Формация скалы Норвич | |
---|---|
Стратиграфический диапазон : Ранний плейстоцен ~ | |
Тип | Геологическое образование |
Единица измерения | Группа Крэг |
Подразделения | Песчаный пласт Чиллесфорд, глинистый пласт Чиллесфорд, глинистый пласт Истон-Бавентс, пласт Уэстлтон-Бедс, пласт Сайдстрэнд |
Лежит в основе | Формация скалы Вроксхэм, подгруппа водосбора Кесгрейв, ледниковые отложения среднего плейстоцена |
Оверлеи | Формирование Красной Скалы , Формирование Коралловой Скалы |
Толщина | около 70 метров |
Литология | |
Начальный | Песок |
Другой | Гравий , глина , ил |
Расположение | |
Область | Восточная Англия |
Страна | Великобритания |
Тип раздела | |
Назван в честь | Брамертон, Норвич |
Названный | Клемент Рид |
Год определен | 1890 |
Координаты | 52°12′53″с.ш. 1°24′58″в.д. / 52.2147°с.ш. 1.4160°в.д. / 52.2147; 1.4160 |
Формация Норвич -Крэг — стратиграфическая единица эпохи британского плейстоцена . Это вторая по молодости единица группы Крэг , последовательности из четырех геологических формаций, охватывающих переход от плиоцена к нижнему плейстоцену в Восточной Англии . Она была отложена примерно 2,4–1,8 млн лет назад во время гелазийского яруса.
Norwich Crag — это краевая фация более толстой, гораздо лучше развитой осадочной последовательности в южной части бассейна Северного моря . Она выходит на поверхность в восточной половине графств Норфолк и Саффолк , а также представлена в Эссексе и Хартфордшире . Она отложилась в прибрежной среде и включает ряд песков, илистых глин и богатых кремнем гравийных пород, представляющих различные трансгрессивные и регрессивные морские эпизоды. В некоторых местах она залегает на формации Red Crag , а в других — несогласно на коралловой скале , палеогеновых формациях и коренных породах группы Chalk . Она перекрыта формацией Wroxham Crag и несогласно подгруппой водосбора Kesgrave (часть группы Dunwich ) и ледниковыми отложениями среднего плейстоцена.
Ископаемая фауна и флора скалы Норвич изучались с 19 века для получения информации об условиях окружающей среды в раннем плейстоцене. Они свидетельствуют об общей тенденции к похолоданию климата от плиоцена до плейстоцена.
Термин «Крэг» в геологическом смысле впервые был использован Р. К. Тейлором в 1823 году. Это слово обычно использовалось в Саффолке для обозначения отложений ископаемых морских раковин [1] или любого ракушечного песка или гравия. [2] : 32
Норвичский утес был впервые идентифицирован в начале 19 века как преимущественно морская геологическая формация, тогда считавшаяся плиоценового возраста, выходящая на поверхность от Олдебурга до долины реки Буре . Его называли по-разному: Mammaliferous Crag (Charlesworth 1836), Norwich Crag (Lyell 1839), Norfolk Crag (Phillips 1863) и Upper Crag (Godwin-Austen 1868). [2] Первоначально были выделены пять горизонтов : Mammaliferous Stone-Bed; Fluvio-marine Crag; Chillesford Crag; Chillesford Clay; Bure Valley Crag, включая Westleton Beds. [2] Дополнительные единицы были идентифицированы в серии Norwich Crag, Weybourne Crag [3] [4] и Bure Valley Beds. [5] Эта стратиграфия была позже формализована Ф. У. Хармером, который сгруппировал их все в зону иценской фауны плиоцена. [6] : 721 Исследования осадков из исследовательской скважины Ладхэм (1959) позволили распознать последовательность растительных и фаунистических эпизодов в Норвичском утесе на основе ископаемых фораминифер , пыльцы и моллюсков. [7] [8] [9] Пересмотренная литостратиграфическая и биостратиграфическая структура была опубликована Фаннеллом и Уэстом (1977). [10] Исследования литостратиграфии Норвичского утеса проводились Британской геологической службой в период с 1975 по 2006 год в рамках работы по перекартированию геологии Норфолка и Саффолка; новые методы позволили улучшить понимание местных деталей, [11] и стало возможным отличить Норвичский утес от последующего Роксхэмского утеса (теперь включающего Утес Вейборн и слои долины Буре). После международных пересмотров границы плиоцена/плейстоцена Норвичский утес теперь отнесен к нижнему плейстоцену. [12]
Геологическое общество Лондона выделило шесть литостратиграфических элементов : [13] элемент Чиллесфорд-Черч (базальное отложение морского песка, ранее элемент Чиллесфорд-Санд); элемент Чиллесфорд (слюдистые илистые глины, залегающие над элементом Чирч, ранее элемент Чиллесфорд-Клей); элемент Критинг (слюдистые, межприливные пески); элемент Колледж-Фарм (илистая глина илистых отмелей, связанных с элементом Критинг); элемент Истон-Бавентс (глина с песчаными прослойками); элемент Уэстлтон (богатые кремнем гравии, залегающие над элементом Истон-Бавентс).
Типичным местом нахождения формации является УОНИ Брамертон-Питс , недалеко от Норвича. [14]
Формация Norwich Crag является краевой фацией более толстой, гораздо лучше развитой осадочной последовательности в южной части бассейна Северного моря. Она выходит на поверхность в восточной половине графств Норфолк и Саффолк, а также представлена в Эссексе и Хартфордшире. [12] [15] Геологические полевые отношения показывают, что она залегает с разрывами на формации Red Crag и в других местах переходит на коренные породы Coralline Crag , палеогеновые формации и Chalk Group . Она несогласно перекрывается формацией Wroxham Crag и несогласно подгруппой водосбора Kesgrave и ледниковыми отложениями среднего плейстоцена. [16]
Norwich Crag представляет собой широко распространенный пласт хорошо отсортированных, мелко- и среднезернистых слюдистых , глауконитовых , местами ракушечных песков (например, Chillesford Sand Member), с локализованными пластами слоистой илистой глины (в частности, Chillesford Clay и Easton Bavents Clay) и хорошо отсортированных мелко- и среднезернистых песков со слоями округлых кремневых гравий (в частности, Westleton Beds Member). Галька в основном состоит из кремня , как правило, более чем на 95% из местного материала, либо с трещинами (отшлифованного пляжем), либо угловатого или полуугловатого кремня; оставшиеся 5% обычно составляют белый жильный кварц и белый кварцит . [17] Тяжелые минералы в песчаной фракции осадка характеризуются высокой концентрацией граната , амфибола и эпидота , что говорит о том, что пески произошли из восточных (континентальных), а не западных (британских) речных источников. [18] Песчаные осадки представляют собой прибрежные морские отложения, при этом глинистые элементы являются эстуарными или лагунными, [12] а кремневые гравии также являются прибрежными морскими, интерпретируемыми как заполнение каналов, гравий был переработан из гравийных пляжных отложений. [19] Эти отложения представляют собой среду, колеблющуюся между морскими трансгрессивными и регрессивными эпизодами на западных окраинах бассейна Северного моря. [20] Источник отличительных кремней, которые часто имеют округлую форму и более крупные размеры в слое Westleton Beds, пока еще окончательно не определен, но утверждается, что кремни были получены из местного, а не отдаленного мела. [21] Сравнение с лучше сохранившимися осадочными последовательностями аналогичного возраста в Нидерландах показало, что последовательность Норвич-Крэг крайне неполна. [22] Интерпретация затруднена трудностями с различением крупных не-последовательностей от мелких локальных эрозионных разрывов. [12]
Для целей поверхностного картирования Британская геологическая служба выделила пять членов: песок Чиллесфорд, глина Чиллесфорд, глина Истон-Бавентс, слои Уэстлтон и слои Сайдстранд. [23] Самые верхние слои группы скал (ранее слои долины Буре и скала Вейборн) теперь отнесены к формации скал Вроксхэм на основании их высокой доли литологических компонентов речного происхождения, прошедших большое перемещение . [24]
Westleton Member можно рассматривать как седиментологически связную и литологически и стратиграфически согласованную единицу, простирающуюся от центрального Норфолка до побережья Саффолка. [25] Слои мелкозернистых осадков также могут служить маркерными горизонтами в бассейне Крэг. Рассматривая литостратиграфию как включающую подповерхностные отложения, подтвержденные скважинами, Riches (2012) предложил три основных единицы для бассейна; наиболее узнаваемые там, где они разделены регрессивными морскими маркерными слоями илистой глины, причем самая верхняя приравнивается к Chillesford Clay Member. [18]
Раннее отложение осадочных пород скалы Норидж в Восточной Англии происходило в топографическом контексте, установленном в позднем плиоцене: наклонная на восток равнина, образовавшаяся на меловом мелу, прерывалась тремя впадинами, простирающимися с юго-запада на северо-северо-восток, частично заполненными осадками Красной скалы. [7] Предполагается, что около 2,4 млн лет назад береговая линия Северного моря пролегала через восточный Норфолк и восточный Саффолк, с продолжением на восток до Голландии ; в районах Сталхэма , Банги и Стрэдброука были локальные заливы . [17] [26] В то время Северное море было заливом , южная граница которого определялась меловыми холмами антиклинали Уилд-Артуа , где сейчас находится пролив Дувр . [27] Имеются доказательства более поздней морской трансгрессии и расширения моря на запад до области Станстед в Эссексе, связанные с отложением песчаного пласта Чиллесфорд в период высокого уровня моря около двух миллионов лет назад [15] [28], коррелируемого с антианским/брамертонским ярусом. За этим последовала морская регрессия в течение бавентского/препастонского яруса. [12] Доказательства того, что крупные реки, Битем и Прото-Темза, впадали в бассейн Крэг в это время, представлены далеко перемещенным материалом, обнаруженным в эстуарных отложениях в восточном Саффолке, пластах Истон-Бавентс-Клей и Чиллесфорд-Клей. [29] Береговая линия сместилась на северо-восток в положение на северо-востоке Норфолка примерно 1,75 миллиона лет назад. [26] Этот более поздний период связан с отложением формации Роксхэм-Крэг и выраженным речным притоком систем Прото-Темзы, рек Битам и Анкастер. [17]
С момента своего отложения формация Норвич-Крэг претерпела тектонический подъем и наклон в рамках региональных процессов, действующих на окраинах бассейна Северного моря. [17] Группа Чиллесфорд-Сэнд имеет высоту от около 90 метров над уровнем моря в Виддингтоне, Эссекс, до своего основания на высоте около 6 метров ниже уровня моря в районе Олдебург- Сайзуэлл . Таким образом, имеются доказательства регионального подъема более чем на 90 метров в западной части Восточной Англии и наклона в сторону Северного моря за последние два миллиона лет. [15] [30] Подъем, однако, был неравномерным, с небольшими изменениями, очевидными на северо-востоке Норфолка в районе Уэст-Рантона - Хапписбурга . [17]
Доказательства колебаний относительного уровня моря в бассейне Крэг в плио-плейстоцене были приписаны различным механизмам, включая гляциоизостатические корректировки, эвстатические изменения и реакцию бассейна на осадочную нагрузку. [25]
Ископаемая фауна и флора скалы Норидж изучались с начала 19 века для биостратиграфической и палеоклиматической интерпретации. Используемые таксоны включают растения, моллюсков, фораминиферы , млекопитающие и динофлагелляты . [22] [31] Они предоставляют доказательства общей тенденции к похолоданию климата от плиоцена до плейстоцена . [18] На основе ископаемых пыльцевых комплексов были идентифицированы три биостратиграфических этапа: турнийский, антийский/брамертонский и бавентский/препастонский , представляющие собой холодную-теплую-холодную климатическую последовательность. [12] Сравнение с лучше сохранившейся осадочной последовательностью в Нидерландах и Северном море показывает, что вряд ли это представляет собой единый климатический цикл, а скорее последовательность эпизодов, представленных в неполной осадочной летописи. [32] Исторические хроностратиграфические корреляции и палеоэкологические интерпретации, основанные на биостратиграфии (локальной и континентальной), были подвергнуты критике Ричесом (2012) как плохо определенные и ненадежные. [18]
Поскольку скала Норидж является морским образованием, большинство ископаемых, найденных в ней, имеют морское происхождение; любые наземные виды изначально были занесены ветром или вымыты с суши или произошли из более ранних отложений, в частности, Красной скалы . [33] Ископаемые останки позвоночных, как правило, сосредоточены в фундаментном слое [2] [14] [33] или в гравийных отложениях. [34] Виды теплых и холодных подстадий представлены, иногда смешанными; это может создавать проблемы для палеоэкологической интерпретации. [22] [35]
С биостратиграфической точки зрения фауна наземных млекопитающих Норидж-Крэга относится к позднему виллафранкскому возрасту европейских наземных млекопитающих и коррелирует с европейской неогеновой зоной млекопитающих MN17. Самый богатый и лучше всего сохранившийся комплекс обнаружен в отложениях антского/брамертонского возраста в Истон-Вуд, Ковехит . Таксоны, собранные на этом участке, включают хоботков Mammuthus meridionalis и Anancus arvernensis , лошадей Equusrobustus , оленей Eucladoceros falconeri и Eucladoceros sedgwicki , газелей Gazella anglica , бобра Trogontherium sp., волка Canis etruscus , полевок Mimomys pliocaenicus , Mimomys reidi и Mimomys tigliensis и лемминг Lemmus kowalskie . [36] [37] [38] Брамертон предоставил голотипы вымершей выдры Enhydra reevei и газели Gazella daviesii . [18] Сообщается, что целый скелет мастодонта был найден в базальном каменном пласте, покоящемся на мелу в Хорстеде. в 1820 году. [2]
Ископаемые останки полевок из скалы Норидж вносят вклад в «часы полевок», используемые для биостратиграфического зонирования плиоценовых и плейстоценовых отложений. [39] Например, Mimomys pliocaenicus является биозональным видом для европейской неогеновой зоны млекопитающих MN17. [37] Брамертон обнаружил наиболее примитивную группу грызунов-микротитов, известную с Британских островов. [39]
Морские таксоны из Истон-Вуда включают косатку и моржа Alachatherium cretsii . [36] Короткоклювый дельфин-белобочка Delphinus delphis и неопределенные кости китов зарегистрированы в Холтоне и Торингтоне. [33] [34]
В Норвичском утёсе было найдено очень мало окаменелостей птиц. Кости чистика , малой гагарки и различные неопределённые кости морских птиц были обнаружены в Олдеби, Чиллесфорде, Истон-Бавентсе и Яр-Хилле. [14] [33] [40] Альбатрос Phoebastria anglica был обнаружен в Истон-Вуде, Коувхите. [41]
Никаких ископаемых останков рептилий и амфибий на Норвичской скале пока не обнаружено. [42]
Ископаемые морские рыбы из Норвичского утеса включают роды Chrysophrys sp. ( луциан ), Acipenser ( осетр ) и Notidanus ( корова-акула ), а также виды Platax woodwardi (рыба-летучая мышь), Gadus morhua (атлантическая треска), Rhinoptera woodwardi (коровий нос) и Raja clavata (колючий скат). [43] Зубы пресноводной рыбы Esox lucius (северная щука) были найдены в Брамертоне. [2]
Окаменелости моллюсков в изобилии встречаются на определенных горизонтах в Норвичской скале. Исторически они использовались для построения палеонтологических зональных схем и для вывода палеоклиматических изменений. [44] Однако они демонстрируют доказательства значительной транспортировки и последующего смешивания фаунистических комплексов из более ранней формации Ред-Крэг. [45] Использование окаменелостей моллюсков для климатической реконструкции оказалось проблематичным. Например, виды, обнаруженные вместе на нескольких уровнях в скважине Ладхэм, в частности, Serripes groenlandicus (гренландский моллюск) и Calyptraea chinensis (китайская шляпная улитка), имеют сегодня заметно различную климатическую толерантность (арктическую и лузитантскую соответственно). [9] Присутствие смешанных арктических, бореальных и лузитантических элементов фауны на определенных уровнях в скважине Ладхэм не дает никаких указаний на климатические колебания, очевидные из свидетельств фораминифер. [35] Локальная изменчивость комплексов моллюсков на схожих горизонтах была отмечена Ридом как добавляющая неопределенности к их использованию для биостратиграфической корреляции. [14] Однако ископаемые моллюски оказались наиболее полезными в качестве индикаторов глубины воды в морских фациях. [35] Комплексы моллюсков, идентифицированные из отложений скалы Норвич, представляют собой диапазон сред (внутренняя сублитораль; открытое побережье; приливно-отливная гладь вадден; морская сублитораль) и климатических условий (бореальный; низкий арктический; умеренный). [45] Виды-индикаторы холодного климата включают Astarte borealis и Yoldia myalis из бавентских отложений в Ковехите. [22] Некоторые виды имеют особую биостратиграфическую ценность. Отсутствие Macoma balthica считается индикатором, отличающим комплексы моллюсков скалы Норвич от комплексов более позднего скалы Вроксхэм. [2] [7] [14] Ископаемые раковины редки или отсутствуют в некоторых горизонтах, что может быть связано с одновременной эрозией или отсутствием осаждения или постосажденным раствором карбоната кальция . [18] : 368
Наиболее полная ископаемая летопись растительной жизни в Норвичском утесе представлена доказательствами из исследовательской скважины Ладхэм . Анализ пыльцы в сочетании с доказательствами фораминифер [7] [10] позволил идентифицировать биозоны пыльцевых комплексов и последующее обозначение пяти биостратиграфических стадий, из которых три (турнийский, антийский и бавентский) коррелируют с Норвичским утесом. Турнийский ярус был идентифицирован как ледниковый с типом растительности океанического верескового пустоши; антийский с умеренным смешанным хвойным / лиственным лесом, включая тсугу (болиголов) и птерокарию (крылатый орех); бавентский ярус , ледниковый этап более суровый, чем турнийский, с возвращением океанического верескового пустоши. [8] [46] Дальнейшие исследования отложений скалы Норидж в Брамертоне , Норфолк, позволили идентифицировать ярус Брамертона , характеризующийся умеренным лесом с Quercus , Carpinus и Alnus . Была проведена корреляция с пыльцевым комплексом из Чиллесфорда. [47] [48] Иногда находили образцы ископаемой древесины, например, пиритизированную сосну и дуб в Холтоне. [33]
Ископаемые комплексы динофлагеллятов использовались в Норвичской скале в качестве индикаторов палеоклиматических условий [31], хотя свидетельства переработки более ранних диноцист предполагают осторожность в интерпретации. [49]
Ископаемые фораминиферы предоставляют важные доказательства для климатической и экологической интерпретации и стратиграфической корреляции в Норвичском утесе. Скважина Ладхэма предоставила наиболее полную запись фораминифер и позволила обозначить семь биозон. [7] Дополнительные биозоны были идентифицированы в Брамертоне и Истон-Бавентс, а также комплексы, идентифицированные в ряде других участков Норвичского утеса, что позволило провести корреляцию с более полной последовательностью в Нидерландах. [10]
Формация Норвич-Крэг была отложена во время гелазийского яруса плейстоцена , примерно между 2,4 и 1,8 миллионами лет назад. [50] Свидетельства ископаемых растений, млекопитающих, моллюсков, фораминифер и динофлагеллят были использованы для проведения биостратиграфических корреляций между хроностратиграфическими ярусами, признанными в Восточной Англии, и более полной последовательностью на континенте. Более широкая корреляция проводится с морскими изотопными ярусами (MIS) и магнитостратиграфией , несмотря на неопределенности в интерпретации. [51] [37] Было отмечено Ричесом (2012), что комплексы пыльцы и фораминифер не являются диагностическими для возраста и могут быть недостаточными для поддержания надежной стратиграфии. [18] Турнийский ярус по-разному коррелировался со ярусом тиглиан A или тиглиан B в Нидерландах; антийский /брамертонский с тиглийским C1-3 или C1-4b; бавентский/препастонский a с тиглийским C1-4b или C-4c. [17] [26] [52] [31] Этот временной промежуток коррелируется с MIS 81 по 68 [17] или MIS 95 по 71, [52] охватывая период времени от 2,44 до 1,8 миллионов лет до настоящего времени в хроне Матуяма, [50] соответствующий магнитостратиграфическому интервалу между субхроном Реюньон и верхней частью субхрона Олдувай. [17] [51]
Открытие сколотых и отщепленных кремней в подвальных слоях Норвич-Крэг и Ред-Крэг в конце 19-го и начале 20-го веков было заявлено как доказательство некоторых из самых ранних человеческих поселений в Британии. [54] Типологически диагностическая форма «эолитического» клювовидного инструмента была предложена Э. Рэем Ланкестером , «ростро-килевидная», на основе кремня «Норвичского тестового образца», найденного в базальном Норвич-Крэг в Колманс-Пит, Уитлингем. [53] Человеческое происхождение этих образцов из Крэга было опровергнуто Ф. Н. Хавардом [55] на основе систематического анализа моделей изломов кремня и геологического контекста. Изломы были идентифицированы Уорреном (1923) как вызванные отслаиванием под давлением почвы. [56]