Geologi av Alderley Edge
| Alderley Edge | |
|---|---|
 Stormy Point
| |
| Högsta punkt | |
| Elevation | 183 m (600 fot) |
| Geografi | |
| Plats |
 Cheshire , England
|
| OS-rutnät | |
| Topo karta | OS Landranger 118 |
En av de klassiska platserna för studier av trias sandstenar i Storbritannien är Alderley Edge i Cheshire . Många forskare från tidigt 1800-tal fram till idag har studerat området och det är en populär fältplats för universitet runt om i Storbritannien.
Sandstenarna ger också viktiga insikter om naturen hos kontinentala naturgas- och petroleumreservoarer .
Nomenklatur
Den engelska triasens nomenklatur skrevs om på 1980-talet och många av de tidigare namnen ändrades. De klassiska termerna " Bunter " och " Keuper " har nu övergivits, och formationerna som nu känns igen i de brittiska triassekvenserna, utgör tre stora stratigrafiska enheter :
- Sherwood Sandstone Group ( arenaceous siliciclastic ) (motsvarande Bunter och Lower Keuper)
- Mercia Mudstone Group ( argilaceous , halitisk ) (motsvarande Keuper Marl)
- Penarth Group (syns inte på Alderley).
För att bibehålla förståelsen för tidigare arbeten används på sina ställen de äldre namnen med lämpliga korsreferenser.
Historia
Geologin i Alderley Edge har fascinerat människor från alla samhällsskikt, forskare, gruvarbetare och turister i hundratals år. År 1811 beskrev Bakewell det så här:
"Kullen är uppenbarligen av alluvial formation och består huvudsakligen av grus och mjuk vit och rödaktig sandsten , - den vita är blandad med rundade kvartsstenar , den röda med partiklar av glimmer . I vissa delar antar den röda och vita sandstenen en nästan skiktad utseende, i andra skär den röda stenen det vita i mycket tunna sömmar, förgrenade sig åt olika håll. I den vita sandstenen finns olika malmer av bly som små delar av galena och i samma granulära tillstånd blandade med sandsten. På andra ställen partiklar av bly blått och brunt samlades i knölar av olika storlekar och bäddades in tillsammans med småsten i sandstenen som vinbär i en pudding."
År 1882 beskriver Ormerod i sin bok The History of Cheshire det så här:
"Alderley Edge är en abrupt och upphöjd ås, som tidigare var platsen för en fyr , som ser ut att ha lossnat av några stora naturkonvulsioner från Macclesfield -kullarna. Nära toppen av toppen har koboltmalm , bly och koppar funnits . fås i små mängder. Sidorna är varierade med odlad mark, trä och sten; och hela massan utgör ett slående föremål för hela det omgivande distriktet, över vilket den har en mycket omfattande utsikt."
Regional miljö
Alderleysandstenarna är klassiska rödbäddsavlagringar , en distinkt sedimentär facies som traditionellt förknippas med icke-marina avsättningsmiljöer som alluviala översvämningsslätter och torra öknar . De utgör en del av Cheshire Basin och Edge är en av de klassiska landställena i Storbritannien för deras studie.
De ger också viktiga insikter om karaktären och utvecklingen av deformation i kontinentala klastiska naturgas- och petroleumreservoarer , såsom de i Rotliegend i södra Nordsjöns gasbassäng och Sherwood Sandstone Group i den intilliggande östra irländska sjöbassängen . Analoger för cementerade kataklastiska förkastningar, som kan sektionera reservoarer, visas väl av arrayerna av deformationsband inom Alderley- hällarna .
Permo-trias horisont
I början av triasperioden, för cirka 252 miljoner år sedan, hade Zechsteinhavet under den permiska perioden dragit sig tillbaka och klimatet hade blivit lite blötare vilket gav en mild övergång vilket gjorde gränsen mellan Perm och Trias osäker i norra England eftersom det inte finns några fossiler. horisonter eller ansiktsförändringar som gör en definitiv separation möjlig som där på kontinentala Europa. Horisonten kännetecknas dock av en följd av röda märgel (kalkhaltiga lerstenar) avsatta på kustnära lägenheter, följt av Sherwood Sandstone (tidigare Bunter Sandstone). "De brittiska öarna" var inte öar, utan hade en intrakontinental position inom Pangea . Området som nu utgör Storbritannien drev norrut när Pangea roterade, var på en latitud av 10° – 20° norr, motsvarande latituden för dagens Saharaöknen . Erosion av den då nyligen upphöjda landmassan bildade eoliska avlagringar i de södra och centrala delarna av landet. Denna järnrika kiseldioxidsandsten både oxiderades och omarbetades för att ge den sin röda färg och dess namn, " New Red Sandstone" . Brittiska avlagringar av eran består av dessa röda bäddar, alluvial, fluvial och sjöavlagringar, med några grunt vatten marina och evaporitavlagringar . Dessa Permo-Triassic outcrops kan ses på båda sidor om Pennines och i Devon . Inom huvudbassängen i centrala England ( Stafordshire och Cheshire ) domineras avlagringarna av steniga sandstenar och konglomerat (Chester Pebble Beds, Wilmslow och Wildmoor Sandstones), som har tolkats som avlagringar av ett flodsystem som löper i väl avgränsade kanaler. Sherwood Sandstone Group består av en serie konglomerat, grova sandstenar och lerstenar. Chester stenbäddar söder om Alderley representerar material som avsatts i alluvialfläkt eller flätat flodsystem . De finare sedimenten från Wilmslow- och Helsby-sandstenen väster om Alderley representerar alluvialavlagringar av kanaler med låg sinusitet . Alderleyområdet representerar mittpunkten mellan det fullflätade flodsystemet och det lägre energiområdet. Mindre eoliska sanddyner och kanalutfyllnadsavlagringar i Wilmslow Sandstones indikerar ett interkanalområde eller säsongsmässig uttorkning av några av de mindre flodkanalerna.
Nedre trias
Sherwood Sandstone Group kan grovt delas in i en övre (tidigare Keuper) och en nedre (tidigare Bunter) enhet, på nivån av en allmänt erkänd intra-Sherwood Sandstone diskonformitet kanske inom den översta Lower Trias. Denna diskonformitet skiljer två ganska distinkta miljösystem åt . . Denna avvikelse antas allmänt vara likvärdig med Hardegsen-avvikelsen i den centraleuropeiska/södra Nordsjöbassängen, även om åldern för denna avvikelse inte är begränsad som i Europa av biostratigrafiska indikatorer
Under avvikelsen inom Sherwood Sandstone domineras dessa avlagringar av bevis på ett större flätat flodsystem, detta flodsystem som ansvarar för transport av sand och grus till Alderley-området döptes av Wills (1970) till Budleighensis River, efter Budleigh Salterton i Devon , där dess existens först etablerades.
Inom de västra landbassängerna finns flera ledtrådar som tyder på att floden flöt i nordlig riktning. Inom Alderley-konglomeraten finns det väl rundade leverfärgade kvartsitstenar från en källa som bara finns i Variscan-bergen i Bretagne, Frankrike. Vissa småsten innehåller mikrofossiler av marina djur (Lingula lesueuri och Orthis budleighensis) som kan spåras till samma källområde i Armoricamassivet .
Småsten av karbonkalksten och omarbetade tidigare trias-sandstenar indikerar att deras källa kommer från South Derbyshire -området respektive Clent-formationen söder om Birmingham . Det finns ytterligare bevis från själva utbredningen av småstenarna, den genomsnittliga storleken på stenarna på den södra kanten av bassängen är märkbart större än den norrut, vilket överensstämmer med ett vattenflöde från söder.
Flodsystemet flödade norrut genom Wessex Basin , Worcester Basin , de olika midlandsbassängerna och vidare in i East Irish Sea Basin precis nordväst om Alderley-området. En andra gren rann troligen österut in i södra Nordsjön . Detta Budleighensis-flodsystem är uppenbart genom en serie sandstenar med allmänt norrut riktade paleoströmmar , som kan spåras längs en söder till norr linje längs de centrala delarna av Storbritannien.
Indikationer tyder på att det troligen hade stora säsongsmässiga förändringar i utsläpp, uppenbara av korsbäddade sandstenar avsatta i stadier av lägre flöde, även om flödet var säsongsbetonat, är det kanske tveksamt om detta system var tillfälligt till sin natur eftersom det finns relativt få bevis för alla storskaliga eoliska sandstenar i de basala miljöerna i Midlands . Det är tydligt att mer lokalt framställt material som kolhaltig kalksten och omarbetad tidigare trias-sandsten från Clent-formationen strax söder om Birmingham också var viktiga komponenter i flodsystemen när de strömmade norrut vilket ger en viss indikation på reliefen av bassängkanterna.
Mot slutet av triasen steg havsnivån återigen och periodiska översvämningar orsakade av höga fjädervatten och starka landvindar ledde till bildandet av salthaltiga laguner eller sabkhamiljöer på stranden . Intensiv avdunstning från dessa laguner resulterade i utfällningen av ett karbonat-sulfatkomplex och de tjocka halitbäddarna som ses sydväst om Alderley i Northwich där saltet bryts kommersiellt. Det var i denna typ av miljö som Mercia Mudstone Group (tidigare Keuper Marl) deponerades.
Sekvensen av formationer i lerstensgrupperna i Sherwood och Mercia i denna region illustrerar tydligt den uppåtgående övergången från kontinental flod till delta- och kustmarin och slutligen till den hypersaltade sjömiljön i lerstensgruppen Mercia.
Alderley Sandstones
Den övre divisionen (ex-Keuper) följer den nedre (ex-Bunter) oöverensstämmande . Ovandelen är mycket tjock och når i Cheshire en tjocklek av ca 1250 m, lokalt konglomerisk, men består huvudsakligen av fina vattenlagda sandstenar.
Intresset för området tog fart med kraft i mitten av 1800-talet med de första verkliga ansträngningarna som gjordes för att kvantifiera skikten i landet med de nya kartläggningsmetoder som geologer som William Smith hade banat väg för . Det ekonomiska värdet av området på den tiden ledde till en detaljerad undersökning av Alderley. Borrhål börjar användas för geologisk loggning och forskning, medan de tidigare bara hade använts för brunnar utan något egentligt intresse för den faktiska geologiska sammansättningen av berget nedanför. 1894 sänktes ett borrhål till 280 fot under ytan och skikten registrerades på ett vetenskapligt sätt. Detta borrhål, Isaac Massey (NGR SK 84237819) var det första seriösa försöket att förstå områdets geologi. Området har sedan dess varit föremål för mycket mer detaljerad forskning och ger fortfarande många ledtrådar till bassängbildning och mineraliseringsprocesser. Det ursprungliga borrhålet var rå med dagens mått mätt men det gav en överblick över skikten under Alderley-området.
Nu Wilmslow-formationen (en del av Sherwood Sandstone Group), den nedre triasen var tidigare en tredelad division, Lower Martled Sandstone, The Pebble Beds och Upper Martled Sandstone (endast den senare ses vid Alderley), som slogs samman till konglomeraten av övre trias. Den övre fläckiga sandstenen – nu den nedre Wilmslow-medlemmen – är en medel- till grovkornig spröd sandsten med plötsliga färgförändringar från klarröd till vit. Den består huvudsakligen av rundade korn men underkantiga korn förekommer också. Normalt saknar berget koherens och vittrar ut i sand ner till 6 m och även ofvittrad sten kan lätt krossas till sand. Men nära förkastningar gör spökkristaller av baryt sandstenen hårdare och motståndskraftig.
Nedre sandstenar
Den nedre sandstenen (Övre fläckig sandsten) har en full tjocklek på 305 m i allmänhet en rödbrun färg med några vita fläckar, som ger den dess namn, dessa fläckar är ofta förknippade med organiska kärnor. Sandstenen har två distinkta typer, en ljus mörkröd känd som Molding Sand och fläckig blekare sandsten. Formsanden kallas så efter dess användning i gjuteriindustrin för att tillverka gjutformarna . Ovanpå vilar ett konglomerat, som når en tjocklek av 30 m; det är Engine Vein Conglomerat. Dessa konglomerat består av kantig kornig sand som lades ner i cykliska sekvenser. Denna sekvens är en uppåtgående finningssekvens på tre eller fyra cykler.
Tre andra huvudsängar finns på Alderley Edge:
- Spröd fläckig sandsten som liknar den övre fläckiga sandstenen, Beacon Lodge Sandstone som når en tjocklek på 12 m och kan ses vid Beacon Lodge vilande ovanför konglomeraten.
- Ett konglomerat som ligger över Brynlow och ses av platsen för de gamla gruvorna och kallas därför West Mine Conglomerat. Det finns tio uppåtgående finningscykler i denna bergart och den har en tjocklek på 40 m.
- En krämvit sandsten, som saknar klapperstensbäddarna och är uppåt finfinande; det ligger över West Mine Conglomerat och ses i hällar vid Brynlow. Detta är trägruvans sandsten som har en tjocklek på 16 m.
Två andra mindre bäddar ses sydost om dessa områden, ett konglomerat/sandsten/märgel med en tjocklek på 9 m, känt som Brynlow-konglomeratet och en sista bädd som ligger över Brynlow-konglomeratet och heter Nether Alderley-sandstenen. Ovanpå Nether Alderley Sandstone ligger Mercia Mudstones som når en tjocklek på 300 m, men dessa ses bara på de lägre slätterna, det är i dessa bäddar som haliten ligger .
Fläckar i den röda blockiga lerstenen är av två huvudtyper,
- En ljusröd eller grågrönfärgad oregelbunden sandsten, vars litologi skiljer sig från huvudenheten. Gränsen mellan denna och huvudenheten är inte entydig och det föreslås att de orsakas av inkorporeringen av materialet medan det hela var halvflytande. Det inbyggda gråa har sin färg på grund av samma orsak som de gråa banden (Ännu inte helt förklarat men indikationer tyder på att ursprunget var inkluderat organiskt material)
- Den andra inkluderar "fiskögon" som förekommer i hela märgeln i de röda lerstenarna. Dessa är små sfäriska områden där järnoxidfärgningen har släppts ut runt ett centrum. En liten fläck finns vanligtvis i mitten. Färgen har tillskrivits sönderfallet av små fläckar av organiskt material men nyare arbete tyder på att ett radioaktivt centrum kan vara ansvarigt. Andra exempel på denna sekundära färgförändring från röd till gröngrå ses längs ledplan där den förändrade zonen kanske bara är en bråkdel av en millimeter tjock och ibland på kinderna på en gipsven.
Den järnhaltiga färgpigmenteringen är fint spridd över ytan av enskilda korn och står för en mycket liten andel av berget. Man tror att där berget är grått eller grågrönt, antingen av primära eller sekundära orsaker, har oxiden avlägsnats kemiskt under deponeringen och därmed avslöjat den verkliga färgen på mineralerna i sedimentet. Den aktiva principen är fortfarande okänd.
Konglomerat
Majoriteten av de lägre trias-klastiska sedimenten härstammar från ett variskanskt källområde i norra Frankrike med mindre lokal tillförsel. Vissa Alderley Edge-konglomerat består av material som kommer från Pennine-blocket i öster. Breccia med klasser av lokalt ursprung, är väl utvecklade på kanterna av bassängen och tolkas som grusfläktar vid mynningen av wadis som kommer ut från bergsområden som gränsar till avsättningsbassängen. Andra visar långväga flodtransporter genom ett kraftfullt flodsystem med ursprung i Armorican Massif. Basalkonglomeraten består av hård sandsten som innehåller kantiga korn. Vid Alderley Edge är korsningen ganska skarp, det kan betraktas som en inkonformitet . Men interdigitation hittas som för att vittna mot en avvikelse. Kartläggningsbara bäddar som visar alla egenskaper hos den övre fläckiga sandstenen finns mellan konglomeratens två basala bäddar.
Konglomeratet är typiskt en medel- till finkornig brun till polerad sandsten som består av kantiga till underkantiga korn med spridda flingor av glimmer; det är en bra byggsten. Konglomerat förekommer i den basala delen av sekvensen och skifferband som är glimmerhaltiga förekommer i de högsta bäddarna. Sett regionalt tycks konglomeraten vara oförstående. Nära den södra delen av distriktet där marken inte är täckt av drift kan tre konglomerat kartläggas. Botten och viktigaste är mest småsten – kvarts och kvartsiter med enstaka gryn och sällan någon magmatisk . Dessa är placerade i en medelstor till grovkornig sandmatris. småstenen kan bli upp till 100 mm långa.
De övre delarna av distriktet kännetecknas av massiva stolpar av medel till fin sandsten upp till 6 m tjocka åtskilda av chokladfärgade skiffer som är glimmeraktiga. Krukorna är välbäddade och bryts ofta för att byggas endast ibland är de falska bäddade.
Basalkonglomeratet skärs i sektioner av förkastningarna och kan spåras i en allmän österut riktning från byn till kullen 3 km bort. Den är ca 20 m tjock och uppdelad i klippor längs kantens övre del. Den faller västerut – sydväst i en vinkel på 8° – 14°.
Märgel
I allmänhet finns samma sedimentära typer i märgeln som i vattenstenarna, men med mindre trädhaltigt och mer leraktigt material. En oregelbunden rytm kan urskiljas, varje sedimentcykel är väl utvecklad och har bandade eller stiplade bäddar vid basen. Det är i detta bandade skikt som funktioner som solsprickor finns. Ripplingsmärken är mindre vanliga men de är bevis på avlagring i grunt vatten. Gropbildning som ibland påträffats har kopplats till regngrop men kan ha uppstått under avgasningen av märgeln under uttorkningen. De bandade skikten som kan vara röda eller grå passerar upp till blockiga oskiktade lerstenar (uppdelade och tillåts återbosätta sig innan konsolidering).
Post-trias-vikning
De stora förkastningarna vid Alderley är nästan säkert av tertiär ålder, och deras bildande följer nära en vikningsepisod av Cheshire Basin . De två stora felen, båda normala, är Alderley och Kirkleyditch.
- Kirkley Ditch förkastning – Keuper-sandstenskonglomeraten som doppar WSW vid, och söder om Kirkley Ditch, är tydligt avskilda av ett förkastning från landet i väster som täcks av Upper Moltled Sandstone och från huvudmassan av Keuper-konglomerat som täcker Alderley Edge. Ett brott i gravitationsgradienten nära Kirkley Ditch [87307848] stödjer den antagna positionen för detta fel. Mot norr och söder måste dess linje vara hypotes och den visas ha en ungefär nord-sydlig trend.*
- Alderley Fault – Den ursprungliga kartan av Hull and Green visade en normal korsning mellan de nedre Keuper Sandstones i Alderley och märgeln i sydväst. Ett borrhål utfört 1894 vid Alderley Edge [NGR SK 84237819] visade att Waterstones indikerade ingreppet av ett fel mellan denna position och Keuper Sandstone i öster. Norr och söder måste dess linje vara gissningsvis. Kantförkastningen är synlig på den nordöstra delen av branten där den skiljer konglomeratet i norr från den mjuka rödfläckiga övre fläckiga sandstenen i söder.
Resurser
Den röda fristenen i Keuper-byggnadsstenen är bekant i byggnader och broar i hela North och West Cheshire. Det är lätt att bryta och ger stora fristående block och även om det är mjukt vid tidpunkten för brytning, har det härdningskvalitet vid exponering för väder. Byggstenen representerar en speciell litologi av medelkorniga massiva sandstenar inom Keupersandstenen och kanske inte alltid ligger vid exakt samma horisont. Det förefaller troligt att berget som bryts i den norra delen av distriktet är den laterala motsvarigheten i varje fall delvis till konglomeraten i Alderley Edge som dör ut norrut. Det finns inga fungerande stenbrott av någon betydelse idag, men det finns många gamla stenbrott runt området.
Sand och grus
De utbredda avlagringarna av mellansand har i stor utsträckning bearbetats runt Cheshire-området för byggnadsändamål, de varierar från ren vass sand till något leriga avlagringar med lager av lera. Även om den aldrig bröts i någon större mängd vid Alderley, är den övre fläckiga sandstenen i huvudsak osammanhängande nog att brytas för sand och det finns stora reserver tillgängliga vid foten av Edge-branten nära Hough.
Den röda sanden (gjutsand) som sågs vid Alderley Edge användes i stor utsträckning för att konstruera formarna för gjuterierna i närliggande Macclesfield under det sena 1800-talet och början av 1900-talet.
Kopparmalm
Arthur Russell som gjorde mycket av det tidiga arbetet med Edge-geologin, främst i relation till gruvverksamheten sa: "Det är omöjligt att ge ens en grov uppskattning [av hur mycket malm som finns tillgänglig, det kan] med säkerhet sägas att väggarna i kamrarna och drivenheterna skulle ge några tiotusentals ton malm på i genomsnitt 1,3 % koppar. ... Ett mer bestämt uttalande kan inte göras eftersom malmen bara är exponerad på sidorna av driften och inte har "blockerats" ut", systemet har tidigare varit att följa den rikaste ... impregneringen samtidigt som man låter den fattigare stenen stå kvar". [ citat behövs ] Detta påstående är lika sant i dag som när det skrevs, fördelningarna av malmkropparna och den fina spridningen gör exakt kvantitativ analys svår. Spridningen skulle i sig göra malmens bearbetning ekonomiskt olämplig ändå. Utöver ekonomin är det faktum att det mesta av området ägs av National Trust och att det är utsett av regeringen som en SSSI (Site of Special and Scientific Interest) för dess geologiska värde
Baryte
Baryt har varierande användning och är ett värdefullt mineral. Mycket av sandstenen vid Alderley är barytisk; Det finns för närvarande ingen kommersiell potential eftersom det skulle bli för kostsamt att utvinna baryten från sandstenen.
Fossiler
Miljön på den tiden var inte gynnsam för liv så få fossil finns. Enstaka små kräftdjur av släktet Euestheria har hittats i märgellinserna i sandstenen.
Några kilometer västerut och vidare över mot Wirrals triasklippor, där förhållandena var torrare, har fotspår och spårvägar från insekter och små ryggradsdjur, inklusive Rhynchosaur och Chirotherium , identifierats.
Se även
Allmänna referenser
- Aikin, J (1795). En beskrivning av landet från trettio till fyrtio mil runt Manchester . Omtryckt av David och Charles, Newton Abbott, 1968.
- Greenwood, H W. (1919). "The Trias of the Macclesfield District". Proceedings Liverpool Geological Society (12): 325–338.
- Macchi, L. (1990). "A Field Guide to the Continental Permo-Triassic Rocks of Cumbria and Northwest Cheshire". Liverpool Geological Society, Liverpool .
- Taylor, B; Pris R; Trav F (1963). "Geologin i landet runt Stockport och Knutsford". Memoir of the Geological Survey GB : 20–22.
- Thompson, DB (1970). "Området runt Manchester – Alderley Edge". Geologföreningens guide (7): 39–51.
- Warrington, G. (1980). "Alderley Edge Mining District". Amatörgeolog : 4–13.