Karoo-supergroep

Die Karoo-supergroep is die grootste van Suid-Afrika se stratigrafiese eenhede. Dit bedek ongeveer twee derdes van die huidige landoppervlak van Suid-Afrika, en sluit feitlik die hele Vrystaat, groot dele van die Oos-Kaap, Noord-Kaap en Mpumalanga en die westelike deel van KwaZulu-Natal in. Dit strek ook verder en bedek dele van Lesotho, Namibië, Eswatini, Zambië, Zimbabwe en Malawi, asook dele van ander kontinente wat deel van die superkontinent Gondwana was.

Die bekkens waarin dit afgeset is, het gevorm tydens die vorming en opbreking van die oerkontinent Pangea.

Die hoofgebied van die Karoo-supergroep is die Karoo, waar die meeste klipbanke van die opeenvolging blootgelê is. Die supergroep se strata, wat hoofsaaklik uit skalie en sandsteen bestaan, verteenwoordig ’n feitlik aaneenlopende opeenvolging van mariene-glasiale tot terrestriale afsettings vanaf die laat Karboon- tot die vroeë Jura-periode, ’n tydperk van sowat 120 miljoen jaar. Dit het versamel in ’n bekken met die naam "Karookom" in Suid-Gondwana, aan die suidelike grens van die huidige Suider-Afrika. Sy sediment het ’n dikte van 12 km bereik, met die hoër liggende basaltlawalaag (die Drakensberg-groep) minstens 1,4 km dik.

Fossiele sluit in plante (beide makrofossiele en stuifmeel), seldsame insekte en vis, algemene en uiteenlopende tetrapodes (meestal Therapsida-reptiele en Temnospondyli-amfibieë, asook dinosourusse in die boonste strata), en spore van biologiese aktiwiteit. Hulle biostratigrafie word gebruik as die internasionale standaard om die verband te bepaal tussen niemariene strata van die Perm tot die Jura.

Geologiese oorsprong

Oorsprong van sedimentneerslae
Sowat 510 miljoen jaar gelede het ’n skeurvallei oor Suid-Gondwana, net suid van Suider-Afrika, ontstaan. Dit het verder weswaarts tot in Suid-Amerika en ooswaarts tot in Oos-Antarktika en moontlik selfs tot in Australië gestrek. ’n Laag sediment van sowat 8 km dik, bekend as die Kaapse Supergroep, het op die vloer van die skeurvallei versamel. 

Die sluiting van die skeurvallei, wat 330 miljoen jaar gelede begin het, het gelei tot die ontwikkeling van ’n subduksiesone met die suidelike grens van Gondwana langs en die daaropvolende drywing van die Falklandplato terug na Afrika tydens die Karboon en vroeë Perm. Ná die sluiting van die skeurvallei en die samepersing van die Kaapse Supergroep in ’n reeks parallelle plooie, die Kaapse Plooiberge, wat hoofsaaklik tussen oos en wes loop, het die voortgesette subduksie van die paleo- Pasifiese Plaat onder die Falklandplato en die daaropvolgende botsing van laasgenoemde met Suider-Afrika, ’n enorme bergreeks suid van die voormalige skeurvallei laat ontstaan. Die Kaapse Plooiberge het die noordelike voorheuwels van hierdie reeks gevorm.

Die gewig van die Falkland-Kaapse berge het veroorsaak dat die kontinentale kors van Suider-Afrika gesak het, en so is ’n bekken gevorm wat oorstroom is en die Karoo-binnesee gevorm het. Sediment, aanvanklik glasiale afsettings uit die noorde maar later van die Falklandberge in die suide, na hierdie depressie het die Karoo-supergroep gevorm.

Dwyka-groep

Sowat 330 miljoen jaar gelede het Gondwana oor die Suidpool gedryf, met die gevolg dat ’n yslaag van verskeie kilometers dik ’n groot deel van Afrika en ander dele van Gondwana bedek het. Die glasiale afsettings van hierdie yslaag was die eerste sediment wat noord van die Kaapse Plooiberge gedeponeer is. Die bekken waarin die sediment beland het, was op sy diepste net noord van die berge. Die yslaag het dus op ’n binnelandse see gedryf wat die Karoo-binnesee genoem word. Ysberge wat van die gletsers en yslaag in die noorde afgebreek het, het groot hoeveelhede modder en rotse van verskeie groottes en oorsprong na die gebied gesleep. Sulke afsettings staan bekend as tilliet.  

Verder noord het die yslaag ook diamiktietafsettings agtergelaat wanneer dit gedeeltelik gesmelt het, maar dit het ook die grondlaag geskuur en krapmerke agtergelaat wat gesien kan word naby Barkly-Wes in die Noord-Kaap en op die terrein van die Universiteit van KwaZulu-Natal. Hierdie laag tilliet, waarvan spore oor ’n groot deel van Suider-Afrika, Indië en Suid-Amerika gesien kan word, het belangrike vroeë bewyse verskaf ter ondersteuning van die teorie van kontinentale verskuiwing. In Suid-Afrika is die laag bekend as die Dwyka-groep. Dit is die vroegste en onderste sedimentneerslag van die Karoo-supergroep.

Ecca-groep
Namate Gondwana weggedryf het van die Suidpool af, het die gletsers gesmelt en ’n groot binnelandse see gevorm wat oor Suid-Afrika en naburige dele van Gondwana gestrek het. Dit kon ’n opening na die oseaan gehad het (soortgelyk aan dié van die Swartsee), maar die gety-uitwerking was klein. Riviere uit berge noord van die Karoo-binnesee het groot, moerasagtige deltas gevorm waarin plante met tongvormige blare gedy het. Hierdie digte plantegroei het as veen opgehoop en eindelik het die gefossileerde oorblyfsels in steenkool verander. Die steenkoolneerslae was beperk tot die noordelike kus van die Karoo-binnesee van die vroeë Perm, en word vandag op die Hoëveld en in KwaZulu-Natal gemyn.

Hierdie sedimentneerslae word die Ecca-groep van die Karoo-supergroep genoem. Hulle bestaan hoofsaaklik uit skalie en sandsteen, en strek oor die hele voormalige Karoo-binnesee. Die suidelike afsettings bevat egter nie steenkool nie, al het riviere uit die Kaapse Plooiberge klein deltas gevorm. Hoewel die plantegroei nie so dig was as aan die noordkus van die binnesee nie, kom verskeie reptiele, soos Mesosaurus, in die Ecca-neerslae voor. Hierdie reptielfossiele word net in Suider-Afrika en Brasilië aangetref, en verskaf belangrike paleontologiese bewyse van die bestaan van die superkontinent Gondwana.

Die noordelike kusstreke bevat hoofsaaklik plantfossiele, stuifmeel en spore. Fossiele van ’n Cephalopoda en ’n paar seekastaiings word ook in die noorde aangetref.

Tydens die Ecca-tydperk het die Falklandplato met Suider-Afrika gebots en daarmee saamgesmelt. Dit het ’n groot bergreeks suid van die Kaapse Plooigordel geskep. Hierdie nuwe bergreeks was wat grootte betref vergelykbaar met die Himalaja. Die berge se noordelike hange het gewoonlik tot diep in die Karoo-binnesee gestrek, en die see was hier op sy diepste. 

Die aardbewings wat met die vorming van die Kaapse berge gepaard gegaan het, het gereelde modder- en rotsstortings onder die water veroorsaak, en dit het waaiervormige lae turbidiete gevorm wat vandag in die suidweste van die Karoo gesien kan word (foto regs). Turbidiete word ’n tyd lank al as petroleumvervaardigende rotse beskou, aangesien die onderwaterstortings wat die neerslae gevorm het, dikwels organiese materiaal van naby die kuslyn bevat het, veral van naby riviermondings en . Dit word dan in die turbidiet begrawe en verander in koolwaterstowwe, veral petroleum en gas. Die turbidiete in die Ecca-formasies van die Tankwa-Karoo- en Laingsburg-streek is dus onlangs deur die petroleumbedryf en geoloë ondersoek, en hulle het gevind die formasies bevat ryk en maklik bereikbare neerslae olie en gas. Die noordoostelike Ecca-bekken is dus ryk aan steenkool, en die suidwestelike hoek is bekend vir sy olieneerslae.

Beaufort-groep

Met die vorming van die Falklandplato en Kaapse Plooiberge het riviere uit die suide die afsetting in die Karoo-binnesee begin oorheers en die see het begin toeslik. (Die hoogland in die noorde van die Karoo is teen hierdie tyd deur erosie weggevreet en onder nuwer afsettings begrawe.) Verskeie riviere het uit die suide oor die toegeslikte Karookom gevloei en ryk nuwe habitats vir ’n verskeidenheid plante en diere geskep. Die aardafsettings (in teenstelling met mariene afsettings) wat deur hierdie riviere geskep is, het aanleiding gegee tot die Beaufort-groep. 

Dit bestaan uit ’n eenvormige reeks skalie en moddersteen, met enkele sandsteenstreke. Die Beaufort-groep het baie oorblyfsels van reptiele en, in ’n mindere mate, amfibieë. Daar is talle fossiele van beide plant- en vleisvretende reptiele. Die Beaufort-gesteentes is internasionaal bekend vir hulle ryk rekord terapside-sinapsides (soogdieragtige reptiele), wat ’n tussentydperk verteenwoordig in die evolusie van reptiele tot soogdiere. Die volopste plantvreters was die anomodonte, waarvan die primitiefste vorms ook in die Beaufort-gesteentes voorkom. Die dinosefaliërs (vreeslike kop) is so genoem vanweë hulle buitengewoon dikbenige skedels, wat waarskynlik gebruik is om mekaar met die kop te stamp in gebiedsgevegte. Met hulle lywe van drie meter lank was hulle die eerste groot landdiere.

Tydens die afsetting van die 6 km dik Beaufort-neerslae het die Perm-Trias-uitwissing 251 miljoen jaar gelede, sowat 96% van alle spesies wat in dié tyd gelewe het, uitgewis. Die wêreldwye voorval is duidelik sigbaar in die Beaufort-gesteentes. ’n Paar lede van die genus Lystrosaurus was die enigste soogdieragtige reptiele wat oorleef het. Die Beaufort-afsettings van ná hierdie tyd is geneig om growwer as die vroeëre afsettings te wees, moontlik weens die enorme uitwissing van plante, wat die oppervlak teen erosie beskerm het. Hierdie vroeë Trias-strata, wat deur sandsteen oorheers word, is bekend as die Katberg-formasie (binne die Beaufort-groep). Dit het sowat 1 km dik geword. 

Mettertyd het die Beaufort-afsettings weer fyner geword, ’n moontlike aanduiding dat die plantegroei in die Karoo herstel het, en daarmee saam het ’n groot reeks nuwe spesies ontstaan, insluitende dinosourusse en die ware soogdiere van die laat-Trias en vroeë Jura.

Stormberg-groep
Namate Gondwana noordwaarts geskuif het, het toestande in die deel wat Suider-Afrika sou word, al hoe warmer en droër geword. Die meeste rotse het uit sandsteen bestaan. In sommige dele was egter genoeg water om moerasse met daaropvolgende steenkoolformasies te vorm, maar die gehalte is swak. Die landskap het waarskynlik met die Karoo van vandag ooreengestem, met riviere soos die hedendaagse Oranjerivier of die Nyl wat daardeur geloop het en fauna en flora in sekere streke onderhou het.

Die Stormberg-groep bevat Suid-Afrika se eerste dinosourusfossiele, asook die fossiele oorblyfsels van die Megazostrodon, wat so groot soos ’n skeerbekmuis en Afrika se oudste soogdier was. ’n Merkwaardige verskeidenheid insek- en plantfossiele word ook in sommige van die strata aangetref. 

  
Die boonste strata van die Stormberg-groep is waarskynlik gevorm in ware woestyntoestande, soortgelyk aan dié van die Namibwoestyn in Namibië. Dit was moontlik so groot soos die Saharawoestyn vandag, en het gestrek van die Kaapse Plooiberge duisende kilometers noordwaarts oor groot dele van Gondwana. Net ’n klein oorblyfsel van hierdie enorme formasie word vandag in en om Lesotho aangetref. Die formasie was vroeër bekend as "rotssandsteen" omdat vlak grotte dikwels deur die wind in kranse geskep is. Die grotte is later deur die San gebruik wat die mure met tekeninge versier het. Vandag word dit die Clarens-formasie genoem.

Die oudste embrio's van dinosourusse is in 1978 in die Clarens-formasie ontdek. Die eiers was uit die Trias (220 tot 195 miljoen jaar gelede) en het die gefossileerde fetusskelette van Massospondylus, ’n soort Plateosauridae, bevat. Nog eiers is sedertdien in die Golden Gate Hoogland Nasionale Park gevind, ook in die Clarens-formasie. Ander fossiele wat in die park gekry is, sluit in dié van gevorderde sinodonte (diere met oogtande), klein tesodonte (diere met tande wat stewig in die kakebeen gesit het), voëlagtige en krokodilagtige dinosourusse.

Drakensberg- en Lebombo-groep
Omtrent 182 miljoen jaar gelede het die Suider-Afrikaanse deel van Gondwana oor die Bouvet-gevaarpunt beweeg, wat veroorsaak het dat die kors onder die Karoo-supergroep geskeur het. Dit het groot hoeveelhede basaltlawa oor die Clarens-woestyn vrygestel wat feitlik die hele Suider-Afrika en ander dele van Gondwana bedek het. Die hoop lawa wat met verskeie uitbarstings versamel het, was meer as 1 600 m dik, veral in die ooste (in die huidige Lesotho). Hierdie enorme lawauitstorting het die Karoo-afsettings tot ’n skielike einde gebring.

Die naam Drakensberg-groep kom van die feit dat hierdie laag die boonste 1 400 m vorm van die Groot Eskarp aan die internasionale grens tussen Lesotho en KwaZulu-Natal, waarna dikwels as die Drakensberge verwys word (hoewel "Drakensberge" tegnies na die hele 1 000 km lange oostelike deel van die eskarp verwys. Net sowat ’n derde daarvan word deur die Drakensberg-lawa bedek). 

Die magma het deur lang skeure uitgeloop, en tipiese vulkane was skaars. Elke lawastroom was tussen 10 en 20 meter dik. Dit het oor 2 miljoen jaar opgehoop en ’n enkele, aaneenlopende laag lawa van tussen 1 en 1,6 km dik gevorm. Nie al die magma het egter die oppervlak bereik nie; ’n deel daarvan is onder hoë druk tussen die horisontale strata van die Ecca- en Beaufort-gesteentes ingepers. Toe dié lawa hard word, het dit verskeie dolorietplate by verskeie dieptes dwarsdeur die suidelike en suidwestelike Karoo-afsettings gevorm. Hierdie plate wissel in dikte tussen ’n paar sentimeter en honderde meters.

Hierdie uitstorting van lawa het saamgeval met die opstoting van die Suider-Afrikaanse deel van Gondwana en die vorming van skeurvalleie al langs dit wat later die seegrense van die subkontinent sou word. Namate hierdie skeurvalleie breër geword het, is hulle oorstroom om die proto-Indiese en Suid-Atlantiese Oseaan te vorm, terwyl Gondwana verbokkel het in vandag se aparte kontinente en subkontinente Suid-Amerika, Afrika, Antarktika, Australië, Indië, Madagaskar en Arabië.

’n Tweede tydperk van basaltuitbarstings het aan die grens van Mosambiek voorgekom en die Lebomboberge gevorm. ’n Laag lawa van meer as 4 800 m dik is in dié tyd met ’n groot krag uitgestoot. Terwyl die Drakensberg-lawa byna horisontale lae gevorm het, daal die Lebombo-lawa in die ooste, en dit is dus moeilik om te bepaal hoe ver die lawa sywaarts versprei het.

Die styging van Suider-Afrika het ’n tydperk van enorme erosie ingelui wat ’n laag van verskeie kilometers dik van die oppervlak van Afrika verwyder het. Byna al die Drakensberg-lawa is weggevreet, met net ’n deel wat in Lesotho oorgebly het, asook in die die Lebomboberge aan die Mosambiekse grens. Nadat die laag harde lawa weggevreet is, het die sagter Karoo-afsettings oor die res van die bekken nog vinniger verdwyn. Die dolorietplate het egter weerstand teen erosie gebied en die sagter Beaufort- en Ecca-skalie daaronder beskerm. Dit het talle koppies met plat kruine geskep wat eie aan die Karoo, en Suid-Afrika, is.

Latere Karoo
Die voortdurende erosie in Suider-Afrika oor die afgelope 180 miljoen jaar beteken rotse jonger as die Drakensberg-groep bestaan feitlik nie meer in die binneland nie. Van die materiaal wat deur erosie weggevoer is, is vasgevang tussen die Kaapse Plooiberge in die suide (tydens die Kryt; dit vorm die Enon-formasie) en soortgelyke neerslae naby die kus van KwaZulu-Natal, noord van Richardsbaai. 

Die enigste oorblyfsels in die res van Suid-Afrika is klein, meestal sanderige neerslae.

Verwysings

Verdere leesstof

 Catuneanu, O; Wopfner, H; Eriksson, P; Cairncross, B; Rubidge, B; Smith, R; Hancox, P (2005). "The Karoo basins of south-central Africa". Journal of African Earth Sciences 43 (1-3): 211. doi:10.1016/j.jafrearsci.2005.07.007. 
 Hamilton, G.N.G. en Finlay, J.G. (1928), Outline of Geology for South African Students, Central News Agency Ltd., Johannesburg.
 Adelmann, D. en Kerstin Fiedler, (1996), Sedimentary development of the Upper Ecca and Lower Beaufort Groups (Karoo Supergroup) in the Laingsburg subbasin (SW Karoo Basin, Cape Province/South Africa), Schriftenreihe der Deutschen Geologischen Gesellschaft, 1: 88-89, Bonn.
 Hancox, P. J. en Bruce S. Rubidge (1997), The role of fossils in interpreting the development of the Karoo basin, Palaeontologica Africana, 33: 41-54.
 Ponomarenko A.G. en Mostovski M.B. 2005. New beetles (Insecta: Coleoptera) from the Late Permian of South Africa. African Invertebrates 46: 253-260.
 Sukatsheva I.D., Beattie R. & Mostovski M.B. 2007. Permomerope natalensis sp. n. from the Lopingian of South Africa, and a redescription of the type species of Permomerope (Insecta: Trichoptera). African Invertebrates 48 (2): 245-251.

Skakels

Geologiese formasies
Karoo