Supergrupo Windermere

El Supergrupo Windermere es una unidad geológica formada durante los períodos Ordovícico a Silúrico hace aproximadamente 450  millones de años , y aflora en el noroeste de Inglaterra , incluyendo los Peninos y sus correlatos a lo largo de su rumbo, en la Isla de Man e Irlanda, y hacia abajo en las Tierras Altas del Sur y las Tierras Fronterizas de Gales. Subyace a gran parte de la cubierta más joven del norte de Inglaterra, extendiéndose hacia el sur hasta Anglia Oriental. Se formó como una cuenca de antepaís , en un entorno similar al de la cuenca moderna del Ganges , frente al continente de Avalonia , a medida que los restos del océano Iapetus, que estaba unido a ella, se subducían bajo Laurentia .

El supergrupo comprende el Grupo Dent de calizas turbidíticas y la serie suprayacente de lutitas , areniscas y grauvacas del Grupo Stockdale , Grupo Tranearth , Grupo Coniston y Grupo Kendal . La compresión desde el sureste durante la orogenia acadiana tardía (probablemente causada por el cierre del océano Rheico) ^{[ 1 ]} plegó los estratos en anticlinales y sinclinales y causó clivaje pizarroso en algunos lechos sedimentarios.

Al noroeste de la unidad se encuentra el Grupo Skiddaw del Cámbrico-Ordovícico , una secuencia formada en el margen continental de Avalonia , compuesta principalmente por turbiditas. Entre ambos, el Grupo Volcánico Borrowdale consta de tobas erupcionadas por un arco volcánico calcoalcalino subyacente , activo durante la subducción de la corteza oceánica de Iapetus.

La cuenca de Windermere se formó por flexión. Antes de su formación, el prisma de acreción de las Tierras Altas del Sur , que flanqueaba el borde del continente Laurentiano, avanzaba hacia Avalonia. El peso de las montañas formadas durante esta colisión comprimió la placa avaloniana, lo que provocó el desarrollo de un espacio de acomodación .

La sedimentación comenzó en el Caradoc (Ordovícico superior, hace 455  millones de años ). Durante el Llandovery, el Supergrupo Stockdale se caracteriza por varias transiciones óxico- anóxicas , con lutitas negras que corresponden a transgresiones; estas podrían haber ayudado a mitigar un efecto invernadero descontrolado . ^{[ 2 ]} La tasa de acumulación de sedimentos se aceleró con el tiempo; se mantuvo bastante constante en un bajo ~50 metros por millón de años (m/Ma) hasta el Wenlock (Silúrico medio, hace 424  millones de años ), cuando aumentó considerablemente, llegando finalmente a más de 1000  m/Ma cuando el registro termina por la erosión en el Pridoli (Silúrico terminal, hace 419  millones de años ). Este repentino aumento en la tasa de deposición es resultado de la creciente proximidad del cinturón montañoso de Avalon, que comenzó a hundir la placa desde el Ordovícico, pero no estaba lo suficientemente cerca como para aumentar el aporte sedimentario hasta el Silúrico. La última fase de sedimentación reflejó un cambio en el estado de la cuenca. En lugar de quedar poco llena y retener todos los sedimentos que llegaban a ella, se sobrellenó. Esto se reflejó en una disminución de la profundidad del agua, a medida que la cuenca se colmataba. Esto culminó con una transición a condiciones terrestres en el Přídolí.

El análisis del mineral arcilloso illita en una sección transversal del Supergrupo Windermere permite estimar su profundidad máxima de enterramiento. Los depósitos que hoy se encuentran en la superficie estuvieron cubiertos en su día por 5-6  km de sedimento; parte de este pertenecería a depósitos fallados de Windermere, pero se postula que la mayor parte era arenisca roja antigua , incluyendo depósitos de molasa depositados por abanicos aluviales en los flancos de la cordillera, y probablemente depósitos fluviales (de río) o eólicos (de dunas) de menor energía.

El modelo de Sinclair de cuencas de antepaís ha sido el estado del arte durante más de una década, y su modelo de cuatro etapas proporciona una buena coincidencia para el supergrupo Windermere. ^{[ 3 ]} En la primera etapa, una cuña orogénica (aquí, las montañas de la cuña de acreción de las Tierras Altas del Sur) carga un margen pasivo, causando subsidencia flexural y proporcionando espacio de acomodación. Un "abultamiento frontal", causado por la rigidez de la corteza que se flexiona detrás de la carga, causa elevación y permite la erosión. ^{[ 3 ]} A medida que el abultamiento se mueve hacia atrás, deja aguas poco profundas a su paso, que pueden llenarse con carbonatos, mientras que los sedimentos hemipelágicos y las turbiditas continúan llenando las partes más profundas de la cuenca, dejando una "trinidad" de facies; esta es la etapa 2. ^{[ 3 ]} En cierto punto, la cuenca de aguas profundas cambia de un estado subllenado, donde el espacio de acomodación se crea tan rápido como se llena con flysch , a uno sobrellenado (etapa 3). La cuña orogénica proporciona entonces una fuente importante de sedimentos de molasa , con turbiditas y deltas que progradan a través de la cuenca. La cuenca finalmente se rellena y se cubre con molasa fluvial y aluvial (etapa 4). ^{[ 3 ]}

La etapa 1 es difícil de detectar en el registro sedimentario. El Grupo Dent, la parte más antigua del supergrupo, coincide bien con las facies carbonáticas esperadas en las aguas someras de las etapas 2-3; el espacio de acomodación se creó a través de la subsidencia térmica . Los depósitos de aguas más profundas de la etapa tres están representados por los grupos Stockdale y Tranearth, que muestran una profundización constante, como se espera de los sedimentos depositados en una cuenca subllenada, con una tasa de sedimentación lo suficientemente alta como para preservar la variación anual en algunos lugares. (Esta señal se complica por una firma superpuesta de glaciaciones eustáticas). El final de la etapa tres está representado por el Grupo Coniston, una serie de turbiditas arenosas, con suministro de sedimentos del noreste (y controlado por fallas en el basamento). El grupo se subdivide en formaciones, cada una de las cuales representa un lóbulo de turbidita, y están separadas por sedimentación de fondo anóxica. El Grupo Kendal cubre la transición a la etapa cuatro, con una pronunciada somerización hacia arriba; Las turbiditas se vuelven más delgadas y los sedimentos hemipelágicos anóxicos dan paso a sedimentos oxigenados, con capas de tormenta cada vez más comunes y sedimentos intermareales que coronan el grupo. La arenisca roja antigua, ya desaparecida, formó los sedimentos de molasa de la etapa 4.

Durante todo el Silúrico, hasta el comienzo de la deposición de arenisca roja antigua, la tasa de sedimentación aumenta de manera constante, alcanzando un pico de 1  mm  a ⁻¹ . ^{[ 4 ]}