Old Red Sandstone , abreviado ORS , es un conjunto de rocas en la región del Atlántico Norte en gran parte de edad Devónica . Se extiende al este a través de Gran Bretaña, Irlanda y Noruega, y al oeste a lo largo de la costa este de América del Norte . También se extiende hacia el norte hasta Groenlandia y Svalbard . [3] Estas áreas fueron parte del paleocontinente de Euramérica (Laurussia). En Gran Bretaña es una unidad litoestratigráfica (una secuencia de estratos rocosos ) a la que los estratígrafos le otorgan el estatus de supergrupo [4] y que es de considerable importancia para la paleontología temprana . La presencia de Old en el nombre es para distinguir la secuencia de la más joven New Red Sandstone que también se encuentra ampliamente en toda Gran Bretaña.
La Old Red Sandstone describe un grupo de rocas sedimentarias depositadas en una variedad de ambientes a finales del Silúrico , a través del Devónico y en la parte más temprana del Carbonífero . El cuerpo de roca , o facies , está dominado por depósitos terrígenos y conglomerados en su base, y progresa a una combinación de dunas y sedimentos que pueden haberse depositado en lagos , ríos , estuarios y posiblemente otros ambientes costeros. Durante mucho tiempo se pensó que la Old Red Sandstone se había depositado principalmente en agua dulce, pero estudios más recientes han descubierto fósiles marinos (como braquiópodos ) [5] en algunos lugares, su fauna de vertebrados también se encuentra en ambientes típicamente marinos, [6] y un estudio isotópico también encontró una influencia marina significativa en los tejidos mineralizados de sus vertebrados. [7] Por lo tanto, al menos algunos estratos parecen haber sido depositados en la costa, probablemente en ambientes marinos marginales.
El color rojo característico de estas rocas se debe a la presencia de óxido de hierro , pero no toda la arenisca roja antigua es roja o arenisca: la secuencia también incluye conglomerados, lutitas , limolitas y calizas delgadas , y los colores pueden variar desde el gris y el verde hasta el rojo y el morado. Estos depósitos están estrechamente asociados con la erosión de la cadena montañosa de Caledonia, que surgió por la colisión de los antiguos continentes de Avalonia , Baltica y Laurentia para formar el antiguo continente de arenisca roja , un evento conocido como la orogenia de Caledonia .
En las rocas se han encontrado numerosos fósiles, incluidos peces, artrópodos y plantas primitivos. Como es habitual en los yacimientos rojos terrestres , la gran mayoría de la roca no contiene fósiles; sin embargo, hay yacimientos aislados y localizados dentro de la roca que sí contienen fósiles. También se formaron rocas de esta edad en el suroeste de Inglaterra (de ahí el nombre «Devónico»; de Devon ), aunque son de verdadero origen marino y no están incluidas en la arenisca roja antigua. [1]
Dado que la arenisca roja antigua se compone predominantemente de rocas de origen terrestre , no suele contener fósiles marinos que de otro modo resultarían útiles para correlacionar una aparición de la roca con otra, tanto entre cuencas sedimentarias individuales como dentro de ellas . En consecuencia, se idearon nombres de etapas locales que siguen utilizándose en cierta medida en la actualidad, aunque cada vez se utilizan más los nombres de etapas internacionales. Así, en la cuenca anglogalesa, hay referencias frecuentes a las etapas Downtoniana , Dittoniana , Breconiana y Farloviana en la literatura. Se ha establecido la existencia de varias cuencas sedimentarias distintas en toda Gran Bretaña. [1]
La cuenca de Orcadian se extiende sobre una amplia zona del noreste de Escocia y los mares vecinos. Abarca el Moray Firth y las zonas de tierra adyacentes, Caithness, Orkney y partes de Shetland . Al sur del Moray Firth, se reconocen dos subcuencas distintas en Turriff y en Rhynie . La secuencia tiene más de 4 kilómetros (13.000 pies) de espesor en partes de Shetland. Se considera que la cuenca principal es una cuenca intramontana resultante del rifting cortical asociado con la extensión post-Caledoniana , posiblemente acompañada por fallas de desgarre a lo largo del sistema de falla Great Glen . [8]
Hay una dispersión de exposiciones de la Old Red Sandstone alrededor de Oban y la isla de Kerrera en la costa de West Highland , esta unidad a veces se conoce como la Formación de Arenisca Kerrera. La unidad tiene hasta 128 m de espesor en su área tipo y consiste en areniscas verdes y rojas y conglomerados, que generalmente contienen clastos elípticos grandes (10-30 cm o 4-12 pulgadas de ancho) bien redondeados, acompañados de limolitas, lutitas y calizas. [9] En Kerrera, un conglomerado de cantos rodados de andesita descansa discordantemente sobre pizarras piríticas negras de Dalradian ( pizarra de Easdale ) del subgrupo Easdale . En Oban solo hay un contacto erosivo que incorpora restos de la pizarra en un conglomerado basal. Los depósitos de ORS alrededor de Oban se consideran del Silúrico más reciente ( Pridoli ) al Devónico más temprano en edad. Se interpretan como abanicos aluviales que llenaron una cuenca deposicional desde el este y el noreste. [10] Se encuentran pequeños afloramientos cerca de Taynuilt y a ambos lados del lago Avich . [11] Los depósitos son especialmente evidentes en Kerrera, donde forman el lecho rocoso en la mitad de la isla. [12] Estos están cubiertos de manera conformada por peperita y las lavas basálticas y andesíticas de la meseta de Lorne . Los ORS en Kerrera y localidades aisladas alrededor de Oban son conocidos por sus fósiles, particularmente peces. [13]
El foso del valle de Midland, definido por la falla Highland Boundary en el norte y la falla Southern Uplands en el sur, alberga no solo una cantidad considerable de rocas sedimentarias de arenisca roja antigua, sino también rocas ígneas de esta edad asociadas con un extenso vulcanismo . Hay un afloramiento continuo a lo largo de la falla Highland Boundary desde Stonehaven en la costa del Mar del Norte hasta Helensburgh y más allá hasta Arran . Una serie de afloramientos más desconectados se encuentran a lo largo de la línea de la falla Southern Uplands desde Edimburgo hasta Girvan . La arenisca roja antigua a menudo se presenta junto con formaciones de conglomerados, una de esas exposiciones notables en los acantilados es la Reserva Natural de Fowlsheugh , Kincardineshire .
Desde East Lothian hacia el sur, a través de Berwickshire, se forman una serie de afloramientos . La famosa discordancia de Hutton en Siccar Point se encuentra dentro de esta cuenca (consulte la historia del estudio a continuación).
Esta cuenca relativamente grande se extiende por gran parte del sur de Gales, desde el sur de Pembrokeshire en el oeste, pasando por Carmarthenshire hasta Powys y Monmouthshire , y por las Marcas galesas del sur , en particular hasta Herefordshire , Worcestershire y Gloucestershire . Los puntos más alejados de Somerset y el norte de Devon completan la extensión de esta cuenca.
Con la excepción del sur de Pembrokeshire, todas las partes de la cuenca están representadas por una gama de litologías asignadas al Devónico Inferior y al Devónico Superior, siendo el contacto entre los dos discordante y representando la omisión completa de cualquier secuencia del Devónico Medio. Las formaciones más bajas son de edad Silúrica superior, siendo estas la Formación de Arenisca Downton Castle y la Formación de Lutitas Raglan suprayacente excepto en Pembrokeshire donde se reconoce una serie más compleja de formaciones. En el este de la cuenca, la parte superior de la Lutitas Raglan está marcada por una calcreta bien desarrollada , la Caliza Bishop's Frome . [14] La formación devónica más baja es la Formación St Maughans , a su vez superpuesta por la Formación Brownstones aunque con una Formación Senni intermedia sobre gran parte del área. La secuencia del Devónico Superior es bastante más delgada y comprende una serie de formaciones que están más restringidas lateralmente. En Brecon Beacons , la Formación Plateau Beds está cubierta de manera discordante por la Formación Grey Grits , aunque más al este estas divisiones son reemplazadas por el Grupo de Conglomerados de Cuarzo , que a su vez se subdivide en una variedad de formaciones diferentes.
La secuencia en Pembrokeshire difiere de la de la parte principal de la cuenca y se divide en dos partes. [15]
En el norte de Pembrokeshire, al norte de la falla de Ritec, faltan las formaciones de roca de formación media y superior, y solo está presente la de formación de roca de formación inferior. Esta formación se divide en un grupo anterior de Milford Haven , que comprende, en orden ascendente, las formaciones Red Cliff, Sandy Haven y Gelliswick Bay, y un grupo posterior de Cosheston , que también comprende, en orden ascendente, las formaciones Llanstadwell, Burton Cliff, Mill Bay, Lawrenny Cliff y New Shipping. Estas formaciones son, respectivamente, equivalentes a las formaciones Temeside, Raglan Mudstone y St Maughans de la parte central y oriental de la cuenca.
En el sur de Pembrokeshire, al sur de la falla Ritec, la ORS inferior está representada, en orden ascendente, por las formaciones Freshwater East, Moors Cliff y Freshwater West. Estas están superpuestas discordantemente por la formación de conglomerado Ridgeway. La ORS media no se encuentra, mientras que la ORS superior está representada por las formaciones Gupton y West Angle.
La Formación Freshwater East y la Formación Red Cliff correspondiente del norte de Pembrokeshire son ambas del Silúrico tardío. [16]
Aquí existe una cuenca pequeña y separada donde se registran depósitos aluviales y lacustres . Faltan las formaciones de formación de roca de formación media y superior, pero la de formación de roca de formación inferior está representada, en orden ascendente, por las formaciones Bodafon, Traeth Bach, Porth y Mor y Traeth Lligwy. También se registran calcretas que representan suelos ricos en carbonato desarrollados entre períodos de deposición de sedimentos. El afloramiento actual ocupa una zona estrecha desde la bahía de Dulas en la costa noreste de Anglesey, hacia el sur hasta la ciudad de Llangefni . [1] [17]
En 1787, James Hutton observó lo que ahora se conoce como la Discordancia de Hutton en Inchbonny, Jedburgh , y a principios de 1788 partió con John Playfair hacia la costa de Berwickshire y encontró más ejemplos de esta secuencia en los valles de Tower y Pease Burns cerca de Cockburnspath . [18] Luego hicieron un viaje en barco desde Dunglass Burn hacia el este a lo largo de la costa con el geólogo Sir James Hall de Dunglass y en Siccar Point encontraron lo que Hutton llamó "una hermosa imagen de esta unión lavada por el mar", [19] donde la arenisca roja antigua de 345 millones de años se superpone a la grauvaca silúrica de 425 millones de años . [2] [20]
A principios del siglo XIX, la paleontología de la formación fue estudiada intensivamente por Hugh Miller , Henry Thomas De la Beche , Roderick Murchison y Adam Sedgwick —la interpretación de Sedgwick fue la que la situó en el Devónico : acuñó el nombre de ese período. El término 'Old Red Sandstone' fue utilizado originalmente en 1821 por el naturalista y mineralogista escocés Robert Jameson para referirse a las rocas rojas que subyacen a la 'Mountain Limestone', es decir, la Caliza Carbonífera. En ese momento se pensaba que eran la versión británica de las Rotliegendes de Alemania , que en realidad es de edad Pérmica . [1] Muchos de los primeros debates de la ciencia de la estratigrafía fueron sobre la Old Red Sandstone.
En trabajos geológicos más antiguos, anteriores a las teorías de la tectónica de placas , a veces se hace referencia a la formación del delta de Catskill de los Estados Unidos como parte de la antigua arenisca roja. En la actualidad, se reconoce que las dos no son estratigráficamente continuas, sino que son muy similares debido a que se formaron aproximadamente al mismo tiempo mediante los mismos procesos.
La arenisca roja antigua se ha utilizado ampliamente como piedra de construcción en las regiones donde aflora. Se pueden encontrar ejemplos notables de su uso en el área que rodea a Stirling , Stonehaven , Perth y Tayside . Los habitantes de Caithness , en el extremo noreste de Escocia, también utilizaron la piedra en gran medida. La arenisca roja antigua también se ha utilizado con frecuencia en edificios en Herefordshire, Monmouthshire y el antiguo Brecknockshire (ahora el sur de Powys) del sur de Gales.
