Старый красный песчаник представляет собой комплекс горных пород Североатлантического региона, в основном девонского возраста. Он простирается на востоке через Великобританию, Ирландию и Норвегию, а на западе — вдоль восточного побережья Северной Америки . Он также простирается на север до Гренландии и Шпицбергена . [3] Эти территории были частью древнего континента Еврамерика /Лавруссия . В Великобритании это литостратиграфическая единица (последовательность пластов горных пород ), которой стратиграфы придают статус супергруппы [4] и которая имеет большое значение для ранней палеонтологии . Для удобства в литературе по этой теме часто используется сокращенная версия термина ОРС . Этот термин был придуман, чтобы отличить эту толщу от более молодого Нового Красного Песчаника , который также широко встречается по всей Великобритании.
Старый красный песчаник описывает комплекс осадочных пород, отложившихся в различных средах в течение девона , но простирающихся до позднего силура и до самой ранней части каменноугольного периода . В скальной массе , или фации , преобладают аллювиальные отложения и конгломераты в ее основании, и она переходит в комбинацию дюн , озер и речных отложений.
Привычный красный цвет этих пород возникает из-за присутствия оксида железа , но не все старые красные песчаники красные или песчаники — в эту последовательность также входят конгломераты, аргиллиты , алевролиты и тонкие известняки , а цвета могут варьироваться от серого и зеленого до красного и фиолетовый. Эти отложения тесно связаны с эрозией Каледонской горной цепи, которая образовалась в результате столкновения бывших континентов Авалония , Балтика и Лаврентия и образовала Старый континент красного песчаника – событие, известное как Каледонская орогения .
В камнях обнаружено множество окаменелостей, в том числе ранних рыб, членистоногих и растений. Как это типично для наземных красных отложений , подавляющее большинство пород не содержит ископаемых; однако в породе есть изолированные, локализованные пласты, содержащие окаменелости. Породы этого возраста также были отложены на юго-западе Англии (отсюда и название «девонский период»; от Девона ), хотя они имеют истинно морское происхождение и не включены в состав Старого красного песчаника. [1]
Поскольку старый красный песчаник состоит преимущественно из пород земного происхождения, он обычно не содержит морских окаменелостей , которые в противном случае оказались бы полезными для корреляции одного появления породы с другим, как между отдельными осадочными бассейнами , так и внутри них . Соответственно, были разработаны местные сценические имена, которые в некоторой степени используются и сегодня, хотя все чаще используются международные сценические имена. Так, в англо-уэльском бассейне в литературе часто встречаются упоминания о даунтонском , диттонском , бреконском и фарловском этапах. Было установлено существование ряда отдельных осадочных бассейнов по всей Великобритании. [1]
Бассейн Оркадии простирается на обширной территории северо-восточной Шотландии и соседних морей. Он охватывает Морей-Ферт и прилегающие территории, Кейтнесс, Оркнейские острова и части Шетландских островов . К югу от Морей-Ферт выделяются два отдельных суббассейна: Террифф и Райни . Толщина толщи превышает 4 километра (13 000 футов) в некоторых частях Шетландских островов. Главный бассейн считается внутригорным бассейном, возникшим в результате рифтинга земной коры, связанного с посткаледонским расширением , возможно, сопровождающегося сдвигом вдоль системы разломов Грейт-Глен . [5]
Вокруг Обана и острова Керрера на побережье Западного Хайленда есть разбросанные обнажения старого красного песчаника . Эту толщу иногда называют песчаниковой формацией Керрера. Мощность толщи на типовой территории составляет до 128 м, она состоит из зеленых и красных песчаников и конгломератов, обычно содержащих крупные (10–30 см или 4–12 дюймов в поперечнике) эллиптические, хорошо округлые обломки, сопровождаемые алевролитами, аргиллитами и известняками. [6] На Керрере конгломерат андезитовых валунов несогласно покоится на далрадианских черных пиритовых сланцах ( Исдейлский сланец) подгруппы Исдейл. На Обане имеется лишь эрозионный контакт, включающий обломки сланца в базальный конгломерат. ОРС вокруг Обана считаются по возрасту от последнего силура ( Придоли ) до самого раннего девона. Их интерпретируют как аллювиальные конусы , заполнившие осадочный бассейн с востока и северо-востока. [7] Небольшие выбросы встречаются возле Тайнуилта и по обе стороны от Лох-Авича . [8] Отложения особенно заметны на Керрере , где они образуют скальную породу на половине острова. [9] Они согласно перекрыты пеперитом и лавами базальтового и андезитового плато Лорн . ОРС на Керрере и изолированные места вокруг Обана известны своими окаменелостями, особенно рыбой. [10]
Грабен долины Мидленд , образованный пограничным разломом Хайленд на севере и разломом Южного возвышения на юге, содержит не только значительное количество осадочных пород старого красного песчаника, но и магматические породы этого возраста, связанные с обширным вулканизмом . Вдоль Хайлендского пограничного разлома имеется непрерывное обнажение от Стонхейвена на побережье Северного моря до Хеленсбурга и далее до Аррана . Более разрозненная серия обнажений встречается вдоль линии разлома Южного плато от Эдинбурга до Гирвана . Старый красный песчаник часто встречается в сочетании с конгломератными образованиями, одним из таких примечательных обнажений на скалах является природный заповедник Фаулшей в Кинкардиншире .
Ряд обнажений происходит от Восточного Лотиана на юг через Бервикшир . Знаменитое несогласие Хаттона на мысе Сиккар происходит внутри этого бассейна - см. Историю исследований ниже.
Этот относительно большой бассейн простирается через большую часть Южного Уэльса от южного Пембрукшира на западе через Кармартеншир до Поуиса и Монмутшира и через южные валлийские марки , особенно в Херефордшир , Вустершир и Глостершир . Останцы в Сомерсете и северном Девоне завершают протяженность этого бассейна.
За исключением южного Пембрукшира, все части бассейна представлены рядом литологий, отнесенных к нижнему и верхнему девону, причем контакт между ними несогласен и представляет собой полное отсутствие какой-либо толщи среднего девона. Самые нижние формации относятся к верхнему силурийскому периоду, это песчаниковая формация Даунтон-Касл и перекрывающая ее аргиллитовая формация Реглан, за исключением Пембрукшира, где выделяется более сложная серия формаций. На востоке бассейна вершина аргиллита Реглан отмечена хорошо развитым калькретом , известняком Бишопс-Фром . [11] Самой нижней формацией девона является формация Сент-Моганс , которая сама перекрывается формацией Браунстоунс , хотя на большей части территории находится промежуточная формация Сенни . Верхнедевонская толща значительно тоньше и включает ряд более ограниченных по латерали формаций. В Брекон-Биконс формация Плато-Слои несогласно перекрывается формацией Грей-Гритс, хотя дальше на восток эти подразделения заменяются группой кварцевых конгломератов , которая сама подразделяется на множество различных формаций.
Последовательность в Пембрукшире отличается от последовательности основной части бассейна и распадается на две части. [12]
В Северном Пембрукшире, к северу от разлома Ритек, как средний, так и верхний ORS отсутствуют, присутствует только нижний ORS; она разделена на более раннюю группу Милфорд-Хейвен , включающую в порядке возрастания формации Ред-Клифф, Сэнди-Хейвен и Геллисвик-Бэй, и более позднюю группу Кошестон , в которую, опять же в порядке возрастания, входят составляющие ее Лланстадвелл, Бертон-Клифф, Милл-Бэй, Лоренни-Клифф и Нью-Йорк. Судоходные формирования. Они соответственно приравниваются к формациям Темесайд, Реглан Мадстоун и Сент-Моганс в центральной и восточной части бассейна.
В южном Пембрукшире, к югу от разлома Ритек, нижняя часть ORS представлена в порядке возрастания формациями Freshwater East, Moors Cliff и Freshwater West. Они несогласно перекрыты формацией конгломерата Риджуэй. Средний ORS отсутствует, тогда как Верхний ORS представлен пластами Гуптон и Вест Энгл.
Формация Freshwater East и соответствующая формация Red Cliff на севере Пембрукшира имеют возраст позднего силура. [13]
Здесь существует небольшой обособленный бассейн, в котором зафиксированы как аллювиальные , так и озерные отложения. И средний, и верхний ORS отсутствуют, но нижний ORS представлен в порядке возрастания формациями Бодафон, Трает Бах, Порт-и-Мор и Трет-Лигви. Также зарегистрированы калькреты , представляющие собой богатые карбонатами почвы, образовавшиеся между периодами отложения наносов. Современное обнажение занимает узкую зону от залива Дулас на северо-восточном побережье Англси на юг до города Ллангефни . [1] [14]
В 1787 году Джеймс Хаттон отметил то, что теперь известно как несоответствие Хаттона в Инчбонни, Джедбург , а в начале 1788 года он отправился с Джоном Плейфэром на побережье Бервикшира и нашел больше примеров этой последовательности в долинах Тауэр и Пиз-Бернс возле Кокбернспата . [15] Затем они отправились на лодке из Дангласс-Берн на восток вдоль побережья вместе с геологом сэром Джеймсом Холлом из Дангласса и в Сиккар-Пойнт нашли то, что Хаттон назвал «красивой картиной этого перекрестка, обнажённого морем», [16] где Старый красный песчаник возрастом 345 миллионов лет перекрывает силурийскую граувакку возрастом 425 миллионов лет . [2] [17]
В начале 19 века палеонтологию формации интенсивно изучали Хью Миллер , Генри Томас Де ла Беш , Родерик Мерчисон и Адам Седжвик — интерпретация Седжвика была той, которая поместила ее в девон : он придумал название этого периода. . Термин «старый красный песчаник» был первоначально использован в 1821 году шотландским натуралистом и минералогом Робертом Джеймсоном для обозначения красных пород, лежащих в основе «горного известняка», то есть каменноугольного известняка. В то время их считали британской версией немецких Rotliegendes , которые на самом деле относятся к пермскому периоду. [1] Многие из ранних дебатов стратиграфической науки касались Старого Красного Песчаника.
В более старых геологических работах, предшествовавших теориям тектоники плит , формация дельты Катскилл в Соединенных Штатах иногда упоминается как часть Старого Красного Песчаника. В наши дни признано, что эти два вида не являются стратиграфически непрерывными, но очень похожи, поскольку образовались примерно в одно и то же время в результате одних и тех же процессов.
Старый красный песчаник широко использовался в качестве строительного камня в тех регионах, где он выходит на поверхность. Яркие примеры его использования можно найти в окрестностях Стерлинга , Стоунхейвена , Перта и Тейсайда . Жители Кейтнесса на северо-восточной оконечности Шотландии также в значительной степени использовали камень. Старый красный песчаник также часто использовался в зданиях в Херефордшире , Монмутшире и бывшем Брекнокшире (ныне южный Поуис ) на юге Уэльса.
