La Formación San Sebastián fue definida por Gregory (1916), en la Depresión de Cusco. En el Cuadrángulo de Urubamba se la ha reconocido en la Pampa de Piuray-Maras, existiendo también en la Depresión de Anta. Estas presentan una superficie bastante plana sobreyaciendo generalmente a la Formación Chincheros.

Esta unidad está caracterizada por formar dos secuencias (Cabrera, 1988) (Fig. 19): la primera grano decreciente, está constituida por secuencias de areniscas fluviales de canales entrelazados deltaicos, y lutitas lacustres o palustres. Niveles diatomíticos y calcáreos caracterizan la parte superior. La segunda grano creciente, está compuesta por conglomerados y areniscas de conos-terrazas fluvio-torrenciales, que indican el cierre de la cuenca. Este cierre está mostrado por la presencia de estructuras compresivas sin-sedimentarias (Cabrera, 1988). A 2 km. al norte de la localidad de Anta (Ramírez, 1958) encontró dientes y fémures de las familias Equido y Meghatherido, en tanto que Cabrera (1988) halló la columna vertebral de un perezoso gigante y el maxilar de un equino. Todos estos fósiles más los estudiados en la cuenca Cusco, sugieren una edad Pleistocena inferior para la Formación San Sebastián.

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