La Formación Whitehill , alternativamente escrita como Formación White Hill y anteriormente conocida como Banda Blanca o Whitehill o Miembro White Hill , es una formación geológica regional del Pérmico Temprano ( Artinskiano a Kungurian , que data de alrededor de 282 a 275 Ma) que pertenece al Grupo Ecca en la región sureste de ǁKaras en el sureste de Namibia y las provincias del Cabo Oriental , Septentrional y Occidental de Sudáfrica .
La formación comprende lutitas negras , lutitas , limolitas , lechos de dolomita , capas de yeso y halita y una capa de toba dentro de la formación. Con un espesor de entre 50 y 70 metros (160 y 230 pies) y presente en un área de 600 por 600 kilómetros (370 por 370 millas), la formación se considera el objetivo principal para el potencial de gas de esquisto en el Karoo meridional. Los valores de carbono orgánico total (COT) promedian 4,5% con un rango de 0,5 a 14,7%, lo que coloca a la formación en el mismo rango que las conocidas Barnett Shale y Marcellus Formation de los Estados Unidos.
La Formación Whitehill de la cuenca de Karoo y Nama o Kalahari es contemporánea a la Formación Huab de la cuenca de Huab y está correlacionada con una serie de formaciones en las cuencas de Pelotas y Paraná en el sureste de Brasil, depositadas en un área de cuenca más grande, 150 millones de años antes de la ruptura de Pangea . La abundancia de fósiles de Glossopteris y Mesosaurus es característica de la correlación de Gondwana en la actual América del Sur, África, la Antártida y Australia. La Formación Whitehill ha proporcionado reptiles fósiles, insectos , peces y flora.
La Formación Whitehill es una extensa unidad del Pérmico Inferior, que aflora en una delgada banda que se extiende desde el Cabo Occidental en Sudáfrica a través del sureste de Namibia y el Cabo Norte en el norte hasta el Cabo Oriental de Sudáfrica en el este. [1] La formación se encuentra en el borde de la cuenca Karoo a distancias de 600 kilómetros (370 millas) de norte a sur y de este a oeste. [2] La formación es parte del Supergrupo Karoo , más precisamente el Grupo Ecca , donde se superpone a la Formación Prince Albert y está superpuesta por la Formación Collingham, [3] y en el sur de Karoo por la Formación Tierberg. [4]
La datación SHRIMP con circón simple U - Pb arrojó una edad de 279,1 ± 1,5 Ma para la toba del río Uhabis presente en los estratos superiores de la Formación Prince Albert subyacente. [5] La toba Khabus dentro de la Formación Whitehill proporcionó una edad media ponderada de 206 Pb/ 238 U de 280,5 ± 2,1 Ma. [6] Otros autores utilizan una edad estimada para toda la formación de alrededor de 275 Ma. [7]
En la parte central de la cuenca Karoo , la formación tiene un espesor que varía de 50 a 70 metros (160 a 230 pies) y es altamente orgánica, con hasta un 14 por ciento en peso de carbono orgánico total (COT). [8] La formación es altamente conductora y se puede rastrear en perfiles sísmicos en casi toda la cuenca. [9]
La Formación Whitehill se ha subdividido en dos subunidades principales según su color de meteorización en afloramientos. La parte inferior y más gruesa consiste principalmente en lutitas y lodolitas de color gris azulado a verdoso, que se degradan hacia arriba en limolitas de grano ligeramente más grueso, de color marrón claro y meteorización beige . Esta zona está cubierta de manera conformal por lutitas de meteorización blancas, con lentes de sílex intermitentes y largueros piríticos ; estos últimos rara vez superan los 20 milímetros (0,79 pulgadas) de espesor. La estructura sedimentaria es generalmente masiva, sin embargo, ocurren laminaciones que se asemejan a láminas de algas. La formación parece blanca debido a la meteorización de la pirita ( sulfuro ) en la superficie a sulfato ( yeso ). [10] Esta sección se gradúa hacia arriba en lutitas de meteorización de color gris azulado y carbonosas oscuras . Desde un punto de vista litológico, sólo la parte superior de la sucesión está formada por lutitas negras carbonosas características de Whitehill . [11]
Dentro de la Formación Whitehill se encuentra una zona tobácea a unos pocos metros por debajo del intervalo estratigráfico, que contiene varias calizas dolomíticas. Este intervalo de calizas forma una unidad cartografiable en todos los afloramientos de la Formación Whitehill en el centro sur de Namibia. [12] En el Cabo del Norte, la formación está intruida por umbrales de dolerita . [13] Se considera que los sedimentos se depositan en un entorno anóxico. Además de pirita, las lutitas contienen lentes de dolomita cerca de la base. Las rocas están muy plegadas y falladas por la orogenia del Cabo, que forma el Cinturón Plegado del Cabo y, por lo tanto, se interpreta como "desprendimiento". [14]
La Formación Whitehill se depositó en un mar interior poco profundo con poca o ninguna conexión con el océano abierto. Este mar, que se extiende desde la cuenca del Paraná en el actual sudeste de Brasil hasta las cuencas de Karasberg y Karoo en el sudoeste de África, probablemente representa la transición de condiciones marinas a salobres o de agua dulce, en bahías estratificadas, anóxicas y carentes de sedimentos. [3]
A partir de afloramientos en el extremo sur de Namibia (área Aussenkjer-Noordoewer) se hizo evidente que el límite entre la Formación Prince Albert y la Formación Whitehill representa el punto de inflexión de una sucesión progradacional a una retrogradacional. [15] Las tobas dentro de la Formación Whitehill, así como otros estratos tobáceos encontrados en las formaciones subyacentes y suprayacentes, posiblemente fueron originadas por volcanes ubicados en la actual América del Sur, [16] aunque otras interpretaciones de las tobas de los Grupos Dwyka y Ecca proponen una fuente general a lo largo del margen sur del Panthalasio del actual sur de África. [17]
La Formación Whitehill es equivalente en el tiempo a la Formación Pietermaritzburg de la Cuenca Waterberg del sur de Namibia. [18] Al norte, en la Cuenca Karoo, las lutitas de la Formación Whitehill son lateralmente equivalentes a la Formación Vryheid. [19] La parte superior de la formación está correlacionada con la Formación Irati de las Cuencas Paraná y Pelotas en Rio Grande do Sul , Brasil , el Miembro Black Rock de las Islas Malvinas , [18] y con la Formación Huab en la Cuenca Huab del noroeste de Namibia. La sección inferior se correlaciona con las Formaciones Palermo y Rio Bonito de la Cuenca Paraná y la Formación Prince Albert del Karoo. [20] La secuencia pérmica en la Cuenca Huab es mucho más delgada que las de las Cuencas Paraná y Karoo. [21] Los conjuntos fósiles de Glossopteris y Mesosaurus se conocen de otras partes de Gondwana ; la Formación Vryheid de Sudáfrica y depósitos de carbón del Pérmico Inferior en Australia. [22]
La Formación Whitehill ha proporcionado una variedad de insectos fósiles, flora rara y fósiles de Mesosaurus , típicos del Pérmico de Gondwana. Los mesosáuridos se conservan como moldes llenos de cristales de yeso; comúnmente están desarticulados. Más raramente, se encuentran moldes de mesosáuridos. Los tallos de plantas son igualmente raros, y se encuentran más comúnmente como fragmentos cloritizados flotando en la sucesión de lutitas inferiores, más masivas y de color rosa de la Formación Whitehill, mientras que los coprolitos que contienen escamas paleoniscoides o caparazones fragmentarios de crustáceos se conservan en los planos de estratificación. [23]
Se han reportado los siguientes fósiles de la Formación Whitehill: [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31]
La alta concentración de materia orgánica en las lutitas negras de la Formación Whitehill la convierte en un objetivo interesante para la exploración de gas de esquisto . La formación se considera el foco principal de posibles prospectos de gas de esquisto en el sur de Karoo. [33] Los niveles de TOC promedian un 4,5% de TOC, [34] y varían de 0,5 a 14,7%, comparable a formaciones conocidas productoras de gas de esquisto como la Formación Marcellus y la Formación Barnett Shale . [35] Se considera que la formación tiene potencial económico en un área alrededor de Beaufort West a Graaff-Reinet . [36]
Los resultados de la pirólisis de Rock-Eval, las mediciones de reflectancia de vitrinita , la pirólisis abierta y los análisis de termovaporización realizados en muestras de núcleos perforados a través de la formación muestran que la materia orgánica ha alcanzado una etapa avanzada de desarrollo de kerógeno. Por lo tanto, estas rocas pueden clasificarse como sobremaduras, probablemente debido a los procesos termotectónicos relacionados con la orogenia del Cabo que forman la sobreimpresión del Cinturón Plegado del Cabo en las rocas del Karoo inferior en el área de estudio. Es posible que la madurez de las lutitas disminuya más al norte en la cuenca del Karoo. [37]