Каапвааль

Каапваальский кратон, расположенный в Южной Африке с центром в провинции Лимпопо, наряду с кратоном Пилбара в Западной Австралии, представляет собой один из двух сохранившихся фрагментов первичной континентальной коры Земли, возраст которой оценивается в 3,6–2,5 миллиарда лет. Схожесть геологических пород на этих двух кратонах, в особенности в верхних слоях позднего архея, служит основанием для гипотезы об их принадлежности в прошлом к единому древнему суперконтиненту Ваальбара.

Общая характеристика

Площадь Каапваальского кратона составляет приблизительно 1 200 000 км² (около 460 000 квадратных миль). На севере через пояс Лимпопо он соединяется с Зимбабвийским кратоном. Западные и южные границы кратона обрамлены протерозойскими орогенными поясами, а восточная граница представлена моноклиналью Лебомбо, сложенной юрскими магматическими породами, сформировавшимися в процессе распада суперконтинента Гондвана.

Формирование и стабилизация Каапваальского кратона происходили в интервале от 3,7 до 2,6 миллиарда лет назад. Этот процесс был связан с внедрением крупных гранитоидных батолитов, которые способствовали утолщению и консолидации континентальной коры на ранних этапах магматизма островных дуг и осадконакопления. Кратон представляет собой сложную мозаику, состоящую из раннеархейских (3,0–3,5 млрд лет) гранит-зеленокаменных террейнов и более древних гнейсов (около 3,6–3,7 млрд лет), прорванных многочисленными гранитными плутонами, включая интрузии возрастом 3,3–3,0 млрд лет. Дальнейшая эволюция кратона в период 3,0–2,7 млрд лет назад, как предполагается, была обусловлена коллизией континентальной плиты с островной дугой, что привело к образованию бассейнов, заполненных мощными толщами вулканических и осадочных пород. Последующие эпизоды растяжения и рифтогенеза сформировали последовательности Габороне–Канье и Вентерсдорп. Раннеархейская кора наиболее полно обнажена на восточной окраине кратона и представляет собой совокупность субдоменов и блоков, характеризующихся специфическими магматическими комплексами и деформационными историями.

Примерно 2,8–2,5 миллиарда лет назад в результате позднеархейского метаморфизма произошло соединение Южной окраинной зоны Каапваальского кратона с Северной окраинной зоной Зимбабвийского кратона. Это событие привело к формированию Лимпопского орогенного пояса шириной около 250 км (160 миль). Данный пояс представляет собой протяжённую в восточно-северо-восточном направлении зону тектонитов гранулитовой фации, разделяющую гранито-зеленокаменные террейны двух кратонов.

Центральная зона Лимпопо

Историю формирования земной коры в центральной зоне Лимпопо можно разделить на три ключевых этапа: 3,2–2,9 млрд лет назад, 2,6 млрд лет назад и 2,0 млрд лет назад. Первые два этапа отмечены интенсивной магматической активностью, результатом которой стало образование архейских пород тоналит-тронджемитового ряда (ТТГ), таких как гнейсы Сэнд-Ривер и интрузия Булаи. Высокотемпературные метаморфические условия раннего протерозоя вызвали частичное плавление пород, что привело к генерации значительных объёмов гранитных расплавов.

Прямых свидетельств того, что неоархейские и раннепалеопротерозойские отложения на кратоне связаны с орогенным событием возрастом 2,65–2,70 млрд лет, зафиксированным в метаморфическом комплексе Лимпопо, не обнаружено. Однако в более молодых позднепалеопротерозойских красноцветных отложениях присутствуют цирконы этого возраста, а также многочисленные обломочные цирконы возрастом около 2,0 млрд лет. Это указывает на то, что комплекс Лимпопо вместе с Зимбабвийским кратоном присоединился к Каапваальскому кратону приблизительно 2,0 млрд лет назад в процессе формирования подвижного пояса Магонди. Этот пояс, в свою очередь, стал источником сноса для мощных толщ позднепалеопротерозойских красных песчаников на юге Африки. Признаки горизонтальной слоистости и речной эрозии широко распространены в массиве Уотерберг, расположенном в центральной зоне Лимпопо.

Барбертонский зеленокаменный пояс

Зеленокаменный пояс Барбертон, также известный как горы Махонджва, находится на восточной границе Каапваальского кратона. Он знаменит своими месторождениями золота и коматиитами — редким типом ультраосновных вулканических пород, названных по реке Комати, протекающей через этот район. В пределах пояса, на территории Эсватини и района Барбертон, обнажены одни из древнейших горных пород на планете, возраст которых превышает 3,6 миллиарда лет. Именно здесь были обнаружены одни из наиболее ранних следов существования жизни на Земле.

Йоханнесбургский купол

Архейский Йоханнесбургский купол расположен в центральной части Каапваальского кратона и сложен трондьемитовыми и тоналитовыми гранитоидами, внедрёнными в основные и ультраосновные зеленокаменные породы. Проведённые исследования с использованием U-Pb датирования по циркону показали, что возраст этих гранитоидов составляет 3340 ± 3 млн лет, что делает их древнейшей из известных на сегодняшний день гранитоидных фаз кратона. После формирования трокемно-тоналитовых гнейсов на куполе произошёл новый этап магматизма, в ходе которого образовались основные дайки, представленные роговообманковыми амфиболитами. Точный возраст этих даек пока не установлен, но он находится в интервале между временем образования трокемных гнейсов (3340–3200 млн лет назад) и временем внедрения более молодых калиевых гранитоидов, которые их пересекают.

Породы третьей магматической фазы, представленные главным образом гранодиоритами, образуют батолит, занимающий значительную часть южного сектора купола. Южная и юго-восточная части этого батолита сложены среднезернистыми однородными серыми гранодиоритами с возрастом 3121 ± 5 млн лет. Эти данные, согласующиеся с информацией из других районов Каапваальского кратона, подтверждают гипотезу о длительной и прерывистой эволюции кратона, который рос за счёт аккреционных процессов. Общая тенденция показывает омоложение коры в направлении к северу и западу от древнего (около 3,5 млрд лет) гранитно-зеленокаменного террейна Барбертон-Эсватини, расположенного на юго-востоке кратона.

См. также

• Архейская жизнь в зеленокаменном поясе Барбертон — одно из наиболее значительных скоплений ископаемых свидетельств жизни в архее.
• Ваальбара — гипотетический архейский суперконтинент, существовавший приблизительно 3,6–2,7 миллиарда лет назад.
• Кратер Вредефорт — крупнейшая подтверждённая ударная структура на Земле.

Примечания

1. Zeegers, T. E., de Wit, M. J., Dann, J., & White, S. H. (1998) "Vaalbara, Earth's oldest assembled continent? A combined structural, geochronological and palaeomagnetic test", Terra Nova, 10, 250–259.
2. Nguuri, T.K. et al. (2001) “Crustal structure beneath southern Africa and its implications for the formation and evolution of the Kaapvaal and Zimbabwe cratons”, Geophysical Research Letters, 28, 2501–2504.
3. Shavanyak, V., Kramers, J. D., & Nägler, T. F. (1999) "Can we still trust Nd model ages of migmatized proterozoic rocks?", Early evolution of the continental crust, Journal of Conference Abstracts, 4 (1), A08: 4A: 13: G2.
4. Buick, N.J., Dorland, H.C., Gutzmer, J., Evans, D.A.D., & Armstrong, R.A. (2004) "Timing and origin of sequences bounded by Neoarchean–Paleoproterozoic unconformity on the Kaapvaal craton" Archived from the original on 13 November 2007, Geological Society of America Abstracts with Programs, 36 (5), 255.
5. Poujol, M., & Anhaeusser, C.R. (2001) "The Johannesburg Dome, South Africa: new single zircon U-Pb isotopic evidence for early Archaean granite–greenstone formation within the central Kaapvaal Craton", Precambrian Research, 108 (1–2), 139–157, doi:10.1016/S0301-9268(00)00161-3.

Литература

• Glikson, A., & Vickers, J. (2006) “The 3.26–3.24 Ga Barberton asteroid impact cluster: tests of tectonic and magmatic consequences, Pilbara Craton, Western Australia”, Earth and Planetary Science Letters, 241 (1–2), 11–20, doi:10.1016/j.epsl.2005.10.022
• Lutzda, K.L. (2003) "Magmatic evolution of the ~3450 Ma upper Hooggenoeg Formation, Barberton greenstone belt, Kaapvaal Craton, South Africa", Utrecht University: unpublished master's thesis abstract
• Poujol, M., Robb, L. J., Anhaeusser, C. R., & Gericke, B. (2003) “A review of the geochronological constraints on the evolution of the Kaapvaal Craton, South Africa”, Precambrian Research, 127 (1–3), 181–213, doi:10.1016/S0301-9668(03)00187-6.
• Westraat, J.D., Kisters, A.F.M., Poujo, M., & Stevens, G. (2005) "Transcurrent shearing, granite sheeting and the incremental construction of the 3.1 Ga Mpuluzi batholith, Barberton granite–greenstone terrane, South Africa", Journal of the Geological Society, 162 (2), 373-388, doi:10.1144/0016-764904-026
• Godron, L.M., Clemens, J.D., Stevens, G., & Anhaeusser, C.R. (2003) "Geochemistry and petrogenesis of the Mountainland Granitoids, Barberton, South Africa" Archived from the original on 23 September 2015, Geophysical Research Abstracts, 5, 02639

Ссылки

• https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Kaapvaal_Craton&oldid=1335047773