Die Durness Group ist eine geologische Gruppe, die auf dem Hebriden-Terran während des Kambriums und Ordoviziums entlang der Nordwestküste Schottlands abgelagert wurde.
Etymologie mini|hochkant=1.6|Dolomite der Durness Group werden bei Knockan Crag entlang der Moine Thrust von der Moine Supergroup überfahren
Die Durness Group ist nach ihrer Typlokalität Durness benannt. Durness lautet im Schottisch-Gälischen Diùranais, dessen Bedeutung nicht eindeutig ist. Möglicherweise bildet das Altnorwegische nes (Landvorsprung) einen Bestandteil des Wortes. Womöglich lautete die norwegische Bezeichnung des Ortes Dyrnes, was so viel wie Vorsprung des Tieres/Wildes bedeutet. Weitere Vermutungen sind Dorainn nis (Sturmvorsprung) und Dhu thir nis (Zunge des schwarzen Landes). Eine weitere Möglichkeit ist der Hauptort Durine, im Schottisch-Gälischen Dubh Rinn (schwarzer/fruchtbarer Vorsprung), woran ness angehängt wurde.
Geschichtliches Charles Lapworth erwähnte bereits im Jahr 1883 die Abfolge, bezeichnete sie damals jedoch noch als Durness Limestone oder Eriboll Limestone. Ausführlicher wurden die Gesteine im Jahr 1884 von Ben Peach und John Horne und erneut im Jahr 1907 von Ben Peach und Kollegen beschrieben. Diese Autoren benannten die Gesteine als Calcareous Series. Erst im Jahr 1972 schlugen Cowie und Kollegen dann einen Gruppenstatus für die Karbonatgesteine um Durness vor.
Geographische Verbreitung Die Durness Group ist in einem zirka 170 bis 180 Kilometer langen, jedoch sehr schmalen, nur 10 Kilometer breiten Gürtel entlang der Nordwestküste Schottlands aufgeschlossen. Sie erstreckt sich von der Isle of Skye im Süden über Loch Kishorn (auf dem Festland gelegen) bis nach Durness und Loch Eriboll im Norden. An ihrer Ostseite wird die Gruppe von der Moine Thrust begrenzt, auf der die Moine Supergroup über sie hinweggeglitten ist.
Einführung Die im Nordwesten Schottlands abgelagerten Formationen gehörten einst zum zusammenhängenden südöstlichen Kontinentalrand Laurentias, welcher sich vom westlichen Neufundland bis hoch in den Nordosten Grönlands zog. Das jetzige Schottland wurde erst durch die Öffnung des Atlantiks aus diesem Verband herausgetrennt.
Das Hebriden-Terran umfasst neben den namensgebenden Hebriden das Festland Nordwestschottlands westlich des Moine Thrust Belts. Es ist ein Fragment Laurentias, dessen archaische und paläoproterozoische Grundgebirgsgneise von einer mächtigen Abfolge nicht-metamorpher, rotgefärbter Arkosesandsteine und Konglomerate diskordant abgedeckt wurde. Diese meso- bis neoproterozoischen Sedimente bilden die Sleat Group, die Stoer Group und die Torridon Group. Es handelt sich hierbei um fluviatile und lakustrine Sedimente sowie um Ablagerungen von Schwemmfächern.
Nachdem der Superkontinent Rodinia im späten Neoproterozoikum aufgebrochen war, wurden all diese Gesteine zu einem breiten und flachen Kontinentalschelf eingeebnet, welcher schließlich die kambro-ordovizische Abfolge akkommodierte. Subsidenz und Sedimentation gingen auf dem mehrere tausend Kilometer langen Kontinentalrand, der vom Südosten der USA über das maritime Kanada, Neufundland, Schottland und Svalbard bis in den Norden Grönlands reichte, kontinuierlich vonstatten. Der Subsidenzverlauf und auch die stratigraphische Abfolge zeigen im Sektor Neufundland-Schottland-Ostgrönland bemerkenswerte Übereinstimmungen.
Lithologie mini|hochkant=1.6|Laminierter Chert-Ballon in der unteren Sailmhor-Formation an der Balnakeil Bay
Die Durness Group besitzt eine Mindestmächtigkeit von 920 bis 930 Meter. Es handelt sich überwiegend um peritidale bis flach subtidale Kalke und Dolomite, die vom Iapetus am passiven Kontinentalrand Laurentias abgelagert wurden. Die Karbonate spiegeln ein tropisches Environment wider. Microbialithe sind häufig anzutreffen, örtlich treten Ooide angereichert auf und in Teilen der Abfolge gibt es Hinweise auf ehemalige Evaporite und frühe Bildungsstadien von Dolomiten. Das tropische Environment wird von paläogeographischen Rekonstruktionen gestützt, die für Laurentia zum damaligen Zeitpunkt eine Position zwischen 30° Nord und 30° Süd angeben, wobei Schottland auf ungefähr 20° Süd zu liegen kam.
Angetroffen werden als Lithologien hellgraue, beigefarbene und dunkelgraue Dolomite (Englisch dolostones) mit Intervallen von dolomitischen Kalken, Kalken und untergeordneten Cherts.
Die Ablagerung in der vorangegangenen Ardvreck Group bestand noch vorwiegend aus marinen Sandsteinen. Der kambrische Anteil der Durness Group brachte dann Karbonatablagerung auf dem passiv absinkenden Schelf Laurentias. Die schottischen Sedimente bildeten damals Teil der großen amerikanischen Karbonatbank (engl. Great American Carbonate Bank), deren Karbonatfällung sich dann während des Ordoviziums nahezu über das gesamte Laurentia ausbreitete.
Sedimentologie Die Durness Group stellt eine bedeutende marine Transgression über dem Kontinentalschelf Laurentias dar. Zusammen mit der regressiven Ardvreck Group bildet sie eine Megasequenz.
Die Sedimente wurden in verschiedenen flachmarinen Sedimentationsräumen abgesetzt. Die recht seltenen Evaporite waren auf das Intertidal beschränkt. Im Supratidal und im flachen Subtidal finden sich Fensterkarbonate, Oolithe, Pseudomorphosen von Evaporitmineralen, Stromatolithen und feingeschichtete Dolomite mit Trockenrissen und Teepees. Mehr offen marine Bedingungen herrschten im Sedimentationsverlauf der Sailmhor-Formation und der Croisaphuill-Formation – beide Formationen entsprechen maximaler Flutung. Abgesetzt wurde hierbei Karbonatschlamm, der das Sedimentationsgeschehen dominierte.
In der basalen Ghrudaidh Formation wurden mächtige Dolomit- und Kalklagen abgesetzt – supratidale, peritidale und flachmarine Kalkplattformsedimente. Die im Liegenden noch vorhandenen Quarzsandkörner verschwinden in Richtung Hangendes. Dies wird mit einer abrupt einsetzenden Transgression erklärt, wodurch der Sedimenteintrag des Hinterlandes sehr stark zurückverlagert wurde.
Die Durness Group ist diagenetisch stark verändert und manifestiert extensive Rekristallisationen.
Fossilinhalt Fossilien sind nicht gerade häufig in der Durness Group und meist auch schlecht erhalten. Der erste Fossilfund geht in das Jahr 1854/1855 zurück und wurde von Charles William Peach gemacht. Zugegen sind Cephalopoden, nur selten Trilobiten, Schwämme, Brachiopoden und Gastropoden. Bedeutend für die stratigraphische Zuordnung sind Conodonten, die erstmals im Jahr 1967 aufgefunden wurden.
Stratigraphie Die Durness Group wird aus sieben Formationen aufgebaut (vom Hangenden zum Liegenden): Durine-Formation Croisaphuill-Formation Balnakeil-Formation Sangomore-Formation Sailmhor-Formation Eilean-Dubh-Formation Ghrudaidh-Formation
Vollständig ist die Gruppe mit ihren sieben Formationen nur in der Nähe von Durness aufgeschlossen, ihre Hangendgrenze wird jedoch hier von einer Überschiebung abgeschnitten. Auf Skye im Süden sind nur die untersten sechs Formationen vorhanden, welche jedoch nicht kontinuierlich ausgebildet sind.
Ghrudaidh-Formation Die basale, um die 50 bis 63 Meter mächtige, kambrische Ghrudaidh-Formation, folgt konkordant auf das Salterella Grit Member der An-t-Sròn-Formation. Die Formation kann von kleineren Überschiebungen durchzogen sein – was eine korrekte Mächtigkeitsangabe erschwert. Ihre Untergrenze wird mit der ersten dolomitischen Siltstein- oder Dolostonelage gezogen. Der Übergang von der siliziklastischen Ardvreck Group zeichnet sich durch das Erscheinen karbonatischer (dolomitischer) Sedimente aus, dennoch besteht der siliziklastische Einfluss (mit Sandkörnern und Quarzareniten) noch auf den ersten Metern weiter fort. Weitere Lithologien sind Fleckendolomite, Oolithe und örtliche Tonflatschenbrekzien in Richtung Hangendes. An Fossilien wurden der Trilobit Olenellus an der Basis aufgefunden. Dies engt das Alter der Durness Group auf die Bonnia-Olenellus-Zone ein. Die Formation ist ferner reich an das Sediment verfärbenden Wurmbauten (Spurenfossil Planolites).
Eilean-Dubh-Formation Die folgende kambrische Eilean-Dubh-Formation besitzt eine minimale Mächtigkeit von 133 Meter, vermutet wird aber auch bis zu 200 Meter. Die Formation beginnt mit hellgrauen und beige verwitternden (Honigwabenverwitterung), aphanitischen Dolomiten, die sich etwas von den wechsellagernden hellgrauen Dolomiten und den zuckerförmigen, scheckigen, dunkelgrauen Dolomiten der unterlagernden Ghrudaidh-Formation abheben. Auch Kalke sind vorhanden. Kalklinsen erscheinen in den Chertlagen und auch im Dolostone. Als Fossilien enthalten sind Stromatolithen vorwiegend im unteren Abschnitt, auch vereinzelte Thrombolithenpolster treten auf. Conodontenfunde konzentrieren sich auf die Hangendgrenze zur Sailmhor-Formation. Im Mittelabschnitt finden sich Lagen mit terrigenem Quarz und auch Pseudomorphosen von Evaporiten sind eingestreut. Im Hangenden erscheinen Chertlagen (mit roten Jaspisknollen). Bei den Sedimentstrukturen zu erwähnen sind Rutschungen mit einem Winkel bis zu 40° in der Nähe der Basis, trogförmige Schrägschichtung, Linsen- und Flaserschichtung, Wellenrippeln und rötliche Sedimentverfärbungen entlang Schichtgrenzen und Klüften. Faziell sind Intertidal und Subtidal angezeigt. Vom Wind eingetragene Sandlagen deuten aber womöglich auf Sabkhabedingungen des Supratidals. Auch die Eilean-Dubh-Formation wird tektonisch von Gleitflächen durchzogen.
Sailmhor-Formation mini|hochkant=1.6|Die Parasequenzen der Sailmhor-Formation beim Fjord Geodha Smoo
Die bereits ordovizische Sailmhor-Formation wird minimal 113 Meter mächtig, angegeben werden aber auch 175 bis sogar 250 Meter an Mächtigkeit. Die unterschiedlichen Angaben erklären sich durch die vielen Verwerfungen innerhalb der Formation. Die insgesamt aphanitische, dolomitische Formation mit untergeordneten Kalklagen im Hangenden liegt konkordant auf der vorangegangenen Eilean-Dubh-Formation. Sie besteht hauptsächlich aus einem dunklen, scheckigen Dolostone, der aus Parasequenzen im Meterbereich aufgebaut ist. Die Parasequenzen werden in ihrem Hangenden hellgrau und sind von Stromatolithen gekrönt. Die Untergrenze der Formation wird durch einen deutlichen Farbumschlag gekennzeichnet – und zwar von hellgrauen, peritidalen, feinkristallinen Dolomiten der Eilean-Dubh-Formation hin zu dunkelgrauen, scheckigen Dolostones mit vereinzelten Chertvorkommen der Sailmhor-Formation. Oolithlagen und weiße Cherts mit bis zu 50 Zentimeter dicken Knollen zwischen Stromatolithenbauten sind dann im unteren Abschnitt häufig, Thrombolithe nehmen gegen das Hangende zu. Im Hangenden werden die Parasequenzen oft von hellgrauen Dolostones abgedeckt, in denen ebenfalls Stromatolithen vorkommen. Die hellgrauen Dolostones zeigen hier Rippellagen und Parallelschichtung. Der scheckige Charakter der Formation wird durch ein Netzwerk von Wurmbauten bedingt. Faziell ist die Sailmhor-Formation subtidal, angezeigt durch die Stromatolithen, durch die Schwammnadeln enthaltenen Cherts und Brachiopodenschill. Die kleinwellige Schichtung deutet jedoch auch auf intertidalen Charakter hin. Insgesamt herrschte während der Sailmhor-Formation jedoch eine marine Regression – was auch durch die Zunahme von grobkristallinen Dolostones im Hangenden unterstützt wird. Weitere Fossilfunde sind Conodonten im Mittelabschnitt und Cephalopoden im Hangenden. Bemerkenswert ist die zunehmende Spaltbarkeit und Verkarstung der Schichtoberflächen in Richtung Hangendes.
Sangomore-Formation mini|hochkant=1.6|Die Smoo Cave wird aus der Sangomore-Formation aufgebaut