El cinturón de empuje de Moine o zona de empuje de Moine es una formación tectónica lineal en las Tierras Altas de Escocia que se extiende desde Loch Eriboll en la costa norte a 190 kilómetros (120 millas) al suroeste hasta la península de Sleat en la isla de Skye . El cinturón de empuje consiste en una serie de fallas de empuje que se ramifican desde el propio Moine Thrust . Topográficamente , el cinturón marca un cambio de montañas escarpadas y en terrazas con laderas empinadas esculpidas a partir de rocas ígneas , sedimentarias y metamórficas meteorizadas en el oeste a un extenso paisaje de colinas onduladas sobre una base de roca metamórfica al este. Las montañas dentro del cinturón muestran capas complejas plegadas y falladas y el ancho de la parte principal de la zona varía hasta diez kilómetros (seis millas), aunque es significativamente más ancho en Skye.
La presencia de gneises y esquistos metamórficos que yacen aparentemente estratigráficamente sobre rocas sedimentarias de la era paleozoica inferior en las Tierras Altas del Noroeste se conocía desde principios del siglo XIX, lo que convenció a Roderick Murchison de que el cambio era un efecto puramente metamórfico y que el gneis superior era más joven que los sedimentos de debajo. Inicialmente, Archibald Geikie y James Nicol apoyaron esta interpretación . Después de más trabajo de campo, Nicol cambió de opinión y defendió en cambio que el contacto en la base de los gneises superiores era tectónico, lo que dio inicio a lo que se conoció como la Controversia de las Tierras Altas . Una interpretación tectónica fue apoyada, entre otros, por Charles Lapworth , que había mantenido correspondencia con Albert Heim sobre estructuras similares en los Alpes.
En 1883 y 1884, el director de la investigación, Archibald Geikie, envió a los geólogos Ben Peach y John Horne a la zona para que realizaran un mapeo detallado. Los resultados del mapeo demostraron de manera concluyente a Peach y Horne que el contacto era tectónico y finalmente pudieron persuadir a Geikie cuando los visitó brevemente en el campo en octubre de 1884. En noviembre de ese año se publicaron los resultados preliminares de Peach y Horne y Geikie publicó un artículo en el mismo número de Nature en el que acuñó el término "plano de empuje" para estas fallas de ángulo bajo, aunque el término probablemente ya se usaba antes de eso. [1] En 1888, el término "empuje de Moine" se estaba utilizando para la ruptura tectónica en la base de los esquistos de Moine (lo que ahora se llama el Grupo Morar del Supergrupo Wester Ross ). El reconocimiento del cinturón de empuje de Moine a principios de la década de 1880 fue un hito en la historia de la geología , ya que fue uno de los primeros cinturones de empuje descubiertos y donde se hizo evidente la importancia de los movimientos horizontales a gran escala en lugar de los verticales. El mapeo detallado del cinturón de empuje de Moine por parte de la investigación continuó durante otras dos décadas, y culminó en la clásica memoria de la investigación The Geological Structure of the North-West Highlands of Scotland (La estructura geológica de las tierras altas del noroeste de Escocia) , publicada en 1907. [2]
El cinturón de empuje de Moine se formó durante la fase orogénica escandinava del ciclo de la orogenia caledonia como parte de la colisión entre Laurentia y Baltica . Es la estructura escandinava más occidental de Escocia aparte de la falla de las Islas Exteriores en las Hébridas Exteriores , que se desarrolla dentro del Terrane hebridiano . El cinturón de empuje de Moine define el límite entre el Terrane hebridiano al noroeste y el Terrane de las Tierras Altas del Norte al sureste. [3] El empuje llevó material metamórfico a lo largo de 200 km a través de Escocia enmascarando por completo la geología del terreno anterior. Sin embargo, pequeñas ventanas, como la ventana de Assynt y el sistema de empuje imbricado de Glen Achall, permiten a los geólogos estimar cómo era la geología de Escocia antes de la orogenia caledonia.
La relación entre el cinturón de empuje de Moine y otras estructuras de la era escandinava en Escandinavia y el este de Groenlandia sigue sin estar clara, debido a las incertidumbres asociadas con la zona de la falla Great Glen . Esta importante falla de desgarre sinistral (lateral izquierda) también estuvo activa durante las últimas etapas de la orogenia, pero continuó moviéndose durante el Devónico temprano y parece truncar el extremo sur del cinturón de empuje. El desplazamiento total del Caledoniano tardío en la falla Great Glen está poco limitado, lo que dificulta la reconstrucción de la parte sur del cinturón orogénico. [4]
La secuencia estratigráfica del muro inferior del empuje de Moine es la secuencia completa característica del Terrane de las Hébridas.
El complejo Lewisiano está formado principalmente por gneises graníticos de edad arcaica y paleoproterozoica . Forman el basamento tanto del Grupo Stoer , el Supergrupo Wester Ross y el Supergrupo Loch Ness del Terrane Northern Highlands, tanto en el muro inferior como en el muro superior del cabalgamiento Moine.
Los grupos Torridon y Sleat son de edad neoproterozoica y están compuestos principalmente de arenisca con un espesor máximo conservado de más de 8 km. La discordancia en la base de estos grupos es muy irregular, lo que demuestra que se depositó sobre una superficie terrestre erosionada.
Las rocas del Cámbrico al Ordovícico inferior consisten en dos grupos, el Grupo Ardvreck y el Grupo Durness . El Grupo Ardvreck se encuentra sobre una discordancia angular sobre varias partes del Grupo Torridon y localmente sobre el Lewisiano. Es una secuencia de principalmente arenitas de cuarzo. La parte más baja de la Formación Eriboll, el Miembro Cuarcita Basal, a menudo es guijarrosa en su base. El Miembro Pipe Rock suprayacente es una arenita de cuarzo distintiva con muchos fósiles traza de eskolitos meteorizados blancos que actúan como marcadores de deformación en áreas de deformación más dúctil. Las dos partes superiores del Grupo Ardvreck forman la Formación Ant-Sron, con el Miembro Fucoid Beds dolomítico cubierto por las arenitas de cuarzo del Miembro Salterella Grit. El siguiente Grupo Durness consiste principalmente en dolomías , con algo de caliza y sílex.
El carácter distintivo de esta secuencia permitió un mapeo detallado, incluso en áreas de exposición relativamente pobre, y permitió reconocer secciones repetidas por empuje.
El Grupo Morar, al igual que el Grupo Torridon, es de edad neoproterozoica y se interpreta como un equivalente lateral de esa unidad dentro del Supergrupo Wester Ross general. El Grupo Morar forma la unidad tectonoestratigráfica más baja de los metasedimentos neoproterozoicos , y se encuentra tectónicamente debajo del Supergrupo Loch Ness más joven .
Además del empuje Sole en la base de la sección norte de la estructura y el empuje Moine en la parte superior del cinturón, se han desarrollado muchas otras fallas de empuje, algunas de las cuales son lo suficientemente grandes como para ser nombradas y cartografiadas a nivel más regional. La capa de empuje que lleva cada empuje recibe el nombre del empuje que se encuentra debajo de él, aunque también se utiliza el término " manto ".
El empuje de Moine, en sentido estricto, es el empuje más alto del cinturón y el que soporta el mayor desplazamiento. En todos los casos, lleva rocas del Grupo Morar sobre rocas del Terrane de las Hébridas. A diferencia de los otros empujes, hay una amplia zona (de hasta 600 m de espesor) del Grupo Morar en la pared colgante que está intensamente deformada en milonita, lo que indica que se originó en un nivel de corteza significativamente más profundo. El desplazamiento total en esta estructura se ha estimado en varias decenas de kilómetros basándose en el cambio en el nivel de corteza y el espesor de las milonitas desarrolladas. [5] En su sección central, al sur de la Ventana de Assynt, se convierte en la única estructura de empuje, antes de que el empuje de Kinlochewe se ramifique hacia el sur.
Este empuje forma la base del cinturón desde Eriboll hasta el extremo sur de la Ventana de Assynt, donde se fusiona con el propio empuje de Moine. Se cree que es la estructura de empuje formada más joven en el cinturón, lo que es consistente con una secuencia de empuje que se propaga en el antepaís. A lo largo del rumbo, el muro del empuje de Sole cambia de Lewisiano en el sur a Cámbrico en el norte.
En la sección de Eriboll, este empuje lleva gneis lewisiano sobre Pipe Rock. Su afloramiento se complica por los efectos de empujes posteriores que a la vez pliegan y desplazan el empuje de Arnaboll. Las exposiciones en el flanco de Ben Arnaboll tienen particular importancia, ya que fue aquí donde Lapworth describió por primera vez el tipo de roca altamente deformada milonita y también donde Geikie acuñó el término "plano de empuje". [6]
El empuje Ben More es la falla inversa más grande y continua de las desarrolladas entre los empujes Moine y Sole dentro de la ventana Assynt.
Este empuje se desarrolla dentro de la parte inferior del cinturón en la Ventana de Assynt.
El empuje de Kinlochewe se bifurca de la sección central del empuje de Moine y se dirige hacia el sur pasando por Kinlochewe hasta la culminación de Achnashellach, donde queda truncado por la falla de Strathcarron, que tiene una dirección SO-NE. Es posible que originalmente haya sido continuo con el empuje de Kishorn. [7]
El cabalgamiento de Kishorn se extiende desde la culminación de Achnashellach, justo al norte de Loch Carron , donde se ve truncado por la falla de Strathcarron. Continúa hacia el suroeste hasta Loch Kishorn , donde se convierte en el cabalgamiento basal. En la isla de Skye , el cabalgamiento de Kishorn también marca la base del cinturón de cabalgamiento de Moine, que trae principalmente areniscas de Torridonian sobre calizas y cuarcitas del Cámbrico-Ordovícico del antepaís. Localmente, en la península de Sleat, la capa de cabalgamiento de Kishorn se erosiona para formar la ventana de Ord en la que aparecen una vez más las rocas del antepaís.
En el extremo suroeste de la península de Sleat, el empuje de Tarskavaig lleva metasedimentos del Grupo Tarskavaig sobre el Grupo Sleat de la capa de empuje de Kishorn subyacente. [8]
En 1981, cuando el grupo BIRPS adquirió el perfil sísmico profundo MOIST (Moine and Outer Isles Seismic Traverse) al norte del continente escocés, se obtuvieron imágenes de una serie de zonas de fallas con inclinación hacia el este, dos de las cuales se interpretaron como posibles continuaciones del empuje de Moine. La presencia de cuencas de medio foso en las paredes colgantes de estas fallas se interpretó como una reactivación extensional devónica y mesozoica de las estructuras de empuje de Caledonia. Otros perfiles profundos adquiridos en la misma área, las líneas DRUM y GRID, confirmaron estas características. En tierra firme en Shetland, se propuso que la cizalla Wester Keolka representara el empuje de Moine, [9] aunque los resultados de datación radiométrica más recientes sugieren que es poco probable que este sea el caso. [10] El vínculo entre las estructuras obtenidas en imágenes en alta mar y las de tierra sigue sin estar claro.
Al suroeste de Skye, el curso del cinturón de empuje de Moine se vuelve incierto. Se supone que debe pasar al sureste de las islas principalmente lewisianas de Coll y Tiree . A menudo se lo muestra pasando por el estrecho de Iona al oeste de Mull , aunque en realidad no se ven empujes. Se presume que está truncado por la zona de la falla Great Glen en algún lugar al suroeste de Mull.
El movimiento en el cinturón de empuje de Moine se ha datado en parte por su relación con una serie de intrusiones ígneas en la ventana de Assynt y en parte por los resultados de la datación radiométrica de rocas deformadas del muro inferior o superior de los empujes. Las intrusiones cerca de Loch Borralan y Loch Ailsh tienen una química similar, siendo ambas formas de sienita , y se han datado en 430 ± 4 Ma y 430,6 ± 0,3 Ma respectivamente, lo que sugiere que fueron intruidas aproximadamente al mismo tiempo. La intrusión de Loch Ailsh aflora dentro de la capa de empuje de Ben More y es anterior al movimiento en esa estructura. La intrusión de Loch Borralan se encuentra debajo del empuje de Ben More. Localmente se ha dicho que la intrusión atraviesa el empuje de Ben More, pero la falta de los efectos metamórficos encontrados en otras partes a lo largo del margen de la intrusión sugiere que este contacto es tectónico en lugar de intrusivo. En la parte superior de la intrusión de Borralan, hay evidencia de deformación de la sienita mientras aún estaba caliente, lo que sugiere que el empuje comenzó poco después de su intrusión. [11]
En relación con su condición de «frente orogénico clásico de importancia significativa en la investigación tectónica moderna e histórica», la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS) incluyó la «Zona de empuje de Moine» en su conjunto de 100 «sitios de patrimonio geológico» en todo el mundo en una lista publicada en octubre de 2022. La organización define un sitio de patrimonio geológico de la IUGS como «un lugar clave con elementos y/o procesos geológicos de relevancia científica internacional, utilizado como referencia, y/o con una contribución sustancial al desarrollo de las ciencias geológicas a lo largo de la historia». [12]
58°8′N 4°51′O / 58.133, -4.850