El Grupo Ecca es la segunda de las principales subdivisiones del supergrupo Karoo de estratos geológicos en el sur de África . Sigue principalmente de manera conforme al Grupo Dwyka en algunas secciones, pero en algunas localidades se superpone de manera disconforme a rocas de basamento mucho más antiguas. Es la base del Grupo Beaufort en todos los afloramientos y exposiciones conocidos . Basado en estratigráfica posición, litoestratigráfica correlación, palinológicos análisis, y otros medios de datación geológica , el Grupo Ecca oscila entre Early a más temprana medio Pérmico ( asseliense- Roadian ) en edad. [1] [2] [3]
Rango estratigráfico del grupo Ecca : Carbonífero tardío tardío - Pérmico temprano ~303-290 Ma Pre Ꞓ O S D C PAG T J K Pg norte | |
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Tipo | Grupo geológico |
Subunidades | Facies Oeste / Noroeste : Formación Prince Albert, Formación Whitehill , Formación Collingham, Formación Tierberg, Formación Skoorsteenberg, Formación Kookfontein, Formación Waterford. Facies sur : Formación Prince Albert, Formación Whitehill , Formación Collingham, Formación Vischkuil, Formación Laingsburg, Formación Fort Brown, Formación Waterford. Facies noreste : Formación Pietermaritzburg, Formación Vryheid, Formación Volksrust |
Subyace | Beaufort Group |
Superposiciones | Grupo Dwyka |
Litología | |
Primario | Esquisto , lutita , arcilla , limolita , sílex , dolomita , carbón |
Otro | Cuarcita , pirita |
Localización | |
Región | Cabo Occidental y Oriental |
País | Sudáfrica Eswatini Namibia Botswana Zimbabwe |
Un mapa geológico simplificado de los afloramientos de rocas del supergrupo Karoo en el sur de África. El Grupo Ecca está representado por la tecla naranja en el mapa. |
Fondo
Durante la época de la deposición del Grupo Ecca, el entorno de depósito, con algunas excepciones, era predominantemente marino . El mar de Ecca era vasto pero poco profundo, alcanzando solo alrededor de 500 m en su punto más profundo en sus facies oeste / noroeste y sur, donde se encuentran los Depocentros de Tanqua y Laingsburg , respectivamente. El ambiente marino varió desde sistemas de abanicos submarinos , pelágicos profundos en los depósitos inferiores que gradúan constantemente hacia el noreste hasta depósitos marinos poco profundos que incluyen facies marinas marinas de la plataforma ( continental ) y marinas marginales , y finalmente depósitos de playa en sucesiones más jóvenes. Los entornos fluvial - deltaicos con carbón y turberas también son bien conocidos del Grupo Ecca. [3] [4] [5] [6]
El Grupo Ecca fue depositado en una vasta cuenca de antepaís retroarco . Este sistema de antepaís fue causado por la elevación de la corteza ( orogénesis ) que previamente había comenzado a tomar curso debido a la subducción de la placa Paleopacífica debajo de la Placa de Gondwana. Esto resultó en el ascenso de la cordillera de Gondwanide en lo que se conoce como la orogenia de Gondwanide . La formación de montañas y la erosión causada por la creciente cordillera de Gondwanide fue el mecanismo de hundimiento inicial que actuó en la cuenca del Karoo . La tectónica de flexión dividió la cuenca de Karoo en las provincias de flexión de proa , proa y dorsal. Esto dio lugar a la deposición de la cuenca de Karoo . [7] [8] [9] [10] [11]
Extensión geográfica
Las rocas del Grupo Ecca aparecen por primera vez cerca de Sutherland en sus depósitos más occidentales, y continúan hacia el este a través de Laingsburg , Prince Albert , Jansenville , Grahamstown y hasta la costa cerca de Port Alfred . En el centro norte, los depósitos se encuentran cerca de Britstown , a lo largo del río Orange entre Petrusville y Hopetown . En el extremo noreste se encuentran depósitos al este de Johannesburgo, pasando por Vryheid , Durban , Pietermaritzburg y hasta Port St. Johns en el sureste. [12] [13]
Unidades estratigráficas
El Grupo Ecca comprende dieciséis formaciones geológicas reconocidas . [14] Estas formaciones individuales se han agrupado en tres áreas geográficas, que son las sucesiones de facies sur, oeste / noroeste y noreste . En el este de Sudáfrica hay depósitos de secuencias de lutitas aún no diferenciadas atribuidas al Grupo Ecca. [15] [16] [17] [18] [19]
Con la excepción de las formaciones Prince Albert, Whitehill , Collingham y las formaciones más altas de Waterford que se encuentran en las facies sur y oeste / noroeste , las formaciones geológicas del Grupo Ecca solo se pueden encontrar en una de las tres sucesiones de facies mencionadas anteriormente. . Esto se debe a que cada una de estas sucesiones de facies representa diferentes ambientes preservados que se pueden observar en sus características geológicas de diagnóstico. Las sucesiones de facies, junto con sus formaciones geológicas, se describen a continuación: [20] [21] [22] [23] [24]
Facies de Ecca occidental / noroeste
Esta sucesión de facies es puramente marina . Las rocas contienen una transición completa, que se clasifica lateralmente entre sí, desde los depósitos marinos del fondo de la cuenca hasta el talud submarino canalizado y los depósitos ambientales de plataforma , pro-delta y playa. Los depósitos de las facies oeste / noroeste caen dentro del Tanqua Depocenter , uno de los vastos sistemas de abanicos submarinos conocidos de la Ecca marina. [25] Las formaciones asociadas se enumeran a continuación (de mayor a menor):
- Formación Prince Albert : En la facies oeste / noroeste, la Formación Prince Albert se caracteriza por lutitas grisáceas u oliváceas micáceas o limosas , lutitas carbonáceas y ritmitas . Wackes y areniscas se encuentran en la sección más septentrional de las facies occidentales / noroeste, y hacia arriba-afinado de piedra arenisca y siltstone secuencias que a menudo contienen hielo techo elevado residuos son un carácter diagnóstico de sus afloramientos occidentales. Estos sedimentos de roca fueron depositados en una marina de profundidad y distal ventilador submarino diferentes de ajuste, y de invertebrados marinos fósiles , la chimaeroid peces cartilaginosos Dwykaselachus oosthuizeni , palaeoniscoid los peces, y coprolitos se han recuperado de esta formación. [26]
- Formación Whitehill : Lodo y lutitas dominantes en las facies oeste / noroeste. Laroca de esquisto en esta formación se vuelve blanca en la superficie, a menudo referida en la literatura como la “banda blanca”. Es la principal característica diagnóstica de esta formación en esta sucesión de facies. Las lutitas son carbonáceas y contienen lentes de pirita y sílex . Confrecuencia se encuentran restos deplantas fósiles,peces paleoniscoides y artrópodos . Seconsidera que las lutitas se han depositado en un entorno de suspensión en condiciones anóxicas , aunque menos profundas, del fondo del mar . De esta formación se han recuperadorarosfósiles de reptiles marinos , sobre todo Mesosaurus tenuidens , y otro mesosáurido , Stereosternum tumidum . [27] [28] [29] [30]
- Collingham Formación : Se compone de capas delgadas de silícea gris, oscuro lutolita alternadas con, amarillo-gris más suaves toba camas. La naturaleza de grano fino de los sedimentos indica que el entorno de depósito era un entorno de suspensión de baja energía en un entorno de ventilador submarino . La presencia de lechos de toba indica que la actividad volcánica tuvo lugar durante el tiempo de deposición de sedimentos .
- Formación Tierberg : Compuesta predominantemente de lutitas arcillosas , planas y negruzcas . Los lechos de toba se encuentran en las secciones inferiores de esta formación, mientras que las concreciones calcáreas y los conglomerados de pellets de arcilla se encuentran en las secciones superiores. En las secciones superiores también se encuentran secuencias de lutitas , limolitas y areniscas que se vuelven más gruesas y que exhiben estructuras de bolas y almohadillas. La presencia de las lutitas en el Tierberg inferior indica un entorno marino de baja energía que pasó a entornos de depósito pro-delta a delta distal con la aparición de secuencias de engrosamiento ascendente y otras características geológicas asociadas. Se han recuperado varios fósiles de invertebrados, a saber, escamas de pescado, espiráculos de esponja y rastros de fósiles de Planolitas y Nereitas.
- Formación Skoorsteenberg : Solo se encuentra en el área más al sur de la facies occidental. Una formación en forma de lente compuesta por cinco unidades ricas en arenisca que están intercaladas con capas de lutitas . Estos contienen secuencias de turbiditas de bouma . Se cree que el entorno deposicional fue una pendiente inestable frente al delta de un sistema delta fluvial . Son comunes los rastros de fósiles de senderos de alimentación de gusanos y los fósiles de Glossopteris .
- Formación Kookfontein : La sección inferior de esta formación está compuesta de lutitas gris oscuro laminadas horizontalmente que están intercaladas con ritmitas clásticas . Aquí se observan ciclos menores de espesamiento ascendente que se vuelven más prominentes en las secciones superiores. El tipo de roca cambia en las secciones superiores a la alternancia de roca sedimentaria y de grano fino de piedra arenisca camas. Esta formación es una continuación de las facies ambientales de la Formación Skoorsteenberg donde los sedimentos se depositaron en un entorno pro delta .
- Waterford Formación : Los depósitos del oeste / noroeste de esta formación se componen de una mezcla de pizarra , roca sedimentaria , ritmita , y fino a grano medio- areniscas . Las areniscas y limolitas están horizontalmente laminado y a menudo exhiben onda rizada superficies . Se observan ciclos alternos de asentamiento y deslizamiento y engrosamiento ascendente en las secciones inferiores, mientras que en las secciones superiores se observan estructuras de bolas y almohadillas y depósitos de relleno de canales. Estas características indican que el ambiente depositacional constituía depósitos del frente delta en las secciones inferiores que hicieron la transición a una llanura delta fluvial . Los troncos de árboles fosilizados se encuentran con frecuencia en las capas de arenisca , y en las otras capas de roca se encuentran rastros de madrigueras de Cruziana y Skolithos . Junto con la Formación Tierberg, Skoorsteenberg y Kookfontein subyacente, la Formación Waterford forma un megaciclo deltaico que se engrosa hacia arriba . [31] [32] [33]
Facies de Ecca meridional
Esta sucesión de facies es la mayor de las tres sucesiones de facies. Sus formaciones más bajas son marinas profundas que comprenden sedimentos pelágicos del piso de la cuenca y sistemas de abanicos submarinos que ascienden en pendientes submarinas canalizadas hasta entornos marinos y de playa de plataforma . El Depocentro de Laingsburg se encuentra en esta sucesión de facies e incluye las siguientes formaciones (de la más antigua a la más joven):
- Formación Prince Albert : Las capas de sílex de negro a gris oscuro con desgaste gris amarillento solo se conocen en la facies sur . Estos sedimentos rocosos se depositaron en un entorno de abanico submarino marino profundo y distal . De esta formación se han recuperado varios fósiles marinos invertebrados , peces paleoniscoides y coprolitos .
- Formación Whitehill : En la facies sur, la Formación Whitehill pierde su horizonte marcador de banda blanca de diagnóstico. El tipo de roca cambia aquí a marrón claro, de grano fino de piedra arenisca y limolita depósitos que contienen carbonato de concreciones . Los depósitos de toba también se producen de forma intermitente. Se considera un equivalente meridional distal de la Formación Vryheid.
- Formación Collingham : Los depósitos de facies del sur de esta formación producen sílex de diagnóstico de color gris amarillento pálido , a menudo referido en la literatura como el “Lecho de Chert Maijiesfontein ”.
- Formación Vischkuil : Dominada por lutitas de color oscuro en sus afloramientos más occidentales que se clasifican en areniscas grauvaca en el este. Los esquistos capas alternas con subordinados areniscas , limolitas y amarillo-gris menores de toba depósitos. Las capas de esquisto suelen contener lentes calcáreas y fosfatadas , y también anillos de liesegang . Se considera que el ambiente depositacional ha sido de aguas profundas dentro de una llanura de cuenca o un abanico de piso de cuenca exterior . La presencia de capas de toba indica que la actividad volcánica tuvo lugar durante el tiempo de deposición.
- Formación Laingsburg : compuesta por cuatro unidades masivas de arenisca que están intercaladas con lutitas laminadas planas y limolitas . Las concreciones calcáreas y los clastos de guijarros de arcilla se encuentran a menudo en las areniscas macizas . Los fragmentos de plantas carbonizadas se encuentran con frecuencia en las capas de lutitas y limolitas . Se gradúa lateralmente hacia la Formación Ripon superior en el este.
- Formación Ripon : Consiste principalmente en areniscas tabulares de grano fino mal clasificadas . El areniscas alternan con gris oscuro clástico ritmita compone de, delgada de piedra arenisca / siltstone capas. Se encuentran concreciones esféricas calcáreas en las capas de arenisca junto con estructuras calcáreas más grandes de color marrón . Aquí se encuentran varias estructuras de deformación , a saber, moldes de carga y estructuras de asentamiento. Los rastros y madrigueras de fósiles de invertebrados ocurren a lo largo de esta formación. Todos estos son indicativos de un entorno depositacional en aguas profundas. También se encuentran fragmentos de plantas carbonizadas y troncos fósiles .
- Fort Brown Formación : ritmitas de alterna piedra arenisca / roca sedimentaria o roca sedimentaria / arcilita capas, carbonosos esquistos , y mudrocks , que suelen ser de oliva de color gris, son extremadamente comunes. Los ritmitas y las rocas de barro comprenden la mayor parte de los depósitos inferiores de la Formación Fort Brown. En sus secciones superiores se encuentran intercalaciones menores de wacke de arenisca impura , que muestran una laminación cruzada horizontal, ondulada, ondulada y ondulada. Tobas se encuentran a veces debido a la toma de lugar del acontecimiento del Cabo Orogénico durante el tiempo de deposición. Las rocas de barro y las lutitas son de grano extremadamente fino, finamente laminadas y se considera que representan facies marinas de la plataforma que se depositaron en un entorno pro delta . Aquí se encuentra material fragmentario de hachís vegetal y rastros de fósiles de invertebrados .
- Formación Waterford : esta formación está expuesta a lo largo de una serie de sinclinales y anticlinales de tendencia este-oeste . Es rico en areniscas , que generalmente son de color claro y con frecuencia están intercaladas con gris oscuro a gris amarillento claro roca sedimentaria y, a veces lutolita . Ondulaciones de ondas simétricas bien conservadas se encuentran a menudo en las capas de arenisca . Los afloramientos de esta formación son extremadamente diagnóstico como resultado de las “bandas” alternas de piedra arenisca y limolita Esto se cree que representan un marine marginal establecer ya sea dentro de la zona intermareal o dentro de un delta o la playa de ajuste. [18] [34] [35] [36]
Facies de Ecca nororiental
El noreste de facies es marina poco profunda en su más baja y las secciones superiores y luego se transforma en carbón -bearing fluvial - deltas de turba del pantano ajustes en sus depósitos centrales. La facies norte a menudo se superpone de manera disconforme en rocas de basamento mucho más antiguas, a diferencia de las otras facies del Grupo Ecca. Comprende tres formaciones geológicas (de la más antigua a la más joven):
- Pietermarizberg Formación : Por lo general compuesta de color oscuro carbonoso y limo Ricos esquisto rocas, roca sedimentaria , y lutolita con subordinados arenisca capas. Esta formación solo se encuentra en la sección más oriental de la sucesión de facies noreste y no está bien estudiada debido a afloramientos y exposiciones deficientes . La mayoría de los datos recopilados de esta formación provienen de núcleos de pozo . Además, los afloramientos expuestos se erosionan rápidamente debido al clima subtropical de KwaZulu-Natal, donde solo se encuentran depósitos de esta formación. Se ha encontrado material vegetal fósil esporádico y varios rastros de invertebrados fósiles , y se cree que el entorno de depósito es marino poco profundo.
- Formación Vryheid : esta formación se ha subdividido en tres arreglos de litofacies diferentes . Están dominados por grano fino lutolita , carbonoso pizarra con capas alternas de carbón bituminoso costuras, y de grano grueso, bioturbados inmaduros areniscas , respectivamente. Los sedimentos rocosos están predominantemente dispuestos en ciclos ascendentes de engrosamiento, aunque se encuentran algunos ciclos de afinado ascendente en los depósitos más orientales de esta formación. Los tipos de rocas alternas que se observan en la Formación Vryheid indican variaciones estacionales de tormentas y un clima más favorable en un entorno pro delta . Las lutitas carbonáceas se formaron debajo de la superficie del agua en condiciones anóxicas y el carbón se formó a partir de materia vegetal compactada depositada en el fondo de los pantanos de turba . Estos pantanos se formaron en llanuras aluviales abandonadas donde se acumuló agua estancada . La formación Vryheid alcanza un máximo de 1030 m en Nongoma , KwaZulu-Natal , dentro del Nongoma Graben. Diversos Glossopteris fósiles de carbón floras se conocen de la Formación Vryheid, incluyendo sus órganos y fértiles fruitifications , licopodios , raros helechos como asterotheca hammanskraalensis , cola de caballo especies tales como annularia , Cordaitales , coníferas , Ginkgoales , rara madera fósil , y diversas palinomorfos . Rastros de fósiles abundantes y de baja diversidad , a saber, de Skolithos , Diplocraterion , Helminthopsis y planolites , insectos raros , posibles conchostracans , bivalvos no marinos y escamas de pescado. Las propias vetas de carbón se clasifican como fósiles de compactación. [4] [13] [37] [38] [39] [40]
- Volksrust Formación : Principalmente comprende sedimentos ricos en, gris a negro pizarra que contiene finas, bioturbados siltstone o arenisca lentes . Los depósitos de esta formación se entrecruzan lateralmente con la Formación Vryheid subyacente y los depósitos de roca del Grupo Beaufort superpuestos . Los sedimentos rocosos son de grano fino en general, lo que indica que los sedimentos rocosos se depositaron tanto en entornos lacustres como lacustres y costeros poco profundos . De esta formación se ha recuperado un gran bivalvo marino pelecípodo . [41] [42] [43]
Correlación
Las formaciones geológicas inferiores del Grupo Ecca, particularmente las rocas de la Formación Whitehill , se correlacionan en edad con la Cuenca Huab del noroeste de Namibia , y las formaciones más bajas de la Cuenca Kalahari que se encuentran en Namibia , Botswana y Zimbabwe . Cerca de la pequeña ciudad de Khorixas en Namibia hay un monumento nacional conocido localmente llamado Bosque Petrificado . Se llevaron troncos petrificados al área y se considera que provienen de los depósitos cercanos de la cuenca de Huab. [44] [45] [46]
En el extranjero, se conocen depósitos de edad Ecca en la Cuenca del Paraná de Brasil y la Cuenca de Petolas tanto de Brasil como de Uruguay, donde también se han recuperado fósiles de Mesosaurus y Glossopteris . Finalmente, la datación geológica también ha demostrado que las formaciones Ecca inferiores se correlacionan con la formación Barnett Shale y Marcellus de los Estados Unidos .
Ver también
- Geología de Sudáfrica : el origen y la estructura de las formaciones rocosas
- Geografía de Sudáfrica : descripción general de la geografía de Sudáfrica
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