アルダリーエッジの地質

アルダリーエッジ
ストーミーポイント
最高点
標高	183メートル（600フィート）
地理
位置	チェシャー、イングランド
OSグリッド	SJ870760
地形図	OS ランドレンジャー118

英国における三畳紀 砂岩の研究の典型的な場所の 1 つは、チェシャー州のアルダリー エッジです。19 世紀初頭から現在に至るまで、数多くの科学者がこの地域を研究しており、英国各地の大学にとって人気のフィールド サイトとなっています。

砂岩は大陸の天然ガスと石油の貯留層の性質に関する重要な洞察も提供します。

イギリスの三畳紀の命名法は1980年代に書き直され^{[1] 、以前の名前の多くが変更されました。「}バンター」と「コイパー」という古典的な用語は現在廃止されており、現在イギリスの三畳紀層群で認識されている地層は、3つの主要な地層単位を構成しています。

• シャーウッド砂岩群（砂質 珪質砕屑岩）（バンター層および下部コイパー層に相当）
• マーシア泥岩層（粘土質、岩塩質）（コイパー泥岩層に相当）
• ペナースグループ（アルダリーでは見られなかった）^[2]

以前の研究を理解しやすくするために、適切な相互参照を伴う古い名前がところどころで使用されています。

アルダリーエッジの地質は何百年もの間、科学者、鉱夫、観光客などあらゆる階層の人々を魅了してきました。1811年にベイクウェル^[3]は次のように説明しています。

「丘は明らかに沖積岩で、主に砂利と柔らかい白と赤みがかった砂岩で構成されています。白は丸い石英の小石と混ざり、赤は雲母の粒子と混ざっています。赤と白の砂岩がほぼ層状に見えている部分もあれば、赤の砂岩が白と非常に細い層状に交差し、さまざまな方向に枝分かれしている部分もあります。白砂岩には、方鉛鉱の小片としてさまざまな鉛鉱石が見つかり、砂岩と混ざった同じ粒状の状態になっています。他の場所では、青と茶色の粒子がさまざまな大きさの団塊に集まり、プリンの中の干しぶどうのように砂岩に小石とともに埋め込まれています。」

1882年、オーメロッドはその著書『チェシャーの歴史』^[4]の中で 次のように記している。

「アルダリー エッジは、かつては灯台があった急峻な高台で、自然の大きな変動によってマクルズフィールド丘陵から切り離されたような外観をしています。頂上付近では、少量のコバルト鉱石、鉛、銅が採掘されています。斜面は耕作地、森林、岩石で変化に富んでおり、その全体が周囲の地域全体にとって印象的な存在であり、非常に広大な展望が望めます。」

アルダリー砂岩は典型的な赤色層堆積物であり、伝統的に沖積氾濫原や乾燥した砂漠などの非海洋堆積環境に関連付けられている独特の堆積相である。^{[5]これらは}チェシャー盆地の一部を形成し、エッジは英国でそれらの研究のための典型的な陸上地域の一つである。^[6]

これらの岩石はまた、北海南部ガス盆地のロートリーゲントや隣接する東アイリッシュ海盆地のシャーウッド砂岩グループなどの大陸性砕屑性 天然ガス・石油貯留層の変形の性質と進化に対する重要な洞察も提供します。貯留層を区画化できる固結した破砕断層の類似物は、アルダリー露頭内の変形帯の配列によってよく示されています。

三畳紀の初め、およそ2億5200万年前までに、ペルム紀のツェヒシュタイン海は後退し、気候はやや湿潤になり、緩やかな移行がもたらされたため、北イングランドではペルム紀と三畳紀の境界は不明確になった。これは、大陸ヨーロッパのように明確な区別を可能にする化石層や相の変化がないからである。しかし、層は沿岸の平地に堆積した一連の赤色マール（石灰質泥岩）と、それに続くシャーウッド砂岩（旧バンター砂岩）によって特徴付けられる。「ブリテン諸島」は島ではなく、パンゲア大陸内で大陸内の位置にあった。現在イギリスを構成している地域は、パンゲアの自転に伴って北に移動しており、現在のサハラ砂漠の緯度に相当する北緯10°～20°にあった。当時隆起したばかりの陸塊の浸食により、国の南部と中央部に風成堆積物が形成された。鉄分を豊富に含むこの珪砂岩は酸化と再加工を受けて赤色を帯び、「新赤色砂岩」という名前が付けられた。この時代のイギリスの堆積物は、これらの赤色層、沖積堆積物、河川堆積物、湖沼堆積物、および浅瀬の海洋堆積物と蒸発岩堆積物から構成されている。これらのペルム紀-三畳紀の露頭は、ペナイン山脈の両側とデボン州で見ることができる。イングランド中部の主要盆地 (スタッフォードシャー州とチェシャー州) 内では、堆積物は主に小石の多い砂岩と礫岩 (チェスター小石層、ウィルムスローおよびワイルドムーア砂岩) で占められており、これらは限定された水路内を流れる河川システムの堆積物であると解釈されている。シャーウッド砂岩群は、一連の礫岩、粗い砂岩、泥岩から構成されている。アルダリーの南にあるチェスターの小石層は、扇状地や網状河川系に堆積した物質を表しています。^[7]アルダリーの西にあるウィルムスロー砂岩とヘルスビー砂岩の細かい堆積物は、低屈曲水路の沖積堆積物を表しています。アルダリー地域は、完全な網状河川系と低エネルギー地域の中間点を表しています。ウィルムスロー砂岩の小さな風成砂丘と水路充填堆積物は、水路間地域またはいくつかの小さな川の水路の季​​節的な乾燥を示しています。

シャーウッド砂岩群は、広く認識されているシャーウッド砂岩内部不整合のレベルで、上部（以前はコイパー）と下部（以前はバンター）に大まかに分けることができます。この不整合は、おそらく下部三畳紀の最上部にある、2つのまったく異なる環境システムを分離します。この不整合は、中央ヨーロッパ/南北海盆のハルデセン不整合に相当すると広く考えられていますが、この不整合の年代は、ヨーロッパのように生層序学的指標によって制限されていません。

シャーウッド砂岩の不整合層の下には、主要な網状河川システムの証拠が堆積物の大部分を占めています。砂と砂利をアルダリー地域に運ぶこの河川システムは、その存在が最初に確認されたデボン州の バドリー・ソルタートンにちなんで、ウィルズ (1970) によってバドリーゲンシス川と名付けられました。

西部の陸上盆地には、川が北方向に流れていたことを示す手がかりがいくつかあります。アルダレイ礫岩の中には、フランスのブルターニュ地方のバリスカン山脈でのみ発見された、丸みを帯びたレバー色の珪岩の小石があります。一部の小石には、アルモリカン山塊の同じ水源地域に由来する海洋動物の微化石（Lingula lesueuri ^[8]とOrthis budleighensis）が含まれています。

石炭紀の石灰岩の小石と、再加工された三畳紀初期の砂岩は、それぞれサウスダービーシャー地域とバーミンガム南部のクレント層から来たものであることを示しています。小石自体の分布からもさらに証拠があり、盆地の南端の石の平均サイズは北端のものより著しく大きく、これは南から水が流れていることと一致しています。

この川系は、ウェセックス盆地、ウースター盆地、ミッドランド地方のさまざまな盆地を北に流れ、アルダリー地域の北西にある東アイリッシュ海盆地へと続いています。2番目の支流はおそらく東に流れて北海南部に流れ込んでいます。このバドリーゲンシス川系は、一般的に北向きの古流向を持つ一連の砂岩によって明らかであり、イギリス中央部に沿って南から北に伸びる線に沿ってたどることができます。

流量の季節的な変化が大きかったことが示唆されており、これは流量の少ない時期に堆積した交差層状の砂岩によって明らかであるが、流量は季節的なものであったとはいえ、ミッドランド地方の盆地には大規模な風成砂岩の証拠がほとんどないことから、このシステムが本質的に一時的なものであったかどうかは疑わしい。バーミンガムのすぐ南にあるクレント層の石炭紀の石灰岩や再加工された前期三畳紀の砂岩など、より地元産の物質も、北に流れる河川システムの重要な構成要素であり、盆地縁の起伏をある程度示していることは明らかである。

三畳紀の終わりごろ、海面は再び上昇し、春の満潮と強い陸風による定期的な洪水により、陸上に塩性 ラグーンまたはサブカ環境が形成されました。^[9]これらのラグーンからの激しい蒸発により、炭酸塩-硫酸塩複合体の沈殿と、塩の商業採掘が行われているノースウィッチのアルダリー南西に見られる厚い岩塩層が生まれました。マーシア泥岩グループ（旧コイパーマール）は、このような環境で堆積しました。

この地域のシャーウッド泥岩群とマーシア泥岩群の形成順序は、大陸河川からデルタおよび沿岸海域、そして最終的にはマーシア泥岩群の高塩湖 沿岸海域環境への上方遷移を明確に示しています。

上部区分（旧クーパー）は下部区分（旧バンター）に不整合に追従しています。上部区分は非常に厚く、チェシャーでは厚さ約 1250 m に達し、局所的に礫岩質ですが、主に細かい水成砂岩で構成されています。

19 世紀半ば、ウィリアム スミスなどの地質学者が開拓した新しい地図作成方法を使用して、国の地層を定量化する最初の本格的な取り組みが行われ、この地域への関心が活発に高まりました。当時のこの地域の経済的価値により、アルダリーの詳細な調査が行われました。ボーリングは、地質学的な記録と研究に使用され始めましたが、それ以前は、ボーリングは単に井戸を掘るためだけに使用され、その下の岩の実際の地質学的構成にはあまり関心がありませんでした。1894 年、ボーリングが地表から 280 フィート下まで掘られ、地層が科学的に記録されました。このボーリング、アイザック マッセイ (NGR SK 84237819) は、この地域の地質を理解するための最初の真剣な試みでした。この地域はそれ以来、より詳細な研究の対象となり、盆地の形成と鉱化のプロセスに関する多くの手がかりを今も提供しています。当初のボーリングは今日の基準からすると粗雑なものだったが、アルダリー地域の下の地層の概要を知ることができた。

現在ウィルムスロー層（シャーウッド砂岩グループの一部）となっている下部三畳紀は、以前は下部まだら砂岩、ペブル層、上部まだら砂岩（アルダリーでは後者のみが見られる）の3つに分かれており、上部三畳紀の礫岩に統合されました。上部まだら砂岩（現在は下部ウィルムスロー層）は、中粒から粗粒の砕けやすい偽層状砂岩で、明るい赤から白へと急激に色が変わります。主に丸い粒子で構成されていますが、亜角張った粒子も見られます。通常、この岩石はまとまりがなく、6mまで砂に風化し、風化していない岩石でも簡単に砂に砕けます。しかし、断層の近くでは、重晶石のゴースト結晶により砂岩が硬く耐久性が増します。

下部砂岩 (上部まだら砂岩) は、全厚 305 m で、一般に赤褐色で、白い斑点がいくつかあることからこの名前が付けられ、これらの斑点は有機核と関連していることが多い。砂岩には 2 つの異なるタイプがあり、明るい暗赤色のものはモールディング サンドとして知られ、まだら模様の淡い砂岩である。モールディング サンドは、鋳型を作るために鋳造業界で使用されていることからこのように呼ばれている。上部には 30 m の厚さの礫岩があり、エンジン鉱脈礫岩と呼ばれる。これらの礫岩は、周期的に堆積した角張った粒度の砂でできている。このシーケンスは、3 または 4 サイクルの上方細粒化シーケンスである。

Alderley Edge には、他に 3 つの主要な層が見られます。

• 上部斑状砂岩に似た砕けやすい斑状砂岩、ビーコン ロッジ砂岩は厚さ 12 メートルに達し、ビーコン ロッジで礫岩の上に載っているのを見ることができます。
• ブリンローの上にあり、古い鉱山の跡地から見えることからウェストマインコングロマリットと呼ばれている。この岩石には10の上向きの細粒化サイクル^[7]があり、厚さは40メートルです。
• クリーム色の白い砂岩で、小石層がなく、上向きに細粒化しています。ウェスト マイン コングロマリットの上にあり、ブリンローの露頭で見られます。これはウッド マイン砂岩で、厚さは 16 m です。

これらの地域の南東には、他に 2 つの小さな層が見られます。1 つは、ブリンロー礫岩として知られる厚さ 9 メートルの単一サイクルの礫岩/砂岩/泥灰岩で、もう 1 つはブリンロー礫岩の上にあり、ネザー アルダーリー砂岩と名付けられています。ネザー アルダーリー砂岩の上には、厚さ 300 メートルに達するマーシア泥岩がありますが、これは低地平野でのみ見られ、岩塩が存在するのはこれらの層です。

赤色の塊状の泥岩の斑点模様は主に2種類あります。

• 淡い赤または灰緑色の不規則な砂岩で、岩相はメインユニットとは異なります。この砂岩とメインユニットの境界は明確ではなく、全体が半液体であったときに物質が混入したことが原因であると示唆されています。混入した灰色は、灰色の帯と同じ原因によるものです (まだ完全には説明されていませんが、起源は有機物質に含まれていることが示唆されています)。
• 2 つ目は、赤色泥岩の泥灰岩全体に見られる「魚の目」です。これは、中心の周囲に鉄酸化物の色が放出された小さな球状の領域です。通常、中央に小さな斑点が見られます。この色は、有機物の小さな斑点の崩壊によるものとされてきましたが、最近の研究では、放射性中心が原因である可能性が示唆されています。赤色から緑がかった灰色へのこの二次的な色の変化の他の例は、変質領域がわずか数ミリメートルの厚さしかない節理面に沿って見られ、石膏脈の頬に見られることもあります。

鉄色素は個々の粒子の表面に細かく分散しており、岩石のごくわずかな割合を占めています。岩石が一次的または二次的原因で灰色または灰緑色になっている場合、堆積中に酸化物が化学的に除去され、堆積物中の鉱物の本来の色が明らかになったものと考えられます。有効成分はまだ不明です。

下部三畳紀の砕屑性堆積物の大部分は、北フランスのバリスカン起源地域に由来し、地元からの流入はわずかです。アルダリー エッジの礫岩の中には、東のペニン山脈ブロック起源の物質からなるものもあります。地元起源の礫岩を含む角礫岩は、盆地の縁でよく発達しており、堆積盆地に隣接する山岳地帯から発生するワジの河口にある砂利扇状地であると解釈されています。その他の礫岩は、アルモリカン山塊に源を発する強力な河川システムによる長距離河川輸送を示しています。基底礫岩は、角張った粒子を含む硬い砂岩で構成されています。アルダリー エッジでは、接合部が非常に鋭く、不整合と見なすことができます。しかし、不整合を裏付けるかのように、相互嵌合が見られます。上部斑状砂岩のすべての特徴を示す地図作成可能な層が、礫岩の 2 つの基底層の間にあります。

礫岩は典型的には中粒から細粒の褐色から淡黄褐色の砂岩で、雲母の薄片が散在する角張ったまたは亜角張った粒子で構成されており、建築用石材として適しています。礫岩は層序の基底部に見られ、雲母質の頁岩帯は最上層に見られます。地域的に見ると、礫岩は不安定なようです。地面が漂流物で覆われていない地区の南端近くでは、3 つの礫岩を地図にすることができます。最下部で最も重要なのは、ほとんどが小石で、石英と珪岩で、時折砂利やまれに火成岩が含まれます。これらは中粒から粗粒の砂のマトリックスに埋め込まれています。小石は最大 100 mm の長さになります。

地区の上部は、厚さ 6 メートルにもなる中細砂岩の巨大な柱状岩が特徴で、雲母質のチョコレート色の頁岩で区切られています。この壺は層状になっており、建築用に採石されることが多く、まれに偽層状になることもあります。

基底礫岩は断層によって分断されており、村から東方向に 3 km 離れた丘の頂上までたどることができます。厚さは約 20 m で、縁の上部に沿って岩山に分かれています。西から南西に 8° から 14° の角度で傾斜しています。

一般的に、泥灰岩には水岩と同じ堆積性のタイプが存在します。ただし、砂質が少なく、粘土質の物質が多くなっています。不規則なリズムが認められ、各堆積サイクルはよく発達しており、底部には縞状または点状の層があります。この縞状の地層には、太陽による亀裂などの特徴が見られます。さざ波の跡はそれほど一般的ではありませんが、浅瀬での堆積の証拠です。時々見られるピットは雨によるピットと関連付けられていましたが、乾燥中に泥灰岩からガスが抜ける際に発生した可能性があります。赤色または灰色の縞状の地層は、ブロック状の非成層泥岩（固まる前に砕かれ、再配置された）に移行します。

アルダリーの主要断層はほぼ間違いなく第三紀のもので、チェシャー盆地の褶曲運動に密接に従って形成されたものである。2つの主要断層はアルダリー断層とカークリーディッチ断層であり、どちらも正常断層である。^[10]

• カークリー ディッチ断層 – カークリー ディッチとその南で西南西に傾斜するクーパー砂岩礫岩は、上部モットルド砂岩の下にある西側の地域と、アルダーリー エッジの頂上にあるクーパー礫岩の主要塊から断層によって明確に分離されています。カークリー ディッチ [87307848] 付近の重力勾配の断層は、この断層の推定位置を裏付けています。北と南の断層線は推測に過ぎず、ほぼ南北方向に伸びていることが示されています。*
• アルダリー断層 – ハルとグリーンによるオリジナルの地図では、アルダリーの下部クーパー砂岩と南西の泥灰岩の間に通常の接合が示されていました。1894 年にアルダリー エッジ [NGR SK 84237819] で掘削されたボーリングにより、ウォーターストーンズがこの位置と東のクーパー砂岩の間に断層が介在していることが証明されました。その南北の線は推測に過ぎません。エッジ断層は、北側の礫岩と南側の柔らかい赤いまだら模様の上部まだら砂岩を分ける断崖の北東部に見えます。

クーパー建築石材の赤いフリーストーンは、北チェシャー州と西チェシャー州の建物や橋でよく見かける石材です。採石が容易で、大きな独立したブロックが採れます。採石時には柔らかいのですが、風雨にさらされると硬くなる性質があります。建築石材は、クーパー砂岩の中の中粒の塊状砂岩の特定の岩相を表しており、必ずしも正確に同じ地層にあるとは限りません。この地区の北部で採石された岩は、北に向かって消滅するアルダーリー エッジの礫岩と少なくとも部分的には横方向の同等物であると思われます。現在、重要な採石場は稼働していませんが、周辺には古い採石場がたくさんあります。

チェシャー周辺では、広範囲に広がる中砂の堆積物が建築目的で広く採掘されてきました。その堆積物は、きれいな尖った砂から粘土層のあるややローム質の堆積物までさまざまです。アルダリーでは大量に採掘されることはありませんが、上部のまだら砂岩は主に砂の採掘に十分なほど不連続性があり、ハフ近くのエッジ断崖の麓には大量の埋蔵量があります。

アルダリー エッジで見られる赤砂 (鋳型砂) は、19 世紀後半から 20 世紀初頭にかけて、近くのマクルズフィールドの鋳造所の鋳型を作る目的で広く使用されていました。

エッジの地質学に関する初期の研究の多くを、主に採掘活動に関連して行ったアーサー・ラッセルは、「[鉱石がどれだけあるか]の大まかな見積もりさえ不可能だが、チャンバーとドライブの壁から、平均 1.3% の銅を含む数万トンの鉱石が採掘されると確実に言える。…鉱石は作業場の側面にのみ露出しており、「ブロックアウト」されていないため、これ以上の明確な発言はできない。過去のシステムは、最も豊富な岩石を含浸させ、貧弱な岩石はそのまま残すというものだった」と述べている。^[要出典]この発言は、執筆当時と同様に今日でも真実である。鉱石体の分布と微細な分散により、正確な定量分析が困難になっている。分散自体が、いずれにせよ鉱石の採掘を経済的に実行不可能にするだろう。^[11]経済的な面に加えて、この地域の大部分はナショナルトラストが所有しており、地質学的価値から政府によってSSSI （特別科学的関心地域）に指定されているという事実もある^[12]。

重晶石は様々な用途があり、貴重な鉱物です。アルダリーの砂岩の多くは重晶石ですが、砂岩から重晶石を抽出するにはコストがかかりすぎるため、現在のところ商業化の可能性はありません。^[13]

当時の環境は生命に適していなかったため、化石はほとんど発見されていない。砂岩内の泥灰岩レンズからは、エウエステリア属の小さな甲殻類が時折発見されている。^[14]

西に数キロ、さらにウィラルの三畳紀の露頭に向かうと、より乾燥した環境で、昆虫や、リンコサウルスやキロテリウムなどの小型脊椎動物の足跡や道が確認されています。

• アルダリーエッジ鉱山

• エイキン、J (1795)。マンチェスター周辺の 30 マイルから 40 マイルの地域の概要。デイビッドとチャールズにより再版、ニュートン アボット、1968 年。
• グリーンウッド、H W. (1919)。「マクルズフィールド地区の三角地帯」リバプール地質学会紀要(12):325–338。
• マッキ、L. (1990)。「カンブリアと北西チェシャーの大陸ペルム紀-三畳紀の岩石に関するフィールドガイド」リバプール地質学会、リバプール。
• テイラー、B; プライス R; トロッター F (1963)。「ストックポートとナッツフォード周辺の地質」。英国地質調査所の記録: 20–22。
• トンプソン、DB（1970）。「マンチェスター周辺地域 - アルダリーエッジ」。地質学者協会ガイド（7）：39-51。
• ウォリントン、G. (1980)。「アルダリーエッジ鉱山地区」。アマチュア地質学者：4-13。

• ダービーシャー洞窟探検クラブ
• アルダリーエッジの地質
• チェシャー州議会
• キール大学

北緯53°17′53″ 西経2°12′43″ / 北緯53.298° 西経2.212° / 53.298; -2.212