Kolhaltig kalksten
Carboniferous Limestone är en samlingsbeteckning för följden av kalkstenar som förekommer brett i hela Storbritannien och Irland och som deponerades under dinantiska epok av karbonperioden . Dessa stenar bildades för mellan 363 och 325 miljoner år sedan. Inom England och Wales är hela kalkstensföljden, som inkluderar underordnade lerstenar och några tunna sandstenar, känd som Carboniferous Limestone Supergroup .
Deponeringsbassänger
Inom Storbritannien avsattes den svit av stenar som traditionellt kallas Carboniferous Limestone Series som marina sediment i tre distinkta "provinser" åtskilda av samtida landmassor. En av dessa landmassor var Wales-London-Brabant-massivet , ett öst–västriktat bälte av land som sträcker sig genom centrala Wales och engelska Midlands till East Anglia och vidare in i Belgien . Kalkstenarna som avsatts till dess söder bildar en distinkt södra Wales-Mendip-provins som sträcker sig från Pembrokeshire i väster genom södra Carmarthenshire , Glamorgan och södra Powys till Monmouthshire , Gloucestershire och norra Somerset . Dessa stenar fortsätter österut på djupet under Oxfordshire . Karbonkalkstenssekvensen i södra Wales och Bristol-området är för närvarande (2012) uppdelad på följande sätt:
-
Pembroke Limestone Group (överst/yngst)
- Oystermouth formation
- Oxwich Head Limestone Formation
- Penderyn Oolite-medlem
- Honeycombed Sandstone Member
- Dowlais kalkstensformation
- Abercriban Oolite Subgroup & Clydach Valley Subgroup
-
Avon Group
- Cwmyniscoy Mudstone Formation
- Castell Coch Limestone Formation (lägsta/äldsta)
Kalkstenen som finns norr om Wales-London-Brabant-massivet och söder om det framväxande Southern Uplands- blocket identifieras som en separat nordlig provins. Det kännetecknas av närvaron av många "block" och "bassänger" var och en med sin egen speciella avsättningsstil.
Norr om södra Uplands finns kalkstenarna i Scottish Midland Valley som sträcker sig från Ayrshire och Arran i väster till Fife , Lothian och Berwickshire i öster. Även om de är i karbonåldern, är kalkstenarna i denna skotska provins inte hänförda till Carboniferous Limestone Supergroup.
Karbonkalkstenen är utbredd över hela Irland.
Geografisk utsträckning
Carboniferous Limestone är en betydande landskapsbildande stenenhet i var och en av de avsättningsprovinser i Storbritannien där den finns.
South Wales och Bristol-området
Inom Pembrokeshire bildar Carboniferous Limestone de spektakulära kustklipporna vid St Govan's Head, varifrån det finns funktioner som Huntsman's Leap och Green Bridge of Wales , en naturlig båge. Det bildar framstående uddar som de av Stackpole Head och Lydstep Point och klipporna vid Tenby . En smal, intensivt bruten häll går in i landet från Carmarthen Bay genom Carmarthenshire från Kidwelly , in i Brecon Beacons National Park vid Llandyfan och sträcker sig västerut genom Black Mountain till Cribarth ovanför övre Swansea Valley . Den kallas här "den norra grödan" till skillnad från en subparallell häll, den "södra grödan" som definierar den södra kanten av South Wales Coalfield . Utsprånget fortsätter genom Ystradfellte till Pontneddfechan , Penderyn och Pontsticill . Den går sedan nära nationalparkens södra marginal via Trefil och Llangattock-branten till Blorenge där den svänger söderut. En mycket smal "östgröda" och "södra gröda" som drivs av Cwmbran och norr om Cardiff. Den vänder västerut igen för att möta Swansea Bay vid Porthcawl . Väster om bukten bildar klippan den berömda södra kusten av Gower mellan Mumbles Head och Worms Head . Det finns ytterligare förekomster i Vale of Glamorgan , både inlandet och vid kusten.
En viktig outlier är den av Forest of Dean- bassängen som bildar klipporna i Wye Valley , som går över gränsen mellan England och Wales och sträcker sig sydväst genom Chepstow till Undy .
Större delen av Mendip Hills bildas av Carboniferous Limestone, som visar anmärkningsvärda geomorfologiska särdrag, inklusive Cheddar Gorge , Burrington Combe och showcave Wookey Hole . Avon Gorge väster om Bristol och kustklipporna vid Clevedon och Weston-super-Mare är utskurna i denna klippa. Kalkstensöarna Flat Holm och Steep Holm är framträdande i vyerna över mynningen av Severns mynning .
Norra provinsen
Det finns begränsade hällar på Isle of Man och mer omfattande i Anglesey , särskilt längs Menaisundet, runt Benllech och mot Puffin Island . Karbonkalkstensbältet sträcker sig österut för att bilda Great Orme vid Llandudno , grannlandet Little Orme och ett landområde i inlandet av Denbighshire som löper genom Denbigh och Ruthin . Ett bredare bälte bildar hög mark omedelbart öster om Clwydian Hills som sträcker sig söderut för att bilda den imponerande Eglwyseg - branten som vetter mot väster norr om Llangollen och fortsätter som en bruten häll söderut bortom Oswestry . Det finns några hällar i Shropshire som Titterstone Clee Hill och vid Little Wenlock .
The White Peak är uppkallad efter kalkstenen som kännetecknar hjärtat av Peak District och genom vilken djupa raviner har skurits av floder som Wye, Dove och Manifold . Kalkstenen är dold under yngre stenar i öster och väster och i norr genom South Pennines .
I norr exponeras kalkstenen igen i östra Lancashire och i Yorkshire Dales . Det finns många kalkstenskullar i Arnside och Silverdale AONB och i södra Lake District , t.ex. Whitbarrow Scar med kustnära exponeringar runt de norra utkanterna av Morecambe Bay som Humphrey Head . En outcrop sträcker sig från Kirkby Stephen längs den västra sidan av Vale of Eden och sveper runt den norra kanten av Lake District så långt som Cleator Moor .
Norr igen är det ett stort landskapsbildande inslag i North Pennines och därifrån genom Northumberland till Northumberland Coast där det sträcker sig till den skotska gränsen vid Berwick-upon-Tweed . Det finns utspridda hällar längs Solway Firths norra kust .
Midland Valley i Skottland
Kalkstenar förekommer i södra Ayrshire och i ett mycket brutet band som löper nordost genom Pentland Hills mot Edinburgh . Det finns begränsade hällar vid kusterna i East Lothian och Berwickshire , isolerade hällar i Fife och Stirlingshire och ytterligare förekomster runt Greenock och Dumbarton .
Irland
Carboniferous Limestone förekommer mest känd runt The Burren i County Clare, västra Irland, där den producerar ett av västra Europas viktigaste karstlandskap .
Egenskaper
Kolkalksten är en hård sedimentär bergart som till stor del består av kalciumkarbonat. Den är i allmänhet ljusgrå till färgen. Den bildades i varma, grunda tropiska hav som vimlade av liv. Stenen består av skal och hårda delar av miljontals havsdjur, vissa upp till 30 cm långa, inkapslade i karbonatlera. Fossila koraller, brachiopoder och crinoider är ofta förekommande som komponenter i kolkalksten; stenen är verkligen full av fossiler.
Kolkalksten har horisontella lager (bäddar) med ströplan och vertikala fogar. Dessa leder är svagheter i berget, som utnyttjas av medel för både denudering och vittring . De leder också till en viktig egenskap hos kolkalksten – dess permeabilitet . Vatten sipprar genom fogarna i kalkstenen. Detta skapar ett landskap som geologer kallar karst , som saknar ytdränering men som har alla möjliga karaktäristiska yt- och underjordsdrag. Kolkalkstenen har vikts och förkastats av massiva jordrörelser, vilket kan ses av det faktum att stenarna nu ligger över havet och inte längre är horisontella.
Ytfunktioner
Den "klassiska kalkstenspromenaden" är en cirkulär 10 km lång väg från fältcentrum på norra sidan av Malham Tarn till byn Malham, Storbritannien via Watlowes Valley och tillbaka igen via Gordale Scar .
Ytfördjupningar, typiskt trattformade och omväxlande kända som skakhål, sänkhål , lösningshål och doliner är mycket vanliga i Yorkshire Dales och Brecon Beacons. Typiskt från 1–20 m djup och 1–60 m över, bildas de som ett resultat av att kalksten kollapsar under ytan eller genom att ytmaterial faller ner mer gradvis i grottor.
Bäckar som rinner från högre ogenomträngliga sluttningar sjunker ner i marken när de når permeabel kalksten. Under torrperioder sjunker allt vatten mycket snabbt när det når kalkstenen, genom sjunkhål . Under fuktigare förhållanden rinner vatten ett större avstånd över kalkstenen när underjordiska kanaler och kammare fylls upp. Stora sjunkhål kallas 'svalhål' eller 'grytor'. Gaping Gill , Alun Pot and the Buttertubs är välkända exempel.
Torra dalar är dalar utan bäckar. Watlowes Valley är ett utmärkt exempel. Det bildades ursprungligen av en subglacial smältvattenström som fanns under den senaste stora istiden . Efter att isen dragit sig tillbaka utvecklades dalen ytterligare av en smältvattenström som strömmade över kalkstenen medan den var frusen fast. Watlowes Valley är ett särskilt bra exempel på en torr dal eftersom den har en läroboksprofil - den södervända sidan är mindre brant än den norrvända sidan. Detta är ett resultat av vittrings- och massrörelseprocesser som har fungerat under den postglaciala perioden.
En kalkstensbeläggning är ett område med nästan kal, platt sten och är utan tvekan den mest fascinerande egenskapen hos något område av kolkalksten. De utvecklas efter att berget har exponerats genom skurverkan från en inlandsis eller glaciär . Befintliga fogar utnyttjas sedan genom inverkan av kemisk vittringskolsyra för att bilda djupa grykes och rundade block som kallas clints. Grykes har en egen livsmiljö, vilket uppmuntrar tillväxten av skuggälskande ormbunkar som hjärttunga och hundkvicksilver . Under den senaste istiden tros en bäck ha strömmat över Malham Cove - det mest spektakulära inslaget i Yorkshire Dales. I slutet av istiden blev kalkstenen, som hade frusit fast, återigen genomsläpplig, vilket gjorde att vattnet försvann genom sina leder. Nu är Malham Cove en hög klippa (83 m hög) – den är helt torr och en stor attraktion för bergsklättrare.
En klyfta är en dal med brant sida , ofta bildad i ett kalkstensområde som ett resultat av kollapsen av ett tak ovanför ett grottsystem. Gordale Scar är ett utmärkt exempel.
Underjordiska funktioner
Grottor är vanliga underjordiska särdrag i kalkstenslandskap. I Yorkshire Dales finns det många grottor, varav tre - Ingleborough Cave , White Scar Caves och Stump Cross Caverns - nu är showgrottor för allmänheten.
På Irland finns ett stort antal utställningsgrottor öppna för besökare - Crag Cave , Ailwee Cave och Marble Arch Caves .
Stalagmiten och stalaktiten är de två huvudsakliga underjordiska egenskaperna i ett område med karbonkalksten. Dessa bildas när regnvatten - en svag kolsyra som kan lösa upp kalksten - sipprar igenom det via grykes och fogar under jorden. Detta betyder att kalkstenen är genomtränglig. När detta händer löses kalkstenen och avlägsnas i lösning. Grottor finns ofta under ytan i kalkstenen och när det kalkrika vattnet letar sig under jorden börjar det droppa från taket på grottan. Det är kallt under jorden så det är lite avdunstning men en del sker och lämnar spår av kalksten på taket. Under tusentals år bildas en stalaktit från taket när vattnet fortsätter att droppa. När vattnet droppar på grottans golv sker en viss avdunstning här och lämnar även spår av kalksten. Återigen under tusentals år bildas en stalagmit. En stenpelare bildas när en stalagmit och stalaktit möts.
Ekonomi
Eftersom det är sprött, tenderar användningen av kolkalksten för att bygga sten att begränsas till de områden där det är den mest tillgängliga bergarten. Men det bryts i stor utsträckning för andra ändamål:
- Det krossas för vägsten och aggregat varhelst det kommer ut, särskilt i Mendips och norra Wales.
- Det bränns för kalk på många ställen. På vissa platser (t.ex. Tunstead i Peak District och Horton i Ribblesdale i Pennines) är den tillräckligt ren för produktion av kalk av kemisk kvalitet.
- Det används vid cementtillverkning vid fabriker i England, Wales, Skottland och Irland.
- avsvavling av rökgaser från kraftindustrin .
- På många ställen är det metallhaltigt och har gett bly (i Peak District och Weardale ) och koppar (i norra Wales, där viktiga bronsåldersgruvor finns).
- Den var viktig under den tidiga industriella revolutionen när den, efter Abraham Darbys uppfinningar, användes i kombination med närliggande kol och järnsten från kolåtgärderna i järnindustrin .