ウェールズの地質

ウェールズの地質は複雑かつ多様です。その研究は、科学としての地質学の発展において、歴史的に重要な意味を持っています。クリオジェニアン（後期先カンブリア時代）からジュラ紀までのすべての地質時代が露頭で表され、一方、ウェールズ沿岸のすぐ沖合の海中には、より若い堆積岩が存在します。2 度の造山運動の影響は、古生代岩石層の多くに断層や褶曲構造として残っています。現在の第四紀に水と氷によって形成された表層の堆積物や地形も豊富で、山、丘、海岸平野の驚くほど多様な景観に貢献しています。

ウェールズの現代的な特徴は、主にその多様な鉱物資源の採掘に由来しています。スノードニアの粘板岩、南ウェールズ渓谷の石炭、アングルシー島と中部ウェールズの金属鉱石など、その例はほんの数例に過ぎません。ウェールズの地質は、農業慣行や建築用石材の選択に影響を与えるだけでなく、地盤の安定性や洪水の危険性を考慮した開発計画にも影響を与えます。地質災害は、地質を理解することで対処しやすくなります。

南ウェールズには、 12 世紀にギラルドゥス・カンブレンシスがニューポート付近の黄鉄鉱頁岩に言及したという地質学的に興味深い記録が残っています。1603年にジョージ・オーウェンは、石炭紀の石灰岩と炭層の間の地層関係を正しく特定しました。最初に出版された化石の一部は、ニース付近の炭層から採取された化石植物でした(ギブソン、17 世紀後半)。

19世紀半ば、2人の著名な地質学者、ロデリック・マーチソンとアダム・セジウィックは、ウェールズの地質学の研究を利用して、地層学と古生物学の特定の原理を確立しました。彼らは古赤色砂岩に関する基礎研究を行いましたが、下部古生代層に関する研究でより記憶されています。カンブリア紀を確立したのはセジウィックであり、マーチソンは最初にシルル紀を記述し、ウェールズ中部に居住していた古代シルル族にちなんで名付けました。地図に描かれた2つの紀が重なっていたため、結局、かつての協力者だった2人の間で長引く論争につながりました。彼らの死後、チャールズ・ラップワースは、論争の中心となった岩石の層序を説明するために、オルドビス紀 の紀

最近では、シルル紀の段階を世界的に定義するために、ウェールズ中部の 2 つの場所が選ばれました。ランダベリーのセフンセリグ農場近くのセフンセリグ道路は、地質年代スケールでシルル紀のアエロニアン期とテリキアン期の境界を示す全球境界層序断面および点(GSSP)の場所です。同様に、ランダベリーのクムコエドアエロン農場の北にある林道のトレファウル トラックは、ルダニア期とアエロニアン期の境界を示す GSSP の場所です。両方の GSSP は 1984 年に批准されました。:セフンセリグ道路とトレファウルトラックに関する主要記事を参照してください。

後期先カンブリア時代の岩石はアングルシー島、スリン島、アルフォン島に広く分布しており、その他の限られた地域ではペンブルックシャー北部、ラドノルシャー、カーマーゼンシャーにも分布しています。これらの元々火山性で堆積性の岩石は、激しい変成作用を受けていることが多く、また、周囲の岩石との関係が断層状になっていることから、地質学者の理解も限られています。その大部分は、現在の形状になる前に異なる地質学的履歴を辿ってきた地殻の塊であるテラーンの縁辺またはその近くに位置しています。しかし、近年では、ウェールズの多くのテラーンが後期先カンブリア時代から古生代にかけてどのように結合したのかが徐々に解明されつつあります。

イギリス国境にあるスタンナー・ハンター複合体は、クライオジェニアン期に属する約7億年前の火山岩で構成されています。^[1]

1977年にカーマーゼンシャーのランギノグ村近くの採石場で発見された岩石には、ウェールズが微小大陸アバロニアの一部であった5億6400万年前のエディアカラ紀の地球最古の化石が含まれていました。^[2]

カンブリア紀の岩石は、メリオネスシャーの内座層で最も多く見られ、ハーレック ドームのアーチ状の岩石がライノギッドを形成しています。ハーレック グリッツ グループは砂岩、泥岩、グレイワックから構成され、ドームの侵食された中心部を形成しています。この層の中で、特に「ライノグ層」のグレイワックが高い丘を形成しています。カンブリア紀の岩石は、ペンブルックシャー北部、アングルシー島、スリンでも見られます。

オルドビス紀には、ペンブルックシャーから東のカーマーゼンシャーを経てトウィ渓谷まで広がる一連の堆積岩が形成され、北のコンウィ渓谷まで続く次の時代のものと複雑に混ざり合っている。スノードニアでは、多くのオルドビス紀の火山岩が、英国の他の地域よりも起伏の多い景観を生み出している。スノードン自体は主に火山灰 (凝灰岩) で形成され、一部の堆積岩と火成岩の貫入が向斜に折り重なっている。カダイル・イドリスも主にオルドビス紀の火成岩で形成されている。アングルシー島とスリン島もオルドビス紀の地域である。ウェールズのオルドビス紀の岩石は、カレドニア造山運動の地殻変動の影響を受け、典型的には断層や褶曲が激しい。オルドビス紀の注目すべき特徴は、ウェールズ地向斜として知られる 大きな下降である。

シルル紀の岩石は、ある意味ではウェールズの景観にとって最も重要なものである。ウェールズの陸地面積の大部分は、他のどの時代よりもこの時代の岩石で直接覆われている。ウェールズ中央部の大部分はシルル紀の砂岩と泥岩で形成されており、ウスク背斜がウスク内座層を生じさせる中央モンマスシャーのより緩やかな景観も同様である。北部では、エルウィ層とナントグリン層のラドロー紀の泥岩と砂岩がクルーイディアン山脈を形成し、^[3]ナントグリン・フラッグス層とウェンロック期のデンビー・グリッツがデンビー・ムーアズ、^{[4] 、}ランティシリオ山、ランゴレン周辺のディー渓谷を形成している。^{[5]ウェールズ西部では、}ペンブルックシャー南部と中央部のハバーフォードウェストとナーバース周辺、およびマーロウズとダウグレダウの間にある部分は、ランドーベリー時代の泥岩、砂岩、礫岩で形成されています。^[6]

長く複雑な一連の大陸衝突は、総称してカレドニア造山運動と呼ばれ、オルドビス紀に始まり、シルル紀を経てデボン紀まで続いた。この地域への影響は、特にウェールズ盆地内で既存の岩石層の褶曲と断層形成を引き起こし、このプロセスは北に向かうにつれて激化した。岩石層の一部は低度変成作用を受けたが、その中で経済的観点から最も重要なのは、北ウェールズのカンブリア紀とオルドビス紀の粘板岩であろう。国土の大部分の北東から南西の「粒度」は、このとき一連の主要な断層帯によって形成され、その当時から現在まで存続しており、そのうちのいくつか、特に北西部は、テレーンの境界を表していると考えられている。続くデボン紀の珪質砕屑物堆積物は、カレドニア衝突によって形成された広大なカレドニア山脈帯の急速な消耗を大部分表している。

デボン紀の岩石は、オールド・レッド・サンドストーン（一般に「ORS」と呼ばれる）と大まかに同義ですが、最下部のORSはシルル紀後期のものです。イングランドとの国境から西にブレコン・ビーコンズ国立公園を通りペンブルックシャーまで広がるアングロ・ウェルシュ盆地には、この層の大部分が含まれています。これは、下部デボン紀のブラウンストーンとセニ層の砂岩と泥岩で、時には、ペン・イ・ファンやシュガー・ローフなどの印象的な山頂、ブラック・マウンテンやブラック・マウンテンの劇的な断崖を形成するプラトー層の硬い砂岩で覆われています。アングルシー島にも、デボン紀の岩石が限られて見られます。

石炭紀は、東のワイ渓谷から南ウェールズ全域、南ウェールズ炭田、グラモーガン渓谷、ガワーを西に抜けてペンブルックシャー南部に至る広大な露頭によって表されます。北東ウェールズと北海岸沿いのアングルシー島には、同様の年代の岩石が景観を特徴づける、より小規模な地域があります。その層序は、その基部にある石炭紀の石灰岩、次に粗い砂岩（北部の「ミルストーン グリット」と南部の「トゥルチ砂岩」）、次に泥岩、そして最後に泥岩、砂岩、そしてもちろん石炭層の厚い連続からなる炭層から構成されています。

石炭紀にはウェールズ中部は海抜より高かったが、浅い熱帯の海がウェールズの北部と南部の大部分に広がっており、こうした環境でさまざまな種類の石灰岩が堆積した。

石灰岩は、海岸沿いの北のグレート・オーム、南のセント・ゴーバンズ・ヘッドやガワー半島、内陸のランゴレン近くのエグルウィセグ山の断崖、ウスク渓谷のランガトック丘陵の両方で、印象的な断崖の景観を生み出しています。カルスト地形は石灰岩の露頭を特徴づけ、特にサウス・ウェールズ炭田盆地の「北部」に沿って、石灰岩が隣接する砂岩の下に浅く埋まっている場所では、溶解窪地の大規模な発達が起こっています。

石灰岩の上に重なり、その上に続くナムリアン時代の泥岩と砂岩は、起伏の多い景観を生み出します。典型的には、水はけの悪い荒野か、あるいは南部ポーウィスの滝の国のような樹木が生い茂った峡谷です。

コール・メジャーズの岩石の上に形成された景観は、人間によって大幅に改変されている。この厚い岩石層に含まれる石炭と鉄は、特に産業革命以降、長きにわたって経済的に重要であったためである。フリントシャー、デンビーシャー、サウス・ウェールズのかつての炭田は、この時代を物語っている。サウス・ウェールズでは、コール・メジャーズの上にペナント・メジャーズの厚い砂岩が重なり、それが台地にゴツゴツした縁を与えていることが多い。この台地は深く切り開かれてサウス・ウェールズ渓谷を形成している。ペナント砂岩は建築石材として広く使用されている。

南ウェールズの上部石炭紀の主要な地質学的特徴は、南ウェールズ炭田 向斜である。この重要な地域を構成する岩石は、気候条件が赤道であった約 3 億 1400 万年から 3 億 800 万年前 (Ma) のウェストファリア時代に堆積した。このウェストファリアの堆積層には、西部に 1800 m を超える厚さの層が含まれる。炭層は、ウェールズ・ロンドン・ブラバント高地として知られる古代の地質学的特徴のすぐ南にある泥炭湿原のある低地の水浸しの平野に堆積した。

石炭紀後期からペルム紀にかけて、南ウェールズはバリスカン造山帯の北縁に位置し、この地域は南で起こった複雑な大陸衝突の影響を受けた。最も激しく影響を受けた岩石は、急傾斜と垂直の地層が一般的で、海岸部では複数の褶曲、断層、および逆断層運動がよく見られる、ペンブルックシャー南部と中央部の岩石である。南カーマーゼンシャーと南ウェールズ炭田の西部は、それほど影響を受けなかった。ニース擾乱などの古いカレドニアの弱点は、この時期に再活性化した。

ペルム紀の岩石は、北ウェールズのクルーイド渓谷の下にあるもので、チェシャー州とシュロップシャー州のより大きな岩石群から国の北東端まで広がっています。ウェールズ北東部のペルム紀 - 三畳紀の岩石は、河川やデベンシアン氷床によって堆積した最近の物質によって大部分が隠されています。ペルム紀 - 三畳紀のより厚い岩石層は、北ウェールズ海岸沖のブリストル海峡、カーディガン湾、アイリッシュ海の下にあることが知られています。

三畳紀の砂岩は、バリーからペナースまでの海岸の大部分を形成し、モンマスシャーの海岸に沿って東に伸び、チェプストウのイングランド国境まで広がっています。また、オグモア・バイ・シーからケンフィグまでの西のさらに遠くでも散発的に見られます。ゴワーと南ペンブルックシャーでは三畳紀の物質が非常に局所的に発生しており、その多くは下にある石炭紀の石灰岩の割れ目で満たされた角礫岩です。三畳紀の砂岩はチェシャーとシュロップシャーとの境界沿いでも見られますが、ほとんどの場合、最近の河川や氷河由来の物質の下に隠れています。

グラモーガン渓谷にはジュラ紀の岩石が広く分布しています。オグモア・バイ・シーとバリーの間のグラモーガン海岸の大部分は、リアスとして知られる層状のジュラ紀石灰岩の崖で形成されています。これらの崖は頻繁な落石により内陸に後退したため、サザンダウン付近などでは広大で壮観な海岸台地が発達しました。

ウェールズには白亜紀の岩石は存在しませんが、ケルト海やブリストル海峡などウェールズ沿岸の海底盆地内に存在することが知られています。

ウェールズでは、古第三紀と新第三紀の岩石が沖合で産出することが知られていますが、その証拠はほとんどありません。例外は、ハーレック南部の海岸地帯にあるモクラス掘削孔で発見された層と、北東ウェールズの石炭紀石灰岩の窪みを埋める堆積物の「ポケット堆積物」です。南部では、ブレコン ビーコンズ国立公園の中央部と西部に、固結度の低い砂が散発的に産出しています。これは、その下にあるトゥルチ砂岩の 新生代風化の産物であると考えられています。

ウェールズの景観は、過去 260 万年、つまり現在まで続く第四紀の間に現在の形になりました。一連の氷河期の間に形成された氷床と谷氷河は、新生代初期に海の下から現れたと考えられる傾斜した高地の表面を河川が排水して形成された景観を大きく変えました。

最後の（デベンシアン）氷河期の影響は、最もよく理解されている。最大範囲ではウェールズのほぼ全域を覆い、南はカーディフ、ブリッジェンド、ガワーまで達した氷床は、一連の侵食地形と堆積地形を残した。スノードニアの氷河圏谷、およびそれほどではないがカンブリア山脈とブレコン・ビーコンズの氷河圏谷はよく知られている。多くの既存の谷は氷河氷によってさらに深くなった。山中の圏谷モレーンと主要な谷の末端モレーンおよび後退モレーンは、氷河期の最も顕著な堆積遺産である。3つの大きな中間モレーンがカーディガン湾の水面下に広がっており、一部は春の干潮時に露出し、サーン・バドリグ、サーン・イ・ブフ、サーン・シンフェリンとなる。^[7]

他の場所にも、ドラムリンの群れや氷河堆積物の広範囲にわたる堆積物があります。ドラムリンが最も集中しているのはデンビーシャーですが、セヴァーン渓谷の周囲にも独特の地域があります。^[8]

最終氷期の終焉後、海面はおよそ6000年前までに現在のレベルまで上昇した。このレベル以下で定着した森林は破壊されたが、生育状態のまま保存された木の切り株は、潮間帯のあちこちで今でも見ることができる。また、もともと満潮線より上で形成された泥炭堆積物の残骸も見ることができる。氷河砂と河川砂の再分配により、ウェールズ沿岸の広範囲にわたる砂丘システムが生じており、アングルシー島のニューボロー・ウォーレン、グウィネズのモーファ・ハーレフとモーファ・ダイフリン、カーマーゼンシャーのペンディンとペンブリー・バロウズ、グラモーガンのマーサーマウル・ウォーレンとケンフィグ・バロウズが顕著である。

• ウェールズの海岸線も参照

ウェールズの石灰岩地域では、後氷期にカルスト地形が出現しましたが、これらの要素は、その後の氷河期中、あるいはそれ以前にも形成されていました。石灰岩の舗装は、ブレコン ビーコンズ国立公園内の「北側」に沿って最も発達しており、多数の陥没穴や揺れ穴、陥没、乾燥した谷の部分、隆起があります。洞窟の発達は広範囲に及び、オゴフ フィンノン ドゥ(英国で最も深い洞窟)、ダン イル オゴフ(部分的に洞窟が見える)、ウェールズ最大のオゴフ ドラネンなどのシステムが含まれます。

ウェールズでは、何千年もの間、人類が金属や金属鉱石を採掘してきた。青銅器時代の 銅の採掘場は、ランドゥドノ近くのグレートオームとアングルシー島のパリス山にある。金は、ローマ時代以前からドラウコシなどの場所で採掘されてきた。鉛と亜鉛は、中部ウェールズのクミストウィス地域で集中的に採掘され、レクサム近くのミネラでは、中世から20世紀初頭まで鉛鉱山が操業していた。ヴィクトリア朝時代には、スノードニアのベッドゲラート近くにシグン銅山が開かれた。鉄鉱石は、下部炭層岩石層を構成する岩石で、サウスウェールズ炭田の北端に沿って露出している場所では、鉄の生産のために大規模に採掘され、サウスウェールズの産業革命の開始に重要な役割を果たした。^[9]

スノードニアの粘板岩産業はかつて世界的に重要であった。カンブリア紀の紫色と緑色の粘板岩は、スノードン山腹の広大な採石場、およびベセスダ、ディノルウィグ、コリス、ブレナウ・フェスティニオグで採掘された。

ウェールズには硬い岩石が豊富にあるため、太古の昔から建築に利用されてきました。ストーンヘンジのまぐさ石を形成する「ブルーストーン」（オルドビス紀の粗粒玄武岩）は、紀元前2500年頃にペンブルックシャーのプレセリ丘陵で採掘されました。青銅器時代と鉄器時代の人々は、ウェールズの多くの丘の砦に見られるように、さまざまなケルン、立石、防御施設を建てるのに地元の材料を多用しました。

ウェールズの多くの素晴らしい大聖堂、修道院、城の建設には、さまざまな石が使われてきました。セント・デイヴィッド大聖堂のケアブディ砂岩、ランソニー修道院とティンターン修道院のオールド・レッド砂岩、ケアフィリー城の「ブルー・ペナント」砂岩、カルディコット城のサドブルック砂岩はほんの一例です。三畳紀の岩石は、ラディール石や、ブリッジェンドで加工されたクアレラ石を供給しました。^[10] 南ウェールズのジュラ紀の露頭から採れるサットン石は、グラモーガン渓谷一帯の建設に使用されてきた高く評価されている石灰岩のフリーストーンであり、石灰岩が不足している北デボンや北コーンウォールにもブリストル海峡を越えて運ばれました。

カーマーゼンシャーのタイルストーン層の雲母質砂岩は、少なくとも 19 世紀に北ウェールズのスレート産業が急成長するまでは、他の場所の同様の薄片状砂岩と同様に、かつては屋根材として利用されていました。

石灰岩は、何世紀にもわたって石灰窯で焼くために小規模に採掘されてきました。最近では、骨材、鉄鋼業のフラックス、化学産業の原料として利用するために採掘されています。

ウェールズのさまざまな炭田での石炭採掘は、産業革命の開始とともに本格的に始まりました。隣接するフリントシャー炭田とデンビーシャー炭田もウェールズ北東部の経済にとって重要でしたが、最も重要なのは間違いなくサウスウェールズ炭田です。ペンブルックシャー炭田とアングルシー炭田では比較的小規模な炭田が採掘されていました。

氷河および河川の砂と砂利の堆積物は、主に建設産業のために、多くの地域で採掘されてきましたし、現在も採掘が続けられています。

ウェールズは特に地震の多い国ではありませんが、それでも時々小規模の地震が発生します。地盤の安定性は、自然の原因と、かつて石炭やその他の鉱物が採掘されていた地域では採掘、表面掘削、土砂堆積の両方により、より大きな問題となっています。特に石炭の深部採掘は、サウスウェールズ炭田の急斜面の谷で特に、既存の地滑りの再活性化をもたらしました。そのような斜面に土砂を不適切に置いたため、斜面に過度の負荷がかかり、排水パターンが乱れ、1966年のアバーファン災害のように壊滅的な影響が出ることもありました。 ^[11]この災害の後、炭田全体で大規模な安定化工事が行われました。

土地、地下水、水路の汚染は、鉱物資源の採掘が行われている地域、特に中央ウェールズの鉱床やかつての炭鉱地区では危険です。

地質保全レビューでは、数多くのサイトが重要な地球科学的地域として特定され、地質学的SSSIとして保護されています。^{[12]ウェールズの生物学的および地質学的SSSIの完全なリストについては、}ここを参照してください。一部のサイトは、両方のタイプの関心に関して保護されています。さらに、2つの広大な地域がジオパークに指定されています。北部の「 GeoMôn 」としてのアングルシー島全体と、南部のブレコンビーコンズ国立公園内のフォレストファウルです。ジオパークにはさまざまな役割があり、2つの地域の地質学的遺産の保護と推進は重要な役割です。これらの目的は、教育プログラムと解釈プログラムを通じて部分的に達成されています。「RIGSグループ」は、地域的に重要な地質多様性サイトとして指定された場所をサポートし、地方地質多様性行動計画（「LGAP」）の実施を支援することを目的として、ウェールズのさまざまな場所に設立されています。地方自治体や公共部門の他の機関は、重要な地球遺産の取得、その保護と解釈に引き続き関与しています。ウェールズの野生生物保護団体などの慈善団体も同様の役割を担っています。

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• イギリスの地質

• ハウエルズ、MF 2007英国地域地質学：ウェールズキーワース、ノッティンガム：英国地質調査所 230 ページISBN 978-0-85272-584-9 
• スノードニア国立公園管理局
• ブレコンビーコンズ国立公園管理局の公式サイト
• ガワー情報センター: ブロードプール^{[永久リンク切れ‍ ]}
• Ogg, James. 「GSSP for the Base of Telychian」。2006 年 6 月 18 日にオリジナルからアーカイブ。2006年 7 月 1 日に取得。
• Ogg, James. 「GSSP for the Base of Aeronian」。2006 年 6 月 18 日にオリジナルからアーカイブ。2006年 7 月 1 日に取得。
• ジョン・L・モートン『シルリアの王 ― ロデリック・マーチソンが地質学の様相をいかに変えたか』（Brocken Spectre Publishing、2004 年、ISBN 0-9546829-0-4） 
• ヒュー・チザム編 (1911)。「ウェールズ」 。ブリタニカ百科事典。第 28 巻 (第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局。260 ページ。
• チザム、ヒュー編 (1911)。「デンビーシャー」 。ブリタニカ百科事典。第 8 巻 (第 11 版)。ケンブリッジ大学出版局。18 ページ。
• マーティン・JS・ラドウィック、「デボン紀大論争：紳士的な専門家の間での科学的知識の形成」（シカゴ大学出版、1985年）—マーチソンの権力の台頭
• ジェームズ・A・セコード、「ビクトリア朝の地質学における論争：カンブリア紀とシルル紀の論争」 （プリンストン大学出版、1986年）—マーチソンとアダム・セジウィックの争いを記録した書物