El Kupferschiefer ( alemán para Copper Shale , también llamado Copper Slate ) [1] [2] o Kupfermergel (Copper Marl), (T1 o Z1) [3] es una unidad sedimentaria extensa y notable en Europa Central. La sucesión relativamente monótona es típicamente de 30 a 60 centímetros (12 a 24 pulgadas) y un máximo de 2 metros (6,6 pies) de espesor, pero se extiende sobre un área de 600.000 kilómetros cuadrados (230.000 millas cuadradas) a través de la cuenca del Pérmico Sur . El Kupferschiefer se puede encontrar en afloramientos o en el subsuelo entre seis países, incluidas partes del sur del Mar del Norte.. El afloramiento lateral equivalente en Inglaterra se llama Marl Slate .
Rango estratigráfico de Kupferschiefer : Pérmico tardío258,9-255,7 Ma Pre Ꞓ O S D C PAG T J K Pg norte ↓ | |
---|---|
Tipo | Miembro |
Unidad de | Formación Werra |
Subyace | Piedra caliza de Zechstein |
Superposiciones | Grupo Rotliegend |
Área | 600.000 km 2 (230.000 millas cuadradas) |
Grosor | Por lo general, 30 a 60 centímetros (12 a 24 pulgadas ) Máx. 2 m (6,6 pies) |
Litología | |
Primario | Esquisto negro , marga |
Otro | Mudstone , piedra caliza , cobre , zinc , plomo , plata , oro , platino |
Localización | |
Coordenadas | 51 ° 00′N 10 ° 00′E / 51.0 ° N 10.0 ° ECoordenadas : 51 ° 00′N 10 ° 00′E / 51.0 ° N 10.0 ° E |
Paleocoordenadas aproximadas | 15 ° 18'N 22 ° 36'E / 15,3 ° N 22,6 ° E |
Región | Europa centro-norte |
País | Dinamarca Alemania Lituania Países Bajos Polonia Rusia ( Kaliningrado ) |
Grado | Cuenca del Pérmico Sur |
Sección de tipo | |
Nombrado para | "Kupfer" = cobre, "Schiefer" = pizarra |
Extensión del mar de Zechstein, donde se depositó el Kupferschiefer |
A pesar de su naturaleza distintiva, el Kupferschiefer no está clasificado como una formación, sino que está oficialmente declarado como una subunidad de la Formación Werra , la formación más baja del Grupo Zechstein, que se superpone al Grupo Rotliegend . La unidad ha sido fechada en 257,3 ± 1,6 Ma, colocándola en la etapa wuchiapingiana del Pérmico tardío .
El Kupferschiefer comprende esquistos negros , bituminosos margas , mudstones y calizas depositadas sobre todo en un entorno marino abierto, con las fronteras de su extensión depositado en un marina poco profunda ambiente . En el momento de la deposición, el área que ahora es el norte de Europa estaba cubierta por un mar cerrado; el mar de Zechstein, caracterizado por condiciones anóxicas .
El Kupferschiefer es conocido por albergar uno de los depósitos de cobre más importantes del mundo, que se extrajo al menos desde 1199 d.C. Otros recursos minerales encontrados en la unidad incluyen zinc , vanadio , plomo y plata .
El Kupferschiefer también es un lagerstätte importante ; habiendo proporcionado fósiles de los primeros reptiles Archosauromorph , los antepasados de los cocodrilos modernos y dinosaurios extintos , así como pareiasaurs , muchos peces fósiles, incluidos Coelacanthus granulatus , Dorypterus hoffmanni y Palaeoniscum freieslebeni , flora y otros fósiles. Los hallazgos famosos de la unidad incluyen Parasaurus geinitzi , Protorosaurus speneri , Weigeltisaurus jaekeli y Glaurung schneideri .
Descripción
El Kupferschiefer es una unidad estratigráfica regional que se extiende a lo largo de un área de 600.000 kilómetros cuadrados (230.000 millas cuadradas) en la cuenca del Pérmico Sur del centro-norte de Europa. La unidad suele tener un grosor de 30 a 60 centímetros (12 a 24 pulgadas). En el pozo Rossenray 2, la unidad alcanza un grosor máximo de 2 metros (6,6 pies). [4] El Kupferschiefer se superpone de manera discordante a varias formaciones del Grupo Rotliegend y el sótano de Varsican y forma la unidad básica del Grupo Zechstein . [5] En algunas partes de la cuenca de Zechstein, el Kupferschiefer está sustentado por la piedra caliza Mutterflöz , una unidad de piedra caliza delgada y orgánica. [6] A pesar de su naturaleza distintiva, el Kupferschiefer no está clasificado como una formación, pero está oficialmente declarado como una subunidad de la Formación Werra , la formación más baja del Grupo Zechstein. El Kupferschiefer está cubierto por la subunidad Zechstein Limestone de la Formación Werra. [3]
La unidad ha sido fechada en 257,3 ± 1,6 Ma, colocándola en la etapa wuchiapingiana del Pérmico tardío . [7] La edad de la unidad corresponde a la parte de Ilinskoe de la Zona de Ensamblaje de Sokolki de la Rusia europea y la Zona de Ensamblaje de Tropidostoma de la Cuenca de Karoo de Sudáfrica . [8]
El Kupferschiefer contiene hasta un 30% de materia orgánica, [9] con variaciones en su extensión. La facies basinal presenta valores de entre 5 y 25% TOC , mientras que las facies marginales presentan valores de hasta 7% TOC y las facies de swell son mucho más pobres en materia orgánica con valores por debajo del 1%. [6]
Historia de la cuenca
Entorno depositacional
El Kupferschiefer se depositó en un entorno alto , [3] en una cuenca profunda cerrada, cubierta por el mar de Zechstein que estaba presente en el paleocontinente Laurussia , la parte norte de Pangea . [10] La cuenca posiblemente tenía conexiones periódicas con el océano Paleo-Tetis . [11] Las tasas de sedimentación durante la deposición de Kupferschiefer fueron bajas, estimadas en 5 milímetros (0,20 pulgadas) por mil años. [12]
El clima del Pérmico Superior fue extremadamente variable, con casquetes polares presentes cerca del polo sur y condiciones cálidas y áridas que prevalecieron en las regiones tropicales y paleotemperadas de los hemisferios norte y sur. [13] El mar de Zechstein en el Pérmico tardío estaba ubicado en paleolatitudes entre 15 y 16 grados norte. [14] Grandes áreas de Pangea estaban cubiertas por desiertos y las condiciones áridas también prevalecían cerca del mar de Zechstein de la época. [15]
El análisis de isótopos de oxígeno de apatita ha revelado que el Pérmico tardío se caracterizó por un aumento drástico de las temperaturas globales, acompañado de un fuerte aumento del nivel del mar eustático . El aumento de los valores de los isótopos de oxígeno posiblemente estuvo relacionado con un aumento de la actividad volcánica. [16] Se cree que el evento de extinción del Pérmico-Triásico , el mayor evento de extinción en la historia geológica, fue causado principalmente por las grandes provincias volcánicas de las Trampas Siberianas .
Minería
Los hallazgos prehistóricos de escoria y bronce de sitios de fundición en la parte superior o inmediatamente adyacentes a los afloramientos de minerales de Kupferschiefer en Wettelrode , Mohrungen y Bottendorf en Alemania central evidencian la extracción de los minerales de Kupferschiefer en la Edad del Bronce Temprano a Medio . La historia minera medieval de los minerales de Kupferschiefer está documentada en fuentes escritas desde al menos 1199 d.C. del distrito de Mansfeld en Alemania Central. Los condes de Mansfeld desarrollaron varias minas de cobre, fundiciones y una casa de moneda en la ciudad de Eisleben, donde se acuñaban monedas de cobre y plata a partir de los metales de los minerales de Kupferschiefer. [17]
Alemania
El principal distrito minero de Kupferschiefer en Alemania fue Mansfeld Land , que operó desde al menos 1199 dC, [18] y ha proporcionado 2.009.800 toneladas de cobre y 11.111 toneladas de plata. [19] El distrito minero de Mansfeld se agotó en 1990. [18] [20]
Eisleben en Mansfeld Land es la localidad tipo de dos minerales; [21] la maucherita de níquel - arseniato , [22] y betekhtinita , un sulfuro de cobre-plomo-hierro. [23] Este último mineral tiene una localidad co-tipo en el pozo Ernst-Thälmann, que operó desde 1906 hasta 1962 y produjo 260.000 toneladas de cobre; aproximadamente el 10% de la producción total de la zona de Mansfeld. [24]
Se han encontrado muchos minerales en el distrito de Sangerhausen de Sajonia-Anhalt , [1] [2] que produjo 619.200 toneladas de cobre y 3.102 toneladas de plata en 2012, con 860.000; respectivamente 4.650 toneladas como reservas probadas restantes. [19]
En la zona minera de Spremberg-Graustein-Schleife, que se extiende por el distrito de Brandeburgo Spree-Neiße y Görlitz en Sajonia, se estima que el Kupferschiefer contiene 130 millones de toneladas de mineral, de las cuales 1.486.000 toneladas de cobre, [19] con un contenido de cobre de 1,47%. El distrito minero mide aproximadamente 15 por 3 kilómetros (9,3 mi × 1,9 mi) y los lechos de cobre se encuentran a una profundidad de entre 980 y 1,580 metros (3,220 y 5,180 pies). [25]
El Kupferschiefer contiene hasta un 3% de cobre, 10 ppm de platina y hasta 3000 ppm de oro . [9]
La mina "Im Lochborn", extraída de Kupferschiefer, [26] ubicada en Bieber , Hessen , es la localidad tipo del mineral bieberita , [27] un sulfato de cobalto que lleva el nombre de la ubicación. [28] El mineral rösslerita , un arseniato de magnesio , también tiene la mina como localidad tipo. [29]
Polonia
Dos áreas mineras principales de Kupferschiefer en Polonia son la vaguada North-Sudetic, con 212,894 toneladas de cobre y 756,7 toneladas de plata extraídas a partir de 2012 y unas reservas restantes estimadas de 1,460,000 toneladas de cobre, y el monoclinal Fore-Sudetic, con más de 20,000,000. toneladas de cobre y más de 14.085 toneladas de plata extraídas desde 1949. Los principales distritos mineros de Polonia son el distrito industrial de Głogów, los campos Lubichów y Grodziec, y las minas Konrad, Lena, Lubin, Nowy Kosciół, Polkowice, Rudna y Sieroszowice. [19] La última mina [30] es la localidad tipo de la amalgame de plata y azogue , eugenita . [31] La mina Polkowice es la localidad tipo de dos minerales de sulfuro raros que contienen plomo y germanio ; [32] polkovicita , que lleva el nombre de la mina, [33] y morozeviczita . [34]
Importancia paleontológica
El Kupferschiefer ha proporcionado fósiles únicos de un reptil primitivo; Protorosaurus speneri perteneciente al Archosauromorpha , así como Pareiasauria , pez, un insecto y flora fósil.
A partir de 2014, se conocen al menos 28 especímenes de Protorosaurus speneri de Kupferschiefer en los estados de Turingia y Hesse en el centro de Alemania. [35] La localidad tipo de la especie es Glücksbrunn, Heidelberg, cerca de Schweina en Turingia. [14] [36] La localidad tipo de Parasaurus geinitzi es Walkenried en Baja Sajonia . [37] [38] Se encontraron fósiles de ambas especies que contenían guijarros de cuarzo en sus entrañas. [39] [40]
Los peces fósiles de la especie Palaeoniscum freieslebeni
se encuentran abundantemente en diferentes lugares del Kupferschiefer. El epíteto de especie de "Eisleben Shale Fish" o "Kupferschiefer Herring " se refiere a Johann Karl Freiesleben , el Berghauptmann (director de inspección minera) de Sajonia . [41] Otros peces que se encuentran en el Kupferschiefer incluyen Coelacanthus granulatus , Hopleacanthus richelsdorfensis , Acentrophorus glaphyurus , Menaspis armata , Muensterichthys buergeri , Platysomus striatus y dos especies de Janassa y Wodnika .Contenido fósil
Grupo | Fósiles | Imagen | Notas |
---|---|---|---|
Archosauromorpha | Protorosaurus speneri | [35] | |
Weigeltisauridae | Coelurosauravus jaekeli | [42] | |
Glaurung schneideri | [43] | ||
Pareiasauria | Parasaurus geinitzi | [37] | |
Pescado | Palaeoniscum freieslebeni | [9] | |
Coelacanthus granulatus | [44] | ||
Hopleacanthus richelsdorfensis | [45] | ||
Janassa bituminosa , J. korni | [46] [47] [48] | ||
Menaspis armata | [49] | ||
Wodnika althausi , W. striatula | [44] | ||
Acentrophorus glaphyurus | [50] | ||
Dorypterus hoffmanni | [44] | ||
Eurysomus macrurus | [44] | ||
Globulodus elegans | [44] | ||
Muensterichthys buergeri | [51] | ||
Platysomus striatus | [52] | ||
Pygopterus humboldti | [44] | ||
Reticulolepis exculpta | [44] | ||
Acrolepis sp. | [53] | ||
Ctenacanthus richelsdorfensis | [4] [54] | ||
Insectos | Protereisma rossenrayensis | [55] [56] | |
Nautiloides | Peripetoceras freieslebeni | [52] | |
Pteronautilus seebachianus | [50] | ||
Bivalvos | Aviculopinna prisca | [57] | |
Bakevellia sp. | [50] | ||
Macroflora | Neocalamitas mansfeldicus | [4] | |
Sphenobaiera digitata | [4] | ||
Baiera mansfeldensis | [58] | ||
Esterella gracilis | [59] | ||
Bhenania reichelti , Calipteris martinsi , Pseudovoltzia liebeana , Quadrocladus orobiformis , Q. solmsi , Sphenopteris kukukiana , Ullmannia bronni , U. frumentaria | [4] | ||
Polen | Crustaesporites globosus , Illenites cf. bentzi , I. cf. unicus , Jugasporites delasaucei delasaucei , J. delasaucei moersensis , Lueckisporites richteri , L. virkkiae , Nuskoisporites dulhuntyi , Pityosporites granulatus , P. schaubergeri , P. zapfei , Platysaccus papilionis | [60] [61] |
Mapas geológicos
Zechstein en azul
Rhoen
Bosque de Turingia
Montañas de Turingia-Franconia
Este de Brunswick
Ver también
- Lista de unidades estratigráficas fosilíferas en Dinamarca
- Lista de unidades estratigráficas fosilíferas en Alemania
- Lista de unidades estratigráficas fosilíferas en los Países Bajos
- Lista de unidades estratigráficas fosilíferas en Polonia
- Formación Rio do Rasto , formación fósil contemporánea de la cuenca del Paraná , Brasil
- Mina Copperfields de Canadá
- País del cobre de Michigan
- Chuquicamata de Chile
- Provincia de Copperbelt de Zambia
- Old Adaminaby y el lago Eucumbene de Australia
Referencias
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enlaces externos
- (en alemán) Imágenes de Palaeoniscum freieslebeni del Kupferschiefer
- (en alemán) Kupferschiefer.de