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 suele tener 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 lo largo de la Cuenca Pérmica Sur . El Kupferschiefer se puede encontrar en afloramientos o en el subsuelo a caballo entre seis países, incluidas partes del sur del Mar del Norte . El afloramiento lateral equivalente en Inglaterra se llama Marl Slate .
A pesar de su naturaleza distintiva, el Kupferschiefer no está clasificado como una formación, pero está declarado oficialmente como una subunidad de la Formación Werra , la formación más baja del Grupo Zechstein, superpuesta al Grupo Rotliegend . La unidad ha sido datada en 257,3 ± 1,6 Ma, ubicándola en la etapa Wuchiapingiense del Pérmico Superior .
El Kupferschiefer comprende lutitas negras , margas bituminosas , lutitas y calizas depositadas principalmente en un entorno marino abierto, con los límites de su extensión depositados en un entorno marino poco profundo . En el momento de la deposición, el área que hoy es el norte de Europa estaba cubierta por un mar cerrado; el mar de Zechstein, caracterizado por condiciones anóxicas .
El Kupferschiefer es famoso por albergar uno de los yacimientos de cobre más importantes del mundo, que se extrajo al menos desde el año 1199 d.C. Otros recursos minerales encontrados en la unidad incluyen zinc , vanadio , plomo y plata .
El Kupferschiefer es también una importante lagerstätte ; habiendo proporcionado fósiles de los primeros reptiles arcosauromorfos , los antepasados de los cocodrilos modernos y los dinosaurios extintos , así como de pareiasaurios , 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 .
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 espesor máximo de 2 metros (6,6 pies). [4] El Kupferschiefer se superpone discordantemente a varias formaciones del Grupo Rotliegend y al basamento Varsican y forma la unidad basal 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 magra en materia orgánica. [6] A pesar de su naturaleza distintiva, el Kupferschiefer no está clasificado como una formación, pero está declarado oficialmente 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 datada en 257,3 ± 1,6 Ma, ubicándola en la etapa Wuchiapingiense del Pérmico Superior . [7] La edad de la unidad corresponde a la parte Ilinskoe de la Zona de Ensamblaje de Sokolki de la Rusia Europea y a la Zona de Ensamblaje de Tropidostoma de la Cuenca del Karoo de Sudáfrica . [8]
El Kupferschiefer contiene hasta un 30% de materia orgánica, [9] con variaciones según su extensión. Las facies de cuenca muestran valores de entre 5 y 25% de TOC , mientras que las facies marginales presentan valores de hasta 7% de TOC y las facies de oleaje son mucho más pobres en materia orgánica con valores por debajo del 1%. [6]
El Kupferschiefer fue depositado en un entorno elevado , [3] en una cuenca profunda y 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 prevalecían en las regiones tropicales y paleotempladas de los hemisferios norte y sur. [13] El mar de Zechstein en el Pérmico Superior estaba ubicado en paleolatitudes alrededor de 15 a 16 grados al norte. [14] Grandes áreas de Pangea estaban cubiertas por desiertos y en aquella época también prevalecían condiciones áridas cerca del mar de Zechstein. [15]
El análisis de isótopos de oxígeno de apatita ha revelado que el Pérmico Superior se caracterizó por un aumento drástico de las temperaturas globales, acompañado de un fuerte aumento del nivel eustático del mar . 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 grandes provincias volcánicas de las Trampas Siberianas .
Los hallazgos prehistóricos de escoria y bronce de sitios de fundición encima o inmediatamente adyacentes a afloramientos de minerales de Kupferschiefer en Wettelrode, Mohrungen y Bottendorf en Alemania Central evidencian la extracción de minerales de Kupferschiefer en la Edad del Bronce Temprana a Media . La historia minera medieval de los minerales de Kupferschiefer está documentada en fuentes escritas desde al menos el año 1199 d.C. en el 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]
El principal distrito minero de Kupferschiefer en Alemania era Mansfeld Land , que operó al menos desde 1199 d.C., [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 arseniato de níquel , [22] y la betekhtinita, un sulfuro de cobre-plomo-hierro. [23] Este último mineral tiene una localidad cotipo en el pozo Ernst-Thälmann, que operó de 1906 a 1962 y produjo 260.000 toneladas de cobre; Alrededor del 10% de la producción total proviene 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 a lo largo del 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 millas × 1,9 millas) y los lechos que contienen cobre se encuentran a una profundidad de entre 980 y 1580 metros (3220 y 5180 pies). [25]
El Kupferschiefer contiene hasta un 3% de cobre, 10 ppm de platino y hasta 3000 ppm de oro . [9]
La mina "Im Lochborn", que extrae de Kupferschiefer, [26] ubicada en Bieber , Hessen, es la localidad tipo del mineral bieberita , [27] un sulfato de cobalto que lleva el nombre del lugar. [28] El mineral rösslerita, un arseniato de magnesio , también tiene la mina como localidad tipo. [29]
Las dos principales zonas mineras de Kupferschiefer en Polonia son la depresión de Sudetic del Norte, con 212.894 toneladas de cobre y 756,7 toneladas de plata extraídas en 2012 y unas reservas restantes estimadas de 1.460.000 toneladas de cobre, y la monoclinal de Sudetic de Fore, 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 de Lubichów y Grodziec, y las minas de Konrad, Lena, Lubin, Nowy Kosciół, Polkowice, Rudna y Sieroszowice. [19] Esta última mina [30] es la localidad tipo de la amalgama de plata y azogue , eugenita. [31] La mina de Polkowice es la localidad tipo de dos raros minerales de sulfuro que contienen plomo y germanio ; [32] polkovicita, que lleva el nombre de la mina, [33] y morozeviczita. [34]
El Kupferschiefer ha proporcionado fósiles únicos de uno de los primeros reptiles; Protorosaurus speneri perteneciente a los Archosauromorpha , así como Pareiasauria , pez, insecto y flora fósil.
En 2014, se conocen al menos 28 especímenes de Protorosaurus speneri en 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 de Kupferschiefer. El epíteto de especie "Eisleben Shale Fish" o "Kupferschiefer Herring " se refiere a Johann Karl Freiesleben , el Berghauptmann (director de inspección minera) de Sajonia . [41] Otros peces encontrados en Kupferschiefer incluyen Coelacanthus granulatus , Hopleacanthus richelsdorfensis , Acentrophorus glaphyurus , Menaspis armata , Muensterichthys buergeri , Platysomus striatus y dos especies de Janassa y Wodnika .
Zechstein en azul
