Кратон Каапвааль

Archaean craton, possibly part of the Vaalbara supercontinent

Кратон Каапвааль (с центром в провинции Лимпопо в Южной Африке ), наряду с кратоном Пилбара в Западной Австралии, являются единственными оставшимися областями нетронутой 3,6–2,5 млрд лет назад коры на Земле. Сходство записей горных пород из обоих этих кратонов , особенно вышележащих позднеархейских последовательностей , позволяет предположить, что они когда-то были частью суперконтинента Ваалбара . ^[1]

Описание

Кратон Каапвааль занимает площадь около 1 200 000 км ² (460 000 кв. миль) и соединен с кратоном Зимбабве на севере поясом Лимпопо . На юге и западе кратон Каапвааль окружен протерозойскими орогенами , а на востоке — моноклиналью Лебомбо , содержащей юрские магматические породы , связанные с распадом Гондваны . ^[2]

Кратон Каапвааль образовался и стабилизировался между 3,7 и 2,6 млрд лет назад ^[2] в результате внедрения крупных гранитоидных батолитов , которые утолщили и стабилизировали континентальную кору на ранних стадиях магматизма и цикла седиментации , связанных с дугой . Кратон представляет собой смесь раннеархейских (3,0–3,5 млрд лет) гранитных зеленокаменных террейнов и более древних тоналитовых гнейсов (около 3,6–3,7 млрд лет), прорванных различными гранитными плутонами (3,3–3,0 млрд лет). Последующая эволюция кратона Каапвааль (3,0–2,7 млрд лет) считается связанной с коллизией континента и дуги, которая вызвала наложение последовательности бассейнов, заполненных мощными последовательностями как вулканических , так и осадочных пород. Затем последовало эпизодическое расширение и рифтогенез , когда были развиты последовательности Габороне-Канье и Вентерсдорп. Раннеархейская кора хорошо обнажена только на восточной стороне кратона и представляет собой совокупность субдоменов и блоков земной коры, характеризующихся характерными магматическими породами и деформациями.

Поздний архейский метаморфизм соединил Южную краевую зону кратона Каапвааль с Северной краевой зоной кратона Зимбабве примерно 2,8–2,5 млрд лет назад орогеническим поясом Лимпопо шириной 250 километров (160 миль). Пояс представляет собой зону простирания тектонитов гранулитовой фации с востока на северо-восток , которая разделяет гранитоидно-зеленокаменные террейны кратонов Каапвааль и Зимбабве.

Центральная зона Лимпопо

Эволюцию земной коры Центральной зоны Лимпопо можно суммировать в три основных периода: 3,2–2,9 млрд лет, 2,6 млрд лет и 2,0 млрд лет. Первые два периода характеризуются магматической активностью, приводящей к образованию архейских тоналитов-трондьемитов-гранодиоритов (TTG), таких как гнейсы Сэнд-Ривер и интрузия гранита Булай. Раннепротерозойские условия метаморфизма высокой степени привели к частичному плавлению, в результате чего образовалось большое количество гранитного расплава. ^[3]

Нет никаких указаний на то, что неоархейская и ранняя палеопротерозойская последовательность на кратоне были получены из орогенического события 2,65–2,70 млрд лет назад, сохранившегося в метаморфическом комплексе Лимпопо. Однако более молодые позднепалеопротерозойские красноцветные последовательности содержат цирконы этого временного интервала, а также множество детритовых цирконов возрастом ~2,0 млрд лет назад. Это означает, что комплекс Лимпопо вместе с кратоном Зимбабве присоединился к кратону Каапвааль только примерно 2,0 млрд лет назад во время формирования подвижного пояса Магонди, который, в свою очередь, стал источником объемных позднепалеопротерозойских красноцветных пластов южной Африки. ^[4] Свидетельства горизонтальной слоистости и речной эрозии можно найти по всему массиву Ватерберг в пределах Центральной зоны Лимпопо.

Барбертонский пояс зеленых камней

Зеленокаменный пояс Барбертон, также известный как горы Махонджва , расположен на восточном краю кратона Каапвааль. Он хорошо известен своей золотой минерализацией и своими коматиитами , необычным типом ультрамафической вулканической породы, названным в честь реки Комати, протекающей через пояс. Некоторые из старейших обнаженных пород на Земле (более 3,6 млрд лет) расположены в зеленокаменном поясе Барбертон в районах Эсватини–Барбертон, и они содержат некоторые из древнейших следов жизни на Земле. Только породы, обнаруженные в зеленокаменном поясе Исуа в Западной Гренландии , старше.

Йоханнесбургский Купол

Архейский купол Йоханнесбург расположен в центральной части кратона Каапвааль и состоит из трондьемитовых и тоналитовых гранитных пород, внедренных в мафит-ультрамафитовый зеленокаменный сланец. ^[2] Исследования с использованием U-Pb датирования единичных цирконов для образцов гранитоидов дают возраст 3340 +/- 3 млн лет и представляют собой самую древнюю фазу гранитоидов, идентифицированную до сих пор. «После внедрения трондьемит-тоналитового гнейса на куполе произошел еще один период магматизма, который привел к внедрению мафических даек, которые проявляются как роговообманковые амфиболиты. Возраст этих даек еще предстоит определить количественно, но он укладывается в временные ограничения, налагаемые возрастом трондьемитовых гнейсов (3340–3200 млн лет) и более поздних, пересекающих их, калиевых гранитоидов.

Эти породы, состоящие в основном из гранодиоритов, составляют третье магматическое событие и занимают область батолитовых размеров, простирающуюся через большую часть южной части купола. Южная и юго-восточная части батолита состоят в основном из среднезернистых, однородных, серых гранодиоритов, датируемых 3121 +/- 5 млн лет назад....Данные, объединенные с данными из других частей кратона Каапвааль, еще раз подтверждают точку зрения, что эволюция кратона была долгой и эпизодической, и что он рос за счет аккреционных процессов, становясь в целом моложе к северу и западу от примерно 3,5 млрд лет гранитно-зеленокаменного террейна Барбертон-Эсватини, расположенного в юго-восточной части кратона." ^[5]

Смотрите также

Архейская жизнь в поясе Барбертон Гринстоун – некоторые из наиболее широко признанных ископаемых свидетельств архейской жизни
Ваальбара – архейский суперконтинент, существовавший примерно от 3,6 до 2,7 млрд лет назад.
Ударная структура Вредефорта – крупнейшая подтвержденная ударная структура на Земле, возраст которой составляет около 2 миллиардов лет.

Ссылки

^ Зегерс, TE, де Вит, MJ, Данн, J. и Уайт, SH (1998) «Ваальбара, древнейший собранный континент Земли? Комбинированный, структурный, геохронологический и палеомагнитный тест», Terra Nova , 10 , 250–259.
^ abc Нгуури, ТК и др. (2001) «Структура земной коры под югом Африки и ее последствия для формирования и эволюции кратонов Каапваал и Зимбабве», «Письма о геофизических исследованиях», 28 , 2501–2504.
^ Шаваньяк, В., Крамерс, Дж. Д. и Наеглер, Т. Ф. (1999) «Можем ли мы по-прежнему доверять возрасту мигматизированных протерозойских пород на основе неодима?», Ранняя эволюция континентальной коры, Журнал тезисов конференций , 4 (1), A08:4A:13:G2.
^ Beukes, NJ, Dorland, HC, Gutzmer, J., Evans, DAD и Armstrong, RA (2004) «Время и происхождение неоархейско-палеопротерозойских несогласных последовательностей на кратоне Каапваль». Архивировано 13 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Рефераты с программами Геологического общества Америки , 36 (5), 255.
^ Пужоль, М. и Анхаеуссер, К. Р. (2001) «Купол Йоханнесбурга, Южная Африка: новые изотопные свидетельства U-Pb изотопного анализа единичного циркона для раннего архейского гранитно-зеленокаменного развития в центральном кратоне Каапвааль», Precambrian Research , 108 (1–2), 139–157, doi :10.1016/S0301-9268(00)00161-3.

Библиография

Гликсон, А. и Викерс, Дж. (2006) «Астероидный кластер Барбертон возрастом 3,26–3,24 млрд лет: Тесты тектонических и магматических последствий, кратон Пилбара, Западная Австралия», Earth and Planetary Science Letters , 241 (1–2), 11–20, doi :10.1016/j.epsl.2005.10.022
Лузда, К. Л. (2003) «Магматическая эволюция верхней формации Хуггеног возрастом ~3450 млн лет, зеленокаменный пояс Барбертон, кратон Каапвааль, Южная Африка», Утрехтский университет: неопубликованная аннотация к магистерской работе.
Пужоль, М., Робб, Л. Дж., Анхаеуссер, К. Р. и Герике, Б. (2003) «Обзор геохронологических ограничений эволюции кратона Каапвааль, Южная Африка», Precambrian Research , 127 (1–3), 181–213, doi :10.1016/S0301-9268(03)00187-6.
Вестрат, Дж. Д., Кистерс, А. Ф. М., Пужо, М. и Стивенс, Г. (2005) «Транстектальный сдвиг, гранитное покровное покрытие и постепенное строительство таблитчатого батолита Мпулузи возрастом 3,1 млрд лет, гранитно-зеленокаменный террейн Барбертон, Южная Африка», Журнал Геологического общества , 162 (2), 373–388, doi :10.1144/0016-764904-026
Йеррон, Л.М., Клеменс, Дж.Д., Стивенс, Г. и Анхаеуссер, К.Р. (2003) «Геохимия и петрогенезис гранитоидов гор Барбертон, Южная Африка», Geophysical Research Abstracts , 5 , 02639

[1] Зегерс, TE, де Вит, MJ, Данн, J. и Уайт, SH (1998) «Ваальбара, древнейший собранный континент Земли? Комбинированный, структурный, геохронологический и палеомагнитный тест», Terra Nova , 10 , 250–259.

[Nguuri-2] Нгуури, ТК и др. (2001) «Структура земной коры под югом Африки и ее последствия для формирования и эволюции кратонов Каапваал и Зимбабве», «Письма о геофизических исследованиях», 28 , 2501–2504.

[3] Шаваньяк, В., Крамерс, Дж. Д. и Наеглер, Т. Ф. (1999) «Можем ли мы по-прежнему доверять возрасту мигматизированных протерозойских пород на основе неодима?», Ранняя эволюция континентальной коры, Журнал тезисов конференций , 4 (1), A08:4A:13:G2.

[4] Beukes, NJ, Dorland, HC, Gutzmer, J., Evans, DAD и Armstrong, RA (2004) «Время и происхождение неоархейско-палеопротерозойских несогласных последовательностей на кратоне Каапваль». Архивировано 13 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Рефераты с программами Геологического общества Америки , 36 (5), 255.

[5] Пужоль, М. и Анхаеуссер, К. Р. (2001) «Купол Йоханнесбурга, Южная Африка: новые изотопные свидетельства U-Pb изотопного анализа единичного циркона для раннего архейского гранитно-зеленокаменного развития в центральном кратоне Каапвааль», Precambrian Research , 108 (1–2), 139–157, doi :10.1016/S0301-9268(00)00161-3.