Grupo Ecca

Grupo Ecca
Rango estratigráfico : Carbonífero tardío - Pérmico temprano ~303–290  millones de años Previo Ꞓ Oh S D do PAG yo Yo K Pág. norte
Tipo	Grupo geológico
Subunidades	Facies occidental/noroccidental : Formación Prince Albert, Formación Whitehill , Formación Collingham, Formación Tierberg, Formación Skoorsteenberg, Formación Kookfontein, Formación Waterford. Facies meridional : Formación Prince Albert, Formación Whitehill , Formación Collingham, Formación Vischkuil, Formación Laingsburg, Formación Fort Brown, Formación Waterford. Facies nororiental : Formación Pietermaritzburg, Formación Vryheid, Formación Volksrust
Subyacente	Grupo Beaufort
Superposiciones	Grupo Dwyka
Litología
Primario	Esquisto , lutita , arcilla , limolita , sílex , dolomita , carbón
Otro	Cuarcita , pirita
Ubicación
Región	Cabo Occidental y Cabo Oriental
País	Sudáfrica Eswatini Namibia Botswana Zimbabwe
Sección de tipo
Nombrado por	Ecca
Mapa geológico simplificado de los afloramientos de rocas del supergrupo Karoo en el sur de África. El grupo Ecca está representado por la clave naranja en el mapa.

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 concordante después del Grupo Dwyka en algunas secciones, pero en algunas localidades se superpone de manera discordante a rocas del basamento mucho más antiguas. Se encuentra debajo del Grupo Beaufort en todos los afloramientos y exposiciones conocidos. Según la posición estratigráfica , la correlación litoestratigráfica , los análisis palinológicos y otros medios de datación geológica , el Grupo Ecca oscila entre el Pérmico temprano y el Pérmico medio más temprano ( Asseliano - Roadiense ). ^{[1] [2] [3]}

Durante el tiempo de la deposición del Grupo Ecca, el ambiente deposicional, con algunas excepciones, fue predominantemente marino . El mar de Ecca era vasto pero poco profundo, alcanzando solo alrededor de 500 m en su parte más profunda en sus facies oeste/noroeste y sur donde se encuentran los depocentros Tanqua y Laingsburg respectivamente. El ambiente marino varió desde sistemas de abanicos submarinos pelágicos profundos en los depósitos inferiores que se inclinan constantemente hacia el noreste hasta depósitos marinos poco profundos que incluyen facies marinas de plataforma ( continentales ) y marinas marginales , y finalmente depósitos de playa en sucesiones más jóvenes. Los entornos fluviales - deltaicos con carbón y de turberas también son bien conocidos del Grupo Ecca. ^{[3] [4] [5] [6]}

El Grupo Ecca se depositó en una vasta cuenca de antepaís de retroarco . Este sistema de antepaís fue causado por el levantamiento 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 surgimiento de la cordillera de Gondwanide en lo que se conoce como la orogenia de Gondwanide . La formación de montañas y la erosión causadas por el crecimiento de la cordillera de Gondwanide fue el mecanismo de hundimiento inicial que actuó sobre la cuenca de Karoo . La tectónica de flexión dividió la cuenca de Karoo en las provincias de flexión de profundidad frontal , protuberancia frontal y protuberancia posterior. Esto resultó en la deposición de la cuenca de Karoo . ^{[7] [8] [9] [10] [11]}

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, los depósitos se encuentran al este de Johannesburgo pasando por Vryheid , Durban , Pietermaritzburg y hasta Port St. Johns en el sureste. ^{[12] [13]}

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 excepción de las formaciones Prince Albert, Whitehill , Collingham y la superior Waterford, que se encuentran tanto en las facies sur como en las occidental/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 entornos preservados que se pueden observar en sus características geológicas diagnósticas. Las sucesiones de facies, junto con sus formaciones geológicas, se describen a continuación: ^{[20] [21] [22] [23] [24]}

Facies de Ecca occidental / noroccidental

Esta sucesión de facies es puramente marina . Las rocas contienen una transición completa, que se va graduando lateralmente unas hacia otras, desde depósitos marinos del fondo de la cuenca hasta depósitos de plataforma submarina canalizada , prodelta y ambiente de playa. Los depósitos de la facies occidental/noroccidental se encuentran dentro del Depocentro Tanqua , uno de los vastos sistemas de abanicos submarinos conocidos de la Ecca marina. ^[25] Las formaciones asociadas se enumeran a continuación (de la más antigua a la más reciente):

• Formación Prince Albert : En la facies oeste/noroeste, la Formación Prince Albert se caracteriza por pizarra micácea o limosa grisácea u oliva , pizarra carbonácea y ritmitas . Se encuentran wackes y arenitas en la sección más septentrional de la facies oeste/noroeste, y secuencias de arenisca y limolita con afinamiento ascendente que a menudo contienen restos arrastrados por el hielo son un diagnóstico característico de sus afloramientos occidentales. Estos sedimentos rocosos se depositaron en un entorno marino profundo y de abanico submarino distal, y se han recuperado de esta formación varios fósiles marinos de invertebrados , el pez cartilaginoso quimeroide Dwykaselachus oosthuizeni , peces paleoniscoideos y coprolitos . ^[26]
• Formación Whitehill : lutita y pizarra dominantes en la facies oeste/noroeste . La roca de pizarra en esta formación se desgasta en blanco en la superficie, a menudo denominada en la literatura como la "banda blanca". Es la principal característica diagnóstica de esta formación en esta sucesión de facies. Las pizarras son carbonosas y contienen lentes de pirita y sílex . Con frecuencia se encuentran materia vegetal fósil, peces paleoniscoideos y restos de artrópodos . Se considera que las pizarras se depositaron en un entorno de suspensión en condiciones anóxicas , aunque menos profundas, del fondo marino . Se han recuperado fósiles raros de reptiles marinos , en particular de Mesosaurus tenuidens y otro mesosáurido , Stereosternum tumidum , de esta formación. ^{[27] [28] [29] [30]}

• Formación Collingham : está compuesta por capas delgadas de lutita silícea de color gris oscuro alternadas con capas de toba más blanda de color gris amarillento . La naturaleza de grano fino de los sedimentos indica que el entorno de sedimentación fue un entorno de suspensión de baja energía en un entorno de abanico submarino . La presencia de capas de toba indica que hubo actividad volcánica durante el tiempo de la sedimentación .
• Formación Tierberg : predominantemente compuesta por lutitas arcillosas planas y negruzcas . En las secciones inferiores de esta formación se encuentran capas de toba , mientras que en las secciones superiores se encuentran concreciones calcáreas y conglomerados de bolitas de arcilla . En las secciones superiores también se encuentran secuencias de lutitas , limolitas y areniscas que se engrosan hacia arriba y presentan estructuras de bolas y almohadas. La presencia de lutitas en la parte inferior de Tierberg indica un entorno marino de baja energía que pasó a entornos deposicionales de prodelta a delta distal con la aparición de secuencias de engrosamiento hacia arriba y otras características geológicas asociadas. Se han recuperado varios fósiles de invertebrados, a saber, escamas de peces, espiráculos de esponjas y fósiles traza de planolitas y nereítas.
• Formación Skoorsteenberg : Se encuentra únicamente en la zona más al sur de la facies occidental. Es una formación con forma de lente compuesta por cinco unidades ricas en arenisca que están intercaladas con capas de esquisto . Estas contienen secuencias de turbiditas de bouma . Se cree que el entorno de sedimentación fue una pendiente inestable del frente del delta de un sistema de delta fluvial . Son comunes los fósiles traza de senderos de alimentación de gusanos y los fósiles de Glossopteris .
• Formación Kookfontein : La sección inferior de esta formación está compuesta por lutitas de color gris oscuro laminadas horizontalmente que están intercaladas con ritmitas clásticas . Aquí se observan ciclos de engrosamiento ascendente menores que se vuelven más prominentes en las secciones superiores. El tipo de roca cambia en las secciones superiores a capas alternas de limolita y arenisca de grano fino . Esta formación es una continuación de las facies ambientales de la Formación Skoorsteenberg donde los sedimentos se depositaron en un entorno prodeltaico .
• Formación Waterford : Los depósitos occidentales/noroccidentales de esta formación están compuestos por una mezcla de esquisto , limolita , ritmita y areniscas de grano fino a medio . Las areniscas y limolitas están laminadas horizontalmente y a menudo presentan superficies onduladas . Se observan ciclos ascendentes de deslizamiento y hundimiento alternados en las secciones inferiores, mientras que en las secciones superiores se observan estructuras de bolas y almohadas y depósitos de relleno de canales. Estas características indican que el entorno deposicional constituyó depósitos de frente de delta en las secciones inferiores que se transformaron en una llanura deltaica fluvial . Con frecuencia se encuentran troncos de árboles fosilizados en las capas de arenisca , y en las otras capas de roca se encuentran rastros de madrigueras de Cruziana y Skolithos . Junto con las formaciones subyacentes Tierberg, Skoorsteenberg y Kookfontein, la Formación Waterford forma un megaciclo deltaico de engrosamiento ascendente . ^{[31] [32] [33]}

Facies de Ecca del sur

Esta sucesión de facies es la más grande de las tres. Sus formaciones más bajas son marinas profundas que comprenden sedimentos pelágicos del fondo de la cuenca y sistemas de abanicos submarinos que ascienden gradualmente hacia taludes submarinos canalizados hasta ambientes 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 reciente):

• Formación Prince Albert : Las capas de sílex de color negro a gris oscuro con erosión gris amarillenta solo se conocen en las facies del sur . Estos sedimentos rocosos se depositaron en un entorno marino profundo y en un abanico submarino distal. Se han recuperado varios fósiles marinos de invertebrados , peces paleoniscoideos y coprolitos de esta formación.
• Formación Whitehill : En las facies meridionales, la Formación Whitehill pierde su horizonte de banda blanca que la marcaba como diagnóstico. El tipo de roca cambia aquí a depósitos de arenisca y limolita de grano fino de color marrón claro que contienen concreciones de carbonato . También se producen depósitos de toba de forma intermitente. Se la considera un equivalente distal y meridional de la Formación Vryheid.
• Formación Collingham : Los depósitos de facies meridional de esta formación producen sílex de color gris amarillento pálido diagnóstico , a menudo denominado en la literatura como el “ lecho de sílex de Maijiesfontein ”.
• Formación Vischkuil : dominada por esquisto de color oscuro en sus afloramientos más occidentales que se degradan hasta convertirse en areniscas grauvacas en el este. Las capas de esquisto se alternan con areniscas subordinadas , limolitas y depósitos menores de toba gris amarillenta . Las capas de esquisto a menudo contienen lentes calcáreas y fosfáticas , y también anillos de Liesegang . Se considera que el entorno de sedimentación fue marino profundo dentro de una llanura de cuenca o un abanico de fondo de cuenca exterior . La presencia de capas de toba indica que hubo actividad volcánica durante el tiempo de sedimentación.
• Formación Laingsburg : compuesta por cuatro unidades de arenisca masivas intercaladas con pizarra laminada plana y limolitas . En las areniscas masivas se encuentran a menudo concreciones calcáreas y clastos de guijarros arcillosos . En las capas de pizarra y limolita se encuentran con frecuencia fragmentos de plantas carbonizadas . Se gradúa lateralmente hacia la Formación Ripon superior en el este.
• Formación Ripon : Consiste principalmente en areniscas tabulares de grano fino mal clasificadas . Las areniscas se alternan con ritmita clástica de color gris oscuro compuesta por capas delgadas de arenisca / limolita . Se encuentran concreciones calcáreas esféricas en las capas de arenisca junto con estructuras calcáreas más grandes y erosionadas de color marrón . Aquí se encuentran varias estructuras de deformación , a saber, moldes de carga y estructuras de hundimiento. En toda esta formación se encuentran huellas y madrigueras fósiles de invertebrados . Todo esto es indicativo de un entorno de sedimentación en aguas profundas. También se encuentran fragmentos de plantas carbonizadas y troncos fósiles .
• Formación Fort Brown : Las ritmitas de capas alternas de arenisca / limol o limomol / arcillosa , lutitas carbonáceas y lutitas , que suelen ser de color gris oliva, son extremadamente comunes. Las ritmitas y las lutitas comprenden la mayor parte de los depósitos inferiores de la Formación Fort Brown. Se encuentran intercalaciones menores de wacke de arenisca impura en sus secciones superiores, que muestran laminación cruzada horizontal, ondulada, ondulada y ondulada. A veces se encuentran tobas debido al evento orogénico del Cabo que tuvo lugar durante el tiempo de la deposición. Las lutitas y las lutitas son de grano extremadamente fino, finamente laminadas y se considera que representan facies marinas de plataforma que se depositaron en un entorno prodeltaico . Aquí se encuentran material fragmentario de hachís vegetal y fósiles traza de invertebrados .
• Formación Waterford : Esta formación está expuesta a lo largo de una serie de sinclinales y anticlinales con orientación este-oeste . Es rica en areniscas , que generalmente son de color claro y con frecuencia están intercaladas con limolita de color gris oscuro a gris amarillento claro y, a veces, lutita . A menudo se encuentran ondulaciones simétricas bien conservadas en las capas de arenisca . Los afloramientos de esta formación son extremadamente diagnósticos como resultado de las "bandas" alternas de arenisca y limolita. Se cree que esto representa un entorno marino marginal, ya sea dentro de la zona intermareal o dentro de un delta o un entorno de playa . ^{[18] [34] [35] [36]}

Facies de Ecca del noreste

La facies noreste es marina poco profunda en sus secciones más bajas y más altas, y luego cambia a entornos fluviales - turberas deltaicas con contenido de carbón en sus depósitos centrales. La facies norte a menudo se superpone de manera discordante sobre 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 reciente):

• Formación Pietermarizberg : Generalmente compuesta de rocas de esquisto carbonosas y ricas en limo de color oscuro , limolita y lutita con capas de arenisca subordinadas. Esta formación solo se encuentra en la sección más oriental de la sucesión de facies del noreste y no está bien estudiada debido a los afloramientos y exposiciones deficientes. La mayoría de los datos recopilados de esta formación provienen de núcleos de pozos . Además, los afloramientos expuestos se erosionan rápidamente debido al clima subtropical de KwaZulu-Natal , donde solo se encuentran depósitos de esta formación. Se han encontrado material vegetal fósil esporádico y varios fósiles traza de invertebrados , y se cree que el entorno de sedimentación es marino poco profundo.
• Formación Vryheid : Esta formación se ha subdividido en tres diferentes disposiciones de litofacies . Están dominadas por lutitas de grano fino , lutitas carbonosas con capas alternas de vetas de carbón bituminoso y areniscas inmaduras de grano grueso bioturbadas respectivamente. Los sedimentos rocosos están dispuestos predominantemente en ciclos de engrosamiento ascendente, aunque se encuentran algunos ciclos de afinación ascendente en los depósitos más orientales de esta formación. Los tipos de rocas alternantes observados en la Formación Vryheid indican variaciones estacionales de tormentas y un clima más favorable en un entorno prodeltaico. Las lutitas carbonosas 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 pantanos de turba . Estos pantanos se formaron en llanuras aluviales abandonadas donde se acumulaba agua estancada . La Formación Vryheid alcanza un máximo de 1030 m en Nongoma , KwaZulu-Natal , dentro del Graben de Nongoma. Se conocen diversas floras de carbón fósil de Glossopteris de la Formación Vryheid, incluidos sus órganos fértiles y fructificaciones , licopodos , helechos raros como Asterotheca hammanskraalensis , especies de cola de caballo como Annularia , cordaitales , coníferas , ginkgoales , madera fósil rara y diversos palinomorfos . Abundantes fósiles traza de baja diversidad , a saber, de Skolithos , Diplocraterion , Helminthopsis y planolitos , insectos raros , posibles conchostracanos , bivalvos no marinos y escamas de peces. Las vetas de carbón en sí mismas se clasifican como fósiles de compactación. ^{[4] [13] [37] [38] [39] [40]}
• Formación Volksrust : Está formada principalmente por lutitas de color gris a negro ricas en limo que contienen lentes de arenisca o limolita bioturbadas delgadas . Los depósitos de esta formación se intercalan lateralmente con la Formación Vryheid subyacente y los depósitos de roca del Grupo Beaufort suprayacentes . Los sedimentos rocosos son de grano fino en general, lo que indica que se depositaron tanto en entornos lacustres como lagunares y costeros poco profundos . Se ha recuperado un gran bivalvo marino pelecípodo de esta formación. ^{[41] [42] [43]}

Las formaciones geológicas inferiores del Grupo Ecca, en particular las rocas de la Formación Whitehill , se correlacionan en edad con la Cuenca Huab del noroeste de Namibia y las formaciones inferiores de la Cuenca Kalahari que se encuentran en Namibia , Botsuana y Zimbabue . Cerca de la pequeña ciudad de Khorixas en Namibia hay un monumento nacional conocido localmente llamado el Bosque Petrificado . Los troncos petrificados fueron traídos al área y se considera que provienen de los depósitos cercanos de la Cuenca Huab. ^{[44] [45] [46]}

En el extranjero, se conocen depósitos de la época de Ecca en la cuenca del Paraná en Brasil y en la cuenca de Petolas en Brasil y Uruguay , donde también se han recuperado fósiles de Mesosaurus y Glossopteris . Finalmente, la datación geológica también ha demostrado que las formaciones inferiores de Ecca se correlacionan con Barnett Shale y la Formación Marcellus en los Estados Unidos .

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