Der Ardnamurchan Central Complex, abgekürzt ACC, ist ein subvulkanischer Intrusivkomplex auf der Halbinsel Ardnamurchan im äußersten Westen des schottischen Festlandes. Er entstand im Paläozän (Seelandium) zwischen 61 und 59 Millionen Jahre vor heute.
Etymologie mini|hochkant=1.6|Landsat-Aufnahme von Ardnamurchan. Gut zu erkennen die ringförmige Anordnung des inneren Intrusionszentrums 3.
Der Zentralkomplex (Englisch Central Complex) ist nach seiner Typlokalität benannt. Das jetzige Ardnamurchan ist vom Schottisch-Gälischen Àird nam Murchan abgeleitet. Das weibliche Substantiv àird bedeutet „Platz, Stelle, Hochpunkt oder auch Richtung“. Na ist der bestimmte Artikel „der, die, das“, nam dessen Genitivform vor dem nachfolgenden Konsonanten -m. Murchan ist eine Zusammensetzung aus dem männlichen oder weiblichen Substantiv muir („Meer, See, Ozean“) und aus dem männlichen Substantiv cù („Hund“) und bedeutet somit „Seehund“ aber auch „Seeotter“. Ardnamurchan kann folglich als „Seehundsplatz“ oder „Seeotterstelle“ wiedergegeben werden.
Geographie Die Halbinsel Ardnamurchan liegt nördlich von Mull und nordwestlich von Morvern. Sie wird von der Sea of the Hebrides umgeben, im Süden berührt sie der Sound of Mull und im Südosten der Loch Sunart. Benachbarte Inseln sind Coll 14,1 Kilometer im Westen, Muck 7,5 Kilometer im Nordnordwesten und Eigg 11,4 Kilometer im Norden.
Ardnamurchan erstreckt sich in Ost-West-Richtung über rund 22 Kilometer, die Breite der Halbinsel in Nord-Süd-Richtung beträgt zwischen 8 und 10 Kilometer.
Ihre höchste Erhebung ist der 528 Meter hohe Ben Hiant im Süden. Größter See ist der Loch Mudle im Zentrum der Halbinsel.
Geschichtliches Die exhumierten paläogenen Vulkankomplexe im Nordwesten Schottlands waren über die letzten hundert Jahre hinweg ein Studiengebiet par excellence für das Verständnis einer Palette von vulkanologischen Prozessen. Erstuntersuchungen durch eine Reihe von Wissenschaftlern waren wegweisend in der frühen Entwicklung der Vulkanologie. Hierzu gehören Persönlichkeiten wie John Wesley Judd (1889), Archibald Geikie (1897), Alfred Harker (1904), Edward Battersby Bailey und Kollegen (1924) sowie James Ernest Richey und H. H. Thomas (1930).
Geologie Allgemeine Einführung mini|hochkant=1.6|James Ernest Richey's geologische Karte des Zentralkomplexes aus dem Jahr 1930
Der subvulkanische Intrusionskomplex von Ardnamurchan wird zur Nordatlantischen Magmatischen Großprovinz (engl. North Atlantic Igneous Province oder abgekürzt NAIP) gerechnet, welche mit der Entstehung des Mantelplumes von Island und der einhergehenden Öffnung des Nordatlantiks im Zeitraum 62 bis 53 Millionen Jahre vor heute in enger Verbindung steht. Der Südostrand der Nordatlantischen Magmatischen Großprovinz berührt Nordirland und den Westen Schottlands und wird als British Paleogene Igneous Province (Britische Paläogene Magmenprovinz, abgekürzt BPIP) bezeichnet – unter Einbeziehung Nordirlands dann auch als British and Irish Paleogene Igneous Province bzw. abgekürzt als BIPIP.
Der zum Northern-Highland-Terran, genauer zur Morar Group, gehörende Zentralkomplex bildete sich unmittelbar südlich der nach Nordwesten überschiebenden Moine Thrust, die östlich von Eigg und Muck vorbeistreicht. An ihr waren während der Kaledonischen Orogenese bedeutende tektonische Bewegungen erfolgt, welche die gesamte Erdkruste beeinträchtigten. Das örtliche Grundgebirge unterhalb des Zentralkomplexes baut sich aus relativ niedriggradigen, neoproterozoischen Psammiten und Peliten der metasedimentären Moine Supergroup auf. Die Schiefergesteine der Moine Schists werden sodann von mesozoischen Metasedimenten abgedeckt.
Die Moine Schists werden ihrerseits von archaischen Gneisen des Lewisians unterlagert, auf die sie aufgeschoben und mit denen sie verschuppt wurden. Die Dicke der Moine Schists ist nicht genau bekannt, die Grenze zu den unterlagernden Gneisen dürfte aber relativ flach liegen, vielleicht nur einige Kilometer. Die Gneise können ihrerseits wiederum in eine Amphibolitfazies in der Oberkruste und in eine mächtige Granulitfazies in der Unterkruste unterteilt werden. Nach seismischen Daten aus Zentralschottland 150 Kilometer östlich von Ardnamurchan zu urteilen, befindet sich der Faziesübergang auf 6 bis 14 Kilometer Tiefe.
Die Sedimente bestehen aus triassischen Brekzien, Konglomeraten und Sandsteinen, unterjurassischen Sandsteinen, Kalken und Tonsteinen sowie paläozänen Laven. Sie waren ursprünglich horizontal abgelagert worden, wurden aber durch die sukzessiven Intrusionen am Zentralkomplex von Ardnamurchan bis auf 30° hochgedrückt und verstellt. Das Aufbeulen erfolgte bereits in einem sehr frühen Stadium in der Intrusion des Zentralkomplexes – noch vor der Platznahme der magmatischen Cone sheets. Am Rand des ringförmigen Zentralkomplexes sind jedoch (im Gegensatz zum Mull Central Complex) keinerlei Faltenstrukturen erhalten.
Der ehemalige Vulkankomplex war wahrscheinlich ursprünglich eine rückenartig gestreckte Struktur. Das jetzige Erosionsniveau legt den relativ flachen, subvulkanischen Bereich offen, der sich ursprünglich etwa 1,5 bis 2,0 Kilometer unter der Oberfläche befand. Die Einebnung im ausgehenden Paläogen und im Neogen hatte mehr als 1000 Meter abgetragen und dabei die tiefergelegene Wurzelzone des Zentralkomplexes freigelegt.
Bedingt durch den Riftvorgang des Nordatlantiks, der in etwa der Nordost-Südwest-Richtung gefolgt war, bildeten sich im frühen Paläogen am nordwesteuropäischen Kontinentalrand mehrere basaltische Lavafelder. Im Nordwesten Schottlands können drei Lavafelder unterschieden werden: Eigg, Skye und Mull. Assoziiert mit den Lavafeldern sind mehrere vulkanische Zentralkomplexe – hierunter Ardnamurchan, Skye, Rùm und Mull.
Alle Vulkankomplexe (so auch Ardnamurchan) sind teilweise vorzüglich aufgeschlossen. Sie erreichen einen Durchmesser von 10 Kilometer und liegen über relativ engen, angehobenen Grundgebirgsstrukturen, die parallel zur Riftzone ebenfalls Nordost-Südwest ausgerichtet sind. Zwischen diesen Grundgebirgsrücken haben sich lang bestehende Sedimentbecken entwickelt, in die sich schließlich die Lavafelder ergossen.
Magmatismus und Intrusionszentren mini|hochkant=1.6|Der 528 Meter hohe Ben Hiant, gesehen aus südlicher Richtung vom Leuchtturm Rubha na Gall bei Tobermory auf Mull
Der Magmatismus im Ardnamurchan Central Complex manifestiert sich als: größere Intrusionen Ringgänge (engl. ring dykes) Cone sheets Gänge Die meisten Ringgänge bestehen aus Gabbro oder Dolerit, dennoch finden sich aber auch kleinere Intrusionen aus höher entwickelten Gesteinen wie beispielsweise Monzonit oder Tonalit. Die Gänge können als Nordwest-streichender Gangschwarm auftreten und bilden zusammen mit den Cone sheets den letzten magmatischen Abschnitt in Ardnamurchan.
Der Ardnamurchan Central Complex kann jetzt weiter in drei individuelle, zeitlich und räumlich voneinander verschiedene Intrusionszentren unterteilt werden. Die Zentren lassen keine schlüssige räumliche Progression erkennen (hier ebenfalls im Gegensatz zum Mull Central Complex), sie springen vielmehr zuerst vom Ostrand nach Westen und sodann wieder zurück nach Nordosten ins Zentrum des Zentralkomplexes.
Intrusionszentrum 1 Das Intrusionszentrum 1 (engl. Centre 1) ist am ältesten. Es wird petrologisch von tholeiitischen Basalten und doleritischen Cone sheets beherrscht. Seine Intrusivgesteine finden sich vor allem um den Ben Hiant im Südosten, bei Camphouse, am Beinn an Leathaid am Ostrand des Intrusionszentrums 3 und südlich von Rubha Carrach an der Nordküste. Assoziiert mit den Intrusiva sind das Achateny Member und das Ben Hiant Member – vorwiegend rund 200 Meter mächtige vulkaniklastische Konglomerate und untergeordnete Brekzien, die jetzt zur Plateau Formation der Mull Lava Group gestellt werden. Im Jahr 2024 definierten David J. Brown und Kollegen entlang der Süd- und Südostseite des Ben Hiants das Sròn Mhòr Member – einen fünfphasigen Ignimbrit, der sich auf das Ben Hiant Member ablagerte. Er wird ebenfalls zur Plateau Formation gerechnet.
Das Verhältnis von Nebengesteinen zu Intrusiva ist im Intrusionszentrum 1 recht hoch.
Am Ostrand des Ben Hiants berühren die Intrusivgesteine unmittelbar die Basaltlaven der Mull Lava Group. Ferner grenzen die Intrusiva mit den assoziierten Vulkaniklastika hier bereits an das Grundgebirge, bestehend aus Moine Schists. Die dem Grundgebirge auflagernden mesozoischen Sedimente finden sich bei Swordle Cave im Nordosten, entlang der Nordküste bei Fascadale (auch Faskadale) östlich von Rubha Carrach und an der Südküste bei Mingary Castle.
Vulkaniklastika des Achateny und des Ben Hiant Members Die Vulkaniklastika des Achateny und des Ben Hiant Members wurden ursprünglich als klassische Beispiele für Schlotagglomerate angesehen. Diese werden jetzt aber als Produkte von Schlammströmen (engl. debris flows) und Schlammlawinen (engl. debris avalanches) neu interpretiert. Auslöser der Schlammströme war die dynamische Heraushebung des Ardnamurchan Zentralkomplexes, verursacht durch die Platznahme der seichten Intrusionen.
Die Vulkaniklastika sind heterogen zusammengesetzt, ihre Klasten sind matrixgestützt und stammen vorwiegend vom älteren Lavafeld der Plateau Formation. Bruchstücke aus dem Moinian des Grundgebirges und der mesozoischen Sedimentüberdeckung existieren, sind jedoch wesentlich seltener. Die Korngrößenverteilung der Klasten reicht von Silt über Sand bis zu mehrere Meter großen Blöcken (mit seltenen Megablöcken von mehreren Zehnermetern). Eine Schichtung ist selten ausgebildet – falls vorhanden ist sie mehr oder weniger horizontal und wird durch dünne Lagen tuffhaltigen Silt- und Sandsteins definiert. Bruchstücke in den feinkörnigeren Lagen besitzen vorwiegend Lavalithologien (vor allem Trachyt), zugegen sind aber auch Psammite und Pelite des Moinians sowie mesozoische Sedimentgesteine. Selten sind rhyodazitische Ignimbritfragmente mit gut entwickeltem eutaxitischen Gefüge. Der Ignimbrit ist ortsfremd und eindeutig explosiver Natur, sein Schlot konnte nicht identifiziert werden.
Intrusive Magmatite Hauptintrusiva sind die Gesteine vom Typus Ben Hiant. Hierbei handelt es sich um prägnante Quarzdolerite. Diese nehmen gen Südosten einen porphyrischen Charakter an. Die Vulkaniklastika werden ferner (ebenfalls im Südosten des Ben Hiants) von einem andesitischen Pechstein intrudiert – einem so genannten innin-morite mit typisch säuliger Absonderung. Der Pechstein war lange als andesitische Lava angesehen worden, auf der Südostseite des Ben Hiants ist aber die intrusive Natur des Gesteins klar zu erkennen – wobei die Säulen von der Abkühlungsfront zu den wassergesättigten Vulkaniklastika aus wegfächern.
Weitere Intrusionen in die Vulkaniklastika sind eine Reihe von Plagioklas-haltigen, jedoch nicht porphyrischen, Doleritdecken, deren genaue Stellung noch nicht geklärt ist. Es sind auch noch andere schichtdecken- oder gangartige Intrusionen bekannt, die alle älter als die Cone sheets sind.
Die eigentlichen Cone sheets des Intrusivzentrums 1 besitzen ihren Fokalpunkt in der Tiefe, etwa 1 Kilometer westlich vom Meall nan Con. Die außengelegenen Cone sheets fallen mit relativ flachen Winkeln von 15° bis 20° nach innen in Richtung Fokalpunkt ein, die weiter innen gelegenen Cone sheets westlich des Ben Hiants versteilen jedoch ihren Einfallswinkel bis auf 40°, außerdem erhöht sich ihr Krümmungsradius. Einige der Cone sheets sind auch zusammengesetzter Natur aus Dolerit und Felsit. Die Cone sheets durchdringen die Vulkaniklastika (wie z. B. am Achateny Member im Norden gut zu erkennen ist) und sind somit eindeutig jünger.
Intrusionszentrum 2 mini|hochkant=1.6|Äußeres Cone sheet bei Mingary