La Cuenca Orcadiana es una cuenca sedimentaria de edad Devónica que se formó principalmente como resultado de la tectónica extensional en el noreste de Escocia después del final de la orogenia Caledonia . Durante parte de su historia, la cuenca estuvo llena de un lago ahora conocido como lago Orcadie . En ese ambiente lacustre, se depositó una secuencia de rocas sedimentarias finamente estratificadas, que contienen fósiles de peces bien conservados, con capas alternas de lutitas y limolitas gruesas hasta areniscas muy finas. [1] Estas losas se parten fácilmente a lo largo de la ropa de cama y se han utilizado como material de construcción durante miles de años. [2] Los depósitos de la Cuenca Orcadiana forman parte de la Antigua Arenisca Roja (ORS). Sin embargo, los términos litoestratigráficos ORS inferior, medio y superior no necesariamente coinciden exactamente con los sedimentos del Devónico inferior, medio y superior, ya que ahora se sabe que la base del ORS está en el Silúrico y la cima en el Carbonífero . [3]
La extensión exacta de la cuenca de las Orcadias es incierta debido a efectos tectónicos posteriores y al enterramiento bajo sedimentos más jóvenes, pero se sabe que llegó desde la costa sur del fiordo de Moray hasta las islas Shetland en el norte y desde Strathy en la costa de Caithness en al oeste, hasta Outer Moray Firth y East Shetland Platform en el este, donde está comprobado mediante pozos de exploración de hidrocarburos . [4] También se conocen sedimentos continentales de la misma edad en el campo petrolífero de Clair al oeste de las Islas Shetland y se han identificado tentativamente en la cuenca de las Orcadas Occidentales. La conexión de la cuenca de las Orcadias con las cuencas del Devónico del oeste de Noruega y el este de Groenlandia no se conoce en detalle. Hacia el sur, la cuenca puede continuar casi tan al sur como Highland Boundary Fault , incluidos los half-grabens en Turriff y Rhynie . [5]
Al igual que las cuencas del Devónico de Noruega y el este de Groenlandia, la cuenca de las Orcadias se encuentra completamente dentro del área afectada por el engrosamiento de la corteza terrestre durante la orogenia de Caledonia. El reconocimiento de fallas extensionales a varias escalas en estas áreas al mismo tiempo que la deposición llevó a la sugerencia de que estas cuencas reflejan el colapso gravitacional de esta zona engrosada. [6] Otros modelos tectónicos han sugerido que el movimiento transtensional sinistral (lateral izquierdo) en la falla Great Glen , que pasa por el centro de la cuenca, fue la principal causa de la formación de la cuenca. [7] La continuidad de los cinturones de facies del Devónico medio a lo largo de la traza de la zona de falla, después de tener en cuenta la reactivación posterior de la Gran Falla de Glen en un sentido dextral, se ha utilizado para argumentar en contra de la actividad de deslizamiento durante la sedimentación. [8] Sin embargo, el levantamiento de un bloque que contiene vetas graníticas tardías dentro del complejo Moine del sótano en Easter Ross , cuya intrusión ha sido fechada como la más temprana del Eifeliano, antes de la deposición de los sedimentos suprayacentes del Devónico Medio, es evidencia de alguna actividad continua a lo largo de esta estructura. hasta el período Devónico medio. [9]
La evidencia de la costa en Easter Ross y de la costa en Inner Moray Firth muestra que en este momento se formó una serie de semigrabens aislados llenos de una mezcla de sedimentos gruesos, a menudo conglomerados , combinados con lutitas lacustres ricas en materia orgánica, como las expuestas. en Strathpeffer . [10] [11] [12]
La sedimentación durante el Devónico medio cubrió toda la extensión de la Cuenca de las Orcadias con solo altos locales expuestos en el sótano, como cerca de Stromness en Orkney. La primera parte de este período, aproximadamente equivalente a todo el Eifeliano y principios del Givetiano, vio el desarrollo de un gran lago, que en ocasiones cubrió la mayor parte de la cuenca. Las variaciones regulares en su profundidad y extensión, que se han relacionado con los ciclos de Milankovitch , llevaron a una pronunciada ciclicidad en la secuencia. En la etapa de lago permanente profundo en un ciclo típico normalmente hay una laminita, que consiste en alternancias de escala fina de láminas clásticas, carbonatadas y orgánicas, que se cree que representan varvas anuales . A medida que el lago baja y se vuelve efímero, la secuencia consiste en alternancias de limos y areniscas finas, a menudo con grietas de barro, que muestran los repetidos períodos de desecación. El desarrollo del lago culminó en un único intervalo lacustre muy profundo, particularmente grueso y extenso, el miembro del lecho de peces de Achanarras. El lago en ese momento cubría un área de al menos 50.000 km 2 [13] con una profundidad máxima estimada de al menos 100 metros. [14] A partir de la fauna de peces fósiles conservada en un nivel en esta unidad, se sabe que su aparición fue particularmente diversa y extendida. [14] Este intervalo también se conoce como miembro de Sandwick Fish Bed en Orkney y una serie de otros bancos de peces equivalentes en Shetland y en el lado sur de Moray Firth. En el este de Groenlandia también se encuentra un denso intervalo lacustre de edad similar. Este intervalo de lago profundo data del Eifeliano tardío y está correlacionado con el evento global Kačák de anoxia marina , que se asoció con extinciones importantes. El aumento del tamaño del lago se explica como resultado de una intensificación del sistema monzónico. [14] Esta unidad divide la secuencia de losas en dos partes conocidas regionalmente como formaciones de losas de Orcadia inferior y superior. [15]
A mediados de la época del Giveto, el entorno lacustre dominante dio paso a condiciones principalmente fluviales, y el principal tipo de sedimento cambió de losas a areniscas. En partes de la cuenca, la secuencia se compone casi en su totalidad de areniscas, principalmente de origen fluvial, como las areniscas Dunnet Head y Hoy. En otros lugares, como en Orkney en el Grupo Eday , la secuencia muestra más variedad con importantes intercalaciones de margas y losas, lo que marca el regreso local de las condiciones lacustres. Existe evidencia local de condiciones marinas que afectaron la cuenca durante uno de estos períodos, como lo demuestra la presencia de escolecodontos (microfósiles marinos) en la Formación Eday Marl. Esta y otras incursiones marinas posteriores se han correlacionado con alturas globales del nivel del mar previamente reconocidas desde las secuencias del Devónico medio al superior del estado de Nueva York , incluidos los eventos Taghanic , Genundewa, Middlesex y Rhinestreet. [dieciséis]
En las Islas Orcadas, las rocas volcánicas se encuentran en la parte inferior del Grupo Eday. Estos forman exposiciones aisladas de química variable, lo que indica un cambio en la fuente de magma de una con una fuerte influencia de una subducción anterior a los basaltos alcalinos más normalmente asociados con la tectónica extensional . [17] El Devónico del oeste continental en las Islas Shetland contiene más rocas volcánicas y la secuencia del Devónico medio superior está invadida por el Granito Sandsting del Devónico tardío.
La historia posterior de la Cuenca de Orcadia solo se conoce a partir de datos de pozos marinos, ya que el Devónico expuesto más joven conocido tiene una edad del Givetiense tardío. Los datos de pozos muestran que el estilo deposicional se mantuvo similar durante todo el Devónico tardío y el Carbonífero temprano. [15]
La forma original de la Cuenca de las Orcadias ha sido modificada por una serie de eventos tectónicos posteriores. A finales del Carbonífero, la cuenca se invirtió parcialmente durante la reactivación dextral del sistema Great Glen Fault. Esto provocó un plegamiento generalizado y fallas de empuje locales a pequeña escala . [8] Esto fue seguido en el Permo-Triásico y Jurásico por una serie de eventos de ruptura, durante los cuales se formaron las cuencas interior y exterior del estuario de Moray. Durante el Cretácico Inferior y nuevamente en el Cenozoico, el área fue elevada y erosionada. [18] La falla Great Glen se reactivó después del Cretácico temprano, probablemente en sentido sinistral por analogía con la falla conectada Walls Boundary, [19] aunque se desconoce el momento exacto. [18]
El paisaje consistía en colinas redondeadas formadas por rocas ígneas y metamórficas más antiguas . Los lagos variaban en profundidad y extensión de vez en cuando, a veces lamiendo las laderas de las colinas y otras retirándose para que se pudieran formar llanuras aluviales. [20] Se pueden encontrar estromatolitos en Stromness, lo que indica que el lago a veces era salino. A nivel local, se han encontrado escolecodontos (microfósiles marinos) en Eday Marl, lo que sugiere al menos una conexión temporal con el mar. [16] Las colinas estaban desnudas de vegetación. [20] La tierra no fue colonizada por plantas grandes como lo está hoy, por lo que la erosión sería bastante rápida y probablemente estacional, al igual que la productividad del lago. Esto se refleja en los carbonatos profundos del lago, que muestran laminaciones muy finas, interpretadas como varvas . [21]
Los peces que viven en la orilla del lago flotarían hacia el centro, luego se hundirían y se conservarían en las condiciones anóxicas que prevalecen en las profundidades. La cantera de Achanarras cerca de Thurso ha producido la fauna de peces más extensa y allí se ha encontrado al menos un ejemplo de todos los grupos siguientes. [22]
Se han encontrado muy pocos restos vegetales y ninguno in situ. Hay evidencia de actividad de algas y bacterias. [23]
Las facies de losa de la secuencia lacustre del Devónico Medio han proporcionado material de construcción local desde al menos el período neolítico . Las casas de Skara Brae , la tumba de Maes Howe , el Anillo de Brodgar y las Piedras Erguidas de Stenness fueron construidas con losas. La extracción de losas se convirtió en una industria importante en el siglo XVIII, particularmente en Caithness. Las losas de Caithness se exportaron a todo el mundo y todavía se producen, aunque en cantidades más limitadas. [24]
La secuencia lacustre también ha actuado como roca fuente de petróleo , siendo responsable, al menos en parte, de la acumulación de petróleo en el campo Beatrice en Inner Moray Firth. [4]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )59°00′N 1°30'W / 59,0°N 1,5°W / 59,0; -1,5