La Formación Norwich Crag es una unidad estratigráfica del Pleistoceno Británico . Es la segunda unidad más joven del Grupo Crag , una secuencia de cuatro formaciones geológicas que abarcan la transición del Plioceno al Pleistoceno Inferior en Anglia Oriental . Se depositó hace aproximadamente entre 2,4 y 1,8 millones de años, durante la Etapa Gelasiense .
Norwich Crag es una facies marginal de la secuencia sedimentaria más gruesa y mucho mejor desarrollada en la cuenca sur del Mar del Norte . Aflora en la mitad oriental de los condados de Norfolk y Suffolk , y también está representada en Essex y Hertfordshire . Se depositó en un entorno cercano a la costa y comprende una variedad de arenas, arcillas limosas y gravas ricas en sílex que representan varios episodios marinos transgresivos y regresivos . Descansa en algunos lugares sobre la Formación Red Crag y en otros de manera discordante sobre Coralline Crag , formaciones del Paleógeno y lecho rocoso del Grupo Chalk . Está superpuesto por la Formación Wroxham Crag y de manera discordante por el Subgrupo de la Cuenca Kesgrave (parte del Grupo Dunwich ) y depósitos glacigénicos del Pleistoceno medio.
La fauna y la flora fósiles de Norwich Crag se han estudiado desde el siglo XIX para obtener información sobre las condiciones ambientales durante el Pleistoceno temprano. Proporcionan evidencia de una tendencia general al enfriamiento climático desde el Plioceno hasta el Pleistoceno.
El término Crag fue utilizado por primera vez en un sentido geológico por RC Taylor en 1823, una palabra comúnmente utilizada en Suffolk para designar un depósito de conchas marinas fósiles [1] o cualquier arena o grava con conchas. [2] : 32
El Norwich Crag fue identificado por primera vez a principios del siglo XIX como una formación geológica predominantemente marina, que entonces se pensaba que era de la era del Plioceno , que afloraba desde Aldeburgh hasta el valle del río Bure . Se le denominó de diversas formas: Mammaliferous Crag (Charlesworth 1836), Norwich Crag (Lyell 1839), Norfolk Crag (Phillips 1863) y Upper Crag (Godwin-Austen 1868). [2] Inicialmente se reconocieron cinco horizontes : el lecho de piedra Mammaliferous; el peñasco fluviomarino; el peñasco Chillesford; la arcilla Chillesford; el peñasco Bure Valley, incluidos los lechos Westleton. [2] Se identificaron unidades adicionales en la serie Norwich Crag, el peñasco Weybourne [3] [4] y los lechos Bure Valley. [5] Esta estratigrafía fue formalizada posteriormente por FW Harmer, quien las agrupó todas en una zona faunística iceniana del Plioceno. [6] : 721 La investigación de los sedimentos del pozo de investigación de Ludham (1959) permitió reconocer una secuencia de episodios vegetales y faunísticos en Norwich Crag, basándose en foraminíferos fósiles , polen y moluscos. [7] [8] [9] Funnell y West (1977) publicaron un marco litoestratigráfico y bioestratigráfico revisado. [10] El British Geological Survey llevó a cabo investigaciones sobre la litoestratigrafía de Norwich Crag entre 1975 y 2006 como parte del trabajo para volver a mapear la geología de Norfolk y Suffolk; Las nuevas técnicas permitieron una mejor comprensión de los detalles locales [11] y fue posible distinguir el Norwich Crag del siguiente Wroxham Crag (que ahora incluye el Weybourne Crag y el Bure Valley Beds). Tras las revisiones internacionales del límite Plioceno/Pleistoceno, el Norwich Crag ahora se ubica en el Pleistoceno Inferior. [12]
La Sociedad Geológica de Londres reconoció seis miembros litoestratigráficos : [13] el miembro Chillesford Church (un depósito basal de arena marina, anteriormente el miembro Chillesford Sand); el miembro Chillesford (arcillas micáceas y limosas que recubren al miembro Church, anteriormente el miembro Chillesford Clay); el miembro Creeting (arenas micáceas e intermareales); el miembro College Farm (arcilla limosa de marismas asociadas con el miembro Creeting); el miembro Easton Bavents (arcilla con láminas de arena); el miembro Westleton (gravas ricas en sílex que recubren al miembro Easton Bavents).
El sitio tipo de la Formación se encuentra en Bramerton Pits SSSI, cerca de Norwich. [14]
La Formación Norwich Crag es una facies marginal de la secuencia sedimentaria más gruesa y mucho mejor desarrollada en la cuenca sur del Mar del Norte. Aflora en la mitad oriental de los condados de Norfolk y Suffolk, y también está representada en Essex y Hertfordshire. [12] [15] Las relaciones de campo geológicas muestran que reposa con discontinuidad sobre la Formación Red Crag y sobrepasa en otros lugares el lecho de roca Coralline Crag , las formaciones del Paleógeno y el Grupo Chalk . Está superpuesta de manera discordante por la Formación Wroxham Crag, y de manera discordante por el Subgrupo de la Cuenca Kesgrave y los depósitos glacigénicos del Pleistoceno Medio. [16]
El Norwich Crag comprende una lámina extendida de arenas micáceas , glauconíticas , localmente conchíferas, de grano fino a medio y bien clasificadas (por ejemplo, el miembro Chillesford Sand), con lechos localizados de arcillas limosas laminadas (en particular, los miembros Chillesford Clay y Easton Bavents Clay) y arenas finas a medianas bien clasificadas con lechos de gravas de sílex redondeadas (en particular, el miembro Westleton Beds). Los guijarros se componen predominantemente de sílex , típicamente más del 95% de material local, ya sea marcado por la playa (abrasión de la playa) o sílex angular o subangular; el 5% restante es típicamente cuarzo de veta blanca y cuarcita blanca . [17] Los minerales pesados en la fracción del tamaño de la arena del sedimento se caracterizan por altas concentraciones de granate , anfíbol y epidota , lo que sugiere que las arenas se originaron en fuentes fluviales orientales (continentales) en lugar de occidentales (británicas). [18] Los sedimentos arenosos son depósitos marinos cercanos a la costa, y los miembros arcillosos son estuarinos o lagunares, [12] y las gravas de sílex también son marinas cercanas a la costa, interpretadas como rellenos de canales, ya que las gravas se han reelaborado a partir de depósitos de grava de playas. [19] Estos depósitos representan entornos que fluctúan entre episodios marinos transgresivos y regresivos en los márgenes occidentales de la cuenca del Mar del Norte. [20] La fuente de los pedernales distintivos, que a menudo son redondeados en los tamaños más gruesos en el Miembro Westleton Beds, aún debe determinarse de manera concluyente, pero se ha argumentado que los pedernales se obtuvieron de tiza local en lugar de distante. [21] La comparación con secuencias sedimentarias mejor conservadas de edad similar en los Países Bajos ha demostrado que la secuencia de Norwich Crag es altamente incompleta. [22] La interpretación se ve obstaculizada por las dificultades para distinguir las principales no secuencias de las discontinuidades erosivas locales menores. [12]
Para fines de mapeo de superficie, el British Geological Survey ha reconocido cinco miembros: Chillesford Sand, Chillesford Clay, Easton Bavents Clay, Westleton Beds y Sidestrand Members. [23] Los estratos superiores del Crag Group (anteriormente Bure Valley Beds y Weybourne Crag) ahora se atribuyen a la Formación Wroxham Crag, en función de su alta proporción de componentes litológicos de origen fluvial y que han viajado lejos . [24]
El Miembro Westleton puede considerarse una unidad sedimentológicamente coherente y litológica y estratigráficamente consistente que se extiende desde el centro de Norfolk hasta la costa de Suffolk. [25] Los lechos de sedimentos de grano fino también pueden servir como horizontes marcadores en la Cuenca Crag. Teniendo en cuenta que la litoestratigrafía incluye evidencia de sedimentos del subsuelo por pozos, Riches (2012) propuso tres unidades principales para la Cuenca; la mayoría son reconocibles donde están separadas por lechos marcadores marinos regresivos de arcilla limosa, y la más superior se equipara con el Miembro Arcilloso Chillesford. [18]
La deposición temprana de Norwich Crag en East Anglia tuvo lugar dentro de un contexto topográfico establecido a finales del Plioceno: una llanura inclinada hacia el este desarrollada sobre tiza cretácica interrumpida por tres depresiones con orientación SSW a NNE parcialmente rellenas con sedimentos de Red Crag. [7] Se conjetura que hace unos 2,4 millones de años AP la costa del Mar del Norte se extendía a lo largo del este de Norfolk y el este de Suffolk, con una continuación hacia el este hasta Holanda ; había ensenadas locales en las áreas de Stalham , Bungay y Stradbroke . [17] [26] El Mar del Norte era una ensenada en ese momento, con su margen sur definido por las colinas de tiza del anticlinal Weald-Artois donde ahora se encuentra el estrecho de Dover . [27] Hay evidencia de una posterior transgresión marina y extensión del mar tan al oeste como el área de Stansted en Essex, asociada con la deposición del Miembro de Arena de Chillesford durante un período de altos niveles del mar hace alrededor de dos millones de años [15] [28] correlacionado con la Etapa Antiana/Bramertoniana. Esto fue seguido por una regresión marina durante la Etapa Baventiana/Pre-Pastoniana. [12] La evidencia de ríos importantes, el Bytham y el Proto-Támesis, que desembocaban en la Cuenca Crag en este momento está representada por material que viajó lejos encontrado en depósitos estuarinos en el este de Suffolk, los Miembros de Arcilla Easton Bavents y Arcilla de Chillesford. [29] La línea de costa se desplazó hacia el noreste a una posición en el noreste de Norfolk alrededor de 1,75 millones de años AP. [26] Este período posterior está asociado con la deposición de la Formación Wroxham Crag y un marcado aporte fluvial de los sistemas del Proto-Támesis, el río Bytham y el río Ancaster. [17]
Desde su deposición, la Formación Norwich Crag ha sufrido un levantamiento tectónico y una inclinación como parte de los procesos regionales que operan en los márgenes de la cuenca del Mar del Norte. [17] El Miembro de Arena de Chillesford tiene una elevación que va desde aproximadamente 90 metros sobre el nivel del mar en Widdington, Essex, hasta su base a aproximadamente 6 metros bajo el nivel del mar en el área de Aldeburgh- Sizewell . Por lo tanto, hay evidencia de un levantamiento regional de más de 90 metros en el oeste de East Anglia y una inclinación hacia el Mar del Norte durante los últimos dos millones de años. [15] [30] Sin embargo, el levantamiento ha sido desigual, con pocos cambios aparentes en el noreste de Norfolk en el área de West Runton - Happisburgh . [17]
La evidencia de fluctuaciones en el nivel relativo del mar en la cuenca de Crag durante el Plioceno-Pleistoceno se ha atribuido a una variedad de mecanismos que incluyen ajustes glacioisostáticos, cambios eustáticos y respuesta de la cuenca a la carga sedimentaria. [25]
La fauna y flora fósiles de Norwich Crag han sido estudiadas desde principios del siglo XIX para su interpretación bioestratigráfica y paleoclimática . Los taxones utilizados incluyen plantas, moluscos, foraminíferos , mamíferos y dinoflagelados . [22] [31] Proporcionan evidencia de una tendencia general de enfriamiento climático desde el Plioceno hasta el Pleistoceno . [18] Se han identificado tres etapas bioestratigráficas basadas en conjuntos de polen fósil: Thurniense, Antian/Bramertonian y Baventian/Pre-Pastonian a , que representan una secuencia climática fría-cálida-fría. [12] La comparación con la secuencia sedimentaria mejor conservada en los Países Bajos y el Mar del Norte sugiere que es poco probable que esto represente un solo ciclo climático sino más bien una secuencia de episodios representados en un registro sedimentario incompleto. [32] Las correlaciones cronoestratigráficas históricas y las interpretaciones paleoambientales basadas en la bioestratigrafía (local y continental) han sido criticadas por estar mal definidas y ser poco confiables por Riches (2012). [18]
Como Norwich Crag es una formación marina, la mayoría de los fósiles encontrados en ella son de origen marino; todas las especies terrestres fueron originalmente arrastradas por el viento o el agua desde la tierra, o se derivaron de depósitos anteriores, en particular el Red Crag . [33] Los fósiles de vertebrados tienden a concentrarse en el lecho del basamento [2] [14] [33] o en los rezagos de grava. [34] Están representadas especies de subestadios cálidos y fríos, a veces mezcladas entre sí; esto puede plantear problemas para la interpretación paleoecológica. [22] [35]
Desde un punto de vista bioestratigráfico, la fauna de mamíferos terrestres del Norwich Crag pertenece a la Edad de los Mamíferos Terrestres Europeos del Villafranquiano Tardío y está correlacionada con la Zona Neógena Europea de Mamíferos MN17. El conjunto más rico y mejor conservado se encuentra en depósitos de la edad Antian/Bramertoniana en Easton Wood, Covehithe . Los taxones recolectados en este sitio incluyen proboscídeos Mammuthus meridionalis y Anancus arvernensis , caballo Equus robustus , venado Eucladoceros falconeri y Eucladoceros sedgwicki , gacela Gazella anglica , castor Trogontherium sp., lobo Canis etruscus , topillos Mimomys pliocaenicus , Mimomys reidi y Mimomys tigliensis , y lemming mmus kowalski . [36] [37] [38] Bramerton ha obtenido holotipos de la nutria extinta Enhydra reevei y de la gacela Gazella daviesii . [18] Se informa que se encontró el esqueleto completo de un mastodonte en el lecho de piedra basal que descansa sobre tiza en Horstead. en 1820. [2]
Los fósiles de topillos del Norwich Crag contribuyen al «reloj de topillos» utilizado para la zonificación bioestratigráfica de los sedimentos del Plioceno y el Pleistoceno. [39] Por ejemplo, Mimomys pliocaenicus es una especie biozonal para la zona de mamíferos neógenos europeos MN17. [37] Bramerton ha proporcionado el conjunto de roedores microtinos más primitivo conocido de las Islas Británicas. [39]
Los taxones marinos de Easton Wood incluyen la orca y la morsa Alachatherium cretsii . [36] El delfín común de pico corto Delphinus delphis y huesos de ballena indeterminados se registraron en Holton y Thorington. [33] [34]
En Norwich Crag se han encontrado muy pocos fósiles de aves. Se han registrado huesos de arao común , alca atlántica y varios huesos de aves marinas indeterminadas en Aldeby, Chillesford, Easton Bavents y Yarn Hill. [14] [33] [40] Se ha registrado el albatros Phoebastria anglica en Easton Wood, Covehithe. [41]
Aún no se han registrado fósiles de reptiles y anfibios en Norwich Crag. [42]
Los peces marinos fósiles de Norwich Crag incluyen los géneros Chrysophrys sp. (un pargo ), Acipenser ( esturión ) y Notidanus (un tiburón vaca ), y las especies Platax woodwardi (un pez murciélago), Gadus morhua (bacalao del Atlántico), Rhinoptera woodwardi (una raya de nariz de vaca) y Raja clavata (raya de espina dorsal). [43] Se han encontrado dientes del pez de agua dulce Esox lucius (lucio del norte) en Bramerton. [2]
Los fósiles de moluscos son abundantes en ciertos horizontes en Norwich Crag. Históricamente, se han utilizado para construir esquemas zonales paleontológicos e inferir cambios paleoclimáticos. [44] Sin embargo, muestran evidencia de un transporte considerable y la consiguiente mezcla de conjuntos faunísticos de la Formación Red Crag anterior. [45] El uso de fósiles de moluscos para la reconstrucción climática ha resultado problemático. Por ejemplo, las especies que se encontraron juntas en varios niveles en el pozo de Ludham, en particular Serripes groenlandicus (berberecho de Groenlandia) y Calyptraea chinensis (caracol sombrero chino), tienen hoy en día tolerancias climáticas notablemente diferentes (ártico y lusitano respectivamente). [9] La presencia de elementos faunísticos mixtos árticos, boreales y lusitanos en ciertos niveles en el pozo de Ludham no da indicaciones de las fluctuaciones climáticas evidentes a partir de la evidencia de foraminíferos. [35] Reid señaló que la variabilidad local de los conjuntos de moluscos en horizontes similares añadía incertidumbre a su uso para la correlación bioestratigráfica. [14] Sin embargo, los fósiles de moluscos han demostrado ser más útiles como indicadores de la profundidad del agua en facies marinas. [35] Los conjuntos de moluscos identificados en los depósitos de Norwich Crag representan una variedad de entornos (sublitoral interior; costa abierta; llanura de mareas; sublitoral marino) y condiciones climáticas (boreal; ártico bajo; templado). [45] Las especies indicadoras de clima frío incluyen Astarte borealis y Yoldia myalis de los depósitos de Baventian en Covehithe. [22] Algunas especies tienen un valor bioestratigráfico distinto. La ausencia de Macoma balthica se considera un indicador que distingue los conjuntos de moluscos de Norwich Crag de los de Wroxham Crag posterior. [2] [7] [14] Las conchas fósiles son escasas o ausentes en algunos horizontes, lo que puede deberse a la erosión contemporánea o a la no deposición o a una solución de carbonato de calcio post-deposicional . [18] : 368
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El registro fósil más completo de vida vegetal en Norwich Crag lo proporciona la evidencia del pozo de investigación de Ludham . El análisis de polen en asociación con la evidencia de foraminíferos [7] [10] permitió la identificación de biozonas de ensamblaje de polen y la consiguiente designación de cinco etapas bioestratigráficas, de las cuales tres (Thurnian, Antian y Baventian) están correlacionadas con Norwich Crag. El Thurnian se identificó como una etapa glacial con un tipo de vegetación de brezo oceánico; el Antian con bosque templado mixto de coníferas / caducifolios que incluye Tsuga (cicuta) y Pterocarya (nuez de alas); el Baventian , una etapa glacial más severa que el Thurnian, con el regreso del brezo oceánico. [8] [46] El trabajo posterior en los sedimentos de Norwich Crag en Bramerton , Norfolk, permitió identificar una etapa Bramertonian , caracterizada por un bosque templado con Quercus , Carpinus y Alnus . Se realizó una correlación con el conjunto de polen de Chillesford. [47] [48] Ocasionalmente se han encontrado ejemplares de madera fósil, por ejemplo, pino y roble piritizados en Holton. [33]
Los conjuntos fósiles de dinoflagelados se han utilizado en Norwich Crag como indicadores de las condiciones paleoclimáticas, [31] aunque la evidencia de reelaboración de dinocistos anteriores sugiere cautela en la interpretación. [49]
Los foraminíferos fósiles aportan pruebas importantes para la interpretación climática y ambiental y la correlación estratigráfica en Norwich Crag. El pozo de Ludham ha proporcionado el registro de foraminíferos más completo y ha permitido la designación de siete biozonas. [7] Se identificaron otras biozonas en Bramerton y Easton Bavents, y se identificaron conjuntos en varios otros yacimientos de Norwich Crag, lo que permitió la correlación con la secuencia más completa de los Países Bajos. [10]
La Formación Norwich Crag se depositó durante la Etapa Gelasiana del Pleistoceno , hace entre 2,4 y 1,8 millones de años aproximadamente. [50] La evidencia de plantas fósiles, mamíferos, moluscos, foraminíferos y dinoflagelados se ha utilizado para realizar correlaciones bioestratigráficas entre las Etapas cronoestratigráficas reconocidas en East Anglia y la secuencia más completa en el Continente. Se realiza una correlación más amplia con las Etapas Isotópicas Marinas (MIS) y la magnetoestratigrafía , a pesar de las incertidumbres en la interpretación. [51] [37] Riches (2012) ha señalado que los conjuntos de polen y foraminíferos no son diagnósticos de edad y pueden no ser suficientes por sí solos para sostener una estratigrafía confiable. [18] La Etapa Thurniense se ha correlacionado de diversas formas con la Etapa Tiglian A o Tiglian B en los Países Bajos; el Antian/Bramertonian con Tiglian C1-3 o C1-4b; el Baventiano/Pre-Pastoniano a con Tigliano C1-4b o C-4c. [17] [26] [52] [31] Este lapso de tiempo está correlacionado con MIS 81 a 68 [17] o MIS 95 a 71, [52] cubriendo un período de tiempo de entre 2,44 y 1,8 millones de años antes del presente en el Cron de Matuyama, [50] correspondiente al intervalo magnetoestratigráfico entre el Subcron de Reunión y la cima del Subcron de Olduvai. [17] [51]
El descubrimiento de pedernales lascados y lascados en los estratos del basamento de Norwich Crag y Red Crag a finales del siglo XIX y principios del XX se consideró una prueba de algunos de los primeros asentamientos humanos en Gran Bretaña. [54] E Ray Lankester propuso una forma tipológicamente diagnóstica de instrumento en forma de pico "eolítico" , el "rostrocarinato", basándose en un sílex "Norwich Test Specimen" encontrado en el basal de Norwich Crag en Colman's Pit, Whitlingham. [53] FN Haward [55] refutó el origen humano de estos especímenes de Crag sobre la base de un análisis sistemático de los patrones de fractura del sílex y el contexto geológico. Warren (1923) identificó las fracturas como causadas por la presión del subsuelo. [56]