Geologi i Brecon Beacons National Park

Den här artikeln beskriver geologin i Brecon Beacons National Park i mitten/södra Wales . Området fick nationalparkstatus 1957 med det angivna området på 1 344 km ² (519 sq mi) inklusive bergmassiv både öster och väster om själva Brecon Beacons . Nationalparkens geologi består av en tjock följd av sedimentära bergarter som lagts ner från sena ordovicium genom silur och devon till sena karbonperioden . Den stensekvens som är närmast förknippad med parken är den gamla röda sandstenen från vilken de flesta av dess berg är bildade. De äldre delarna av successionen, i nordväst, var vikta och förkastade under den kaledoniska orogenin . Ytterligare förkastning och vikning, särskilt i södra delen av parken, är förknippad med Variscan orogeny .

Området var utsatt för glaciation under kvartära istider och periglaciala processer och jordskred har ytterligare bidragit till det moderna landskapets karaktär. Brytning av kalksten och sandsten var betydande utvinningsindustrier tidigare medan turism som till stor del bygger på den upplevda kvaliteten på områdets landskap är viktig för den moderna ekonomin.

Ordovicium

Bergskikt av ordovicisk ålder finns i extrem nordväst om området. De äldsta stenarna som exponeras vid ytan är lerstenarna från Llanvirnåldern i Abergwilli (sic)-formationen . Också i denna del av landet mellan Llandeilo och Llangadog finns de hårda och ofta steniga sandstenarna i den överliggande Ffairfach Grit Formation som bildar den låga kullen Y Garn Goch . Ovanför dessa finns de tunt laminerade sandstenarna från Llandeilo Flags Formation som i sin tur efterträds av Ashgillian Nantmel Mudstones nedsjunkna bäddar, till exempel i Myddfai .

Silur

Silurbergarter finns i nordvästra delen av parken där en nordost till sydvästlig linje av landet som löper (inom parken) från halvvägs sydväst till Trap är känt för geologer som Myddfais branta bälte och bildat av en rad sandstenar och lerstenar av Wenlockian , Ludlovian och Pridoli ålder. Från och med Tirabad-formationen omfattar den Wenlockian delen formationerna Sawdde Sandstone, Ffinnant Sandstone och Halfway Farm. Ludlows åldersdel omfattar Hafod Fawr, Mynydd Myddfai Sandstone, Trichrug och Cae'r Mynach formationerna. Det finns enstaka siltsten , järnsten och kalksten inom denna rad.

Mycket av parken ligger inom den anglo-walesiska bassängen som var aktiv från sen silurisk tid genom devon till det tidiga karbon, under vilken tid den fick en blandning av sand , lera och silt som så småningom skulle bli sandstenar, lerstenar och siltstenar i Old Red Sandstone , ofta kontrakterad till "ORS".

Basen av den gamla röda sandstenen har traditionellt definierats vid basen av Tilestones-formationen, en tunn glimmerrik sandsten vid gränsen mellan Ludlow och Pridoli. Den är täckt av cirka 700 m tjocklek av lerstenar och siltstenar med enstaka sandstensbäddar och calcretes känd som Raglan Mudstone Formation. En vulkanisk askavlagring ( tuff ) upp till 1 m tjock, Townsend Tuff Bed, kan ses mot toppen av denna formation. Raglan Mudstones bildar också de lägre sluttningarna av Pen-y-crug nära Brecon och den lägre marken i Wye-dalens del av parken mellan Talgarth och Hay-on-Wye .

I den östra delen av parken kompletteras formationen av en lokalt upp till 10 m tjock kalkbett som representerar en lång period av vittring under luften i slutet av Pridoli. Den var traditionellt känd som Psammosteus Limestone (från ett felidentifierat fossil), sedan som Bishop's Frome Limestone och senast, efter att ha korrelerats med liknande skikt i Pembrokeshire , som Chapel Point Limestone Member.

Devon

Den lägre ORS är huvudsakligen detritalt material som eroderats från Caledonian Mountains i norr och väster och avsatts i denna bassäng söder om orogenen . Dess avsättning fortsatte i det tidiga devon och är närvarande som St Maughans, Senni och Brownstones formationer. Under den mellersta devonen resulterade den akadiska orogenin i upphöjning, icke-avsättning och erosion så att den övre ORS sitter med en liten vinkelinkonformitet på den nedre ORS, mellan devonska skikten saknas i denna region. Mudstones dominerar den nedre delen av sekvensen men sandstenar kom att bli mer framträdande mot toppen. Förutom calcretes är andra horisonter som ser markant annorlunda ut de intraformationella konglomeraten som ofta sticker ut som steg i strömprofiler på grund av att de är relativt slitstarka.

Den övre ORS bildas genom avsättning av material som är associerade med starten av den variska orogena cykeln.[pdf, s15] I parkens västra och mitten av parken består den övre gamla röda sandstenen av platåbäddarna och den oformiga överliggande gråkornsformationen . De förra ger de platta topparna på toppar som Pen y Fan och Corn Du samt andra av de högre topparna. När man går österut från Talybont-on-Usk täcks platåbäddarna i allt större utsträckning av kvartskonglomeratgruppens sandstenar tills, när platåbäddarna skärs ut söder om Llangynidr , utgör kvartskonglomeratet, i sin utkant längs södra sidan av Usk. dalen, hela den övre ORS-sekvensen i öster. Den bildar en isolerad avvikare vid själva toppen av Sugar Loaf .

Karbon

Parken ligger vid den norra kanten av South Wales Coalfield -bassängen som var aktiv under hela karbonperioden. Under mycket av denna tid fluktuerade världens havsnivåer när istäckarna i sydpolen växte och krympte under den långdragna Karoo-glaciationen .

Kolhaltig kalksten

En smal häll av karbonkalksten sträcker sig öst-väst över den södra delen av parken från Blorenge i öster genom Gilwern Hill , Mynydd Llangatwg , Mynydd Llangynidr , Cefn yr Ystrad , Cefn Cil Sanws och Moel Penderyn till Dinas Rock . Väster härifrån kompenseras dess utsprång i norr av Neath-störningen när den sveper sig runt norr om Waterfall Country genom Ogof Ffynnon Ddu nationella naturreservat till Cribarth och Black Mountains . Både tjockleken och detaljerna i sekvensen varierar från öst till väst med dolomiter och palaeokarster vanligare i öster.

Outliers av Carboniferous Limestone förekommer vid Carreg Cennen där slottet är byggt ovanpå en 100 meter lång klippa i vad som annars är ORS-territorium, och igen vid Pen Cerrig-calch norr om Crickhowell i östra delen av parken. Kalkstenssekvensen här är anmärkningsvärt tunnare än den som är uppenbar några mil söderut i den huvudsakliga "nordgrödan". Det finns ytterligare extremvärden runt Cwm Taf Fechan förknippade med förkastningar längs Neath Disturbance.

Marros Group

The Marros Group är det moderna namnet på den södra Walianska rocksekvensen som traditionellt kallas Millstone Grit Series . Den består av Twrch Sandstone Formation (traditionellt "Basal Grit"), överlagd av Bishopston Mudstone Formation (traditionellt mellanskiffern(erna)). Den senare innehåller många tunna sandstenar, av vilka några är namngivna och som ger anmärkningsvärda särdrag i parkens landskap, t.ex. tolvfotssandstenen. Det är denna klippa som Afon Pyrddin faller över för att bilda Sgwd Gwladus . Twrch-sandstenen bildar stora vidder av ofta grov och dåligt dränerad hedmark från de södra sluttningarna av Black Mountain i väster till de av Cefn yr Ystrad och Mynydd Llangynidr längre österut.

Södra Wales kolåtgärder

Små områden med stenkolsten förekommer i parken. Vid basen av tronföljden är Farewell Rock, vars förkastade häll uppstår längs parkens södra marginal. Den bildar läppen över vilken Nant Llech tappar för att bilda Henrhyd Falls vid Coelbren . Efterföljande delar av de lägre kolåtgärderna sträcker sig in i parken i Ammandalen och de nedre delarna av Giedd- och Twrch -dalarna som vid Henllys Vale samt delar av Tawe- och Pyrddin -dalarna. Längre österut Coal Measures sandstenar och lerstenar utgör stora delar av de övre ytorna av Mynydd Llangatwg och av kullarna som nu utgör en del av Blaenavon Industrial Landscape World Heritage Site inklusive Blorenge.

Geologiska strukturer

Området låg vid den södra marginalen av den kaledoniska orogenen och vid den norra marginalen av den senare variska orogenen och visar därför i sin geologi influenser från båda orogenerna . Tre linjer i landskapet, var och en vanligen kallad " störning ", uppstår från den tidigare bergsbyggnadsperioden; två av dessa återaktiverades under den senare. Var och en är en blandning av fel och veck längs sin längd. Rörelser på var och en av dessa anses ha varit komplex.

Myddfais branta bälte markerar kanten av den paleozoiska walesiska bassängen ; klippor i sydost är i allmänhet platt liggande för att försiktigt sjunka i söder och sydost, medan klipporna inom den har brant titlar och i norr är den kaledonska vikningen tydlig genom mitten av Wales. Sydost om denna zon ligger Carreg Cennen Disturbance som går på Caledonoid-linjer från Pembrokeshire till den engelska gränsen, passerar genom nordvästra delen av parken och runt slottet som det har fått sitt namn från.

Swansea Valley Disturbance går från Swansea Bay till Herefordshire uppför Swansea Valley in i parken, genom den NE-SW-riktade åsen av Cribarth och vidare mot Brecon. Det är ansvarigt för WSW-ENE anpassningen av en del av Wye Valley . Vid Cribarth har variska rörelser på denna Caledonoid-funktion gett upphov till ett par veck i kalkstenen och den överliggande Twrch-sandstenen från vilken den nuvarande landformen senare har ristats, delvis genom glacial verkan. Den sydligaste linjen är Neath Disturbance som löper ENE från Swansea Bay uppför Vale of Neath och in i parken vid Pontneddfechan . Kalkstenen är tätt vikt här vid Bwa Maen (walesiska: 'stenbåge') och igen vid Moel Penderyn , genom vilken den sedan passerar. Den passerar under Pontsticill Reservoir , över toppen av Dyffryn Crawnon och sedan ner i den grunda Onneu-dalen till Crickhowell . Erosionen av de förkastade klipporna längre ENE på denna linje har lett till dalen som skiljer Sugar Loaf från det huvudsakliga Black Mountains-massivet och även för en WSW-ENE-justerad sektion av Monnow-dalen .

Många normala förkastningar har registrerats som korsar parken i nord-sydlig till NV-SE-riktning, särskilt inom karbonhällen. Många var syn-depositionella eftersom Coalfield-bassängen sträckte sig öst-väst under Variscan orogeny. Vissa av förkastningarna bildar betydande moderna egenskaper, Henrhyd-förkastningen är ansvarig för vattenfallet med det namnet vid Coelbren och en annan för den berömda Sgwd yr Eira på Hepste .

Kenozoiska eran

På platser inom kalkstenen och Twrch Sandstone outcrop finns fickor av kiseldioxidsand som är vittrade former av den annars sega Twrch Sandstone som kan ha bildats under paleogenperioden . De har utnyttjats för tegeltillverkning på bland annat Penwyllt och på Carn Fadog .

Karst landskap

Upplösning av kalkstenen har lett till utvecklingen av ett karstlandskap längs hällen av denna klippa och en av interstratal karst längs hällen av den överliggande Twrch Sandstone. Den interstratala karsten av Mynydd Llangynidr har erkänts som varande av betydelse och utsetts till en geologisk plats av särskilt vetenskapligt intresse.

Ett stort antal grottor har utvecklats, varav flera är bland de längsta i Storbritannien. I den övre Swansea Valley ligger Ogof Ffynnon Ddu , Storbritanniens djupaste grotta med en vertikal utveckling på 274,5 meter medan Dan yr Ogof ligger i närheten , vars del drivs som en showgrotta . I öster om parken finns Ogof y Daren Cilau , Ogof Agen Allwedd och Ogof Draenen system. Också att notera, delvis på grund av deras kulturella föreningar, är grottorna i Eglwys Faen och Chartist Cave . Den förstnämnda ligger på baksidan av den stora platsen vid Craig y Cilau nationella naturreservat och den senare är högt uppe på Mynydd Llangynidr.

Glacialt arv

Området har varit föremål för flera glaciala perioder, varav den sista, Devensian slutade för 11 700 år sedan. Glaciärisen tros ha täckt majoriteten av parken vid höjden av den senaste istiden för omkring 22 000 år sedan, även om vissa områden förblev oförslitade inklusive större delen av Black Mountains. På andra håll stack de högsta topparna ut över isen som nunataks . Även om terminalmoräner till stor del låg utanför parkens gränser, har ett antal recessionsmoräner identifierats. Det finns flera cirquemoräner som tros härstamma från Loch Lomond Stadial för mellan 12 900 och 11 500 år sedan. Dessa inkluderar särdragen kring Llyn y Fan Fach och Llyn Cwm Llwch , båda sjöarna upptar glacialt utgrävda klipphålor eller cirques . Glaciala oregelbundenheter är vanliga, de mest uppenbara är de av gammal röd sandsten som ligger uppe på olika av kalkstensbeläggningarna som ligger söder om sandstenshällarna. Glaciala strimmor och polish registreras också, särskilt från exponerade ytor av Twrch Sandstone.

Massrörelse

Ett antal jordskred har registrerats i parken. Bland de mer spektakulära är det på Craig Cerrig-gleisiad . Denna L-formade cwm ansågs vara helt glacial till sitt ursprung fram till 1990-talet, men det är nu känt att ett betydande jordskred med lång tid inträffade här i och med att den glacialt överbrantade västra väggen av cwm misslyckades, en tid efter huvudglaciären men före Loch Lomond Stadial. En del "rusning" av halkade berggrundsmassor uppträder på sluttningen norr om detta särdrag, resultatet av en separat bäddplansrutschbana.

Ytliga avlagringar

Ytliga avlagringar av olika slag har samlats under kvartärtiden . Smala remsor av alluvium , dvs ansamlingar av lera, silt, sand och grus, förekommer längs dalbottnen Fragmentärt bergmaterial, en produkt av vittring, så kallad huvud , registreras. Torv med varierande djup är omfattande. Flodterrassavlagringar finns på sina ställen.

Ekonomisk geologi

Flera olika stenar och mineraler har brutits eller brutits i området under århundradena, även om endast ett kalkstensbrott fortfarande är aktivt inom nationalparken.

Kalksten

Övergivna stenbrott ligger längs med kalkstenshällen. Tidig brytning var i liten skala för produktion av kalk för jordbruk och byggnad. Otaliga små stenbrott och ruinerande kalkugnar finns kvar. Stenbrotten ökade i antal och i omfattning i takt med att järnbearbetningsindustrin utvecklades under artonhundratalet. Spårvägarna som förbinder stenbrotten med järnverket är fortfarande ett anmärkningsvärt inslag i landskapet.

Kiselsten och sand

Vissa enheter inom Twrch Sandstone (tidigare känd som Basal Grit) befanns på artonhundratalet vara av tillräcklig renhet för att göra berget lämpligt för tillverkning av eldfasta tegelstenar för att fodra ugnar . Kiselstensgruvorna vid Dinas Rock var bland de första i drift efter att William Weston Young patenterade produktionsmetoden och arrenderade mark för gruvdrift och bearbetning. Kiselsten bröts också vid Penwyllt , innan en avlagring av mycket mer lättbearbetbar kiseldioxidsand upptäcktes ett par kilometer bort.

Bly och zink

Bly- och zinkmalmer bröts i liten skala under artonhundratalet i området kring Myddfai .

Rottenstone

Den övre kalkstensskiffern har vittrat ut vid hällen för att producera ett material som kallas ruttsten . Den bröts längs sin smala häll under artonhundratalet för att användas som industripolermedel.

Byggsten

Otaliga stenbrott har öppnats i lämpliga sandstensenheter av den gamla röda sandstenen som lokala stenkällor för att bygga byggnader och åkermurar. Ingen är nu licensierad för utvinning i parken.

Tegelstenar

Innan skiffer från norra Wales blev allmänt tillgängligt senare på artonhundratalet, erhölls takmaterial av sämre kvalitet lokalt genom att bearbeta de flaggigare sandstenarna i den gamla röda sandstenen, särskilt de glimmerrika skikten av den basala tegelstensformationen. Informellt kallad "Long Quarry" (ursprunget till "Long Quarry Formation", ett tidigare namn på denna bergart), kan arbetet längs den smala linjära hällen fortfarande ses över Mynydd Bach Trecastell och Mynydd Myddfai och längre västerut under denna enhets strejk .

Geologiskt bevarande och skydd

Det finns ett antal nationella naturreservat (NNR), platser av särskilt vetenskapligt intresse (SSSI) och särskilda bevarandeområden (SACs) inom nationalparken. Medan de flesta har utpekats på biologiska grunder, har många en geologisk komponent. Elva av de 85 SSSI:erna i parken, t.ex. den som täcker Mynydd Llangynidr, är främst inriktade på geologi med ytterligare tretton som karakteriseras som "blandade", dvs. betecknade på både geologiska och biologiska grunder. Det finns också flera dussin regionalt viktiga geodiversitetsplatser (RIGS) etablerade i parken.

Turism

Den västra halvan av nationalparken etablerades som en Geopark 2005 och är nu medlem i UNESCO Global Geoparks Network . Fforest Fawr UNESCO Global Geopark syftar till att främja hållbar turism inom området utifrån områdets natur- och kulturarv. Världsarvet i Blaenavon ligger på gränsen mot nationalparkens sydöstra gräns; Dess fokus ligger på utnyttjandet av områdets olika geologiska resurser och de ekonomiska och sociala förändringar som åstadkommits.