось Северное море и поднялась Великобритания . Отчасти этот подъем произошел по старым слабым местам, оставшимся от каледонского и варисканского орогении задолго до этого. Поднятые области были затем размыты, и другие отложения, такие как лондонская глина , были отложены на юге Англии, в то время как Ла-Манш характеризовался грязевыми отмелями и отложениями речных песков . Большая часть средней полосы и севера Англии могла быть покрыта юрскими и меловыми отложениями в начале палеогена, но они были потеряны из-за эрозии. К 35 млн лет назад ландшафт был заселен такими деревьями, как бук , дуб , красное дерево и пальмы , а также травами .

Неогеновый период

Миоценовые и плиоценовые эпохи

В миоценовые и плиоценовые эпохи неогена происходили дальнейшие подъемы и эрозии, особенно в Уэльсе, Пеннинах и Шотландском нагорье. Единственное значительное месторождение миоцена в Великобритании - формация Брассингтон в районе Пик. Данные формации Брассингтон предполагают, что в среднем и позднем миоцене (от 12 до 5,3 миллиона лет назад) в Великобритании росли разнообразные леса с умеренным климатом. Самые старые неогеновые отложения были зарегистрированы в Уэльсе и включают ископаемую пыльцу, которая показывает, что на острове Англси когда-то рос субтропический смешанный лес .

Четвертичный период

Эпоха плейстоцена
Камень Мертона, один из крупнейших ледниковых отложений в Англии.

Основные изменения в плейстоцене были вызваны несколькими недавними ледниковыми периодами . Самым серьезным было английское оледенение , когда лед толщиной до 1000 м (3300 футов) достигал южнее Лондона и Бристоля . Это произошло примерно от 478 000 до 424 000 лет назад и стало причиной отклонения реки Темзы на ее нынешнее русло.

В виде каменных орудий есть обширные свидетельства того, что южная Англия была колонизирована человеческими популяциями во время теплого хокснийского этапа, который последовал за английским оледенением. Возможно, что Ла-Манш в этот период неоднократно открывался и закрывался, в результате чего Великобритания время от времени становилась островом. Самые старые человеческие окаменелости, обнаруженные на Британских островах, в том числе череп человека из Свонскомба , датируемого 400000 лет назад, и более раннего клактонского человека , также датируются этим периодом.

Wolstonian оледенения , примерно от 352000 до 130000 лет назад, который , как полагают, достигла своего пика около 150000 лет назад, был назван в честь деревни Wolston юго - Coventry , который , как полагают , чтобы отметить южный предел льда.

За волстонским этапом последовал ипсвичский этап , во время которого бегемоты, как известно, жили на севере, вплоть до Лидса .

Во время самого последнего Devensian оледенения , который , как полагает, начался около 115000 лет назад, достигли свое пиком около 20 тысяч лет назад и закончился всего лишь 10000 лет назад, Usk долина и Уайте долины были подорваны ледниками , с ледниковым покровом сами достигающего на юг до Вулверхемптона и Кардифф . Этим временем датируются самые старые человеческие останки в Великобритании, Красная леди из Павиленда (29 000 лет). Считается, что страна была в конечном итоге заброшена, когда ледниковый щит достиг своего пика, и по мере отступления она была повторно заселена. Считается, что 5000 лет назад в Великобритании было теплее, чем сейчас.

Среди особенностей , оставленные льдом являются фьордами западного побережья Шотландии, в U-образные долины по поозерью и эрратических валуны (блоки породы) , которые транспортируются из Осло области Норвегии и оседают на побережье Йоркшир .

Эпоха голоцена

Последние двенадцать тысяч лет известны как эпоха голоцена . Среди наиболее значительных геологических особенностей, созданных в этот период, - торфяные залежи Шотландии, прибрежных и горных районов Англии и Уэльса. Многие низменные отложения, такие как Somerset Levels , The Fens и Romney Marsh , недавно были искусственно осушены.

С тех пор, как люди начали расчистку леса в Новом каменном веке , большая часть земли была обезлесена, что ускорило естественные процессы эрозии . Каждый год добывается большое количество камня, гравия и глины, и к 2000 году 11% территории Англии было покрыто дорогами или зданиями .

В настоящее время Шотландия продолжает расти в результате подъема веса девенсийского льда. Южная и восточная Англия опускается, как правило, на 1 мм (1/25 дюйма) в год, при этом район Лондона опускается вдвое быстрее, отчасти из-за продолжающегося уплотнения недавних отложений глины.

Кроме того, повышение уровня моря, которое, как считается, связано с глобальным потеплением, вероятно, сделает низколежащие районы суши все более уязвимыми для наводнений, в то время как в некоторых районах береговая линия продолжает разрушаться с геологически быстрой скоростью.

В Великобритании каждый месяц по- прежнему происходят несколько очень незначительных землетрясений , а иногда и от легких до умеренных. В течение 20 века ощущалось 25 землетрясений с моментной магнитудой от 4,5 до 6,1, многие из которых возникли на самих островах.

Геологические особенности

Геологические ресурсы

Сложная геология Великобритании дала ей широкий спектр геологических ресурсов, включая обильные запасы угля , первоначальная добыча которого стала двигателем промышленной революции . В течение 20-го века разработка нефти и газа Северного моря обеспечила дополнительные поставки энергии для страны. Геотермальная энергия и наземная нефть также используются в меньшей степени.

Широкий спектр камня был обработан для строительства и общих строительных нужд (например, песок и гравий ), в то время как другие полезные ископаемые были добыты или добыты для химической промышленности (например, соль ), для производства металлов (например, меди и олова ) или для других целей. (например, фарфоровая глина ).

События

Учреждения

Государственные органы

Научные общества

Пионеры британской геологии

Награды

Геология Великобритании: разрез от Сноудона до Харвича, показывающий нижележащие пласты .

Это поперечное сечение показывает то, что можно было бы увидеть в глубоком разрезе почти на восток и запад через Англию и Уэльс. Это также показывает, как в результате складчатости пластов и отсечения приподнятых частей старые породы, которые должны быть на десятки тысяч футов ниже, обнаруживаются в скважинах в Восточной Англии всего на 1000 футов или около того ниже поверхности.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ a b c «Почему нет вулканов? - Британская геологическая служба» . Bgs.ac.uk . Проверено 3 ноября 2018 .
  2. ^ Тогхилл, Питер (2000). Геология Британии: Введение . Шрусбери: Swan Hill Press. ISBN 1-85310-890-1.
  3. ^ Паунд, Мэтью Дж .; О'Киф, Дженнифер МК; Нуньес Отаньо, Ноэлия Б .; Верховая езда, Джеймс Б. (5 декабря 2018 г.). «Три новых миоценовых грибных палиноморфа из формации Брассингтон, Дербишир, Великобритания» (PDF) . Палинология . 43 (4): 596–607. DOI : 10.1080 / 01916122.2018.1473300 . S2CID  134737967 .
  4. ^ Паунд, Мэтью Дж .; Верховая езда, Джеймс Б.; Donders, Timme H .; Даскова, Жирина (июнь 2012 г.). «Палиностратиграфия формации Брассингтон (верхний миоцен) южных Пеннинских островов, центральная Англия». Палинология . 36 (1): 26–37. DOI : 10.1080 / 01916122.2011.643066 . S2CID  129857989 .
  5. ^ Паунд, Мэтью Дж .; Маккой, Джессика (15 апреля 2021 г.). «Реконструкция палеоклимата и оценка возраста миоценовой флоры из комплекса трубок раствора Trwyn y Parc в Англси, Уэльс, Великобритания» . Палинология (я): 1–11. DOI : 10.1080 / 01916122.2021.1916636 . ISSN  0191-6122 . S2CID  234861204 .
  6. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2005-04-07 . Проверено 20 мая 2004 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ^ Шеперд, Майк (2015). Oil Strike North Sea: история нефти Северного моря из первых рук . Луат Пресс.

дальнейшее чтение

  • Беннисон, GM; Райт, AE (1969). Геологическая история Британских островов . Лондон: Эдвард Арнольд. стр.406 + x. ISBN 0-7131-2226-9.
  • Оуэн, Т.Р. (1976). Геологическая эволюция Британских островов . Оксфорд: Pergamon Press. С. 161 + viii. ISBN 0-08-020461-9.
  • Райнер, Д.Х. (1967). Стратиграфия Британских островов . Лондон: Издательство Кембриджского университета. С. 459 + x. ISBN 0-521-06047-8.

внешние ссылки