Die Geologie von Muck beschreibt die geologischen Verhältnisse auf der schottischen Insel Muck.
Etymologie Die englische Bezeichnung der Insel Muck leitet sich vom Schottisch-Gälischen Substantiv muc ab. Laut John Boswell (1785) ist muc mit „Schwein, Sau“ gleichzusetzen und ist daher die „Schweineinsel“ oder Eilean nam Muc. Mittlerweile wird jedoch als Ursprung von Muck von der hohen Zahl an Schweinswalen in den Gewässern Muck's ausgegangen – die im Schottisch-Gälischen als muc-mhara bekannt sind (wörtlich „Schwein der See“ oder „Schwein des Meeres“).
Geographie mini|hochkant=1.6|Karte des Ordnance Surveys von Muck aus dem Jahr 1957
Muck liegt geographisch in der Sea of the Hebrides, umgeben vom Sound of Eigg im Nordosten und vom Sound of Rùm im Norden. Die Insel gehört zu den Inneren Hebriden, den so genannten Small Isles (Kleine Inseln). Benachbarte Inseln sind Eigg, Rùm und Coll. Eigg im Nordosten liegt 4,2 Kilometer entfernt, nach Rùm im Norden sind es 11,2 Kilometer. Zum schottischen Festland mit der Halbinsel Ardnamurchan im Süden und Südosten beträgt die Entfernung 7,5 Kilometer. Nach Coll im Südwesten sind es 18 Kilometer. Nächster Hafen mit ständiger Fährverbindung ist Mallaig, das knapp 29 Kilometer entfernt im Nordosten liegt. In der Sommersaison wird die Insel auch von Arisaig aus angelaufen. Der Fährhafen liegt bei Port Mòr im Südosten.
Die Insel ist etwas in die Ost-West-Richtung gestreckt und hier 3,8 Kilometer lang, jedoch in Nord-Süd-Richtung nur 2,1 Kilometer breit. Die Oberfläche der Insel nimmt 5,59 Quadratkilometer ein. Höchste Erhebung ist der 137 Meter hohe Beinn Airein im Westen. Muck hat als größte Insel Eilean nam Each im Nordwesten und besitzt zahlreiche Schären, insbesondere im Nordwesten und im Südosten.
Geologie mini|hochkant=1.6|Blick vom Anstieg zum Beinn Airein hinüber nach Eigg im Nordosten. An der Nordküste liegt die Gallanach Farm mit ihrem fruchtbaren Weideland.
Älteste Gesteine auf Muck sind Sedimente des Mitteljuras, welche zur Great Estuarine Group gerechnet werden. Die Sedimente stehen an der Westseite der Bucht Camas Mòr an. Zugegen sind die Formationen Valtos-Sandstone-Formation, Duntulm-Formation und Kilmaluag-Formation (in aufsteigender Reihenfolge). Diskordant über den Mitteljura legen sich die Camas Mòr Breccia und die Vulkanite der Eigg-Lava-Formation. Letztere nehmen einen Großteil der Insel ein. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um olivinhaltige, basaltische Lavaflüsse, die sich im Paläozän (Thanetium) über die Insel ergossen hatten. An der Südküste treten auch Hawaiite auf. Die Lavaflüsse werden ihrerseits von Nordnordwest-Südsüdost-streichenden Gangscharen aus Basalt und Dolerit durchzogen, welche folglich jünger sind. Derselben Richtung folgen eine Handvoll von Verwerfungen, deren prominenteste sich von der Bucht Bàgh a'Ghallanaich aus nach Südosten erstreckt. Auf der Ostseite von Camas Mòr steht ein gangartiger Gabbrozug an.
Im Quartär wurde am Ende der Kaltzeit Till abgelagert und später auch etwas an Torf abgesetzt.
Stratigraphie mini|hochkant=1.6|Die Bucht Camas Mòr vom Anstieg zum Beinn Airein aus gesehen. Die Valtos-Sandstone-Formation nimmt den Westteil der Bucht ein und erstreckt sich bis zu einer markanten Verwerfung, die durch die zweite Brandungsrippe markiert wird. Dahinter die basaltischen Laven der Eigg-Lava-Formation mit ihren typischen Trapps sowie an der Küste rechts der gangartige Gabbrozug. Im Hintergrund das Festland von Ardnamurchan.
Great Eastuarine Group Valtos-Sandstone-Formation Der Mitteljura beginnt auf Muck mit der Valtos-Sandstone-Formation. Die Formation bildet auf der Westseite von Camas Mòr das stratigraphisch Liegende. Die Formation wird im Osten von einer Verwerfung abgeschnitten. Die Verwerfung, deren Ostteil abgeschoben ist, wird von einem augenfälligen Gang ausgefüllt. Aufgeschlossen ist nur der oberste Abschnitt der Formation – das Hangende der Abteilung E sowie die Abteilung F (die Valtos-Sandstone-Formation wird in die 6 Abschnitte A bis F unterteilt).
Die untersten vorhandenen Schichten der Valtos-Sandstone-Formation sind Konkretionen enthaltende Sandsteine der Abteilung E, deren anstehende 6 Meter nur bei Ebbe einzusehen sind.
Darüber legen sich abwechselnd Schiefertone und Neomiodon-Kalke. Eine der Kalkschichten ist über einen Meter mächtig und enthält komplexe Belastungsmarken (engl. load casts, auch load marks oder load pockets) an ihrer Basis. Dicke Adern mit fibrösem Kalzit durchziehen den Schieferton. Dieses 3,5 Meter mächtige Schichtpaket bildet Rippen im Intertidal unmittelbar westlich der gangerfüllten Verwerfung und gehört dem Liegenden des Abschnitts F an. Das Hangende des Abschnitts F wird 7 Meter mächtig und fällt sanft nach Nordwest ein. Es geht ganz allmählich in die Duntulm-Formation über. Hierbei handelt es sich um regelmäßig geschichtete Wechselfolgen aus Kalk-Schieferton. Auch sie bilden breit angelegte, intertidale Rippen. Der Übergang zwischen den beiden Einheiten wird weitgehend von Geröllen der von Stürmen abradierten Brandungsplattform verdeckt. Ein brauchbarer Markierungshorizont ist eine auffällige Kalkschicht, deren Belastungsmarken tief in den unterlagernden Schieferton eingedrungen sind.
Duntulm-Formation Die Grenze zur Duntulm-Formation erfolgt mit dem Faunenwechsel Neomiodon-Viviparus hin zu Placunopsis. Neomiodon-Viviparus ist eine Conchostracen-Gastropoden-Fauna der Valtos-Sandstone-Formation, wohingegen Placunopsis aus der Duntulm-Formtion dem Brackwassermilieu zuzuordnen ist. Die Grenze liegt stratigraphisch 1,3 Meter unterhalb einer massiven Austernlage, die charakteristisch für die Duntulm-Formation ist.
Die untersten 0,8 Meter der Duntulm-Formation enthalten an Fossilien Placunopsis und Cuspidaria (teils pyritisiert), jedoch noch nicht Praeexogyra. Sobald Praeexogyra auftritt beherrscht sie alsbald die Fauna mit ihren typischen, hier sehr gut aufgeschlossenen Austernschichten. In mindestens zwei Schichten tritt auch Kallirhynchia meist in Zusammenballungen auf. Schicht 14 stellt den untersten, knotigen Algenkalk. Zwischen Schicht 24 bis 33 kommt eine distinkte Wechselfolge von Schiefertonen und feinkörnigen Kalken zu liegen. Sie wird 1 Meter mächtig und enthält keine Austern mehr, dafür aber Corbula, Placunopsis, Ostrakoden und miliolide Foraminiferen. Die Wechselfolge wird von einer diskontinuierlichen, knotigen Algenschicht abgedeckt. Im Hangenden besteht die Abfolge dann aus an Austern reichen Kalken sowie Schiefertonen – mit einer einzigen auffälligen Algenschicht.
Kilmaluag-Formation Die Duntulm-Formation wird 25 bis 50 Meter weiter südwestlich von der darüberfolgenden Kilmaluag-Formation durch doleritische Gangintrusionen separiert. Die Gesteine sind in einem guten Erhaltungszustand, die Schiefertone sind aber aufgrund der vom Gangschwarm ausgehenden thermischen Metamorphose etwas verhärtet. Das Liegende der Kilmaluag-Formation kann nur bei Niedrigwasser eingesehen werden, es befindet sich ungefähr in Streichrichtung des Hangenden der Duntulm-Formation, liegt aber topographisch dennoch niedriger. Auch hier ist eine Verwerfung zwischengeschaltet. Vorhanden sind zwei Hauptvorkommen der Kilmaluag-Formation (mit einer Gesamtmächtigkeit von 14 Meter), die durch ein sehr schlecht aufgeschlossenes Intervall voneinander getrennt werden. Die untersten Schichten sind feinkörnige, von Schiefertonen unterbrochene Dolomite, die von tiefen Trockenrissen durchzogen werden. Nach Andrews (1985) enthalten die Schichten 13 bis 16 sehr gut erhaltene Muschelschaler des Taxons Pseudograpta. Dieses Taxon wird als jüngste Fauna in der Great Estuarine Group angesehen und tritt auch in China auf. Höher liegende Schichten enthalten Viviparus-Kalke und auch Dolomite. Geochemie und Ursprung der Dolomite werden im Einzelnen von Andrews und Kollegen (1987) erörtert. Die ausgezeichnete Erhaltung ihres feinkörnigen Gefüges als auch die Sauerstoffisotopenzusammensetzung während des Ablagerungsvorgangs sprechen für ein recht mildes Abkühlungsgeschehen – trotz der unmittelbaren Nähe der paläozänen Laven.
Camas Mór Breccia Die Camas Mór Breccia ist recht unsicheren und umstrittenen Alters. Die Brekzien sind definitiv jünger als die Kilmaluag-Formation und unterlagern anscheinend die paläozänen Laven. Sie stehen in der Nähe von rotbraunen, basaltischen Tuffen an, der Kontakt ist aber nicht aufgeschlossen. Möglicherweise sind die Brekzien während einer phreatischen Explosion entstanden, als der Gabbrogang in nasse, unvollständig verfestigte Jurasedimente eindrang. Eine reliktuelle Abfolge in den Brekzien am Ostende der Bucht scheint diese Interpretation zu stützen. Dennoch ist es schwer einzusehen, wie im Falle einer phreatomagmatischen Explosion die Laven intakt geblieben waren und überdies die Kontaktverhältnisse zwischen dem Gabbrogang und den Sedimenten nur unwesentlich beeinträchtigt wurden.
Die Camas Mór Breccia wird oft auch als Liegendes der Eigg-Lava-Formation angesehen.
Eigg-Lava-Formation mini|hochkant=1.6|Gesamtansicht von Muck – gesehen aus Nordosten vom An Sgùrr auf Eigg
Die Eigg-Lava-Formation lagert bei Camas Mór diskordant der Kilmaluag-Formation auf. Der Kontakt wird zusätzlich durch die Camas Mór Breccia, Verwerfungen und Oberflächenablagerungen ziemlich verkompliziert. Die Laven mit ihren recht dünnen sedimentären Zwischenlagen fallen mit weniger als 3° nach Nordnordwest ein und sind nicht verfaltet. Ihre Gesamtmächtigkeit beträgt rund 140 Meter. Ihr Alter wurde mittels der 40Ar/39Ar-Methode auf 62,5 Millionen Jahre bestimmt.
Basal Member Die Formation setzt im Liegenden mit dem Basal Member ein. Es besteht aus nicht durchhaltenden Lavaflüssen aus feldspathaltigem, basaltischen Hawaiit, aus Basalt und aus Mugearit. Lavaflussenden finden sich bei Camas Mór, wo ein basaltischer Hawaiit weiter westlich ganz abrupt 100 Meter südöstlich von Torr nam Fitheach terminiert oder auch bei Port an t-Seilich, wo ein Mugearitfluss plötzlich gegen Osten versiegt.
Port an t-Seilich Member mini|hochkant=1.6|Eilean nan Each links, der Beinn Airein im Hintergrund in der Mitte und rechts die kleine Insel Eagamol. Sowohl die beiden Inseln als auch der Beinn Airein werden aus Basaltflüssen des Beinn Airein-An Stac Members aufgebaut. Blickrichtung ist Südsüdost.
Darüber folgt das Port an t-Seilich Member, das sich aus vier Basaltströmen zusammensetzt – basaltischen Hawaiiten angereichert an Feldspat-Phänokristallen, bestehend aus bis zu 2 Zentimeter großem Labradorit. Die vier Basaltströme des Port an t-Seilich Members sind mit Unterbrechungen entlang der gesamten Südküste von Muck anzutreffen.
Beinn Airein-An Stac Member Das Hangende schließlich wird vom Beinn Airein-An Stac Member gebildet. Es besteht vorwiegend aus Alkaliolivinbasalten, Ausnahmen sind ein feldspathaltiger Basaltfluss am Beinn Airein und ein etwas zusammenhangloser, feldspathaltiger Alkaliolivinbasalt auf der Insel Eilean nan Each. Das Member bedeckt den größten Teil von Muck und ist die Ursache der Trapptopographie auf der Insel.
Geochemische Analysen Die Eigg-Lava-Formation auf Muck erbrachte folgende geochemischen Analysen der Hauptelementoxide (die Analysen stammen von C. H. Emeleus und E. Ann Allwright):