エッカグループ

エッカグループ
地層範囲:後期石炭紀後期-ペルム紀前期 ~303～290 万年前 前Ꞓ Ꞓ お S だ Ｃ ポ T J け ページ いいえ
タイプ	地質グループ
サブユニット	西部/北西部の層相: プリンスアルバート層、ホワイトヒル層、コリンガム層、テ​​ィアバーグ層、スコールスティーンバーグ層、クックフォンテン層、ウォーターフォード層。南部の層相: プリンス アルバート層、ホワイトヒル層、コリンガム層、ヴィシュクイル層、レインズバーグ層、フォート ブラウン層、ウォーターフォード層。 北東部の層相: ピーターマリッツバーグ層、フリーヘイド層、フォルクスラスト層
下地	ビューフォートグループ
オーバーレイ	ドゥイカグループ
岩石学
主要な	頁岩、泥岩、粘土岩、シルト岩、チャート、ドロマイト、石炭
他の	珪岩、黄鉄鉱
位置
地域	西ケープ州と東ケープ州
国	南アフリカ エスワティニナミビアボツワナジンバブエ
タイプセクション
名前の由来	エッカ
南アフリカのカルー スーパーグループの岩石の露頭の簡略化された地質図。エッカ グループは地図上でオレンジ色のキーで表されます。

エッカ層群は、南アフリカの地層カルー層群の2番目にあたる主要な区分である。一部の地域では主にドゥイカ層群に整合的に続いているが、一部の地域でははるかに古い基盤岩の上に不整合に重なっている。エッカ層群は、すべての既知の露頭と露出部でボーフォート層群の下にある。地層の 位置、岩相層序の相関、花粉分析、その他の地質年代測定法に基づくと、エッカ層群の年代はペルム紀初期から中期ペルム紀最初期（アセリアン-ローディアン）の範囲である。^{[1] [2] [3]}

エッカ層群の堆積時代、堆積環境は、いくつかの例外を除いて、主に海洋であった。エッカ海は広大だが浅く、タンクア堆積センターとレインズバーグ堆積センターがそれぞれ位置する西/北西相と南相では、最深部でも約 500 メートルにしか達しない。海洋環境は、北東方向に着実に段階的に変化する下層堆積物の深遠洋性海底扇状地から、棚（大陸）海洋相と縁辺海洋相を含む浅海堆積物、そして最終的にはより新しい層の海岸堆積物までの範囲に及んでいる。エッカ層群からは、石炭を含む河川性、デルタ性、および泥炭地もよく知られている。^{[3] [4] [5] [6]}

エッカ グループは、広大な逆弧 前縁盆地に堆積しました。この前縁システムは、ゴンドワナプレートの下に古太平洋プレートが沈み込むことによって以前から進行していた地殻隆起 (造山運動) によって引き起こされました。これにより、ゴンドワナ造山運動として知られるゴンドワナ山脈が隆起しました。成長するゴンドワナ山脈によって引き起こされた造山運動と浸食が、カルー盆地に作用した最初の沈下メカニズムでした。屈曲テクトニクスにより、カルー盆地は前部深部、前隆起、および後隆起の屈曲地域に分割されました。これにより、カルー盆地が堆積しました。^{[7] [8] [9] [10] [11]}

エッカ群の岩石は、その最西端の堆積物としてサザーランド付近に最初に現れ、東に進み、レインズバーグ、プリンスアルバート、ジャンセンビル、グラハムズタウンを経て、ポートアルフレッド付近の海岸まで続く。中央北部の堆積物は、ペトラスビルとホープタウンの間のオレンジ川に沿ってブリッツタウン付近で見つかる。最北東部の堆積物は、ヨハネスブルグの東、フリーヘイド、ダーバン、ピーターマリッツバーグを過ぎて、南東のポートセントジョンズまでずっと見られる。^{[12] [13]}

エッカグループは16の認められた地質学的層から構成されています。^[14]これらの個々の層は、南部、西部/北西部、北東部の相連続の3つの地理的領域にグループ化されています。南アフリカの東部には、エッカグループに起因する、まだ分化されていない泥岩層が堆積しています。^{[15] [16] [17] [18] [19]}

南部および西部/北西部の両相に見られるプリンスアルバート層、ホワイトヒル層、コリンガム層、最上部のウォーターフォード層を除き、エッカ群の地質構造は、前述の3つの相遷移のうちの1つにしか見られません。これは、これらの相遷移のそれぞれが、その特徴的な地質学的特徴で観察できる、保存された異なる環境を表しているためです。相遷移とその地質構造については、以下で説明します。^{[20] [21] [22] [23] [24]}

西/北西のエッカ相

この相の連続は純粋に海洋性である。岩石は、盆地底の海洋堆積物から、海底斜面から棚、プロデルタ、海岸環境の堆積物まで、横方向に互いに段階的に変化する完全な遷移を含む。西部/北西部相の堆積物は、海洋エッカで知られる広大な海底扇状地システムの1つであるタンクア堆積センター内に含まれる。 ^[25]関連する地層を以下に示す（古いものから新しいものへ）。

• プリンス アルバート層: プリンス アルバート層の西/北西相は、灰色またはオリーブ色の雲母質またはシルト質 頁岩、炭素質 頁岩、リズミット岩で特徴付けられる。ワッケとアレナイトは西/北西相の最北端に見られ、氷河に運ばれた残骸を含むことが多い上方細粒化砂岩とシルト岩の層は、西側の露頭の特徴である。これらの岩石堆積物は深海と遠方海底扇状地に堆積しており、この層からはさまざまな無脊椎動物の海洋化石、キメラ軟骨魚類のDwykaselachus oosthuizeni、palaeoniscoid魚類、糞石が発見されている。^[26]
• ホワイトヒル層:泥岩と頁岩が西/北西の層相で優勢である。この層の頁岩は表面が白く風化しており、文献では「ホワイトバンド」と呼ばれることが多い。これがこの層相の連続における主な特徴である。頁岩は炭素質で、黄鉄鉱とチャートのレンズを含む。化石植物、古魚類、節足動物の化石が頻繁に発見されている。頁岩は、浅いが無酸素の海底条件下で懸濁状態で堆積したと考えられている、メソサウルス・テヌイデンスや別の中竜類であるステレオステルム・トゥミダムなどの珍しい海生爬虫類の化石が発見されている。 ^{[27] [28] [29] [30]}

• コリンガム層: 薄い珪質の暗灰色泥岩層と、より柔らかい黄灰色の凝灰岩層が交互に重なり合って構成されています。堆積物の細粒性は、堆積環境が海底扇状地の低エネルギー懸濁環境であったことを示しています。凝灰岩層の存在は、堆積物が堆積した時期に火山活動が起こったことを示しています。
• ティアベルグ層: 主に黒っぽい平面状の粘土 質頁岩で構成されています。この層の下部には凝灰岩層が見られ、上部には石灰質の 団塊と粘土ペレットの礫岩が見られます。最上部には、球枕構造を示す泥岩、シルト岩、砂岩の上方粗粒化シーケンスも見られます。ティアベルグ下部の頁岩の存在は、上方粗粒化シーケンスやその他の関連する地質学的特徴の出現とともに、プロデルタから遠方デルタの堆積環境に移行した低エネルギー海洋環境を示しています。魚の鱗、海綿の気門、プラノライトとネレイトの生痕化石など、さまざまな無脊椎動物の化石が発見されています。
• スコールスティーンベルグ層: 西部の層相の最南端でのみ発見されています。レンズ状の層で、頁岩層と交互に重なる5 つの砂岩に富む層で構成されています。これらには、ブーマ タービダイト シーケンスが含まれています。堆積環境は、河川デルタシステムの不安定なデルタ前面斜面であったと考えられています。ミミズの食痕の痕跡化石やGlossopteris の化石がよく見られます。
• クックフォンテン層: この層の下部は、水平に層状に重なり合った暗灰色の頁岩で構成され、砕屑性 リズミタイトが交互に層をなしています。ここでは、上向きに厚くなる小さなサイクルが見られ、上部ではそれがより顕著になっています。上部では岩石の種類が変わり、シルト岩と細粒砂岩が交互に重なります。この層は、堆積物がプロデルタの環境で堆積したスコールスティーンベルグ層の環境相の延長です。
• ウォーターフォード層: この層の西部/北西部の堆積物は、頁岩、シルト岩、リズマイト、細粒から中粒の砂岩の混合物で構成されています。砂岩とシルト岩は水平に積層されており、波紋状の表面を呈することがよくあります。下部では、交互に滑落と滑り、粗大化する上向きのサイクルが見られ、上部では球枕構造とチャネル充填堆積物が見られます。これらの特徴は、堆積環境が下部のデルタフロント堆積物を構成し、それが河川 デルタ平野に移行したことを示しています。砂岩層では化石化した木の丸太が頻繁に見つかり、他の岩層ではクルジアナとスコリトスの巣穴の痕跡が見つかります。ウォーターフォード層は、その下のティアバーグ層、スコールスティーンバーグ層、クックフォンテン層とともに、上向きに粗大化するデルタのメガサイクルを形成しています。^{[31] [32] [33]}

南エッカ相

この相の連続は、3 つの相の連続の中で最大のものです。その最下層は深海で、盆地底の 遠洋性堆積物と海底扇状地から成り、海底斜面から棚海および海岸環境へと上方に傾斜しています。Laingsburg Depocenter はこの相の連続にあり、次の層 (古いものから新しいものまで) が含まれます。

• プリンス アルバート層: 黄色がかった灰色の風化を伴う黒から暗灰色のチャート層は、南部の層からのみ知られています。これらの岩石堆積物は、深海および遠方海底扇状地に堆積しました。この層からは、さまざまな無脊椎動物の海洋化石、古魚類、および糞石が発見されています。
• ホワイトヒル層: 南側の岩相では、ホワイトヒル層の特徴である白い帯状のマーカー層が失われています。岩石の種類はここで、炭酸塩の凝結物を含む淡褐色の細粒砂岩とシルト岩の堆積物。凝灰岩の堆積物も断続的に発生します。これは、フリーヘイド層の遠位の南側の同等物と見なされています。
• コリンガム層: この層の南相堆積物は、淡い黄色がかった灰色のチャートを産出し、文献では「マイジースフォンテンチャート層」と呼ばれることが多い。
• ヴィシュクイル層:最西端の露頭では暗色の頁岩が優勢で、東側ではグレーワッケ 砂岩に変化します。頁岩層は、下位の砂岩、シルト岩、および少量の黄灰色凝灰岩堆積物と交互になっています。頁岩層には、石灰質レンズ、リン酸塩 レンズ、およびリーゼガング環が含まれることがよくあります。堆積環境は、盆地平野または外盆地底扇状地内の深海であったと考えられています。凝灰岩層の存在は、堆積時に火山活動があったことを示しています。
• レインズバーグ層: 4 つの巨大な砂岩ユニットで構成され、平面状の薄片化した頁岩とシルト岩が交互に層をなしています。巨大な砂岩には、石灰質の 団塊と粘土質の小石の塊がよく見られます。石炭化した植物片は、頁岩とシルト岩の層によく見られます。東では、リポン層の上部に横方向に傾斜しています。
• リポン層: 主に平板状で、分級の悪い細粒砂岩から構成されています。砂岩は、薄い砂岩/シルト岩層からなる暗灰色の砕屑性 リズミタイトと交互になっています。球状の石灰質の団塊は、より大きな茶色の風化石灰質構造とともに砂岩層に見られます。さまざまな変形構造、つまり荷重キャストとスランプ構造がここに見られます。無脊椎動物の化石の足跡と巣穴がこの層全体に見られます。これらはすべて、深海の堆積環境を示しています。炭化した植物の破片と化石の丸太も見つかります。
• フォート ブラウン層:砂岩とシルト岩またはシルト岩と粘土岩が交互に重なるリズマイト、炭素質頁岩、泥岩は、通常オリーブ グレーの色をしており、極めて一般的です。リズマイトと泥岩は、フォート ブラウン層の下層堆積物の大半を占めています。上部には、水平、波状、さざ波、さざ波ドリフトの交差ラミネーションを示す、少量の不純な砂岩のワッケ層が見られます。堆積時に起こったケープ造山運動により、凝灰岩が見つかることもあります。泥岩と頁岩は、極めてきめが細かく、細かくラミネーションされており、プロデルタの環境で堆積した棚海洋相を表していると考えられています。ここでは、断片的な植物ハッシュ マテリアルと無脊椎動物の生痕化石が見つかります。
• ウォーターフォード層：この層は、東西方向に伸びる一連の向斜と背斜に沿って露出しています。砂岩が豊富で、一般的に色が薄く、暗灰色から淡黄灰色のシルト岩、時には泥岩と交互に層をなしています。砂岩層には、よく保存された対称的な波紋がよく見られます。この層の露頭は、砂岩とシルト岩が交互に現れる「帯」によって非常に特徴的です。これは、潮間帯内またはデルタまたは海岸内の限界海洋環境を表していると考えられています。^{[18] [34] [35] [36]}

北東部エッカ相

北東部の層相は、最下部と最上部が浅海で、中央の堆積物では石炭を含む河川デルタの 泥炭湿地 環境に変化します。北側の層相は、エッカ グループの他の層相とは異なり、はるかに古い基盤岩の上に不整合に重なることがよくあります。この層相は、3 つの地質構造 (古いものから新しいものまで) で構成されています。

• ピーターマリッツバーグ層: 一般的には、暗色の炭素質でシルトの多い頁岩、シルト岩、泥岩で構成され、砂岩層が下位にあります。この層は、北東相の連続体の最も東の部分にのみ見られ、露頭や露出が悪いため、十分に研究されていません。この層から収集されたデータの大部分は、ボーリングコアから得られたものです。さらに、露出した露頭は、この層の堆積物が見つかるクワズール・ナタール州の亜熱帯気候のため、すぐに浸食されます。散発的な化石植物材料とさまざまな無脊椎動物の痕跡化石が見つかっており、堆積環境は浅海であると考えられています。
• ヴリヘイド層: この層は 3 つの異なる岩相配列に細分化されています。それぞれ、細粒泥岩、瀝青炭層が交互に重なる炭素質 頁岩、および粗粒で生物擾乱を受けた未成熟の砂岩が優勢です。岩石堆積物は主に上方粗粒化サイクルで配列されていますが、この層の最東端の堆積物には上方細粒化サイクルも見られます。ヴリヘイド層で観察される岩石タイプの交互は、プロデルタ環境における嵐と晴天の季節変動を示しています。炭素質頁岩は無酸素状態で水面下で形成され、石炭は泥炭湿地の底に堆積した圧縮植物質から形成されました。これらの湿地は、よどんだ水が蓄積した放棄された沖積平野に形成されました。ヴリヘイド層は、クワズール・ナタール州ノンゴマのノンゴマ地溝内で最大 1030 メートルに達します。ヴリヘイド層からは、多様なグロッソプテリス化石石炭植物相が知られており、その稔性器官と結実体、ヒカゲノカズラ類、Asterotheca hammanskraalensisなどの希少なシダ類、 Annulariaなどのスギナ類、コルダイタレス類、針葉樹、イチョウ類、希少な化石木材、多様な花粉化石が含まれます。スコリトス、ディプロクラテリオン、ヘルミントプシス、プラノライトなどの多様性の低い生痕化石、希少な昆虫、おそらく貝殻類、非海洋性二枚貝、魚の鱗も豊富に存在します。石炭層自体は圧縮化石に分類されています。^{[4] [13] [37] [38] [39] [40]}
• フォルクスラスト層: 主にシルトに富んだ灰色から黒色の頁岩で構成され、薄い生物撹乱を受けた シルト岩または砂岩 レンズを含む。この層の堆積物は、その下にあるフリーヘイド層と上にあるボーフォートグループの岩石堆積物と横方向に交差している。岩石堆積物は全体的に細粒であり、岩石堆積物が湖沼からラグーン、浅い沿岸の両方の環境で堆積したことを示している。この層からは大型の貝類二枚貝が発見されている。^{[41] [42] [43]}

エッカ群の下部地質層、特にホワイトヒル層の岩石は、ナミビア北西部のフアブ盆地、およびナミビア、ボツワナ、ジンバブエに見られるカラハリ盆地の下部層と年代的に相関している。ナミビアの小さな町コリクサスの近くには、化石の森と呼ばれる地元でよく知られている国定公園がある。化石化した丸太がこの地域に持ち込まれ、近くのフアブ盆地の鉱床から供給されたと考えられている。^{[44] [45] [46]}

海外では、ブラジルのパラナ盆地、ブラジルとウルグアイのペトラス盆地でエッカ時代の堆積物が知られており、メソサウルスとグロッソプテリスの化石も発見されています。最後に、地質年代測定により、エッカ下部層が米国のバーネット頁岩とマーセラス層と相関していることも証明されています。

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