โครงสร้างทางธรณีวิทยาของบริเตนใหญ่

โครงสร้างทางธรณีวิทยาของบริเตนใหญ่มีความซับซ้อนอย่างยิ่ง ซึ่งเป็นผลมาจากประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาที่ยาวนานและหลากหลายกว่า 2 พันล้านปี เปลือกโลกส่วนนี้ผ่านเหตุการณ์การสร้างภูเขาหรือ Orogenies หลายครั้ง ซึ่งแต่ละครั้งได้เพิ่มความซับซ้อนให้กับโครงสร้างพื้นฐานของภูมิภาค

ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาทั่วไป

ในบริเตนใหญ่สามารถพบโครงสร้างทางธรณีวิทยาได้หลากหลายรูปแบบและหลายขนาด ซึ่งรวมถึง:

• รอยเลื่อน (Faults): การแตกหักของชั้นหินที่มีการเคลื่อนที่
• รอยเลื่อนย้อน (Thrust Faults): รอยเลื่อนที่มีมุมเอียงต่ำซึ่งดันชั้นหินเก่าขึ้นมาทับชั้นหินที่ใหม่กว่า
• รอยพับ (Folds): การโค้งงอของชั้นหินเนื่องจากแรงบีบอัด
• แอ่งตะกอน (Sedimentary Basins): พื้นที่ต่ำที่สะสมตัวของตะกอน
• กราเบนและฮอร์สต์ (Grabens and Horsts): โครงสร้างบล็อกของเปลือกโลกที่ทรุดตัวลง (Graben) และส่วนที่ยกตัวขึ้น (Horst)
• รอยชั้นไม่ต่อเนื่อง (Unconformities): ช่องว่างในบันทึกทางธรณีวิทยาที่แสดงถึงการหยุดชะงักของการสะสมตะกอนหรือการกัดเซาะ

ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างขนาดใหญ่ของบริเตนใหญ่ได้มาจากการสำรวจภาคสนามทางธรณีวิทยาเป็นเวลาหลายทศวรรษ ร่วมกับการใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น การสำรวจแรงโน้มถ่วง (Gravity surveys), การสำรวจคลื่นไหวสะเทือน (Seismic surveys), การสำรวจสนามแม่เหล็กทางอากาศ (Aeromagnetic surveys) และการรับรู้ระยะไกล (Remote sensing)

การแบ่งเขตเทอร์เรน (Terranes)

การวิเคราะห์โครงสร้างของบริเตนใหญ่มักใช้แนวคิดเรื่อง เทอร์เรน (Terranes) ซึ่งคือชิ้นส่วนของทวีปที่เคลื่อนที่มาบรรจบกัน โดยมีขอบเขตที่กำหนดโดยรอยเลื่อน ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของแต่ละเทอร์เรนจะมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน

เทอร์เรนในสกอตแลนด์

โครงสร้างในสกอตแลนด์แบ่งออกเป็นหลายเขตสำคัญ ได้แก่:

• Hebridean Terrane: อยู่ทางทิศตะวันตก ถูกแบ่งออกจาก Northern Highlands Terrane ด้วยรอยเลื่อน Moine Thrust
• Northern Highlands Terrane: ตั้งอยู่ระหว่างรอยเลื่อน Moine Thrust และรอยเลื่อน Great Glen Fault
• Central Highlands (Grampian) Terrane: ตั้งอยู่ระหว่างรอยเลื่อน Great Glen Fault และรอยเลื่อน Highland Boundary Fault
• Midland Valley Terrane: พื้นที่ราบระหว่างรอยเลื่อน Highland Boundary Fault และรอยเลื่อน Southern Uplands Fault
• Central Southern Uplands Terrane: พื้นที่ทางตอนใต้ของสกอตแลนด์

เทอร์เรนเหล่านี้เคยเป็นส่วนหนึ่งของทวีปโบราณ ลอเรนเทีย (Laurentia) โดยมีแนวรอยต่อ Iapetus Suture Zone เป็นเส้นแบ่งเขตทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งขนานไปกับพรมแดนระหว่างอังกฤษและสกอตแลนด์

เทอร์เรนในอังกฤษและเวลส์

ทางตอนเหนือสุดของอังกฤษเป็นส่วนต่อขยายของ Central Southern Uplands Terrane โดยมี Iapetus Suture เป็นเส้นแบ่งเขตทางใต้ ซึ่งถัดลงมาคือ Leinster–Lakesman Terrane ซึ่งครอบคลุมพื้นที่เลกดิสทริกต์ (Lake District) และนอร์ทเพนไนน์ส (North Pennines)

พื้นที่ส่วนใหญ่ของอังกฤษและเวลส์ทางตอนเหนือของแนว Variscan Front ถูกจัดอยู่ใน Avalon Composite Terrane โดยมี Midlands Microcraton เป็นแกนกลาง ซึ่งถูกแบ่งออกเป็น Wrekin Terrane ทางทิศตะวันตก และ Charnwood Terrane ทางทิศตะวันออก โดยมีเส้น Malvern line เป็นตัวแบ่ง

เขตบล็อกและแอ่งเพนไนน์ (Pennine Block & Basin Province)

ทางตอนเหนือของอังกฤษมีลักษณะเป็นบล็อกหินที่ถูกล้อมรอบด้วยรอยเลื่อนและคั่นด้วยแอ่งตะกอน ซึ่งมีต้นกำเนิดตั้งแต่ยุคคาร์บอนิเฟอรัส (Carboniferous) เช่น:

• Alston Block: พื้นที่นอร์ทเพนไนน์ส ซึ่งถูกกำหนดโดยรอยเลื่อน Pennine Fault ทางทิศตะวันตก และรอยเลื่อน Stublick และ Ninety Fathom ทางทิศเหนือ
• Askrigg Block: พื้นที่ยอร์กเชียร์เดลส์ (Yorkshire Dales) ซึ่งถูกกำหนดโดยรอยเลื่อน Dent Fault ทางทิศตะวันตก และระบบรอยเลื่อน Craven Fault ทางทิศใต้

มรดกทางโครงสร้างจากการสร้างภูเขา

โครงสร้างทางธรณีวิทยาของบริเตนใหญ่ถูกหล่อหลอมผ่านเหตุการณ์การสร้างภูเขา (Orogenies) หลายครั้ง ซึ่งมักจะใช้แนวรอยแตกเดิมของเปลือกโลกในการก่อตัวใหม่

การสร้างภูเขาคาเลโดเนียน (Caledonian Orogeny)

เกิดขึ้นระหว่าง 490 ถึง 390 ล้านปีก่อน เมื่อไมโครคอนทิเนนต์ อวาลอนเนีย (Avalonia) พุ่งชนกับทวีป ลอเรนเทีย (Laurentia) บริเวณแนวพรมแดนอังกฤษ-สกอตแลนด์ในปัจจุบัน เหตุการณ์นี้สร้างโครงสร้างสำคัญจำนวนมากที่ส่งผลต่อภูมิประเทศตั้งแต่วันนี้จนถึงปัจจุบัน เช่น:

• รอยเลื่อน Moine Thrust และ Great Glen Fault
• รอยเลื่อน Highland Boundary Fault
• แอ่ง Midland Valley
• รอยเลื่อน Southern Uplands Fault

โครงสร้างเหล่านี้ส่วนใหญ่มีแนววางตัวในทิศตะวันออกเฉียงเหนือ-ตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งเรียกว่า แนวคาเลโดนอยด์ (Caledonoid trend)

การสร้างภูเขาแวริสกัน (Variscan Orogeny)

เป็นเหตุการณ์การชนกันที่ซับซ้อนระหว่างไมโครคอนทิเนนต์ อาร์มอริกา (Armorica) กับ ลอรัสเซีย (Laurussia) และตามด้วยการชนกับ กอนด์วานา (Gondwana) ส่งผลให้เกิดโครงสร้างทางธรณีวิทยาในพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงใต้ของบริเตนใหญ่ เช่น ในเพมโบรคเชียร์ (Pembrokeshire) และเซาท์แกลามอร์แกน (South Glamorgan) ในเวลส์ รวมถึงเดวอน (Devon) และคอร์นวอลล์ (Cornwall)

การขยายตัวของเปลือกโลกหลังยุคแวริสกัน (Post-Variscan Crustal Extension)

ในช่วงยุคเพอร์เมียน (Permian) และไตรแอสซิก (Triassic) เกิดแรงดึงรั้งเปลือกโลกในแนวตะวันออก-ตะวันตก ส่งผลให้เกิดแอ่งโครงสร้างหลายแห่งในอังกฤษ เช่น แอ่งวูสเตอร์ (Worcester Basin), แอ่งสแตฟฟอร์ด (Stafford Basin) และแอ่งเชเชียร์ (Cheshire Basin)