Пояс Барбертона Гринстоуна - Barberton Greenstone Belt

В Пояс Барбертона Гринстоуна, также известный как Горы Махонджва, расположен на восточной окраине Кратон Каапвааль в Южная Африка. Он известен своей золотой минерализацией и коматииты, необычный вид ультраосновной вулканическая порода, названная в честь реки Комати, протекающей через пояс. Некоторые из старейших обнаженных пород на Земле (более 3,6 млрд лет) расположены в Barberton Зеленокаменный пояс области Свазиленд-Барбертон, и они содержат одни из самых старых следов жизни на Земле. Только камни, найденные в Зеленокаменный пояс Исуа западных Гренландия старше.

История и описание

В апреле 2014 года ученые сообщили об обнаружении свидетельств существования самого большого земного метеора. ударное событие на сегодняшний день около Зеленокаменного пояса Барбертона. По их оценкам, удар произошел около 3,26 миллиарда лет назад (во время Палеоархей эра из Архейский эон из Докембрийский супереон ) и что ударный элемент был приблизительно от 37 до 58 километров (от 23 до 36 миль) в ширину, что примерно в пять раз больше, чем ударный элемент, ответственный за Кратер Чиксулуб в Полуостров Юкатан, который был размером примерно с гора Эверест.[1] По оценкам, гигантский ударный элемент столкнулся с Землей со скоростью 20 километров в секунду (12 миль в секунду), высвободив огромное количество энергии и вызвав срабатывание величина 10,8 землетрясений по всей планете, а также мегацунами тысячи метров высотой. Кратер от этого события, если он все еще существует, пока не обнаружен.[1]

Пояс Барбертона Гринстоун состоит из последовательности мафический к ультраосновным лавам и метаосадочным породам, заложенным и отложившимся между 3,5 и 3,2 млрд лет назад. Гранитоидные породы были заложены в течение 500 миллионов лет и могут быть разделены на две свиты: тоналит-трондьемит-гранодиорит (TTG) свита (заложенная приблизительно 3,5–3,2 млрд лет), а гранит -монцогранит –сиенит гранитная свита (ГМС) (заложена примерно 3,2–3,1 млрд лет). Свиты GMS встречаются на больших участках кратона Каапваал, и их внедрение совпадает с первой стабилизацией центральных частей кратона. «Люкс GMS в гранитно-зеленом камне Барбертон. террейн показывает очень разные внутренние и внешние характеристики от более раннего пакета TTG. Индивидуальный плутоны могут занимать несколько тысяч квадратных километров, и эти составные гранитоидные тела традиционно назывались батолитами, имея в виду их неоднородную по составу и текстуре природу и огромную площадь. По большей части плутоны кажутся недеформированными ".[2]

В Barberton территория претерпела два тектонических эпизода террейновой нарастание примерно 3,5 и 3,2 млрд лет. Ранние стадии развития щита обнажены в Barberton Mountains где формирование континента впервые произошло в результате магматической аккреции и тектонической слияние малых протоконтинентальный блоки. Несколько небольших диахронный блоки (3,6–3,2 млрд лет) обнаружены на территории. Очевидно, каждый блок представляет собой цикл дугового магматизма и седиментации. Формация Хуггеноэг Зеленокаменного пояса Барбертона датируется 3,45 млрд лет назад и возникла в результате магматизма. За этой фазой развития земной коры последовал период мезоархейского кратонного магматизма (3,1–3,0 млрд лет), который отмечен образованием большой ювенильной дуги в форме полумесяца, которая срастается с северной и западной окраинами развивающегося щита Каапваал. Архей зеленокаменные пояса Предполагается, что они образовались из океанической коры пассивной окраины, которая стала частью обширной субдукционной окраины. Считается, что интрузии TTG были сформированы постсубдукционным магматизмом, когда субдукция была остановлена, возможно, из-за прибытия микро-кратон.

3,1 Га Мпулузи батолит Гранитно-гнейсовый террейн Барбертон сложен гранитными пластинами. Конструктивно более высокие части подкреплены анастомозирование сеть круто падающих, переменно деформированных дамбы и листы. Согласно исследованию, проведенному Westraat и другие. (2005): «Множественные навязчивые отношения и геохронологический данные свидетельствуют о том, что гранитная обшивка и сборка плутона происходили в течение 3–13 миллионов лет. Пространственная и временная взаимосвязь между деформацией и внедрением магмы отражает эпизоды возрастающей дилатации, связанной с деформацией вдоль ограничивающих зон сдвига и гранитного покрова. Переход к преимущественно субгоризонтальным гранитным листам на более высоких структурных уровнях табличного батолита Мпулузи указывает на интрузию гранитов во время субгоризонтального регионального сокращения, когда переориентация минимального нормального напряжения на вертикальные положения на мелководных уровнях внедрения позволила вертикальное расширение и субгоризонтальное размещение гранитных листов ».[2]

Barberton Greenstone Belt TTG и GMS апартаменты

Гора Барбертон представляет собой хорошо сохранившийся гранитно-зеленокаменный террейн возрастом до 3,0 млрд лет. Зеленокаменный пояс состоит из последовательности от основных до ультраосновных лав и метаосадочных пород, заложенных и отложенных между 3,5 и 3,2 млрд лет назад. Гранитоидные породы образовались в течение 500 миллионов лет и могут быть разделены на две свиты. В свите ТТГ (заложена примерно 3,5–3,2 млрд лет) тоналиты, трондьемиты и гранодиориты; а комплекс GMS (размещен примерно 3,2–3,1 млрд лет) включает граниты, монцограниты и небольшой сиенит –Гранитовый комплекс.

Согласно исследованию Yearron и другие. (2003):

«ТТГ обычно представляют собой металлизированные граниты I-типа с низким и средним содержанием K. хондрит -нормализованный REE модели показывают две тенденции. Большинство плутонов - легкие.[а]-обогащенный, HREE[b]-обеднены и с небольшими аномалиями европия или без них, в то время как плутоны Стейнсдорп и Дорнхук относительно недеплетированы тяжелыми РЗЭ со значительными аномалиями европия. Изотопный анализ неодима показывает, что ТТГ 3,4 млрд лет имеют положительную значения εNd (От 0 до +3,7), что указывает на источники деплетированной мантии, похожие на самые старые образования зеленокаменного пояса (Onverwacht). Напротив, TTG 3,2 млрд лет имеют отрицательные значения εNd, что свидетельствует о вкладе коры или обогащенной мантии в магмы.
Обширные гранитные плутоны последующего магматического эпизода связаны с внедрением огромных количеств гранодиорит-монцогранит-сиенитовых свит ГМС. Породы ГМС представляют собой средне- и высококалиевые металлы I-типа. Они показывают два доминирующих образца REE. Породы GMS со средним содержанием K (части Далмейна и Херенвена) обогащены LREE, обеднены HREE и не имеют Eu-аномалий, тогда как высококалиевые GMS (Heerenveen, Mpuluzi и Boesmanskop) относительно обогащены HREE с отрицательными аномалиями Eu. . Положительные и отрицательные значения εNd (от -4,4 до +4,8) для сиенитов Боэсманскоп предполагают наличие деплетированной мантии и кристаллов. Спектры εNd и REE, в частности, дают представление о составе потенциальных нефтематеринских пород и реститов для свит TTG и GMS.
Поскольку HREE и Eu легко размещаются в гранат и плагиоклаз соответственно, их обеднение свидетельствует о наличии этих минералов в восстановить. Поэтому для комплекта TTG мы предлагаем богатый гранатом амфиболитовый или же эклогитический исток деплетированной мантии на глубине> 40 км. Это было подтверждено экспериментальными работами, ограничивающими стабильность граната в трондьемит составы, а при магматических температурах[c] до давления 15,24 ± 0,5 кбар, соответствующего глубине 54,9 ± 1,8 км. Напротив, пакет GMS, скорее всего, имел плагиоклаз - богатый, бедный гранатом источник, который может быть смесью деплетированных мантийных и коровых материалов.
Два эпизода террейновой аккреции на ∼3.5 и 3.2 млрд лет соответствуют возрастам магматизма ТТГ. Этот тектонический режим сжатия и частичное плавление материала зеленокаменного типа предполагают, что базальтовые амфиболиты зеленокаменных толщ являются исходным материалом для свит ТТГ. Вероятные материнские породы для свиты GMS нелегко установить, но химический состав и значения εNd сиенита Боэсманскоп предполагают гибридный мантийно-коровый источник. Этот тип гибридного источника может также объяснить особенности монцогранитовых батолитов. Тесные ассоциации между сиенитами и монцогранитами обычны, особенно в посторогенных условиях растяжения / транстенсии. Хотя экстенсиональная активность не была зарегистрирована в Барбертоне, ~ 3,1 млрд лет. сдвиг активность есть. Посторогенное истончение коры могло бы объяснить образование крупных объемных монцогранитовых батолитов и пассивный характер динамики их внедрения ».[3]

Хуггеноегская формация Зеленокаменного пояса Барбертон

Существуют некоторые разногласия относительно происхождения и размещения архейских фельзический апартаменты. Согласно диссертации Лузада (2003): «Верхняя часть свиты Хуггеноэг.[4] характеризуется ультраосновной массивностью и подушка лава, а трондьемитский свита окремненных кислых интрузивно-полосчатых пород и осадочных пород. черт кровати. В пояс прорываются прожилки кислого, кремнистого и ультраосновного материала. В осадочная среда считается мелким мелким морем, в котором формация Хуггеноэг отложилась в западном блоке, листрическом разломе, синседиментарной обстановке ».[5]

Фельзитовые породы формации Хуггеноэг можно разделить на две группы: интрузивная группа взаимосвязанных и неглубоких интрузивных пород и порфировидный группа пород из жил. Лавы из верхней части фельзического отряда слишком изменены, чтобы быть отнесенными к одной из этих групп. Интрузивная группа связана с тоналит -трондьемит -гранодиорит ТТГ-люкс Штольцбургский плутон, которая вторглась вдоль южной окраины Зеленокаменного пояса Барбертона. Плавление амфиболит кварц эклогит было предложено в качестве вероятного источника этих2О3 кислые магмы. Ультрабазит Породы свиты Хуггеноэг, скорее всего, не были родительскими для кислых пород. Субдукция процессы, возможно, сыграли роль в образовании кислых пород, но тектоническая обстановка для ультраосновных пород остается неопределенной. Фельзитовые единицы формации Хуггеноэг очень похожи на единицы формации Панорама.[6] раннеархейского зеленокаменного пояса Коппин-Гэп Западной Австралии (см. Йилгарн Кратон ). Сходства в геологической обстановке, петрография, и геохимический (микроэлементы в частности) характеристики предполагают возможную генетическую связь между двумя формациями и поддерживают теорию о том, что объединенный континент Ваальбара существовало ~ 3,45 млрд лет.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Редкоземельные элементы с низким атомным номером Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm (Eu)
  2. ^ Редкоземельные элементы с высокими атомными номерами (Eu) Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
  3. ^ типичный диапазон от 700 ° C до 1300 ° C

Рекомендации

  1. ^ а б Норман Х. Сон; Дональд Р. Лоу (9 апреля 2014 г.). «Ученые реконструируют древнее воздействие, которое затмевает взрыв вымирания динозавров». Американский геофизический союз. Получено 22 апреля, 2019.
  2. ^ а б Westraat, J.D; Кистерс, А. Ф. М .; Poujo, M .; Стивенс, Г. (2005). «Поперечный сдвиг, гранитная обшивка и постепенное строительство табличного батолита Мпулузи 3,1 млрд лет, гранитно-зеленокаменный террейн Барбертон, Южная Африка». Журнал геологического общества. 162 (2): 373–388. Дои:10.1144/0016-764904-026.
  3. ^ Yearron, L .M .; Clemens, J.D .; Стивенс, G .; Анауссер, К. Р. (2003). «Геохимия и петрогенезис гранитоидов горной земли Барбертон, Южная Африка» (PDF). Рефераты по геофизическим исследованиям. 5 (02639).
  4. ^ Сандста, Н.Р., Б. Робинс, Х. Фурнес, и М. де Вит (2011) Происхождение крупных вариол в слоистой подушечной лаве из комплекса Хуггеног, пояс Барбертон Гринстоун, Южная Африка. Вклад в минералогию и петрологию. т. 162, нет. 2. С. 365–377.
  5. ^ Лузда, К. Л. (2003) «Магматическая эволюция верхних слоев формации Хуггеноэг ~ 3450 млн лет, зеленокаменный пояс Барбертон, кратон Каапваал, Южная Африка», Утрехтский университет: неопубликованная аннотация магистерского проекта.[нужен лучший источник ]
  6. ^ Retallack, G.J. (2018). «Самый старый из известных профилей палеопочв на Земле: формация Панорама 3,46 млрд лет, Западная Австралия». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. 489: 230–248. Bibcode:2018ППП ... 489..230р. Дои:10.1016 / j.palaeo.2017.10.013.