ساختار زمین‌شناسی بریتانیا: تاریخچه‌ای دو میلیارد ساله

پیچیدگی‌های زمین‌شناسی بریتانیا

ساختار زمین‌شناسی بریتانیا بسیار پیچیده است و ریشه در تاریخ طولانی و متنوع زمین‌شناسی آن دارد که بیش از دو میلیارد سال را در بر می‌گیرد. این بخش از پوسته زمین، شاهد چندین دوره کوه‌زایی یا 'ارژنی' بوده است که هر کدام به پیچیدگی تصویر افزوده است.

طیف گسترده‌ای از ساختارهای زمین‌شناسی در سراسر بریتانیا یافت می‌شود، از جمله نمونه‌هایی در مقیاس‌های مختلف:

• گسل‌ها (Faults)
• گسل‌های فشاری (Thrust faults)
• چین‌خوردگی‌ها (Folds)
• حوضه‌های رسوبی (Sedimentary basins)
• گرابن‌ها و هورست‌ها (Grabens and horsts)
• ناپیوستگی‌ها (Unconformities)

درک ساختار بزرگ‌مقیاس بریتانیا طی دهه‌ها از طریق پیمایش‌های میدانی ساده زمین‌شناسی، همراه با طیف فزاینده‌ای از روش‌های فناورانه از جمله پیمایش‌های ثقل‌سنجی، لرزه‌نگاری، پیمایش‌های هوایی مغناطیسی و سایر اشکال سنجش از دور به دست آمده است.

تِران‌ها (Terranes)

رویکردی مفید برای بررسی ساختار زمین‌شناسی بریتانیا، بررسی تِران‌های مختلفی است که آن را تشکیل می‌دهند. تِران‌ها اساساً قطعات قاره‌ای هستند که مرزهای آن‌ها معمولاً توسط گسل‌ها تعریف می‌شود. تِران‌های منفرد معمولاً شامل مجموعه‌هایی از ساختارها هستند که تاریخچه و شکل آن‌ها با همسایگانشان متفاوت است.

تِران‌های اسکاتلند

تِران هِبریدی (Hebridean Terrane) در شرق توسط گسل فشاری موین (Moine Thrust) تعریف می‌شود و فراتر از آن، تِران دشت‌های مرتفع شمالی (Northern Highlands Terrane) قرار دارد. این منطقه به نوبه خود در امتداد گسل دره بزرگ (Great Glen Fault) با تِران دشت‌های مرتفع مرکزی (Central Highlands Terrane) یا گرامپیان (Grampian Terrane) هم‌مرز است. به طور مشابه، گسل مرز دشت‌های مرتفع (Highland Boundary Fault) تِران دشت‌های مرتفع مرکزی را از تِران دره میانی (Midland Valley Terrane) جدا می‌کند، که خود توسط گسل دشت‌های مرتفع جنوبی (Southern Uplands Fault) از تِران دشت‌های مرتفع مرکزی - جنوبی (Central - Southern Uplands Terrane) جدا می‌شود. هر یک از این تِران‌ها بخشی از قاره سابق لورنتیا (Laurentia) را تشکیل می‌دهند که حاشیه جنوب شرقی آن توسط منطقه درز یا یاپتوس (Iapetus Suture Zone) تعریف می‌شود که موازی مرز انگلستان و اسکاتلند، هرچند چند مایل به سمت جنوب آن، امتداد دارد.

تِران‌های انگلستان و ولز

تِران دشت‌های مرتفع مرکزی - جنوبی (Central - Southern Uplands Terrane) در سرتاسر شمالی‌ترین بخش انگلستان امتداد دارد. مرز جنوبی آن درز یا یاپتوس (Iapetus Suture) است، که در جنوب آن تِران لینستر - لیکزمن (Leinster - Lakesman Terrane) قرار دارد که شامل منطقه دریاچه‌ها (Lake District) و شمال پنِینز (North Pennines) می‌شود. بخش عمده‌ای از بقیه انگلستان و ولز در شمال جبهه واریسکان (Variscan Front) به عنوان تِران ترکیبی آوالون (Avalon Composite Terrane) در نظر گرفته می‌شود. در مرکز این تِران ترکیبی، میکروکراتون مثلثی شکل میدلندز (Midlands Microcraton) قرار دارد؛ درون آن، خط مالورن (Malvern Line) که در امتداد شمال-جنوب قرار دارد، تِران رِیکوین (Wrekin Terrane) در غرب را از تِران چارنوود (Charnwood Terrane) در شرق جدا می‌کند. جزیره آنگلسِی (Isle of Anglesey) و بخش‌هایی از شبه جزیره لِن (Lleyn Peninsula) متشکل از ریزتِران‌های متعددی هستند که به طور جمعی به عنوان تِران‌های راسلور - مونین (Rosslare - Monian Terranes) شناخته می‌شوند.

بلوک و حوضه پنِین (Pennine Block & Basin Province)

شمال انگلستان با مجموعه‌ای از بلوک‌های مرزبندی شده با گسل، که توسط حوضه‌های رسوبی از هم جدا شده‌اند، مشخص می‌شود. منشأ این حوضه‌ها به دوره کربنیفر (Carboniferous period) بازمی‌گردد. شمال پنِینز بر روی بلوک آلسون (Alston Block) شکل گرفته که در غرب توسط گسل پنِین (Pennine Fault) و در شمال توسط گسل‌های استابلیک (Stublick) و نینتی فِتوم (Ninety Fathom Faults) محدود شده است. این بلوک توسط گودال استِین‌مور (Stainmore Trough) از بلوک اَسکریگ (Askrigg Block) در جنوب جدا می‌شود. این بلوک دوم که با ییلاقات یورکشایر (Yorkshire Dales) هم‌زمان است، در غرب توسط گسل دنت (Dent Fault) و در جنوب توسط سیستم گسل کرِیون (Craven Fault System) تعریف می‌شود. گودال‌های نورثامبرلند (Northumberland Trough) و گِینزبورو (Gainsborough Trough) در شمال و جنوب این دو بلوک قرار دارند.

میراث ساختاری دوره‌های کوه‌زایی

رویکرد دیگر به مطالعه ساختار زمین‌شناسی منطقه، بررسی انواع ساختارهایی است که از هر یک از چندین ارژنی (یا دوره‌های 'کوه‌زایی') که در طول تاریخ زمین‌شناسی رخ داده‌اند، حاصل شده است. ساختارهایی که از یک رویداد نشأت می‌گیرند، ممکن است در رویدادهای کوه‌زایی بعدی نقش داشته باشند و توسط آن‌ها اصلاح شوند. بنابراین، خطوط ضعف پوسته که معمولاً با، به عنوان مثال، ارژنی کالیدونیان (Caledonian Orogeny) مرتبط هستند، اغلب پیش از این دوره کوه‌زایی خاص قرار دارند، همانطور که برخی از خطوط ایجاد شده در این مرحله در رویدادهای بعدی مجدداً فعال شدند.

ارژنی کالیدونیان

ارژنی کالیدونیان بین حدود 490 تا 390 میلیون سال پیش رخ داد، زمانی که ریزقاره سابق آوالونیا (Avalonia) به طور مورب با قاره سابق لورنتیا (Laurentia) در امتداد خطی که تقریباً با مرز امروزی انگلستان و اسکاتلند مطابقت دارد، برخورد کرد. این رویداد طولانی و چند مرحله‌ای، منجر به ساختارهای زمین‌شناسی بی‌شماری شد که بسیاری از آن‌ها تا به امروز باقی مانده‌اند و به شکل‌دهی چشم‌اندازهای بخش بزرگی از بریتانیا، از جنوب ولز تا شمال جزایر شتلند، کمک می‌کنند.

ساختارهای کلیدی شامل:

• گسل فشاری موین (Moine Thrust)
• گسل دره بزرگ (Great Glen Fault)
• گسل مرزی والز (Walls Boundary Fault)
• گسل مرز دشت‌های مرتفع (Highland Boundary Fault)
• گرابن دره میانی (Midland Valley graben)
• گسل دشت‌های مرتفع جنوبی (Southern Uplands Fault)
• منطقه گسل تنگه منای (Menai Strait Fault Zone)
• گسل بالا (Bala Fault)
• سیستم گسل مرز ولز (Welsh Borderland Fault System)
• اختلال کرِبارث (Cribarth Disturbance)
• اختلال نِیث (Neath Disturbance)

هر یک از این ساختارها در راستای شمال شرقی - جنوب غربی قرار گرفته‌اند، اگرچه نمونه‌های شمالی‌تر آن‌ها بیشتر به سمت شمال-شمال شرقی - جنوب-جنوب غربی گرایش دارند. نقشه یا عکس ماهواره‌ای به راحتی این روندها را آشکار می‌کند. صدها گسل و چین‌خوردگی کوچکتر دیگر نیز از این راستای مشابه پیروی می‌کنند - روندی که به عنوان روند کالیدونویید (Caledonoid trend) شناخته می‌شود.

ارژنی واریسکان

ارژنی واریسکان (Variscan Orogeny) رویدادی پیچیده بود که طی آن ریزقاره سابق آرموریکا (Armorica) با لوراسیا (Laurussia) (که به نام اورامریک یا قاره سرخ قدیمی نیز شناخته می‌شود) برخورد کرد، و به دنبال آن برخورد دیگری بین گندوانا (Gondwana) و لوراسیای بزرگتر رخ داد. در بریتانیا، این رویداد منجر به ایجاد انواع ساختارهای زمین‌شناسی در جنوب غربی، از پمبروکشایر (Pembrokeshire) و جنوب گلامورگان (South Glamorgan) در ولز گرفته تا دوون (Devon) و کورنوال (Cornwall)، شد.

ساختارها شامل:

• گسل فشاری دُدمَن-اِستارت (Dodman-Start Thrust)
• گسل فشاری لیزارد (Lizard Thrust)
• گسل فشاری کرِیک (Carrick Thrust)

گسترش پوسته پس از واریسکان

یک رژیم کششی شرق-غرب که پوسته انگلستان را تحت تأثیر قرار داد، منجر به تشکیل مجموعه‌ای از حوضه‌های ساختاری شد که در دوره پرمین (Permian) و تریاسیک (Triassic) در انگلستان، بین کانال مانش (English Channel) و دریای ایرلند (Irish Sea) گسترش یافتند. حوضه ورستر (Worcester Basin) به حوضه استافورد (Stafford Basin) متصل می‌شود که به نوبه خود به حوضه چِشایر (Cheshire Basin) و سپس به حوضه دریای ایرلند شرقی (East Irish Sea Basin) می‌پیوندد. حوضه‌های نیدوود (Needwood) و نول (Knowle) دو حوضه کوچکتر در میدلندز شمالی هستند که با این مجموعه گسلی مرتبطند.

ارژنی آلپاین

ارژنی آلپاین (Alpine Orogeny) 200 میلیون سال پیش آغاز شد و تا به امروز ادامه دارد. این رویداد شامل مجموعه‌ای از برخوردها بین ریزقاره‌های مختلف بین اروپای شمالی و آفریقا است. اثرات آن بیشتر در آلپ، پیرنه، کارپات‌ها و دیگر رشته کوه‌های اروپای جنوبی مشهود است، اما 'امواج' شمالی‌تر این رویداد بر ساختار جنوب انگلستان تأثیر گذاشته است.

ساختارها شامل:

• طاقدیس وِلدِن (Wealden Anticline)
• تک‌شیب پوربک (Purbeck Monocline)

جستارهای وابسته

• زمین‌شناسی بریتانیا (Geology of Great Britain)
• ناهنجاری‌های ثقلی بریتانیا و ایرلند (Gravity anomalies of Britain and Ireland)
• فهرست گسل‌های زمین‌شناسی انگلستان (List of geological faults of England)
• فهرست گسل‌های زمین‌شناسی ایرلند شمالی (List of geological faults of Northern Ireland)
• فهرست گسل‌های زمین‌شناسی اسکاتلند (List of geological faults of Scotland)
• فهرست چین‌خوردگی‌های زمین‌شناسی در بریتانیا (List of geological folds in Great Britain)

منابع

• زمین‌شناسی کربنیفر (Carboniferous geology)
• زمین‌شناسی ولز (Geology of Wales)
• انگلستان پالئوزوئیک (Paleozoic England)
• چینه‌شناسی بریتانیا (Stratigraphy of the United Kingdom)