กลุ่มหินชั้นลอคเนสส์ (Loch Ness Supergroup)

กลุ่มหินชั้นลอคเนสส์ (Loch Ness Supergroup) เป็นหนึ่งในหน่วยย่อยของลำดับหินตะกอน (หรือหินแปรที่เทียบเท่ากัน) ในยุค Neoproterozoic ซึ่งพบได้ในพื้นที่ไฮแลนด์ (Scottish Highlands) ของประเทศสกอตแลนด์ โดยกลุ่มหินนี้มีการสัมผัสทางธรณีแปรสัณฐาน (Tectonic contact) อยู่เหนือกลุ่มหินเวสเตอร์รอส (Wester Ross Supergroup) ที่มีอายุเก่าแก่กว่า และเชื่อกันว่ามีกลุ่มหินดัลราเดียน (Dalradian Supergroup) จากยุค Cryogenian ถึง Cambrian วางทับอยู่ด้านบนในลักษณะไม่ต่อเนื่อง (Unconformably)

ลำดับชั้นหิน (Stratigraphy)

กลุ่มหินชั้นลอคเนสส์ถูกแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มย่อย ดังนี้:

1. กลุ่มเกลนฟินแนน (Glenfinnan Group)

ประกอบด้วยหินไนส์ชนิดเพลิติก (Pelitic gneiss) ระดับแอมฟิโบไลต์ (Amphibolite facies) และหินแปรที่มีลักษณะเป็นแถบสลับกันระหว่าง เพลิต (Pelite), เซมิเพลิต (Semi-pelite), แซมไมต์ (Psammite), ควอตไซต์ (Quartzite) และมิกมาไทต์ (Migmatites) กลุ่มหินนี้วางตัวอยู่เหนือรอยเลื่อน Sgùrr Beag Thrust และอยู่ใต้กลุ่มลอคเอล (Loch Eil Group) ในบางพื้นที่พบหลักฐานการเปลี่ยนผ่านทางชั้นหินที่แท้จริงระหว่างสองกลุ่มนี้

นอกจากนี้ยังพบชิ้นส่วนของหินไนส์แบบเลวิเซียน (Lewisian-type gneisses) อยู่เหนือรอยเลื่อน Sgùrr Beag ซึ่งตีความว่าเป็นส่วนของหินฐาน (Basement) ที่ถูกดึงเข้ามาในระหว่างการเกิดแนวเทือกเขาคาเลโดเนียน (Caledonian orogeny) ทั้งนี้ การประเมินความหนาเดิมของกลุ่มหินนี้ทำได้ยากเนื่องจากได้รับแรงเค้นสูง แต่คาดว่ามีความหนาหลายกิโลเมตร และไม่ปรากฏโครงสร้างตะกอนเนื่องจากสภาพการแปรสภาพที่รุนแรง

2. กลุ่มลอคเอล (Loch Eil Group)

ประกอบด้วยหินแซมไมต์เป็นหลัก และมีหินควอตไซต์ปรากฏอยู่เป็นบางแห่ง วางตัวอยู่เหนือกลุ่มเกลนฟินแนนในลักษณะการสัมผัสทางชั้นหินปกติ ความหนารวมของกลุ่มนี้คาดว่าอยู่ในช่วง 2.5–5.0 กิโลเมตร

ในบริเวณทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ของพื้นที่ที่พบ กลุ่มนี้ประกอบด้วยหน่วยหินที่สำคัญ ได้แก่:

• หมวดหินควอตไซต์คินโลเชล (Kinlocheil Quartzite Formation): ความหนาสูงสุด 1.5 กิโลเมตร
• หมวดหินควอตไซต์และเพลิตเกลนกูร์ (Glen Gour Quartzite and Pelite Formation): ความหนา 500–800 เมตร
• หมวดหินสตรอนชเรแกน (Stronchreggan Formation): ความหนา 100–650 เมตร
• หมวดหินแซมไมต์ทาร์วี (Tarvie Psammite Formation): พบในเขต Strathconon และ Strathglass

3. กลุ่มเบเดนอค (Badenoch Group)

แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มย่อย คือ กลุ่มย่อยดาวา (Dava Subgroup) และกลุ่มย่อยเกลนแบนคอร์ (Glen Banchor Subgroup) โดยความสัมพันธ์ทางชั้นหินระหว่างสองกลุ่มย่อยนี้ยังไม่ชัดเจน

• กลุ่มย่อยดาวา: พบในบริเวณระหว่างเมืองอินเวอร์เนสส์ (Inverness) และแกรนท์ทาวน์-ออน-สเปย์ (Grantown-on-Spey) ประกอบด้วยหมวดหินแซมไมต์สลอค (Slochd Psammite) และหมวดหินเซมิเพลิตฟลิชิตี (Flichity Semipelite)
• กลุ่มย่อยเกลนแบนคอร์: พบในบริเวณ Glen Banchor ทางตะวันตกของ Newtonmore ไปจนถึง Laggan คาดว่ามีความหนาระหว่าง 1 ถึง 1.5 กิโลเมตร และมีหินกลุ่มแกรมเปียน (Grampian Group) และกลุ่มแอปพิน (Appin Group) วางทับอยู่ด้านบนแบบไม่ต่อเนื่อง หรืออาจเป็นการสัมผัสทางธรณีแปรสัณฐาน

อายุของกลุ่มหิน (Age)

การกำหนดอายุของลำดับหินนี้ใช้การวิเคราะห์ร่วมกันระหว่างการหาอายุของเซอร์คอนที่มากับตะกอน (Detrital zircon geochronology), อายุการตกผลึกของหินอัคนีที่แทรกดันเข้ามาในลำดับหิน และอายุการแปรสภาพของเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นภายหลัง

• เซอร์คอนในตะกอน: อายุที่น้อยที่สุดอยู่ในช่วง 1,000–900 ล้านปีก่อน โดยพบเซอร์คอนในกลุ่มเบเดนอคที่มีอายุ 900±17 ล้านปี ซึ่งเกิดขึ้นหลังการเกิดแนวเทือกเขาเรนแลนเดียน (Renlandian Orogeny)
• หินอัคนีแทรกซอน: หินที่แทรกดันเข้าไปในกลุ่มเกลนฟินแนนมีอายุประมาณ 870 ล้านปี
• การแปรสภาพ: กลุ่มเบเดนอคได้รับผลกระทบจากเหตุการณ์ Knoydartian Orogeny ซึ่งให้ค่าอายุการแปรสภาพประมาณ 840 ล้านปี

จากข้อมูลทั้งหมด สรุปได้ว่าช่วงเวลาการสะสมตัวของตะกอน (Depositional age) อยู่ในช่วง 900–850 ล้านปีก่อน

สภาพแวดล้อมการสะสมตัว (Depositional Setting)

เนื่องจากลำดับหินนี้ผ่านการแปรสภาพและกระบวนการทางธรณีแปรสัณฐานที่รุนแรง ทำให้การตีความสภาพแวดล้อมการสะสมตัวทำได้ยาก อย่างไรก็ตาม การพบหินแซมไมต์ เพลิต และควอตไซต์ที่สลับชั้นกันอย่างละเอียด บ่งชี้ถึงสภาพแวดล้อมแบบน้ำตื้นถึงบริเวณไหล่ทวีป (Shallow water to shelf setting)

นอกจากนี้ หลักฐานการเกิดแมกมาแบบสองรูปแบบ (Bimodal magmatism) ในกลุ่มลอคเอล ร่วมกับลักษณะทางเคมีของหินบะซอลต์ที่เกิดจากสันเขาใต้มหาสมุทร (MORB chemistry) ของหินอัคนีแทรกซอน บ่งชี้ว่าพื้นที่นี้เคยผ่านช่วงเวลาของการแยกตัวของแผ่นเปลือกโลก (Rifting) และข้อมูลอายุของเซอร์คอนยังชี้ให้เห็นว่าตะกอนบางส่วนมาจากแหล่งกำเนิดในเขตเรนแลนเดียน ซึ่งสันนิษฐานว่าลำดับหินนี้สะสมตัวอยู่ในพื้นที่หลังแนวภูเขา (Hinterland) ซึ่งอาจเป็นส่วนหนึ่งของแอ่งหน้าภูเขา (Foreland basin)