Die Red Crag Formation ist eine geologische Formation in England. Sie wurde im ausgehenden Pliozän (Piacenzium) bis ins früheste Pleistozän (Gelasium) abgelagert und steht jetzt im Südosten Suffolks und im Nordosten von Essex an.
Etymologie mini|hochkant=1.6|Die Red Crag Formation im Kliff von Bawdsey (Suffolk)
Die englische Farbezeichnung red („rot“) bezieht sich auf die charakteristische rotbraune Färbung des Sedimentgesteins bedingt durch Eisenimprägnation (Eisenoxide).
Das mittelenglische Wort crag aus dem 13. Jahrhundert bezeichnet im örtlichen Sprachgebrauch einen muschelhaltigen Sand oder Schotter. Crag ist wahrscheinlich aus dem keltischen Wort cregga hervorgegangen – mit der Bedeutung „Muschel“, da Muscheln einen großen Anteil in den Sedimentlagen einnehmen.
Im geologischen Kontext wurde das Wort crag erstmals im Jahr 1823 von R. C. Taylor benutzt.
Erstbezeichnung und Geschichtliches Der Begriff Red Crag Formation – auf geologischen Karten abgekürzt als RCg, Computer Code RCG – wurde erstmals im Jahr 1835 von Edward Charlesworth eingeführt.
Vormals nur als Red Crag bezeichnet wurde die lithologische Einheit im Jahr 1977 von Brian Funnell und R. G. West in den Formationsstatus erhoben.
Typlokalität Die Typlokalität der Red Crag Formation befindet sich in einem Bohrloch bei Wantisden Hall. Sie wird hier in einer Tiefe von 6,82 bis 26,00 Meter angetroffen – ihre Mächtigkeit an dieser Stelle beträgt 19,18 Meter.
Stratotypen der Formation befinden sich in der Umgebung von Aldeburgh und Sizewell in Suffolk sowie bei Walton-on-the-Naze in Essex. Hinzu kommen Bohrproben, wie beispielsweise die Bohrung 81/51 in der Nordsee.
Verbreitung und Ausdehnung Generell findet sich die Red Crag Formation im östlichen und südlichen East Anglia, erstreckt sich aber nach Südwesten bis nach Hertfordshire sowie nach Nordosten ins nordöstliche Norfolk mindestens bis Ludham. Die Red Crag Formation ist im südlichen Nordseebecken weit verbreitet und setzt sich auf dem Festland in der Tiefe unter Norfolk und Nordostsuffolk weiter fort. An der Oberfläche erscheint die Formation in Südostsuffolk und erstreckt sich sodann weiter ins nördliche Essex. Bohrungen geben zu erkennen, dass die Formation noch weiter nach Westen bis Stansted Mountfitchett reicht und darüber hinaus sogar wieder bei Rothamsted Manor erscheint.
Die „klassische“ Red Crag Formation früher Bearbeiter beschränkte sich auf den Südosten Suffolks und den Nordosten von Essex. Die Nordbegrenzung dieses klassischen Gebiets verläuft im Norden von Aldeburgh, Woodbridge und Ipswich bis kurz vor Sudbury. Hier erfolgt die Kehrtwendung zur Südbegrenzung, die jetzt nördlich von Colchester vorbei bis nach Walton-on-the-Naze zieht. Im frühen 20. Jahrhundert wurde jedoch offenkundig, dass grobkörnige, stellenweise muschelhaltige, durchaus äquivalente Sedimente wesentlich weiter nach Südwesten bis hinter Bishop's Stortford reichen. Kleine isolierte Vorkommen werden sogar noch bei Rothamsted Manor und darüber hinaus weiter westlich angetroffen. Diese äquivalente Sedimentschicht steigt mit einem Gradienten von 1 Meter/Kilometer stetig in Richtung Westen an, so dass ihre Basis sich bei Bishop's Stortford bei 90 Meter und bei Rothamsted bereits bei 131 Meter über dem Meeresspiegel befindet. Ursache hierfür dürfte eine Heraushebung der Erdkruste sein.
Die Formation ist aber auch untermeerisch in der Nordsee nördlich von Orford Ness anzutreffen. Sie erscheint jedoch nicht im Aufschlussgebiet der Coralline Crag Formation zwischen Gedgrave und Aldeburgh, die hier einen leichten topographischen Höhenzug bildet. Vielmehr brandete hier das Red Crag-Meer gegen den Höhenzug an, konnte ihn aber nicht vollständig transgredieren. Dasselbe gilt für die abgetrennte Fundstätte Rockhall Wood Pit, Sutton. Hier ist sehr schön zu sehen, dass die Zementation der Coralline Crag Formation noch vor der Transgression der Red Crag Formation erfolgt war, da Blöcke des verhärteten Rock Beds auf der geschaffenen Brandungsplattform ruhen.
Geologie Stratigraphie mini|hochkant=1.6|Geologische Karte der Weald-Artois-Antiklinale – das Aufschlussgebiet der Red Crag Formation befindet sich am Kartennordrand entlang der Nordseeküste
Die Red Crag Formation gehört zur marinen Crag Group. Während dieser Zeit war Großbritannien über die Weald-Artois-Antiklinale noch mit dem europäischen Kontinent verbunden. Das Sedimentationsgebiet der Crag Group war eine unter Gezeiteneinfluss stehende Meeresbucht. Diese Bucht veränderte ihre Ausdehnung je nach transgressiven oder regressiven Bedingungen, verursacht durch den pulsierenden Rhythmus 40.000 Jahre dauernder Milankovitch-Zyklen.
Die Crag Group kommt diskordant über die Thames Group und deren Hangendem – der London Clay Formation – zu ruhen. Stellenweise aber auch direkt über der Chalk Group oder anderen Formationen des Paläogens.
Das Liegende der Crag Group besteht aus der Coralline Crag Formation, auf der die Red Crag Formation ihrerseits diskordant übergreift. Die Red Crag Formation kann aber dort, wo die Coralline Crag Formation fehlt, direkt transgressiv auf die London Clay Formation herabgreifen.
Die Red Crag Formation wird sodann von Sanden der Norwich Crag Formation mit dem Chillesford Sand Member abgedeckt. Diese sind weniger grobkörnig, weisen bessere Sortierung auf und sind meist bleicher und weniger muschelreich. Im marinen Bereich werden sie von interpleistozänen oder holozänen Sedimenten diskordant überlagert.
Mächtigkeit Auf dem Festland ist die Red Crag Formation durchschnittlich 20 Meter mächtig (in Südostsuffolk werden 10 bis 40 Meter angegeben), sie fällt aber in Küstengebieten Norfolks und Suffolks etwas dicker aus. Im Graben von Stradbroke (engl. Stradbroke Trough) erreicht die Formation gar 40 bis 45 Meter. Im marinen Bereich (beispielsweise in der Flämischen Bucht; engl. Flemish Bight) kann die Formation maximal bis auf 70 Meter anwachsen.
Member Die Red Crag Formation baut sich im Osten Suffolks aus zwei Member auf: Thorpeness Member im Hangenden Sizewell Member im Liegenden.
Das Sizewell Member (Komputerkürzel SZWL) ist ein bis zu 13 Meter mächtiger, mittel- bis grobkörniger, muschelhaltiger Sand, der dünne Lagen an Ton und Silt enthält. Es wird als große Sandwellen in tieferem Wasser interpretiert. Im Liegenden des Members befinden sich diskontinuierliche Gerölllagen. Die Gerölle bestehen zum Großteil aus abgerundetem Phosphorit (der hauptsächlich dem London Clay entstammt) sowie aus Knollen von Boxstone, zugerundetem Flint, Quarz und exotischen Komponenten. Die Typlokalität des Members befindet sich in einer Bohrung zwischen Aldeburgh und Sizewell bei einer Teufe von − 34,3 bis − 47,6 Meter (13,3 Meter Mächtigkeit). Das Member liegt diskordant auf der Coralline Crag Formation oder auf Grundgebirge.
Das auflagernde Thorpeness Member wurde aufgrund seiner Lithologie provisorisch zur Red Crag Formation gestellt. Es spricht jedoch vieles dafür, dass es wohl eher zur Norwich Crag Formation gehört. Das Member ist zwischen 20 und 30 Meter mächtig und besteht aus muschelhaltigen Sanden mit tonigen Zwischenlagen. Seine Typlokalität befindet sich in einer Bohrung zwischen Aldeburgh und Sizewell bei einer Teufe von − 13,3 bis − 34,3 Meter (20,0 Meter Mächtigkeit).
Ein Ludham Member wurde von S. G. Lewis (1999) bei Ludham ausgewiesen. Es besteht aus grauen Sanden reich an organischem Material sowie aus Silten und Tonen.
Weitere lokale Vertreter sind die Netley Heath Beds (Computerkürzel NEHE) und womöglich auch die Stanmore Gravel Formation. Das Netley Heath Member wurde 1999 von P. L. Gibbard ausgewiesen. Es liegt am Westende der North Downs bei Netley Heath in Surrey zwischen 150 und 223 Meter Höhe. Ihre Sande und Kiese enthalten Meeresfossilien.
Transgression mini|hochkant=1.6|Transgression der Red Crag Formation über die London Clay Formation in den Naze Cliffs bei Walton-on-the-Naze. Gut zu erkennen die leicht undulierende Transgressionsfläche der Red CRag Formation über der dunklen London Clay Formation.
Die basale Transgressionsfläche der Red Crag Formation zeigt ein generelles Einfallen nach Osten. Auf dem Festland wie auch im marinen Bereich lassen sich kleine abgeschlossene Vertiefungen und Mulden in der Transgressionsfläche beobachten. Anderswo in East Anglia wurden Verwerfungen herangezogen, um die abrupten Mächtigkeitsänderungen und die Niveauwechsel der Transgressionsfläche erklären zu können. In der Umgebung von Woodbridge und Felixstowe werden Mächtigkeitsänderungen und Niveauunterschiede vielmehr mittels eines Ausfräsens des damaligen Meeresbodens der Thames Group durch Gezeitenströmungen oder auch durch fluviatiles Einschneiden erklärt.
Lithologie Die flachmarinen Sedimente der Red Crag Formation bauen sich in der Hauptsache aus mittel- bis grobkörnigen, schlecht sortierten, muschelhaltigen, schräggeschichteten Sanden auf, welche in Sandwellen bzw. Megarippeln abgelagert wurden. Die Sandwellen waren küstenparallel nach Südwesten gewandert. Die Sedimente erfahren in der Regel eine Korngrößenabnahme ins Hangende, in dem sie entkalzifiziert vorliegen.
An der Oberfläche zeigen die Sande aufgrund von Oxidation eine gelbliche bis rötlichbraune Färbung mit Eisenkonkretionen, in der Tiefe sind sie jedoch grün bis dunkekgrün (unoxidiert) und weisen gewöhnlich einen Gehalt an Glaukonit auf. Im seewärtigen Bereich sind die Sedimente fein- bis mittelkörnige, tonige Sande, die Kalk und Glaukonit führen.
Im unteren Abschnitt herrscht über einer Lage abgerundeter Flinte sehr fein zerriebener Muschelschill vor. Die Sande demonstrieren große, planare Schrägschichtungskörper, die von Roger G. Dixon (1979) als Megarippel interpretiert werden und laut Peter Steven Balson und Kollegen (1991) als subtidale Sandwellen interpretiert werden, welche in einer offenen Meeresbucht zur Ablagerung kamen.
Sehr gute Aufschlüsse befinden sich im Neutral Farm Pit, Butley und im Bawdsey Cliff.
Die bis zu 10 Meter mächtige obere Einheit führt mittelkörnige Sande mit Muschelresten. Meist ist sie weitgehends dekalzifiziert und wird extensiv von Bautenorganismen durchsetzt. Vorhanden sind Horizontalschichtung, seichte Trog-Schrägschichtung, Rippel-Schrägschichtung und Tonüberzüge mit Eisenhydroxidkrusten. Interpretiert werden die Ablagerungen als intertidale Sandwellen oder als unter dem Einfluss geradliniger Gezeitenströme erzeugte Sedimentstrukturen eines eingeschränkten Ästuars.
Markante Aushübe sind Orford Lodge Pit, Chillesford und Vale Farm Pit, Sutton.
Fossilgehalt mini|hochkant=1.6|Haifischzahn von Carcharodon megalodon aus dem Bone bed (Knochenlage) der Red Crag Formation bei Felixstowe
Am häufigsten unter den Fossilien sind Bivalvia und Gastropoda, die oft stark abradiert wurden. Der beste Aufschluss für Fossilien ist Bawdsey Cliff mit einer Aufschlusslänge von rund 2 Kilometer. Die Kliffs wurden als Site of Special Scientific Interest (SSSI) ausgewiesen. An der Küste bei Walton-on-the-Naze konnte sogar ein Megalodon gefunden werden.
Das Liegende der Formation besteht aus einer Knollenlage (engl. Nodule Bed, manchmal auch Coprolite Bed). Diese ist sehr fossilreich und enthält terrestrische Wirbeltiere (Vertebraten), aber auch marine Wirbeltiere wie beispielsweise Wale und Haie (Haifischzähne). Bei einem nicht unwesentlichen Teil dieser Fossilien handelt es sich um Wiederaufarbeitungen, die aus älteren Ablagerungen stammen, oft zu erkennen an Abrasion und Politur.
Manche Exemplare gehen bis ins Eozän zurück und sind aus der London Clay Formation hervorgegangen, wie z. B. Hyracotherium und Coryphodon. Die meisten stammen jedoch aus dem späten Miozän und dem Pliozän und reichen bei manchen Taxa bis ins MN 11 und bis ins MN 12 (engl. Mammal Neogene zones) vor rund 9 bis 7 Millionen Jahren zurück. In der Formation treten auch gleichaltrige Fossilien frühpliozänen Alters auf, doch sind diese Vertebraten wesentlich seltener als die Funde aus der Knollenlage.
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