La cuenca de Orcadian es una cuenca sedimentaria de la edad del Devónico que se formó principalmente como resultado de la tectónica extensional en el noreste de Escocia después del final de la orogenia de Caledonia . Durante parte de su historia, la cuenca se llenó con un lago que ahora se conoce como lago Orcadie . En ese ambiente lacustre, se depositó una secuencia de rocas sedimentarias finamente asentadas, que contenían fósiles de peces bien conservados, con capas alternas de lutita y limolita gruesa a arenisca muy fina. [1] Estas losas se parten fácilmente a lo largo del lecho y se han utilizado como material de construcción durante miles de años. [2]Los depósitos de la Cuenca de Orcadian forman parte de la Old Red Sandstone (ORS). Los términos litoestratigráficos ORS inferior, medio y superior, sin embargo, no necesariamente coinciden exactamente con sedimentos de edad Devónico inferior, medio y superior, ya que ahora se sabe que la base de la ORS está en el Silúrico y la parte superior en el Carbonífero . [3]
Grado
La extensión exacta de la cuenca de Orcadian es incierta debido a los efectos tectónicos posteriores y al entierro debajo de sedimentos más jóvenes, pero se sabe que llegó desde la costa sur de Moray Firth hasta las islas Shetland en el norte y desde Strathy en la costa de Caithness en al oeste, hasta Outer Moray Firth y East Shetland Platform en el este, donde está probado por pozos de exploración de hidrocarburos . [4] Los sedimentos continentales de la misma edad también se conocen del campo petrolífero de Clair al oeste de las islas Shetland y se han identificado tentativamente en la cuenca de West Orkney. La conexión de la cuenca de Orcadian con las cuencas del Devónico del oeste de Noruega y el este de Groenlandia no se conoce en detalle. Hacia el sur, la cuenca puede continuar casi tan al sur como la falla del límite de las tierras altas , incluidos los medios grabens en Turriff y Rhynie . [5]
Entorno tectónico
Al igual que las cuencas del Devónico de Noruega y el este de Groenlandia, la cuenca de Orcadian se encuentra enteramente dentro del área afectada por el engrosamiento de la corteza durante la orogenia de Caledonia. El reconocimiento de fallas extensionales a varias escalas en estas áreas al mismo tiempo que la deposición llevó a la sugerencia de que estas cuencas reflejan el colapso gravitacional de esta zona engrosada. [6] Otros modelos tectónicos han sugerido que el movimiento de deslizamiento sinistral transtensional (lateral izquierdo) en la falla Great Glen , que pasa por el centro de la cuenca, fue la principal causa de formación de la cuenca. [7] La continuidad de los cinturones de facies del Devónico medio a través de la traza de la zona de falla, después de tener en cuenta la reactivación posterior de la falla Great Glen en un sentido dextral, se ha utilizado para argumentar en contra de la actividad de deslizamiento durante la sedimentación. [8] Sin embargo, el levantamiento de un bloque que contiene vetas graníticas tardías dentro del complejo del sótano de Moine en Easter Ross , cuya intrusión ha sido fechada como el primer Eifeliano, antes de la deposición de los sedimentos del Devónico medio suprayacentes, es evidencia de cierta actividad continua a lo largo de esta estructura en el período Devónico medio. [9]
Desarrollo
Devónico temprano
La evidencia de tierra adentro en Easter Ross y en alta mar en el interior de Moray Firth muestra que una serie de semi-grabens aislados se formaron en este momento llenos de una mezcla de sedimentos gruesos, a menudo conglomerados , combinados con lutitas lacustres ricas en orgánicos, como las expuestas. en Strathpeffer . [10] [11] [12]
Devónico medio
La sedimentación durante el Devónico medio cubrió toda la extensión de la cuenca de Orcadian con sólo altos sótanos expuestos locales, como cerca de Stromness en Orkney. La primera parte de este período, aproximadamente equivalente a la totalidad de Eifelian y Givetian temprano, vio el desarrollo de un gran lago, que cubría la mayor parte de la cuenca en ocasiones. Las variaciones regulares en su profundidad y extensión, que se han relacionado con los ciclos de Milankovitch , llevaron a una ciclicidad pronunciada en la secuencia. En la etapa de lago permanente profundo en un ciclo típico, normalmente hay una laminita, que consiste en alternancias en escala fina de láminas clásticas, carbonatadas y orgánicas, que se cree que representan varvas anuales . A medida que el lago se hace poco profundo y se vuelve efímero, la secuencia consiste en alternancias de limos y areniscas finas, a menudo con grietas de barro, que muestran los repetidos períodos de secado. El desarrollo del lago culminó en un único intervalo lacustre muy profundo y particularmente denso y extenso, el Miembro del lecho de peces de Achanarras. En ese momento, el lago cubría un área de al menos 50 000 km 2 [13] con una profundidad máxima estimada de al menos 100 metros. [14] De la fauna de peces fósiles conservada en un nivel en esta unidad, se sabe que ha sido particularmente diversa y generalizada en su ocurrencia. [14] Este intervalo también se conoce como el miembro de la cama de peces de Sandwick en Orkney y una serie de otras camas de peces equivalentes en Shetland y en el lado sur de Moray Firth. En el este de Groenlandia también se encuentra un intervalo de lago grueso de edad similar. Este intervalo de lago profundo está fechado como Eifeliano tardío y se correlaciona con el evento global Kačák de anoxia marina , que se asoció con extinciones significativas. El aumento del tamaño del lago se explica como resultado de una intensificación del sistema monzónico. [14] Esta unidad divide la secuencia de losas en dos partes conocidas regionalmente como las formaciones Orcadian Flagstone inferior y superior. [15]
A mediados de la época de Givet, el entorno del lago dominante dio paso a condiciones principalmente fluviales, con el principal tipo de sedimento cambiando de losas a areniscas. En partes de la cuenca, la secuencia se compone casi en su totalidad de areniscas, principalmente de origen fluvial, como las areniscas Dunnet Head y Hoy. En otros lugares, como en Orkney en el Grupo Eday , la secuencia muestra más variedad con importantes intercalaciones de margas y losas, lo que marca el regreso local de las condiciones lacustres. Existe evidencia local de condiciones marinas que afectan la cuenca durante uno de estos períodos, como lo demuestra la presencia de escolecodontes (microfósiles marinos) en la Formación Eday Marl. Esta y otras incursiones marinas posteriores se han correlacionado con los altos niveles globales del mar previamente reconocidos desde las secuencias del Devónico medio al superior del estado de Nueva York , incluidos los eventos de Taghanic, Genundewa, Middlesex y Rhinestreet. [dieciséis]
En las Islas Orcadas, las rocas volcánicas se encuentran dentro de la parte inferior del Grupo Eday. Estos forman exposiciones aisladas de química variable, lo que indica un cambio en la fuente de magma de una con una fuerte influencia de la subducción anterior a los basaltos alcalinos más normalmente asociados con la tectónica extensional . [17] El Devónico de West Mainland en las Islas Shetland contiene más rocas volcánicas y la secuencia del Devónico medio superior está invadida por el Granito de arenisca del Devónico tardío.
Devónico tardío a Carbonífero temprano
La historia posterior de la cuenca de Orcadian solo se conoce a partir de datos de pozos en alta mar, ya que el Devónico expuesto más joven conocido es de edad tardía de Givetian. Los datos de pozo muestran que el estilo deposicional se mantuvo similar a lo largo del Devónico tardío y en el Carbonífero temprano. [15]
Efectos posteriores
La forma original de la cuenca de Orcadian ha sido modificada por una serie de eventos tectónicos posteriores. A finales del Carbonífero, la cuenca se invirtió parcialmente durante la reactivación dextral del sistema Great Glen Fault. Esto provocó plegamiento generalizado y fallas de empuje locales a pequeña escala . [8] Esto fue seguido en el Permo-Triásico y Jurásico por una serie de eventos de ruptura, durante los cuales se formaron las cuencas interior y exterior de Moray Firth. Durante el Cretácico Temprano y nuevamente en el Cenozoico, el área fue levantada y erosionada. [18] La Great Glen Fault se reactivó después del Cretácico temprano, probablemente en sentido sinistral por analogía con la falla Walls Boundary Fault conectada, [19] aunque se desconoce el momento exacto. [18]
Paleogeografía
El paisaje consistía en colinas redondeadas formadas por rocas ígneas y metamórficas más antiguas . Los lagos variaban en profundidad y extensión de vez en cuando, a veces lamiendo la ladera de las colinas y en ocasiones retrocediendo para que pudieran formarse llanuras aluviales de ríos. [20] Se pueden encontrar estromatolitos en Stromness, lo que indica que el lago a veces era salino. Se han encontrado scolecodontes locales (microfósiles marinos) en Eday Marl, lo que sugiere al menos una conexión temporal con el mar. [16] Las colinas estaban desnudas de vegetación. [20] La tierra no fue colonizada por plantas grandes como lo es hoy, por lo que la erosión sería bastante rápida y probablemente estacional, al igual que la productividad del lago. Esto se refleja en los carbonatos de los lagos profundos, que presentan laminaciones muy finas, interpretadas como varvas . [21]
Fósiles
Fauna
Los peces que viven en el borde del lago flotarían hacia el centro, luego se hundirían y se conservarían en las condiciones anóxicas que prevalecen en la profundidad. La cantera de Achanarras cerca de Thurso ha producido la fauna de peces más extensa y allí se ha encontrado al menos un ejemplo de todos los grupos siguientes. [22]
- placodermos
- acanthodianos
- actinopterigios
- porolepiformes
- osteolepiformes
- dipnos
Flora
Se han encontrado muy pocos restos vegetales y ninguno in situ. Existe evidencia de actividad de algas y bacterias. [23]
Importancia economica
Las facies de losas de la secuencia lacustre del Devónico medio han proporcionado material de construcción local desde al menos el período neolítico . Las casas de Skara Brae , la tumba de Maes Howe , el Anillo de Brodgar y las Piedras de Stenness , todas fueron construidas con losas. La extracción de piedra laja se convirtió en una industria importante en el siglo XVIII, particularmente en Caithness. Las losas de Caithness se exportaron a todo el mundo y todavía se producen, aunque en cantidades más limitadas. [24]
La secuencia lacustre también ha actuado como una roca fuente de petróleo , siendo responsable, al menos en parte, de la acumulación de petróleo en el campo Beatrice en el Inner Moray Firth. [4]
Ver también
- Lista de sitios fósiles (con directorio de enlaces)
- Geología de Escocia
- Geología de Orkney
Referencias
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