stringtranslate.com

Горные споры на северо-западе Шотландии

Суилвен , Северо-Западное нагорье – торридонский песчаник, стоящий на основании льюисовского гнейса

Полемика о Хайленде была научным спором , который начался между британскими геологами в середине девятнадцатого века относительно природы пластов горных пород в Северо - Западном нагорье Шотландии . Разногласия возникли из-за очевидного возраста пластов, в частности, теперь подтвержденного, существования более старых пород над более молодыми породами, а также дублированных и инвертированных пластов, которые не могли быть удовлетворительно объяснены современной геологией. Эта горная формация и окружающие ее споры стали толчком для теории Альберта Гейма о надвиговых сбросах , которые, в сочетании с антиклиналями и чешуйчатыми структурами , в настоящее время общеприняты в качестве основных геологических механизмов, которые создали пласты горных пород Северо-Западного нагорья . [1]

В то время дебаты стали спорными, даже язвительными из-за некоторых вовлеченных личностей и потому, что они натравили профессиональных геологов Геологической службы на академических и любительских геологов. Первоначальное решение было достигнуто около 1886 года, но большая сложность и научная важность открытия надвигового пояса Мойн и геологических процессов, вовлеченных в его создание, привели к тому, что полевые работы продолжались еще двадцать лет, достигнув кульминации в публикации в 1907 году Геологической службой книги фундаментального геологического значения: Геологическая структура северо-западных нагорий Шотландии .

Эта язвительность была важным фактором в политическом решении создать Комитет Уортона в 1899 году для проверки финансируемой государством Геологической службы. Доклад комитета, вероятно, ускорил отставку Арчибальда Гейки , генерального директора Службы, который не спешили принимать новую геологическую парадигму. Однако, выйдя на пенсию, статус Гейки расцвел, поскольку он стал президентом как Геологического общества , так и Королевского общества и получил Орден за заслуги .

Северо-западный высокогорный регион Шотландии, как теперь известно, находится там, где часть океана Япетус закрылась при столкновении континентов Лаврентия и Балтика около 400 миллионов лет назад. Последующая каледонская орогенеза привела к интенсивной складчатости и сжатию пород — в сбросовых сбросах более старые слои пород скользили на мили по более молодым породам, а в покровах последовательности слоев пород становились инвертированными и дублировались в опрокинутых антиклиналях .

Фон

Геологическая наука в середине девятнадцатого века

Geologic time scaleMesozoicPermianCarboniferousDevonianSilurianOrdovicianCambrianPrecambrianPaleozoic
Получено из
Пейдж и Лэпворт (1883)
(кликабельное изображение)

Примерно с 1830 года геологи начали датировать породы по вкрапленным окаменелостям. [2] Закон суперпозиции, согласно которому более молодые породы лежат над более старыми, был очень хорошо установлен, и было признано, что некоторые слои могут отсутствовать, поскольку они были размыты. Складчатость и разломы пластов были признаны, и в 1841 году Арнольд Эшер фон дер Линт обнаружил, что иногда более старые породы лежат над более молодыми. Однако его объяснение включало такие большие горизонтальные перемещения породы и складчатость в таком огромном масштабе, что он боялся публиковать свои результаты, потому что его теория показалась бы нелепой. Только после его смерти его ученик Альберт Хайм опубликовал результаты в 1878 году. [3] [4] [5] Надвиговые сбросы , при которых происходит значительное горизонтальное перемещение более молодых пластов над более старыми, еще не были идентифицированы. [1]

Экспедиция Родерика Мурчисона в Уэльс в 1831 году привела к определению им силурийского периода , и он стал считать силурийскую геологическую систему своей собственной территорией. [примечание 1] [7] [3] Затем он решил, что силурийские породы простираются в части Англии и южной Шотландии, и это вызвало ожесточенные споры со своим другом Адамом Седжвиком , который ранее определил породы как кембрийские , − промежуточный ордовикский период еще не был охарактеризован. [8] Мурчисон определил силурийский период на основе типов ископаемых, содержащихся в породах, тогда как более ранние геологи изучали тип породы. [9] Сила взглядов Мурчисона была подкреплена его рыцарским званием в 1846 году, и когда он был назначен генеральным директором Геологической службы в 1855 году, он решил обратить свои исследования на малоизвестные и еще менее изученные Северо-Западные нагорья Шотландии, надеясь расширить свои владения силурийскими породами там. [10]

Северо-западное нагорье Шотландии

Льюисовский гнейс в Ассинте

Северо-Западное нагорье было и остается отдаленным и труднодоступным. Вдоль прибрежной полосы длиной около 200 километров (120 миль) и шириной 15–25 километров (10–15 миль) рельеф суровый с изолированными горами, возвышающимися над бесплодной низменностью, где холмы голых скал лежат среди озер и торфяников . Этот геологический регион простирается от полуострова Слит на острове Скай на север через Кайл-оф-Лохалш , Уллапул и Ассинт до мыса Рат и озера Лох-Эриболл . [11] [12]

Кварцитовая вершина над песчаником на Бейнн-Эйге , Торридон.

Для геолога Ассинт предоставляет некоторые из лучших образований горных пород и самые прекрасные пейзажи. Низкорасположенная холмистая почва на западе состоит из твердой метаморфической породы – льюисовского гнейса , самой старой породы в Британии. Выше этого фундамента находятся менее нарушенные песчаники , кварцит и немного известняка Дёрнесс . [примечание 2] В песчанике не обнаружено никаких окаменелостей; кварцит содержал « Pipe Rock », но в то время он не был признан содержащим окаменелости; [примечание 3] и окаменелости в известняке не могли быть однозначно датированы в то время. [14] К востоку от прибрежной полосы находятся сильно метаморфизованные породы Мойн , которые местами лежат над неметаморфизованными слоями. [15]

Трубчатый камень из Ассинта

Для геологов девятнадцатого века это было главной загадкой, поскольку более молодые породы, как ожидается, залегают над более старыми, и поэтому неметаморфизованные должны залегать над метаморфизованными. Каков был возраст пород и почему они, по-видимому, располагались в неправильном порядке? [16] Почему, по-видимому, верхние и нижние слои кварцита были обнаружены как над, так и под фундаментальным гнейсом? [17]

Мерчисон и Никол в Северо-Западном нагорье

Родерик Мёрчисон, 1857 г.
Силурийская концепция Мурчисона о Лох-Ассинт и Куинаге , 1872 г., но опубликованная еще в 1859 г.

В 1827 году Мурчисон провел беглое обследование местности с моря, но в 1855 году, услышав новости об открытии окаменелостей в известняке в Дёрнессе , он снова посетил это место вместе с Джеймсом Николом , профессором геологии в Абердинском университете . [примечание 4] Считалось, что окаменелости были девонскими , а известняк был явно более молодым, чем лежащий под ним песчаник. Это было проблемой, поскольку песчаник, позже названный торридонским песчаником , считался эквивалентным старому красному песчанику на восточном побережье Шотландии, который, несомненно, содержал девонские окаменелости. [19] Из-за условий на месте они не смогли провести тщательное геологическое обследование, но Мурчисон считал, что существует восходящая серия (становящаяся моложе) слоев, выходящих на поверхность по мере продвижения с запада на восток. Он пришел к выводу, что это является примером стратиграфической колонны Британии. Он считал, что пласты должны опускаться с запада на восток, поэтому на любой конкретной высоте породы, расположенные к востоку, моложе, чем те, что расположены к западу, и поэтому, по его мнению, сланцы и гнейсы севера Шотландии представляют собой силурийские отложения , залегающие над фундаментом . [20]

Джеймс Никол

Джеймс Никол , профессор геологии в Университете Абердина, не согласился. После отдельного визита в 1856 году он заявил, что геологический разлом проходил прямо вдоль северо-западного побережья и что кажущиеся более молодыми породы на самом деле были намного старше, поскольку были смещены вверх по сравнению с теми, что на западе. [примечание 5] [3] Вопрос, который должен был стать особенно сложным, заключался в том, что Мурчисон считал, что на двух стратаграфических уровнях было два слоя кварцита разного возраста, тогда как Никол утверждал, что был один слой, но смещенный вертикально вдоль разлома. [22] Однако обоим геологам пришлось скрыть трудность, заключавшуюся в том, что кварцит был сильно сложен и в некоторых местах, казалось, сгибался сам по себе. [23]

В 1859 году, после очередного тура по высокогорью, когда его сопровождал его заместитель в Геологической службе Эндрю Рэмси , Мурчисон выступил перед Британской ассоциацией в Абердине , где объяснил, что, по его мнению, является существенной простотой геологии севера Шотландии. Кажется, его лекция была расценена как триумф участниками, а также The Times и шотландской прессой. [24] Джон Филлипс говорил о высокой оценке, которой Мурчисон пользовался как «мастер силурийского периода». Николь, тем временем, был занят организацией геологической секции встречи — его доклад едва ли был упомянут в прессе и, похоже, получил небольшую поддержку на встрече. [25]

Мерчисон вовлекает Гейки

Мерчисон и Гейки занимаются геологией в Шотландском нагорье, Проспер Мериме , 1860 г.

В 1860 году Никол вернулся в Северо-Западное нагорье, чтобы продолжить исследования, а Мурчисон, услышав о путешествиях Николя, совершил совершенно отдельную поездку, взяв с собой младшего, но очень амбициозного члена Службы, Арчибальда Гейки . Мурчисон подтвердил в своем собственном сознании то, что он уже наблюдал, и Гейки, желая угодить, стал ярым сторонником взглядов Мурчисона. [26] Однако в своей посмертной биографии Мурчисона он должен был сказать об экспедиции, что Мурчисон «придерживался своего ведущего принципа, от которого никакое количество противоречивых деталей не заставит его отклониться». [27]

Когда Никол объявил о результатах своих последних исследований Геологическому обществу в декабре 1860 года, он опроверг выводы Мурчисона и отверг наличие силурийских отложений. Он считал, что магматические породы должны были быть обнаружены вдоль «зоны сложности» от Дёрнесса до Скай , и разломы были ответственны за запутанные слои. Он полностью отверг идею Мурчисона о том, что метаморфические породы могли лежать без несогласия (без промежуточного периода эрозии) над неизмененными осадочными слоями. Не было никаких доказательств того, что возвышенности были силурийскими. [28] Мурчисон был в ярости и написал своему протеже Арчибальду Гейки : «У нас есть борьба, в которой на карту поставлены наша репутация и правдивость». [29] В феврале 1861 года он и Гейки представили свою статью Геологическому обществу, и эта статья и статья Николя были опубликованы в одном томе Quarterly Journal of the Geological Society . [30] [31]

Пересмотренная в 1865 году карта Мурчисона 1861 года, показывающая очень обширную силурийскую область [32]

В то время геологическое сообщество в Британии не сформировало определенного мнения по этим вопросам, но точка зрения Мурчисона была той, которая возобладала, по крайней мере, на какое-то время. Мурчисон пользовался большим авторитетом, а Гейки был убедительным писателем и оратором, который был вполне способен придать наилучший возможный блеск взглядам Мурчисона, иногда путем написания благоприятных анонимных рецензий на собственные публикации двух геологов. [33] Например, Гейке написал, казалось бы, независимый обзор своей и Мурчисона карты 1861 года. [34] Таким образом, точка зрения Мурчисона–Гейки стала ортодоксальной. [33]

Никол и Мёрчисон так и не разрешили свои разногласия, и Никол, не добившись большого прогресса в убеждении геологического сообщества в своей теории, прекратил публиковать работы по этому вопросу после 1866 года, хотя он продолжал проводить геологические полевые исследования на севере Шотландии на протяжении всей своей карьеры. Он умер в 1879 году. [35]

Гейки был назначен директором Шотландской геологической службы в 1867 году, а в 1871 году, в год смерти Мурчисона, он был назначен на недавно созданную кафедру профессора геологии Мурчисона в Эдинбургском университете , учрежденную самим Мурчисоном. Он продолжал пропагандировать силурийские теории Мурчисона и увлекал за собой профессиональное геологическое сообщество. [36]

Рост инакомыслия в 1880-х годах

Горизонтальные пласты торридонского песчаника на Бейнн-Аллигин

В это время членами Геологического общества были ученые-геологи и любители, некоторые из них стали очень знающими и уважаемыми. Часто возникали различия в подходах и мнениях между, с одной стороны, членами Общества и, с другой стороны, старшими представителями и менеджерами «профессионалов», нанятых Геологической службой, которые выполняли большую часть фактических полевых работ. Директора Службы считали себя более информированными, чем любители и ученые (которых они также считали любителями). Примерно с 1878 года начали появляться статьи членов Общества, иногда поддерживающие Николя, а иногда просто привлекающие внимание к несоответствиям в обеих современных теориях и несовместимости различных полевых наблюдений. [37]

Мёрчисон ушел с поста генерального директора в 1867 году, и его сменил Эндрю Рэмзи . [38] В 1880 году анонимное письмо в The Times было весьма критическим по отношению к финансируемому государством Survey, в котором отмечалось, что он был создан как временная организация и должен ею быть, что он продлевает свое существование и что инспекторы, вместо того чтобы быть странствующими, обосновываются в определенных регионах, тем самым усугубляя проблему. [39] Этот вопрос обсуждался как в Палате общин , так и в Палате лордов, что привело к расследованиям Департамента науки и искусства . Рэмзи, к тому времени находившийся в плохом состоянии здоровья, был не в состоянии защищать свою организацию — он предположил, что для завершения шотландского обзора потребуется 22 года. [примечание 6] Это привело к его отставке в 1882 году и сокращению штата и объема работы Survey. [40]

Гейки совершил дальнейшие полевые поездки в 1880 и 1881 годах, и, хотя он отметил несколько или много аномалий, он придерживался парадигмы силурийской простоты Мурчисона. [41] В 1882 году Уилфред Хадлстон написал о повсеместном, но неопознанном типе породы, который тогда назывался «Логанской породой», а теперь известен как льюисовский гнейс , заявив, что «с этим монстром в большинстве мест придется иметь дело на основе сгиба некоторых нижних слоев». [42] Примерно с 1880 года начали публиковаться первые карты Ordnance Survey северо-запада Шотландии, и они облегчили работу геологов. Сначала появилось несколько шестидюймовых карт, за которыми вскоре последовала однодюймовая серия с контурными линиями. [43]

Чарльз Каллауэй

В 1881 году геолог-любитель Чарльз Каллауэй подробно обследовал регионы Дёрнесс и Инчнадамф и представил доклад Геологическому обществу, в котором говорилось, что вышележащий гнейс не мог быть сформирован позднее, чем неметаморфизованный известняк под ним. Его доклад вызвал значительный интерес, но мало согласия, за исключением того, что геологическая структура региона в настоящее время не изучена. Не смутившись письмом Геологической службы в Nature, в котором заверялось, что интерпретация Мерчисона «никогда не будет опровергнута», в следующем году Каллауэй снова отправился на север, вооружившись в 1883 году, чтобы написать, по словам Олдройда, «один из самых важных документов, касающихся спора о Хайленде». Действительно, в 1882 году в Хайленде было почти два десятка геологов, занятых работой, которые знали, что там что-то должно быть обнаружено, но не знали, что именно. [44]

Каллауэй теперь предложил определенную стратиграфическую последовательность пород (в порядке времени их первоначального отложения) и сравнил ее с последовательностью слоев, которую он наблюдал в вертикальных сечениях, взятых вдоль линий в разных местах и ​​в разных направлениях. Он обнаружил, что в целом он мог определить, что некоторые последовательности были правильными, а другие были перевернуты. Там, где определенный тип породы, казалось, находился более чем в одной позиции в стратиграфической колонке, теперь казалось, что это был один слой, сложенный сам на себя. В отношении Лох-Эриболла Каллауэй утверждал, что чрезмерная поспешность привела к тому, что предыдущие геологи неправильно истолковали геологическую ситуацию. Только Николь видел реальную структуру, и, как сказал Каллауэй, он был рад «хотя и скромно, оправдать свою репутацию». На встрече, где Каллауэй представил свою работу, она была хорошо принята, и никто из Геологической службы не встал, чтобы высказать какие-либо возражения. [45] [46]

В основе дебатов о геологических надвигах и разломах в это время лежал развивающийся в мире взгляд на геологию Земли. Было высказано предположение, что поскольку Земля охлаждалась, она сжималась и, следовательно, сморщивалась, и это было причиной горообразования. Разломы образовывались в областях слабости, когда земля проваливалась в сжимающиеся внутренние области. В частности, разломы развивались рядом с жестким льюисовским гнейсом в прибрежном районе северо-западной Шотландии. [47] [48]

Открытия Лэпворта

Лэпворт, около 1880 г.

Южные возвышенности

Окаменелости граптолита из Добс-Линн

Примерно с 1869 года Чарльз Лэпворт , тогда еще школьный учитель, тихо изучал геологию Южных возвышенностей Шотландии в качестве хобби. Окаменелостей мало, за исключением некоторых темных сланцевых полос, которые заполнены окаменелостями граптолитов . Ранее геологи, если они вообще рассматривали граптолиты, считали их ненадежным индикатором возраста, тогда как Лэпворт идентифицировал разные виды на разных уровнях. Поскольку эти свободно плавающие существа превратились в окаменелости при осадконакоплении на морском дне, это дало хорошее указание на эпоху, в которую каждый вид жил и умер, независимо от предшествующей геологической стратификации почвы, на которой они отложились. Между 1872 и 1877 годами Лэпворт изучал местность, известную как Добс-Линн , где антиклиналь делает вероятным, что пять слоев темного сланца не были инвертированы в непосредственной близости, поэтому, зная порядок возраста горных пород, он мог вычислить порядок возраста различных видов. [49]

Применяя эти знания к Южным возвышенностям в целом, он мог сказать, что после того, как окаменелости были отложены, земля часто была сильно смята, иногда до такой степени, что была перевернута, и один геологический слой был дублирован. Это показало, что карты Геологической службы этого района были ошибочны, показывая, что порода была силурийской, и поэтому Служба была вынуждена картировать район заново, используя подробные методы Лэпворта. В 1872 году Лэпворта избрали членом Геологического общества — он стал мировым авторитетом в области граптолитов и был назначен профессором геологии и металлургии в 1881 году. [50]

Северо-Западное нагорье

Силурийская теория получила еще один удар, когда Лэпворт исследовал Северо-Западное нагорье в 1882 и 1883 годах. [50] В 1882 году Лэпворт провел инспекцию дюйм за дюймом и обнаружил, что «верхний» и «нижний» слои кварца на самом деле были частью одного слоя, сложенного на себя, и к следующему году он смог убедительно продемонстрировать это коллегам. В Дюрнессе и Эриболе, где слои породы были наиболее выражены, он не смог найти окаменелостей, достаточно показательных для его целей, поэтому ему пришлось обратиться к литостратиграфии, а не продолжать биостратиграфию, которую он так успешно использовал в Южном нагорье. Детальное изучение литологических характеристик позволило ему построить тонко разделенную геологическую последовательность и разместить ее в правильном стратиграфическом порядке. [51] В Эриболе он понял, что можно наблюдать именно фолиацию , а не осадочные плоскости напластования, и фолиация была результатом больших боковых сил с юго-востока, заставляющих более старые породы скользить по более молодым. [52] [53] То, что Мурчисон определил как плоскости напластования – смежные слои разных типов и возрастов горных пород – на самом деле были плоскостями надвига – дислокациями в слое, вызванными произошедшим боковым надвигом. [50]

«В течение многих лет спор о Хайленде казался посторонним и тем геологам, которые не знали о трудностях, связанных со стратиграфией древних пород, тривиальным спором между Геологической службой, с одной стороны, и несколькими заблудшими любителями, с другой».

—  Чарльз Лэпворт, «О завершении спора о Хайленде», Geological Magazine (1885) [54]

Персик и Хорн

Хорн (слева) и Пич, 1912 г.
Надвиг Гленкула – кембрийская порода, зажатая между слоями более древних льюисских отложений.

Гейки, назначенный генеральным директором Геологической службы в 1882 году, организовал для своих коллег Бена Пича и Джона Хорна детальное обследование Северо-Западного нагорья, начавшееся в 1883 году с намерением подтвердить гипотезу Мурчисона. [55] [56] Уже через один сезон они смогли сообщить, что Лэпворт снова оказался прав, по крайней мере, в северном регионе Дёрнесс-Эриболл, хотя Гейки по-прежнему видел доказательства в пользу Мурчисона. [57] [58] Однако к следующему году, после более южного обследования, Гейки убедился, когда ему показали торридонский песчаник, метаморфизованный в сланец, и он написал в поддержку новой теории в своем предисловии к отчету Пича и Хорна 1884 года, где он впервые использовал термин «плоскость надвига». [59] [60] [61]

Не было больших разногласий во мнениях между должностными лицами Геологической службы, работавшими в полевых условиях, и геологами-любителями и учеными, также участвовавшими в работе. Скорее, это были последовательные директора Службы, Мерчисон, Рэмси и Гейки, которые не желали признавать, что официальная позиция была неудовлетворительной. К 1884 году, когда стратиграфия стала менее спорной, Гейки расширил сферу деятельности службы, включив в нее петрологию метаморфических пород — то, из чего они изначально были сделаны. [62] [63] Понимая, что его организация не была сильна в петрологии или петрографии по сравнению с работой в других местах Европы, особенно в Германии, в 1884 году Гейки начал обращаться к Джетро Тиллу с просьбой присоединиться к Службе и, наконец, убедил его в 1888 году, в год публикации книги Тилла «Британская петрография» . [64] [65] [примечание 7] К моменту выхода в свет статьи Пича и Хорна в 1888 году они смогли расширить свой анализ сложной стратиграфии на многие другие места вдоль разлома, и к 1891 году все идеи силурийских пород на северо-западе Шотландии были отвергнуты. [67] [68] Таким образом, подтверждая точку зрения Лэпворта, то, что Мурчисон считал силурийскими, теперь на основе ископаемых Дарнесса было идентифицировано как кембрий, а торридонский песчаник был помещен в более поздние стадии докембрия. [69] В этот период была создана серия геологических карт в масштабах один дюйм и шесть дюймов на милю. [70] [примечание 8]

Комитет Уортона

В серии статей о «научных достоинствах» в декабре 1892 года Nature опубликовала хвалебную статью о Гейки, написанную его близким другом и выдающимся французским геологом Альбером Огюстом де Лаппарентом . Рассматривая спор о Хайлендсе, журнал заявил, что теория Мерчисона никогда «вполне не удовлетворяла» Гейки, который из-за своей «любви к истине» поручил Пичу и Хорну провести новое обследование региона без каких-либо предубеждений. Не было упомянуто ни одного участия геологов за пределами Геологической службы. [75] [76] [примечание 9] Вскоре после этого в Daily Chronicle появилась редакционная статья, осуждающая финансируемую государством систему в Англии, которая позволяла выдающимся ученым «ошибаться безнаказанно». [примечание 10] В статье говорилось, что «абсурдная теория» Мерчисона была решительно поддержана Гейки, который затем инициировал второе обследование всего региона, оба из которых были выполнены за счет налогоплательщиков. Письма перешли в The Times и стали обсуждать все британское научное сообщество, в частности Королевское общество , с предположениями о коррупции. [79]

Геологи считали, что работа на северо-западе Шотландии имеет большое научное значение, но шотландская работа (которая имела небольшое коммерческое значение) сильно отставала от работы в Англии, Уэльсе и Ирландии. Политики, под давлением как коммерческих, так и налоговых лобби, начали подвергать сомнению работу Геологической службы, и было предложено передать ее из Департамента науки и искусства в Картографическое управление . В 1900 году комитет под руководством Джона Уортона начал расследовать эти вопросы. [80] Комитет высказался в пользу продолжения работы Службы, рекомендовал улучшить оплату труда и условия труда сотрудников, а также перевести ее в Совет по образованию . Явной критики в адрес Гейки не было, но отчет комитета, вероятно, привел бы к его отставке в следующем году. [81] Хорн был допрошен комитетом и был повышен до должности заместителя директора Тилла , взяв на себя ответственность за Шотландию. Пич написал чрезвычайно щедрое письмо по случаю отставки Гейки, которое Гейки опубликовал в своей автобиографии 1924 года. [82]

Геологическая структура северо-западного нагорья Шотландии

Moine Thrust на утесе Нокан

Пич и Хорн продолжили свою работу и опубликовали «Геологическую структуру северо-западных нагорий Шотландии» в 1907 году, а Гейки, находившийся на пенсии, сделал окончательное редактирование. [83] Их исследования были посвящены одному из самых геологически сложных регионов Британии, [примечание 11], и они ввели термин « Мойнский надвиг ». [примечание 12] [85] В своем предисловии к мемуарам Гейки называет область Мойнского надвига местом для изучения «некоторых из наиболее колоссальных видов движения, которым подверглась земная кора». [86] [примечание 13]

Введение к мемуарам, написанное Хорном, дает доступное описание геологической структуры, которая была обнаружена. Хорн описывает четыре группы пород, рассматривая их от самых старых к самым молодым, с запада на восток. Во-первых, вдоль западного побережья, льюисовский комплекс гнейсов тянется от мыса Рат до озера Торридон , а затем до Гебридских островов Южная Рона и Раасай . Топология низкая, округлая и вогнутая, лишь изредка образующая пики, такие как в Бен-Стак . Порода древняя и сильно метаморфизованная, магматического и иногда осадочного происхождения, со множеством вторгающихся магматических даек и силлов . До того, как она была покрыта торридонским песчаником, она подвергалась огромному напряжению в направлении запад-северо-запад, деформируя интрузии, а выделяемое тепло вызывало дальнейшие метаморфозы. Затем был длительный период эрозии того, что тогда было поверхностью суши, перед гораздо более поздним осаждением торридонского песчаника. [88]

Во-вторых, залегающие выше торридонские песчаники показывают слегка наклоненные осадочные слои с небольшими разломами и соединениями, которые были размыты, чтобы сформировать опоры высоких гор. Не удалось найти никаких определенных ископаемых. После длительного периода морской эрозии, порода, которая лежала сверху, белая на темно-красном, могла быть датирована как кембрийская , что указывает на то, что торридонский песчаник был докембрийским . Там, где более поздние движения земли врезались в песчаник и над ним, он стал метаморфизованным в сланец . [89]

Иллюстрация Пича и Хорна с окаменелостями трилобита Olennus с северо-запада Шотландии [90]

В-третьих, это серия морских осадочных слоев – кварцит , доломит и известняк – в которых были обнаружены следы окаменелостей трилобитов кембрийского возраста . Пич и Хорн отметили, что фауна «идентична» той, что находится в соответствующих геологических слоях в Северной Америке. [примечание 14] Иногда осадочная порода залегает на фундаментном гнейсе, когда торридонский песчаник полностью размыт, например, к югу от озера Лох-Ассинт . Эти слои отделены от подстилающего песчаника несогласием, в течение которого песчаник был сложен и сильно размыт, иногда полностью. Кембрийские отложения стали пересекаться с силлами и дайками, особенно вблизи Инчнадамфа . [93]

В-четвертых, и это стало самой интересной особенностью для геологов, было огромное горизонтальное перемещение породы по всем этим слоям, которое произошло впоследствии в направлении запад-северо-запад. [примечание 15] Подстилающая порода была разбита на слои, которые стали нагромождены ( черепичны ) между плоскостями надвига, которые также стали складчатыми. Фундаментный льюисовский гнейс мог быть выдвинут на поверхность, а пласты породы могли быть смещены вокруг до такой степени, что они могли стать инвертированными в своей последовательности - например, гнейс мог покрыть известняк. Главный надвиг, надвиг Мойн , переместил сланец с востока к ранее существовавшей породе на западе и над ней, в то время как эффект сдвига при самом надвиге заключался в метаморфизме материала на границе в структуру милонита . В « трубчатой ​​породе » деформация имела эффект изгиба над окаменелыми вертикальными слепками червей, так что они стали сплющенными горизонтально. Когда-то этот материал простирался гораздо дальше на запад, но он и подстилающие породы были размыты, обнажив подстилающие породы и их геологическую историю. [95]

Геологический разрез надвига Гленкула, взятый из Peach & Horne (1923) [примечание 16]

Работа была описана как «один из самых примечательных геологических мемуаров, когда-либо опубликованных на английском языке». [96] По словам Батлера, мемуары представили «поразительный синтез», впервые описав складки внутри черепитчатых срезов и надвиговых пластин, а также надвиги, которые их разграничивают. [87] Работа была настолько определенной, что только в 1980 году структурная эволюция региона снова начала изучаться заново, в том числе с использованием методов глубокого сейсмического профилирования. Черепитчатое разломообразование было предложено для объяснения асимметричного рисунка стратиграфии , который не мог быть объяснен складчатостью. Мемуары 1907 года и сопровождающие их 1-дюймовые (1:63360) геологические карты вдохновляли геологов и дали то, что, возможно, было началом исследований надвиговых поясов во всем мире, и показали важность полевого картирования для тектонических исследований. [87]

После

Гебридский террейн
Супергруппа Мойна и Упорный пояс Мойна

Район надвига Мойн теперь известен как место, где часть океана Япетус закрылась при столкновении континентов Лаврентия и Балтика около 400 миллионов лет назад. Последующий каледонский орогенез привел к интенсивной складчатости, и породы того, что сейчас называется супергруппой Мойн, были надвинуты на расстояние около 100 км (60 миль) над пластами на северо-западном побережье. [примечание 17] [98] [99] Особенно хорошее обнажение пластов наблюдается в Нокан-Крэг , где сейчас находится Национальный природный заповедник Нокан-Крэг, в пределах геопарка Северо-Западного нагорья . [100]

Мемориал Пича и Хорна, 1930 г.
Статуя Пича и Хорна, 2001 г.

В столетие публикации «Геологической структуры » Геологическое общество опубликовало статью Роба Батлера, в которой обсуждалось непреходящее значение книги. [87] Батлер говорит, что мемуары считались «мгновенной классикой» и «шедевром региональной геологии», что привело к тому, что поколения студентов-геологов посещали этот район, теперь отмеченный мемориалом, чтобы узнать о «золотых годах геологии Северо-Западного нагорья». [87] [примечание 18] Большая часть обсуждения геологии Льюисианского комплекса в мемуарах теперь воспринимается как должное, и в них правильно определены деформации вторгающихся даек и силлов, а также связь между деформацией и метаморфизмом. [102]

Наряду с мемориалом 1930 года в Инчхандампхе , в 2001 году на скале Нокан была воздвигнута статуя двух геологов. [103]

Смотрите также

Примечания

  1. ↑ Его порой скептически настроенные коллеги иногда называли Мурчисона «Королем Силурии». [6]
  2. ^ Песчаник и кварцит подверглись сильной эрозии, в результате чего от них остались лишь приземистые горы, такие как Канисп и Суилвен .
  3. ^ «Pipe Rock» — кварцит, содержащий следы нор морских червей Skolithos . [13]
  4. ^ Окаменелости были обнаружены Чарльзом Пичем , натуралистом-любителем и охотником за окаменелостями, который иногда сопровождал Мерчисона в экспедициях. Он был отцом Бена Пича . [18]
  5. ^ Никол предположил наличие несколько вертикального сброса. [21] Сильно наклонные сбросы-надвиги еще не были обнаружены (Пичом и Хорном).
  6. ^ Рамсей оценил 2 ⁠1/2⁠ лет для Англии и Уэльса и 7 ⁠1/2⁠ лет для Ирландии, чтобы завершить исследования.
  7. ^ В 1883 году Томас Джордж Бонни публично раскритиковал недостаток знаний в области петрологии, продемонстрированный лично Гейки и Управлением, генеральным директором которого он недавно стал. [66]
  8. ^ Например, обзор Пич и Хорна Дёрнесса и Эриболла , опубликованный в 1889 году, представлен на карте 114 [71] , а составная карта Ассинта 1892 года была опубликована в 1923 году. [72] Карта Ассинта была переиздана в 1947 году и, с небольшими изменениями, в 1965 году. [73] С тех пор она была полностью пересмотрена. [74]
  9. ^ Гейки ответил на это, в частности, так: «Я был окончательно убежден в их несостоятельности благодаря блестящему картированию моих коллег, гг. Пича и Хорна, которые, следуя примеру профессора Лэпворта, разделяют с ним славу одного из величайших достижений полевой геологии за последнее время». [77]
  10. ↑ Редакционная статья под названием «Хаксли , Хукер и Гейки». [78]
  11. ^ По мировым стандартам Британия сама по себе является геологически сложной страной.
  12. ^ Пич и Хорн писали: «Со времен Маккаллоха, в начале прошлого века, стратиграфическое положение и относительный возраст этих пород были предметом оживленных дискуссий и, в течение некоторого времени, острых споров. Опираясь на кажущийся порядок наложения, ранние наблюдатели естественным образом сделали вывод из великолепных участков, обнаженных вдоль западных фьордов и на грандиозных уступах и склонах гор, что восточные сланцы следуют за кембрийскими слоями в согласной последовательности. Но геологическая структура, которая на первый взгляд кажется такой простой, при более позднем детальном изучении оказалась чрезвычайно сложной. Было обнаружено, что кажущаяся последовательность обманчива, и наложение, которое неоспоримо, теперь установлено как вызванное большими земными смещениями, которые не имеют аналогов в других местах Британии». [84]
  13. ^ Большая часть теории осевых поясов основана на работе Пича и Хорна 1888 года. [87] [67]
  14. ↑ Пич и Хорн признали, что Солтер в 1859 году указал на то, что ископаемые останки известняка Дёрнесса имеют большее сходство с таковыми в Америке, чем в Европе. [91] [92]
  15. ^ Надвиг был вызван столкновением континентов Лаврентия и Балтика , что привело к каледонскому орогенезу . [94]
  16. ^ Ключ к символам и раскраске карты находится в Файл:Glencoul Thrust, 1923, key landscape.png . Полная карта доступна онлайн. [72]
  17. ↑ То, что Мурчисон назвал восточными сланцами или сланцами Мойн (или гнейсами, потому что поначалу сланцы и гнейсы не были четко разделены), позже было названо Супергруппой Мойн . [97]
  18. ↑ В своей монументальной работе 1909 года «Лицо Земли » Эдуард Зюсс писал: «Геологическая служба опубликовала такой превосходный отчет Пича, Хорна и их коллег, что можно сказать, что он сделал горы прозрачными». [101] [87]

Ссылки

Цитаты

  1. ^ ab Oldroyd (1990), стр. 60, 82–83.
  2. ↑ Олдройд (1990), стр. 4, 29–32.
  3. ^ abc Gillen (2003), стр. 69.
  4. ^ Драйбург, Росс и Томпсон (2014), стр. 2, 12.
  5. ↑ Олдройд (1990), стр. 135–136.
  6. ^ Олдройд (1990), стр. 31.
  7. ↑ Олдройд (1990), стр. 29–31.
  8. ↑ Олдройд (1990), стр. 4–5.
  9. ^ Олдройд (1990), стр. 30.
  10. ↑ Олдройд (1990), стр. 49–50.
  11. ↑ Олдройд (1990), стр. 20–24.
  12. ^ Драйбург, Росс и Томпсон (2014), стр. 1.
  13. ^ Батлер, Роб. «Стратиграфические заметки». Надвиговый пояс Мойн . Университет Лидса. Архивировано из оригинала 10 марта 2017 г. Получено 3 ноября 2017 г.
  14. ↑ Олдройд (1990), стр. 33, 36.
  15. ^ Драйбург, Росс и Томпсон (2014), стр. 4.
  16. ^ Драйбург, Росс и Томпсон (2014), стр. 12–14.
  17. ↑ Олдройд (1990), стр. 37.
  18. ↑ Олдройд (1990), стр. 48–49, 268.
  19. ↑ Олдройд (1990), стр. 32, 48–51.
  20. ↑ Олдройд (1990), стр. 50–51, 64.
  21. ↑ Олдройд (1990), стр. 57–59.
  22. ↑ Олдройд (1990), стр. 5, 68.
  23. ↑ Олдройд (1990), стр. 80–81.
  24. ↑ Олдройд (1990), стр. 74–87.
  25. ↑ Олдройд (1990), стр. 88–89.
  26. ↑ Олдройд (1990), стр. 93–121.
  27. ↑ Гейки (1875), стр. 238.
  28. ↑ Олдройд (1990), стр. 122–137.
  29. ↑ Олдройд (1990), стр. 139–143.
  30. ↑ Николь (1861), стр. 85–113.
  31. ↑ Мурчисон и Гейки (1861), стр. 171–240.
  32. ↑ Мурчисон, Гейки и Джонстон (1865), стр. 31.
  33. ^ ab Oldroyd (1990), стр. 139–149.
  34. ^ Анон (Гейки) (1861), стр. 125–156.
  35. ↑ Олдройд (1990), стр. 43, 148–149.
  36. ↑ Олдройд (1990), стр. 5, 156–157, 167–168.
  37. ↑ Олдройд (1990), стр. 67–68, 173–188.
  38. ↑ Олдройд (1990), стр. 75.
  39. ↑ Observer (22 июня 1880 г.). «Геологическая служба». The Times . стр. 10. Архивировано из оригинала 20 января 2022 г. Получено 20 января 2022 г.
  40. ↑ Олдройд (1990), стр. 75, 267.
  41. ↑ Олдройд (1990), стр. 188–192.
  42. ↑ Олдройд (1990), стр. 202, 379.
  43. ^ Уайт (2010), стр. 505, 510.
  44. ↑ Олдройд (1990), стр. 202–207.
  45. ↑ Олдройд (1990), стр. 207–213.
  46. ↑ Каллауэй (1883), стр. 355–422.
  47. ^ Уайт (2010), стр. 513–514.
  48. ^ см., например, Geikie (1903), стр. 394–397
  49. ↑ Олдройд (1990), стр. 217–231.
  50. ^ abc Oldroyd (1990), стр. 219–234.
  51. ↑ Олдройд (1990), стр. 242–244.
  52. ↑ Олдройд (1990), стр. 219–234, 246–247.
  53. ^ Лэпворт, Чарльз (1883). «Секрет Хайленда — Часть 1». Geological Magazine . 10 : 120–128. doi :10.1017/S0016756800164313. S2CID  248533747.
    Лэпворт, Чарльз (1883). «Секрет Хайленда — Часть 2». Geological Magazine . 10 : 193–199. doi :10.1017/S0016756800166191. S2CID  126649782.
    Лэпворт, Чарльз (1883). «Секрет Хайленда — Часть 3». Geological Magazine . 10 : 337–344. doi :10.1017/S0016756800166671. S2CID  197532557.
  54. ^ Лэпворт (1885a).
  55. ^ Олдройд (1990), стр. 254.
  56. ^ Уайт (2010), стр. 510.
  57. ↑ Пич и Хорн (1884), стр. 31–35.
  58. ^ Олдройд (1990), стр. 275.
  59. ↑ Гейки (1884), стр. 29–31.
  60. ^ Олдройд (1990), стр. 278.
  61. ↑ Олдройд (1996), стр. 146–148.
  62. ↑ Олдройд (1990), стр. 258–259, 276.
  63. ↑ Лэпворт (1885b), стр. 1025–1027.
  64. ↑ Олдройд (1990), стр. 252–253, 263.
  65. ^ Тилль (1888).
  66. ^ Олдройд (1996), стр. 145.
  67. ^ ab Peach & Horne (1888), стр. 378–441.
  68. ↑ Олдройд (1990), стр. 286, 293, 314.
  69. ^ Олдройд и Гамильтон (2002), стр. 36.
  70. ^ "Геологическая служба, один дюйм в милю - 1850-е - 1940-е годы - Национальная библиотека Шотландии". Национальная библиотека Шотландии, карты . Геологическая служба, Картографическое управление. Архивировано из оригинала 28 января 2022 года . Получено 28 января 2022 года .
    "Геологическая служба, шесть дюймов в миле - 1850-е - 1940-е годы - Национальная библиотека Шотландии". Национальная библиотека Шотландии, карты . Геологическая служба, Картографическое управление. Архивировано из оригинала 28 января 2022 года . Получено 28 января 2022 года .
  71. ^ "Лист 114 – Язык. Твердое и дрейфовое издание". Национальная библиотека Шотландии, карты . Геологическая служба, Картографическое управление. 1889. Архивировано из оригинала 28 января 2022 года . Получено 28 января 2022 года .
  72. ^ ab "Части листов 107. 108, 101, 102 – округ Ассинт". Национальная библиотека Шотландии, карты . Геологическая служба, Картографическое управление. 1892–1923. Архивировано из оригинала 28 января 2022 года . Получено 28 января 2022 года .
  73. ^ Олдройд (1990), стр. 283.
  74. ^ Assynt (B) Специальный лист [Складчатая карта]. Британская геологическая служба. 2007. ISBN 9780751835120. Архивировано из оригинала 3 февраля 2022 г. . Получено 3 февраля 2022 г. .
  75. ^ де Лаппарент (1893), стр. 217–220.
  76. ↑ Гамильтон (1991), стр. 63–64.
  77. ↑ Гейки (1893), стр. 292–293.
  78. ↑ Гамильтон (1991), стр. 68.
  79. ↑ Гамильтон (1991), стр. 68–73.
  80. ↑ Олдройд (1996), стр. 307–321.
  81. ↑ Олдройд (1996), стр. 323–324.
  82. ↑ Олдройд (1996), стр. 326–328.
  83. ^ Олдройд (1996), стр. 271
    Пич и Хорн (1907)
  84. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 1.
  85. ↑ Peach & Horne (1907), стр. 8, 466–471
    Oldroyd (1990), стр. 281
  86. ^ Батлер (2007)
    Пич и Хорн (1907), стр. vi
  87. ^ abcdef Батлер (2007).
  88. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 1–4.
  89. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 4–6.
  90. ↑ Пич и Хорн (1892), стр. 240–241.
  91. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 376.
  92. ^ Далзил (2010), стр. 189.
  93. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 5–7, 375–376.
  94. ^ Джонстон и Микура (1989), стр. 10–11.
  95. ↑ Пич и Хорн (1907), стр. 7–10.
  96. ^ Драйбург, Росс и Томпсон (2014), стр. 15.
  97. ^ Страхан и Холдсворт (2010), стр. 233.
  98. ↑ Росс (1991), стр. 26–28.
  99. ^ Джонстон и Микура (1989), стр. 9–11, 49–55.
  100. ^ Breckenridge, Jan (2007). "История национального природного заповедника Нокан-Крэг" (PDF) . Национальные природные заповедники Шотландии . Архивировано (PDF) из оригинала 25 мая 2021 г. . Получено 12 марта 2022 г. .
  101. ↑ Зюсс (1909), стр. 529.
  102. ^ Батлер (2007)
    Закон и Батлер (2010), стр. 1–5
  103. ^ "Памятник геологам Бену Пичу (1842–1926) и Джону Хорну (1848–1928) | Art UK". Откройте для себя произведения искусства . Art UK. 2013. Архивировано из оригинала 12 марта 2022 года . Получено 12 марта 2022 года .

Цитируемые работы

Дальнейшее чтение