Die Eriboll-Formation ist eine geologische Formation des Hebriden-Terrans, die während des Kambriums entlang der Nordwestküste Schottlands abgelagert wurde. Sie gehört zur Ardvreck Group.
Etymologie Die Eriboll-Formation ist nach ihrer Typlokalität, der Ortschaft Eriboll am gleichnamigen Loch Eriboll benannt. Der Ortsname Eriboll stammt aus dem Norwegischen und geht auf eyrar-bol zurück. Mit bol ist ursprünglich ein Stamm oder Torso gemeint, ein Bienenstock und im übertragenen Sinne eine Aufenthaltsstätte, Wohnort oder Hof. Eyrr bedeutet eine Geröllhalde oder Geröllbank – charakteristisch für die Bucht von Eriboll. Mit Eriboll ist somit eine Heimstätte an einer Geröllbank gemeint.
Geschichtliches mini|hochkant=1.6|Blick vom Massiv des Quinags auf den Spidean Coinich. Gut zu erkennen die Diskordanz des leicht gen Ost einfallenden Basal Quartzite Members gegenüber den flachliegenden Gesteinen der Torridon Group. Der Gipfelaufschwung ist aus dem Pipe Rock Member aufgebaut.
Die Eriboll-Formation, oft auch Eriboll Sandstone, ist mittlerweile seit über 200 Jahren bekannt und wurde bereits in den Jahren 1814 und 1819 von J. A. McCulloch beschrieben. Auch Roderick Murchison hatte sie 1859 bearbeitet. Auf Murchison folgte Charles Lapworth im Jahre 1883. Einen bedeutenden Bericht erstellten 1884 Ben Peach und John Horne und schließlich erschien die herausragende Arbeit von Ben Peach und Kollegen im Jahr 1907, mit der endlich die Northwest-Highlands-Kontroverse zur Ruhe gelegt wurde. Recht ausführliche sedimentologische und fazielle Arbeiten jüngeren Datums stammen von Thomas McKie (1988). und von Michael Garton (2011).
Geographische Verbreitung Die kambrische Eriboll-Formation erstreckt sich über rund 200 Kilometer von ihrer Typlokalität am Loch Eriboll im Norden bis Skye im Süden. Ihr Nordnordost-Südsüdwest-streichendes Aufschlussband wird nicht breiter als 10 Kilometer (eine Ausnahme stellt die Ausbuchtung von Assynt dar). Es folgt in etwa parallel zur Atlantikküste mit einem Abstand von durchschnittlich 25 Kilometer. Ein kleineres zweites Band streicht von Durness aus in südwestlicher Richtung knapp 30 Kilometer ins Hinterland. Die Formation berührt von Eriboll ausgehend in Südsüdwest-Richtung den Foinaven, den Arkle, den Quinag, das Ostende des Loch Assynts, den Osten von Ullapool, das Ostende des Loch Marees und schließlich wieder den Atlantik am Loch Kishorn. Auf Skye besitzt sie nur das relativ kleine Vorkommen Rudha Dubh bei Kilbride.
Im nördlichen Drittel des Aufschlussbandes liegt die Formation diskordant auf Gneisen des Lewisians, auf den restlichen zwei Dritteln jedoch diskordant über Gesteinen der Torridon Group. Im Bereich des Loch Assynts tritt sogar der seltene Fall einer Doppeldiskordanz auf.
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.
Die Transgression des kambrischen Meeres Sauk I erfolgte über eine Fläche, die bereits lange vor Ablagerung der Eriboll-Formation im Neoproterozoikum eingeebnet worden war. Der nur sehr geringe Einfallswinkel dieser Erosionsfläche war verantwortlich für kleinere Transgressionen und auch Regressionen, die eine tortenartige Stratigraphie (Englisch layer cake stratigraphy) hinterließen – wobei der lithostratigraphische Aufbau in etwa der chronostratigraphischen Abfolge entspricht. Eine zu beobachtende rot-weiße Farbbänderung mit einer Skalierung von 1 bis 25 Meter ist primär angelegt. Sie definiert Parasequenzen und resultiert aus einem Verhältnis von 75 Volumenprozent rötlichem Sediment und 25 Volumenprozent weißem Sandstein. Das rötliche Sediment stammt unmittelbar vom Kontinent Laurentia, wohingegen der weiße Sandstein sich durch seine Reife und seine Feinkörnigkeit auszeichnet, welche auf seine lange Verweildauer auf dem Schelf hinweisen.
Stratigraphie mini|hochkant=1.6|Diskordanz des Basal Quartzite Members (oben) über Gesteine der Torridonian Supergroup (unten) am Quinag
Die Eriboll-Formation ist die Liegendformation der Ardvreck Group. Sie wird von der Hangendformation, der An-t-Sròn-Formation, überlagert. Ihre Unterlage ist entweder das polymetamorphe Grundgebirge, bestehend aus den Gneisen des Lewisians, denen sie diskordant aufsitzt, oder die Torridon Group, die sie ebenfalls diskordant überdeckt.
Die rund 200 Meter mächtige Formation (mit einer Variationsbreite von 150 bis 225 Meter) besitzt zwei Member – das Basal Quartzite Member im Liegenden und das Pipe Rock Member im Hangenden.
Basal Quartzite Member mini|hochkant=1.6|Das Basal Quartzite Member bei Skiag Bridge am Loch Assynt
Der Iapetus transgredierte über das Grundgebirge (Lewisian als auch Torridonian) mit einem Basiskonglomerat hinweg. Dieses Basiskonglomerat ist gewöhnlich nur etwa 30 Zentimeter mächtig, kann aber im Norden am Loch Eriboll bis auf 3 Meter anwachsen. Darüber folgt dann der schräg geschichtete Quarzarenit des Basal Quartzite Members, welcher auch als Heterolithic Sandstone bezeichnet wird. Der heterolithische Sandstein baut sich aus drei diskontinuierlichen, insgesamt etwa 50 Meter mächtigen Parasequenzen auf, deren Korngrößen und individuelle Mächtigkeiten ins Hangende zunehmen. Darüber legen sich etwa 20 Meter an Ban Beds, 5 Meter an Uidhe Beds und schließlich 15 Meter an Quinag Beds. Die Uidhe Beds und die Quinag Beds werden durch eine markante Trennfläche – die Bhig Surface – voneinander getrennt. Das Basal Quartzite Member wird 100 Meter mächtig.
Basiskonglomerat Das Basiskonglomerat stellt die Untergrenze einer Sequenz dar und endet mit einer Flutungsfläche (engl. flooding surface), die aber nicht immer eindeutig zu erkennen ist. Es ist matrixgestützt. Seine Gerölle sind schlecht sortiert und erreichen eine maximale Größe von 4 Zentimeter, bewegen sich aber im Schnitt zwischen 1,6 und 3,2 Zentimeter. An angerundeten Geröllen vorhanden sind Quarz (etwa 65 %), Quarzit (20 %), Chert (10 %), magmatische Intrusiva und Gneise (etwa 5 %). Die Zusammensetzung variiert mit dem Substrat, sie ist anders über Gneisen des Lewisians als über der Torridon Group. Subangulare Feldspatklasten beispielsweise treten nur oberhalb der Torridon Group auf, echte Gerölle kommen hier so gut wie nicht vor. Auch ist die Korngröße oberhalb von Gneisen doppelt so hoch und die stark hervortretenden, angerundeten Gerölle sind verhärtet.
Sedimentstrukturen sind außer flacher Schrägschichtung im Basiskonglomerat kaum zu erkennen. Die Schichtung ist tafelig-plattig und ohne die zu erwartenden Erosionsrinnen. V-förmig in die Diskordanzfläche eingeschnittene Rillen und seltene Kolke gestatten aber, die Strömung auf Nordwest-Südost festzulegen – was auch durch gelegentlich zu beobachtende Geröllverschuppung bestätigt wird.
Wie bereits angesprochen sind Soper und England (1995) der Ansicht, dass die Einebnung nicht durch die kambrische Transgression erfolgt war, sondern bereits lange zuvor im Neoproterozoikum stattgefunden hatte. Hierfür spricht auch die gelegentliche Gegenwart von neoproterozoischen Paläoböden. Dass die kambrische Transgression von relativ geringer Energie war, zeigt sich auch an der Tatsache, dass der Eintrag der beiden Grundgebirgstypen auf das Basiskonglomerat beschränkt blieb und schon wenige Meter darüber vollkommen zum Stillstand kam.
Heterolithic Sandstone Der Heterolithic Sandstone wird bis zu 58 Meter mächtig. Er beginnt mit einer Flutungsfläche und jede seiner drei Parasequenzen A (12 Meter), B (20 Meter), und C (26 Meter) endet mit einer Flutungsfläche. Charakteristisch für den Heterolithic Sandstone sind sein Reichtum an Feldspatklasten, seine tief rosa Farbgebung, abwechslungsreiche Sedimentstrukturen, sigmoidale Schrägschichtungen, jedoch so gut wie keine Fischgrätenschichtung (engl. herringbone cross-bedding) und Schrägschichtungsforesets mit Siltsteinüberzügen. Die Paläoströmung wurde mit Ostsüdost (N 107 bis N 118) bestimmt. Horizontale Sedimentdurchwühlung wie in den überlagernden Ban Beds fehlt hier noch.
Zahlreiche Beobachtungen legen nahe, dass der Heterolithic Sandstone einem vorwiegend flachmarinen Ablagerungsmilieu entspricht. Große submarine (subaquatische), tafelförmige und schräg geschichtete Dünen wanderten parallel zur Küste. Ihre scharfen und parallel zueinander verlaufenden Ober- und Unterkanten sind typisch für den Gezeitenbereich. Die größeren Dünen trugen auf ihrer Leeseite im rechten Winkel Strömungsrippeln – wie sie für das Intertidal charakteristisch sind. Weit verbreitet sind auf den Dünenoberflächen auch körnige Restsedimente (engl. lag deposits), die auf einen auslesenden Siebeprozess (engl. winnowing) schließen lassen und somit ebenfalls auf flachmarine Bedingungen hindeuten.
Ban Beds Die bis zu 25 Meter mächtigen Ban Beds setzen ebenfalls mit einer Flutungsfläche ein. Sie könnten aufgrund ihres hohen Gehalts an Ichnospuren (Cruziana A und Cruziana B) auf den Schichtflächen auch sehr gut als Arthropod Beds (Arthropodenschichten) bezeichnet werden. Im Vergleich zum unterlagernden Heterolithic Sandstone sind die Schichtkörper der Ban Beds feinkörniger und weniger verunreinigt, da wesentlich weniger an Feldspatklasten vorhanden sind. Sigmoidale Schichtungen treten nicht auf und tafelförmige Schichtkörper sind seltener. Dafür ist Fischgrätenschichtung weit verbreitet. Tafelförmige, 5 bis 20 Zentimeter dicke Schrägschichtungen sind meist vertikal übereinander gestapelt und bilden bis zu 2 Meter dicke Cosets (nach Allen 1984). Sie indizieren sehr variable und voll polymodale Paläoströmungen. Symmetrische Rippeln sind nicht ungewöhnlich und treten meist zusammen mit etwa 5 Zentimeter dicken, mittel- bis feinkörnigen Sandsteinlagen auf. Gegen das Hangende der Ban Beds werden Rippelflächen sehr häufig und der Sortierungsgrad steigt an.
Mehrere Beobachtungen deuten im Vergleich zum Heterolithic Sandstone auf tieferes Wasser und auf ein offenenes Schelf-Environment hin: sehr weitflächige Korrelation von Fazieskomponenten weniger Feldspat, jedoch feinkörnigeres Sediment bimodale Paläoströmungen Wellenrippeln Fehlen von Rinnen. Auch die bessere Sortierung unterstützt diese Interpretation.
Uidhe Beds Die nur 4 bis maximal 5 Meter mächtigen Uidhe Beds (erreichen 9 Meter in Assynt und reduzieren sich auf 1 Meter auf Skye) beginnen mit einer maximalen Flutungsfläche den so genannten White Beds. Sie enden in einer markanten Trennfläche und Sequenzgrenze – der Bhig Surface. Die White Beds – weiße, gut sortierte Sandsteine – beginnen mit der planaren Schichtfläche einer zusammengesetzten Düne (engl. compound dune), die als Sandwelle (engl. sand wave) mit einfallenden Trennflächen (engl. bounding surfaces) interpretiert wird. Die White Beds unterstreichen den markanten Farbwechsel vom Rosa der Ban Beds zum Weiß der Uidhe Beds. Die Uidhe Beds werden zum Hangenden grobkörniger und zeichnen sich im Mittelabschnitt durch ein Schichtpaket (von bis zu 1,7 Meter Mächtigkeit) mit tafelförmiger Schrägschichtung und voll von diversen Entwässerungsstrukturen aus. Dieses Schichtpaket deutet auf küstenparallele Paläoströmungen. Im Hangenden treten sodann sigmoidale Schichtkörper auf, in welche zwei Lagergänge von je 1 Meter Mächtigkeit intrudierten.
Die weißen, gut sortierten Sandsteine der Uidhe Beds zeigen generell tieferes Wasser an. Die anfangs noch transgressiven Verhältnisse verflachten jedoch allmählich hin zur hangenden Bhig Surface, deren rötliche Quarzkörner bereits auf kontinentalen Einfluss und einen weitaus weniger distalen Ablagerungsraum als zu Beginn schließen lassen.
Bhig Surface und Quinag Beds