Введение
Дорсет (англ. Dorset) — графство на юго-западе Англии, расположенное на побережье Английского канала. Его площадь составляет ; оно граничит с Девоном на западе, Сомерсетом на северо-западе, Уилтширом на северо-востоке и Гэмпширом на востоке. Значительное разнообразие ландшафта обусловлено геологическим строением, которое включает в себя почти непрерывную последовательность горных пород возрастом от 200 до 40 миллионов лет назад (Мя) и поверхностные отложения от 2 Мя до наших дней. В целом, самые древние породы (ранний юрский период) встречаются на крайнем западе графства, а самые молодые (эоцен) — на дальнем востоке. Юрские породы также лежат в основе долины Блэкмор и формируют большую часть прибрежных скал на западе и юге графства; хотя более молодые меловые породы венчают некоторые возвышенности на западе, они в основном распространены в центре и на востоке графства. Береговая линия Дорсета — одна из самых посещаемых и изучаемых в мире, поскольку на протяжении 95 миль (153 км) (включая часть восточного Девона) здесь представлены породы от начала триасового периода, через юрский и до конца мелового периода, документирующие всю мезозойскую эру с хорошо сохранившимися окаменелостями. По всему Дорсету расположено множество известняковых гряд. Самая крупная и заметная — полоса мелового мела, протянувшаяся с юго-запада на северо-восток графства и являющаяся частью Меловой группы, лежащей в основе большей части южной Англии, включая равнину Солсбери, остров Уайт и Саут-Даунс. Между известняковыми и меловыми грядами расположены широкие глинистые долины с поймами рек. Юго-восточный Дорсет, в районе Пулла, Борнмута и Нью-Фореста, лежит на более молодых и менее устойчивых слоях: эоценовых глинах (в основном лондонской глине), песках и гравии. Эти породы образуют тонкие почвы, которые исторически поддерживали среду обитания вересковых пустошей. Меловые и известняковые холмы Пурбека расположены над крупнейшим в Великобритании наземным нефтяным месторождением. Месторождение, эксплуатируемое с фермы Уайтч, дает высококачественную нефть. Недалеко находится старейший в мире постоянно действующий насос в Киммеридже, используемый с начала 1960-х годов. Источником этой нефти являются богатые органикой сланцы, обнаруженные в нижнем лиасе. Известно, что оползни на побережье воспламеняют эти сланцы, вызывая пожары на скалах, последний из которых произошел в 2000 году.
Dorset '/d//ɔːr//s//ᵻ//t/ (or archaically, Dorsetshire) is a county in South West England on the English Channel coast. Covering an area of ; it borders Devon to the west, Somerset to the north west, Wiltshire to the north east, and Hampshire to the east. The great variation in its landscape owes much to the underlying geology, which includes an almost unbroken sequence of rocks from 200 to 40 million years ago (Mya) and superficial deposits from 2 Mya to the present. In general, the oldest rocks (Early Jurassic) appear in the far west of the county, with the most recent (Eocene) in the far east. Jurassic rocks also underlie the Blackmore Vale and comprise much of the coastal cliff in the west and south of the county; although younger Cretaceous rocks crown some of the highpoints in the west, they are mainly to be found in the centre and east of the county. Dorset's coastline is one of the most visited and studied coastlines in the world because it shows, along the course of 95 mile (153 km) (including some of east Devon), rocks from the beginning of Triassic, through the Jurassic, and to the end of the Cretaceous, documenting the entire Mesozoic era with well preserved fossils. Throughout Dorset there are a number of limestone ridges. The largest and most notable is the band of Cretaceous chalk that runs from the south west to the north east of the county and forms part of the Chalk Group that underlies much of the south of England, including Salisbury Plain, the Isle of Wight, and the South Downs. Between the bands of limestone and chalk are wide clay vales with flood plains. South east Dorset, around Poole, Bournemouth, and the New Forest, lies on younger and less resistant beds: Eocene clays (mainly London Clay), sands, and gravels. These rocks produce thin soils that historically have supported a heathland habitat. The chalk and limestone hills of Purbeck lie atop Britain's largest onshore oil field. The field, operated from Wytch Farm, produces a high quality oil. Nearby is the world's oldest continuously pumping well at Kimmeridge, which has been in use since the early 1960s. The source of this oil is the organic rich shales found in the lower Lias. Landslides along the coast have been known to ignite these shales, causing cliff fires, the most recent of which occurred in 2000.
Девонский до карбонового
Около 380 миллионов лет назад территория, которая впоследствии сформировала южную часть Великобритании, находилась примерно в 19° южной широты и располагалась на северном берегу океанического бассейна, разделявшего континенты Лавразию и Гондвану. Когда эти континенты столкнулись, образовав единый суперконтинент Пангею, отложения на дне океана были подняты и сдвинуты, а расплавленная порода из-под поверхности извергалась наружу. Сегодня эти магматические интрузии и красные песчаники, видимые в соседнем графстве Девон, имеют наклон с запада на восток и глубоко погребены под более молодыми отложениями в Дорсете.
Триасовый период
В течение большей части этого периода южная Британия испытывала континентальные условия, первоначально с отложениями, приносимыми крупными речными системами, формирующими группу песчаников Шервуд. За ними последовали аргиллиты с испарениями (включая локально мощные залежи галита), отложенные в пустынной среде, образуя группу аргиллитов Мерсии. О значительном переходе к морским условиям свидетельствуют аргиллиты с известняками и песчаниками вышележащей группы Пэнарта ретийского возраста. В Дорсете породы этого периода не выходят на поверхность, но их наличие в подповерхностных слоях установлено при бурении в ходе разведки углеводородов.
Последнее триасовое до юрского периода
Около 204 млн лет назад Дорсет, расположенный сейчас на 30° северной широты, был покрыт водой, и первые аммониты (Psiloceras planorbis) появляются в сланцах и известняках, формирующих нижний лиас.
Нижняя Лия
Образовавшийся в позднем ретийском – пленсбахианском периодах в то время мелководной морской среде, нижний лиас состоит из голубых лиасов, черных венских мергелей и зеленых аммонитовых слоев (формация Чармутского глинистого сланца). В основном покрытый пышной растительностью, он формирует дно долины Маршвуд на западе Дорсета и встречается в руслах рек, где проводились земляные работы, а также вдоль побережья к западу от Ситауна. Склоны долины сложены преимущественно глинами и песками верхнего и нижнего лиаса, а более молодые слои мелового периода (145–66 млн лет назад) венчают высшие точки. Голубой лиас – самый нижний из лиасовых слоев, и там, где он обнажен на побережье возле Лайм-Реджиса, состоит из слоев твердого известняка и нефтеносного сланца. Железные пириты в глине могут нагреваться на воздухе и иногда воспламенять сланцы. В XVIII и XIX веках в окрестностях Лайм-Реджиса сбор и продажа окаменелостей стали распространенным занятием. Оползни и разработка глины для производства цемента обнажили не только множество аммонитов различных размеров, но и гораздо более крупные экземпляры, такие как ихтиозавры и плезиозавры. Несмотря на то, что эти породы образовались под водой, находки ископаемой древесины, наземных животных и птерозавров указывают на близость суши.
Средние Лии
Отложенные в плиенсбахском и раннем тоаркийском возрастах в более мелководной морской среде, подвергавшейся гораздо более неспокойной погоде, осадочные породы среднего лиаса менее илистые, чем в нижнем лиасе, и ближе к илу и песку. Считается, что этот песок был принесен с островов, которые сейчас являются частью Корнуолла и Южного Уэльса. Обнаруженные в этом слое аммониты, по-видимому, подвергались нападениям крупных ракообразных. Окаменелые останки большого количества морских звезд, найденные к концу этого периода отложения, указывают на то, что они были быстро погребены. Предлагаемые теории указывают на сильный шторм или приливную волну в качестве причины, и действительно, многие останки, похоже, были унесены потоком вместе с осадком, некоторые потеряв конечности. Этот конкретный участок лиаса уместно известен как "слой морских звезд". Последующие слои песков Даунклиффа и Торнкомба также, по-видимому, отложены в периодически штормовой среде, где преобладают илы и пески. Здесь встречаются галька и валуны, покрытые окаменелостями животных, что позволяет предположить, что некоторые осадочные породы уже подверглись литификации; также имеются свидетельства локальной тектонической активности. Последний слой среднего лиаса – это пласт Марлстоун-Рок.
Верхняя Лия
Самая нижняя часть верхнего Лиаса, известняковая формация Бикон, сформировалась в пленсбахианском – тоарском периодах, около 182 млн лет назад. Она известна как прослойка основания и, несмотря на то, что представляет собой 3 миллиона лет отложений, имеет мощность всего от 0,6 до 1,5 м, где ее можно увидеть в устье Эйпа. В Йоркшире эквивалентный горизонт имеет мощность около 100 м, что указывает на то, что Дорсет оставался под водой значительно дольше и был лишен поступления песка и глины. Этот горизонт состоит из мелкозернистых известняков от белого до бледно-розового цвета. Пески образуют полосу, тянущуюся вглубь страны к Йевилу. На востоке графства эти пески залегают на глубине около 900 м и формируют средний резервуар нефтяного месторождения Уитч-Фарм. Он содержит множество окаменелостей, включая бриозоев, брахиопод, аммонитов, белемнитов, гастропод, двустворчатых и морских ежей, и, как и предыдущие средний и верхний Лиас, демонстрирует признаки осадконакопления, контролируемого разломами. В верхней части нижнего оолита два горизонта насыщены многочисленными видами губок, которые можно увидеть в окрестностях ущелья Шиптон-Гордж и Бертон-Брэдсток. Несмотря на формирование в морской среде, оолит, как и нижний Лиас, содержит некоторые окаменелые останки наземных существ, включая два вида мегалозавров, обнаруженных вблизи Шерборна. Известняк, известный как мергель Фуллера, встречается на северо-западе графства, между глинами к югу и востоку от Шерборна. Он богат аммонитами и двустворчатыми. Последующая глина Фрома, ранее называвшаяся верхне-мергельной глиной Фуллера, видна к западу от Западного залива, где она составляет основную часть Западного утеса. Она содержит множество брахиопод, особенно в Веймутской антиклинали, где устричные залежи достигают 5 м в толщину. Выходы лесного мрамора сосредоточены вокруг Веймутской антиклинали, прибрежного уступа между Бертоном-Брэдстоком и Эбботсбери и вглубь страны до Ботенхэмптона, где они исчезают под более молодыми меловыми отложениями. Появляясь вновь в Рампишеме, они поворачивают на восток, а затем на север в Сомерсет. Известняк не образует одного сплошного пласта, как считалось ранее, а скорее формирует линзы в формации, состоящей преимущественно из глины. Сильные тропические штормы, вероятно, поднимали большие количества раковин и других беспозвоночных и откладывали их таким образом. Неглубоководные известняки Корнбраш, в которых откладывались известняки Корнбраш, сменились немного более глубокой водой, в которой были отложены келлавейские слои. Келлавейские слои видны только на берегах ручьев и рек, а также в кирпичных карьерах в Чикерлле и Рампишеме, где добывались последующие оксфордские глины. Оксфордские глины были отложены в гораздо более глубокой воде и покрывают дно долин между Веймутом и долиной Блэкмор. Их также можно увидеть на скалах в районе Тидмур-Пойнт, на холме Джордан-Хилл и в упомянутых ранее кирпичных карьерах в Чикерлле. Плохая экспозиция, в сочетании с упадком кирпичной промышленности, затруднила детальное картирование глин, и теперь она в значительной степени зависит от траншей, вырытых для прокладки коммуникаций. Эти раскопки выявили некоторые впечатляющие образцы септарий. Кораллианские слои можно увидеть на Веймутской антиклинали, между Эбботсбери и Осмингтоном. Затем они исчезают, чтобы появиться в виде низкого уступа между Мэппаудером и Каклингтоном на границе Сомерсета. Вблизи вершины этого образования находится восковая глина Рингстеда, в которой встречаются крупные устрицы дельтовидной формы, а на вершине Кораллианского – кораллитовый пласт Рингстеда. Бенеклиффский песчаник, мягкий песчаник, содержащий крупные доггеры, хорошо обнажен на мысе Бран-Пойнт. Когда-то здесь был резервуар, и иногда нефть просачивается из скалы, а в близлежащих песках присутствует маслянистый остаток. Отложенные в среде с дефицитом кислорода, кимериджские слои составляют основную часть Пурбекской моноклинали и периферии Веймутской антиклинали. Они образуют низменную полосу, проходящую с севера на юг через долину Блэкмор, и подпирают полосу земли между островом Портленд и материком. Необычный богатый железом осадок вблизи Эбботсбери, в отличие от обычного, был отложен в мелководной воде, богатой железом, а светлые полосы по всему образованию были вызваны кокколитами после периодических вспышек водорослей. Многие окаменелые останки сплющены, что указывает на то, что кимериджские слои были сильно сжаты, возможно, до одной восьмой их первоначальной толщины. Этого было недостаточно для создания нефтяных резервуаров, подобных тем, что находятся под Северным морем, однако богатые нефтью сланцы в прошлом имели экономическое значение в качестве местного топлива.
Группа Портленд
Неясно, откладывались ли формации, образовавшиеся между верхней юрой и нижней мелой, по всему Дорсету, как предшествующие отложения, и затем были разрушены, или же они сформировались только в тех областях, где они сейчас встречаются. Портлендовские пески образовались в глубоководной морской среде, в то время как портлендовский камень – в прибрежной зоне. Морские водоросли, сформировавшие крупные рифы, ответственны за периодически встречающиеся слоистые и арочные структуры в формации, которые лучше всего видны в Роуче – чрезвычайно богатом окаменелостями известняке, ограниченном северной частью острова Портленд. К северу от оолита располагается мелкозернистый известняк, отложенный в спокойных, мелководных условиях. Он содержит кремневые породы, известные как херт, которые, если бы не наличие крупных аммонитов, можно было бы принять за ранний мел. Ранее считалось, что этот слой находится примерно в середине пурбекских отложений, однако современные исследования показывают, что граница между юрским и меловым периодами проходит в пределах нескольких нижних метров перекрывающего нижнего пурбека.
Группа Пурбек
Группа известняков Пурбека — это последовательность известняков, сланцев и глин, получившая название по острову Пурбек, образовавшаяся в позднем титоне — позднем берериасе преимущественно в очень мелководных лагунах и пресноводных озерах, с лишь эпизодическим морским влиянием на нижних уровнях, где встречаются галит, гипс и другие эвапориты. Предполагается, что перемешанные отложения в районе Лулворта обусловлены растворением мощного слоя этих эвапоритов. Имеются также свидетельства поднятия и эрозии более ранних формаций. Климат в этот период изменился с тропического на субтропический, с ярко выраженными влажными и сухими сезонами, что подтверждается годичными кольцами в окаменелых деревьях, также обнаруженных на нижних уровнях пурбекских отложений. Эти деревья росли вблизи низменных прибрежных зон и периодически подвергались затоплению морем. Поваленные деревья и их пни покрывались строматолитами, которые удерживали осадки. Известняки на этом уровне, сильно различающиеся по цвету, состоят из плотно упакованных раковин пресноводной улитки Viviparus. Благодаря их способности к высокой полировке они получили название "мрамор Пурбека". Как и более древний "лесной мрамор", это скорее осадочный, чем истинный метаморфический мрамор. Группа известняков Пурбека содержит разнообразные окаменелости, включая редких рептилий, амфибий и млекопитающих, благодаря которым данное образование приобрело международное значение.
Wealden Group
Уэльденские отложения ограничены южной стороной и увеличиваются в толщине от 107 до 716 м между Упвеем и Сванаджем. Эти реки дренировали возвышенные районы на севере и западе и были ответственны за отложение большей части последующих осадков в южном Дорсете. В отложениях Уэльдена содержится большое количество растительного материала и древесного угля, что указывает на периодические пожары в регионе. В бухте Мупе часть песков была сцементирована нефтью и образовала песчаниковые валуны, что позволяет предположить, что образование нефти началось еще до отложения этих песков. Самое раннее отложение, Нижний Гринсанд, перекрывает более древние отложения Уэльдена на юге, а Оксфордские и Киммериджские глины – на севере. На западе, поверх эродированного Лиаса, залегает тонкий слой галльтовой глины альбийского возраста, толщина которого уменьшается с 27 до 7 м по направлению к западу и который можно обнаружить по линиям родников у подножия меловых хребтов и уступов. Вода, заключенная между этими двумя слоями, является причиной многочисленных оползней, происходивших на протяжении всей истории графства. Поскольку геологи уверены, что все формации от Лиаса до Киммериджской глины были отложены по всей территории графства, галльтовая глина свидетельствует о масштабе поднятия и эрозии, которые должны были произойти до затопления Дорсета. Перекрывающая галльтовая глина обнажается в линиях родников у подножия меловых хребтов и уступов. Выше галльтовой глины залегает Верхний Гринсанд, который варьируется от золотистых песков, венчающих возвышенности Западного Дорсета, такие как Пилсдон Пен и Золотая Шапка, до обломочных песчаников, встречающихся в центре графства. Первые отложения мела содержали пески и гравий, предположительно, происходящие из Корнубии. Этот гравистый мел был отложен в центральной части Дорсета и отчетливо виден на склонах Эггардон-Хилл. С углублением воды основным источником для известкового раствора, из которого впоследствии образовался дорсетский мел, стали планктон, коколиты и фораминиферы. В целом, дорсетский мел слишком мягкий для использования в качестве строительного камня, за исключением района Риджвэй, где тектонические разломы и складчатость привели к образованию особенно твердого сорта, который римляне широко использовали в своих мозаиках. Мел часто содержит более крупные окаменелости, включая аммонитов, белемнитов и брахиопод. Кремень встречается как в виде конкреций, так и в виде слоистых залежей. Осадочные породы, залегающие на дорсетском мелу, по той же причине существенно отличаются от пород в других частях мира, а останки растений и животных, содержащиеся в них, значительно моложе.
Ранний палеоген
Расширение Северной Атлантики, которое впервые произошло в триасовый период, теперь достигло стадии, когда оно оказывало влияние на ландшафт Дорсета. Участки, ранее покрытые водой, подверглись эрозии по мере складывания и поднятия вверх меловых отложений. Ранние отложения этого периода, обнаруженные в юго-восточной Англии, в Дорсете не встречаются. Однако небольшие количества, найденные в Девоне, в сочетании с многочисленными карстовыми воронками, обнаруженными в мелу Дорсета, позволяют предположить, что они могли быть удалены эрозией. Некоторые из крупных карстовых воронок, известные как долины, расположены на вересковых пустошах между Дорчестером и Бере-Регисом. Рядом с Брайантспэддлом находится Кулпепперс Диш, шириной 86 м и глубиной более 21 м. Первые отложения этого периода, найденные в Дорсете, – это глины формации Рединг. Являясь подразделением группы Ламбет, они видны над меловыми отложениями в Студленде. Считается, что эти пятнистые, яркоокрашенные и, как правило, лишенные окаменелостей глины откладывались в лагунах. Группа Брэклшема, обнаруженная на большей части территории Дорсета в бассейне Гэмпшира, в основном отложена реками и составляет основу вересковых пустошей Дорсета. Частые и сильные дожди этого периода переносили большие объемы материала из северных возвышенностей через районы Пурбека и Веймута. Блоки кварцита можно найти на холмах южного Дорсета, и эти сарсены использовались при строительстве некоторых местных доисторических памятников. К северу и востоку от графства встречаются более мелкие пески и гравий, включая шаровую глину, которая широко добывалась на вересковых пустошах вокруг Уорхема. Считается, что мелкие частицы, составляющие глину, произошли с запада, где скалы разрушались под воздействием чередующихся сухих и влажных условий, а также ливней, которые, в свою очередь, образовали реки и перенесли материал в его нынешнее местоположение. Окаменелые пальмы, найденные на скалах в Борнмуте, подтверждают, что в то время в Дорсете был тропический климат.
Поздний палеоген до неогена
В этот период Дорсет дрейфовал еще на 9° к северу, климат быстро охлаждался, и к концу эоцена стал умеренным. Преимущественно континентальный, с пресноводными и солоноватыми водоемами, округ, несмотря на свою низменность, оставался в значительной степени свободным от морского влияния, за исключением незначительных вторжений в конце ледниковых эпох. Отложения позднего палеогена, заполнившие бассейн Хэмпшира по мере понижения уровня моря, в Дорсете не обнаружены, равно как и неоген, который практически отсутствует на большей части Британских островов. Последующие, хотя и менее выраженные складчатость и поднятие вдоль глубинных разломов округа, в сочетании с продолжающейся эрозией юрских и меловых отложений, сформировали современный ландшафт и систему водотоков Дорсета.
Четвертичный период
За последние 2,6 миллиона лет Британия пережила ряд экстремальных колебаний температуры, включая три ледниковых периода. Дорсет не подвергся оледенению, но испытал очень низкие температуры с наличием вечной мерзлоты на возвышенностях. Резкие изменения уровня моря и последовательные периоды потепления и похолодания значительно изменили ландшафт. Два поднятых пляжа в Портленде, образовавшиеся 210 000 и 125 000 лет назад, являются впечатляющим свидетельством колебаний уровня моря. Причины этих двух колебаний были двоякими: рост ледяных щитов, удерживавших огромные объемы воды, и вес льда на севере, вызвавший наклон суши. Летом частичное таяние льда приводило к образованию крупных рек, которые переносили огромное количество песка и гравия по всей территории, формируя обширные террасы как в гористых районах, так и в долинах. Эти реки углублялись в ландшафт, прокладывая себе путь к более низкому уровню моря, что вызывало многочисленные масштабные оползни, особенно заметные в окрестностях Шафтсбери и Эбботсбери. Каменные орудия труда ранних людей были найдены на речных террасах в районе границы Дорсета и Девона, хотя они могли быть занесены сюда вместе с другими речными отложениями. Эти разломы растяжения также были реактивированы в ходе дальнейшего рифтинга в юрский и ранний меловый периоды. В этом районе ощущались последствия ранних стадий альпийской коллизии в позднем меловом и палеогеновом периодах, с обратной реактивацией многих разломов растяжения, что привело к образованию наиболее заметных структур в районе Дорсета, таких как Пурбекский моноклиналь.
Фалл Литтон-Чейни
Разлом Литон-Чейни имеет запад-восточное простирание и южное падение, являясь нормальным разломом. Разлом был активен в период отложения лиасовой группы и вновь в поздней юре – начале мелового периода. Имеются некоторые данные о незначительной смене направления смещения по разлому в позднем меловом – палеогеновое время.
Разлом Абботтсбери-Риджвей
Этот крупный разлом, простирающийся с запада на восток и имеющий южное падение, был преимущественно активен в поздней юре – начале мелового периода, что подтверждается локальным сохранением велдских отложений в его подвешенной части. В позднем меловом периоде – палеогене он был реактивирован как разлом обратного сдвига и в настоящее время характеризуется сопоставлением порлендских и пурбекских отложений в подвешенной части с меловыми отложениями в лежащей части. Разлом не имеет прямой связи с разломами, залегающими под триасовым соляным слоем.
Моноклины Пурбека
Эта моноклинальная структура является частью полунепрерывной структуры, простирающейся на восток через остров Уайт, известной как Портленд-Уайтская моноклиналь (или нарушение). Она образовалась в результате обратной реактивации Пурбекско-Уайтской зоны разломов.