Западноафриканский кратон - West African Craton

В Западноафриканский кратон (WAC) - один из пяти кратоны из Докембрийский подвал из Африка которые составляют Африканская плита, остальные Кратон Калахари, Конго кратон, Сахарский метакратон и Танзания Кратон.[1] Сами кратоны тектонически неактивны, но могут встречаться вблизи активных окраин,[2] с WAC, охватывающим 14 стран Западной Африки, объединяясь в конце докембрия и начале Палеозойский эпох, чтобы сформировать африканский континент. Он состоит из двух Архейский Центры противопоставлены множеству Палеопротерозой домены из зеленокаменные пояса, осадочные бассейны, региональный гранитоид-тоналит-трондьемит-гранодиорит (ТТГ) плутоны и большие зоны сдвига. Кратон перекрыт Неопротерозойский и более молодые осадочные бассейны. Границы WAC преимущественно определяются комбинацией геофизика и геология поверхности, с дополнительными ограничениями из-за геохимия региона.[1] Когда-то вулканическая активность на краю кратона могла способствовать крупному событию глобального потепления.[3]

Расположение и геология

Западная Африка

Кратон, кажется, сформировался, когда три Архейский слились кратоны: Лео-Ман-Гана, Таудени и Регибат.
Первые два пристыковались около 2,1 млрд лет назад, а кратон Регибат пристыковался к кратону около 2 млрд лет назад. Корни объединенного кратона простираются на глубину более 300 км (190 миль) в субконтинентальной литосферной мантии. .[4] WAC простирается от Маленький Атлас горы Марокко к Гвинейский залив, и ограничен подвижными поясами гораздо более молодых пород на севере, востоке и западе. Самые старые скалы были превращенный 2,9–2,5 миллиарда лет назад. в Сахара в основном он покрыт более поздними отложениями из Фанерозой Eon. Южнее, моложе вулканический и осадочный скалы выходят на поверхность Гана, Кот-д'Ивуар, и Сьерра-Леоне, окруженный еще более молодыми отложениями, отложенными в Докембрийский.[5]

WAC состоит из двух отдельных регионов к северу и югу друг от друга; щит Регибат и Человек щит соответственно. Оба эти региона в основном состоят из скал, которые либо Архейский или же Палеопротерозой в возрасте,[1] с западным Архейский ядра[2], а типы пород разделены основными зонами сдвига.[6] Складчатые пояса, окружающие WAC, были свернуты и метаморфизированы во время Панафриканский и / или Варискан орогенез.[7]

WAC лежит в основе современных стран Марокко, Алжир, Мавритания, Сенегал, Гамбия, Гвинея-Бисау, Гвинея, Мали, Буркина-Фасо, Сьерра-Леоне, Либерия, Кот-д'Ивуар, Гана, Идти и Бенин.

Метаморфизм и эволюция

Метаморфическая летопись кратона характерна для Палеопротерозой тектоника плит. Окончательная эволюция области не была определена в результате противоречивой интерпретации взаимосвязи между низкоуровневыми зеленокаменные пояса и полноценный гнейсовидный террейны преобладают ТТГ апартаменты.[8] Три основных, широко признанных тектонотермических события для WAC; предлеонский и леонский орогенез от 3,5 до 2,9 млрд лет, либерийский орогенез от 2,9 до 2,8 млрд лет и орогенез от 2,15 до 1,8 млрд лет Eburnean орогенез.[6] Окончательный ответ сильно влияет на геодинамический процессы, контролирующие стабилизацию и созревание кратона после Архейский -Протерозойский переход. Ограниченные геохронологические данные указывают на длительный период метаморфического наложения, продолжающийся примерно 70 миллионов лет, при поддержке Sm-Nd данные изохронного возраста граната и всей породы и U-Pb и Pb-Pb Возраст кристаллизации циркона, монацита и титанита.[8]

Отношения наложения в этой области указывают на медь минерализация связан с первым деформационным событием в WAC, с золотым оруденением, происходящим во время последующих деформация события через реактивацию магматический и гидротермальный жидкости.[1]

Ограничения

В метаморфическая порода WAC включают, но не ограничиваются, высококачественные амфиболитовая фация амфиболит, гнейс, парагнейс сланец, известково-силикатная порода, и мигматиты. Некоторые части региона также были преобразованы в зеленосланцевые фации [2], обычно называемый зеленокаменный пояс в Архейский террейн.[9] Время появления фаций ограничено местными U-Pb знакомства, с составом граната, обеспечивающим ограничения для продвигать эволюция на синий сланец -амфиболитовая фация переход[8]. Тектоническая среда ограничена комбинацией геофизика, поверхностная геология, геохимия, и металлогенез.[10]

Странствия

Смотрите также: Биримиан
Примерное расположение Мезопротерозойский (старше 1,3 млрд лет) кратоны в Южной Америке и Африке ( Сахарский метакратон не показан).

Земля сформировалась около 4,54 миллиарда лет назад.[11] По мере охлаждения литосфера, состоящий из корка и жесткая верхняя часть мантия, затвердевает. Литосфера движется по астеносфера, который также является твердым, но может течь как жидкость в геологических временных масштабах. Литосфера разбита на тектонические плиты, которые медленно перемещаются относительно друг друга со скоростью 50–100 мм в год, сталкиваясь, объединяясь в континенты, расщепляясь и дрейфуя, образуя новые континентальные конфигурации.[12]

Трудно реконструировать ранние странствия Западноафриканского кратона, но примерно 1,13–1,071 миллиарда лет назад он, кажется, был одним из кратонов, которые собрались вместе, чтобы сформировать Родиния, а суперконтинент. В то время кратон Конго лежал к западу от Амазонский кратон, а Западноафриканский кратон лежал к югу, где оба были повернуты примерно на 180 ° и сохранили эту относительную конфигурацию.[13]

Около 750 миллионов лет назад Родиния нарезанный на три континента: Прото-Лавразия, то Конго кратон и Прото-Гондвана.[14] Затем Западноафриканский кратон мог объединиться с другими кратонами, образуя Паннотия гипотетический суперконтинент что существовало из Панафриканская орогенез около 600 миллионов лет назад до конца Докембрийский около 541 миллиона лет назад.[15] Позже он стал частью Гондвана,[16] а позже еще часть Пангея, то суперконтинент которые существовали во время Палеозой и Мезозойский эры примерно между 335–175 миллионами лет назад, до того, как Северная и Южная Америка отделились от Евразии и Африки, и континенты начали дрейфовать к нынешним конфигурациям.[17]

Снежок Земля

Основная статья: Снежок Земля
Вулканы, возможно, сыграли свою роль в прекращении глобального ледникового периода Snowball Earth.

Сторонники теории Земли-снежного кома утверждают, что примерно 650 миллионов лет назад Земля переживала чрезвычайно холодный период. Океаны замерзли на огромной глубине, а снежный покров отражал солнечное тепло сквозь безоблачное небо. Только простые формы жизни могли выжить в таких местах, как глубокие океаны. гидротермальные источники.[18] В конце этого периода окраины Западноафриканского кратона стали очень активными, подняв кольцо вулканы. Тепловая активность была вызвана чрезмерным мантия тепло, накопившееся под кратоном, изолированное литосфера. Вулканические извержения создали парниковый эффект в массовом масштабе, растапливая лед и выделяя CO2 в атмосферу. Климат быстро изменился на более теплый, чем сегодня, в результате чего Кембрийский взрыв форм жизни.[3]

Функции

Во время странствий, в разное время покрытых ледяными покровами, лесами, болотами или засушливой пустыней, поверхность Западноафриканского кратона подвергалась сильной эрозии льдом, водой и ветром. В большинстве мест первоначальные породы погребены намного ниже более поздних вулканических и осадочных отложений. Видимые черты обычно сравнительно недавнего происхождения.

Малый Атласский хребет и Атласские горы

Атласские горы в Северной Африке.
Основная статья: Атласские горы

В Маленький Атлас диапазон сформировался около 300 миллионов лет назад, когда Euramerica и Гондвана земля друг против друга во время Аллегенский орогенез, процесс, который также сформировал Аппалачи в настоящее время Северная Америка. Совсем недавно в Кайнозойский Эра от 66 миллионов до примерно 1,8 миллиона лет назад, горные цепи, которые сегодня составляют Атласские горы были подняты, когда европейская и африканская плиты столкнулись в южной части Пиренейский полуостров. Эрозия уменьшила Маленький Атлас диапазон, так что сегодня он ниже, чем Высокий Атлас диапазон на север.[19][20]

Бассейны Сахары

К югу от гор Западноафриканский кратон относительно плоский, в основном пустынный или засушливый. саванна кроме районов возле Атлантического океана или Гвинейского залива. Однако под поверхностью есть древние осадочные бассейны, такие как Бассейн Таудени которые могут содержать большие запасы нефти и газа.[21]

Регибатский щит

Северный щит Регибат охватывает страны Алжир, Западная Сахара , Марокко, и Мавритания.[1] Он содержит открытые Палеопротерозой единиц на восток, и Архейский на запад, в том числе кимберлиты[2] сделать его основным алмаз источник с золото и медь отложения, происходящие в подобласти щита (Палеопротерозой Йетти).[6] Во время эксплуатации на нем произошло как минимум одно крупное похолодание. Мезозойский и три незначительных похолодания от поздний меловой период по сей день. Низкая температура термохронология данные показывают, что на западной стороне щита имеется магматическая дифференциация почтовый-Триасовый термическая история, в значительной степени контролируемая вертикальными движениями земной коры посредством процессов захоронения и эксгумации.[7]

Человек Щит

Южный Человек щит охватывает страны Кот-д'Ивуар, Мали, Буркина-Фасо, Гана, Сьерра-Леоне, Либерия, и Гвинея.[1] В этом щите большая часть WAC состоит из Палеопротерозой Биримиан континент.[2] В Биримиан единицы были первоначально произведены в незрелом вулканическая дуга сеттинг, который позже претерпел метаморфозы во время Эбурна орогенез. Плохая экспозиция зеленокаменный пояс в области ограничивает интерпретации широкого структурного контекста. Ограниченный зеленокаменный пояс воздействие указывает на крупный деформация событие, связанное с гранитоид вторжения.[9]

На щите находятся месторождения золота мирового класса, что важно железная руда концентрации, а минерализация алюминиевой руды, свинцово-цинковой, марганец, фосфат, и уран. Большинство образований золотых месторождений произошло во время Эбурна орогенез, но ряд оставшихся месторождений золота образовался до этой орогении в период океанической дуги.задний дуговой бассейн формирование и эрозия вовремя Неопротерозойский и Меловой.[6]

Горнодобывающая деятельность

В пределах Западноафриканского кратона ведется большая горнодобывающая деятельность, охватывающая такие ресурсы, как золото, медь, кобальт, серебро, олово и цинк.[22]

Кустарная добыча активность в кратоне восходит к началу 1960-х годов, когда в качестве индикатора золота использовались обломки кварцевых жил.[23] Россыпное золото в основном разрабатывается кустарными горняками, а другие типы месторождений добываются карьер или путем выемки грунта (открытая разработка или же подземная разработка ).[6] В 1985 г. Буркина-Фасо создал официальную структуру, известную как Le Projet Orpaillage, для управления добычей и закупкой золота в регионе. Металлургический исследования по промывка золота брака финансировались Программа Развития ООН (ПРООН) и Bureau de Recherches Géologiques et Minières (БУМИГЕБ). Обработка хвостов шахт, собранных из кустарной добычи золота, была основной операцией, проводимой Compagnie d'Exploitation des Mines d'Or du Burkina (CEMOB). кучное выщелачивание завод, который перерабатывал около 500 тонн отходов золотодобычи в день.[23]

Горное дело в Сьерра-Леоне

В соответствии с Законом о полезных ископаемых в 1927 году началась организованная добыча полезных ископаемых, когда в 1930-х и 40-х годах были обнаружены значительные запасы полезных ископаемых, что привело к образованию рудников среднего и среднего размера; железная руда, два обширных россыпных месторождения золота, россыпное золото, аллювиальные алмазы и месторождения хромита. Разработка карьеров и горных работ обеспечивает средствами к существованию более 250 тысяч человек в Сьерра-Леоне одна, в которой занято около 15% населения, производя значительное количество материала, чтобы квалифицироваться как богатая ресурсами страна. Разработка WAC может создать сильную экономику и государственную поддержку развития, способствуя сокращению бедности.[24]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Джессел М.В., Льежуа Дж. П. (2015). «100 лет исследований Западноафриканского кратона». Журнал африканских наук о Земле. 112 (B): 377–381. Дои:10.1016 / j.jafrearsci.2015.10.008
  2. ^ а б c d е Энних Н. и Льежуа Дж. П. (2008). Границы Западноафриканского кратона. Геологическое общество, Лондон, специальные публикации. 297: 1–17. Дои:10.1144 / SP297.1
  3. ^ а б Доблас, Мигель; Лопес-Руис, Хосе; Себрия, Хосе-Мария; Юби, Насррддин; Дегроот, Эухенио (сентябрь 2002 г.). «Изоляция мантии под Западноафриканским кратоном во время перехода от докембрия к кембрию». Геология. 30 (9): 839. Bibcode:2002Гео .... 30..839D. Дои:10.1130 / 0091-7613 (2002) 030 <0839: MIBTWA> 2.0.CO; 2.
  4. ^ G.C. Begg1, W.L. Гриффин, Л.М. Натапов, Сюзанна Й. О'Рейли, С.П. Гранд, С.Дж. О'Нил, Дж.М.А. Хронски, Я. Поуджом Джомани, К.Дж. Суэйн, Т. Дин и П. Боуден (2009). «Литосферная архитектура Африки: сейсмическая томография, петрология мантии и тектоническая эволюция». Геосфера. 5 (1): 23–50. Bibcode:2009 Геос ... 5 ... 23B. Дои:10.1130 / GES00179.1.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Питер Эванс. «Африканская геология». Город Удачи. Архивировано из оригинал 6 февраля 2009 г.. Получено 2009-03-15.
  6. ^ а б c d е Марквиц В., Хайн К.А.А., Джессел М.В., Миллер Дж. (2016). Металлогенический портфель Западноафриканского кратона. Обзоры рудной геологии. 78: 558-563. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.10.024
  7. ^ а б Гуиза М., Бертотти Г., Андриссен П.А.М. (2018). Мезозойская и кайнозойская термическая история Западного Регибатского щита (Западноафриканский кратон). Terra Nova. 30 (2): 135-145. https://doi.org/10.1111/ter.12318
  8. ^ а б c Блок С., Ганн Дж., Барату Л., Зех А., Парра-Авила Л.А., Джессел М., Айллерес Л., Сибеналлер Л. (2015). Петрологические и геохронологические ограничения на эксгумацию нижней коры во время палеопротерозойского (эбернского) орогенеза, северо-запад Ганы, Западноафриканский кратон. Журнал метаморфической геологии. 33: 463-494. https://doi.org/10.1111/jmg.12129
  9. ^ а б Ганн Дж., Де Андраде В., Вайнберг Р.Ф., Видал О., Дубак Б., Кагамбега Н., Наба С., Барату Л., Джессел М., Аллибон Дж. (2011). Сохранившаяся субдукция плит в палеопротерозое Западноафриканского кратона в современном стиле. Природа: Науки о Земле. 5: 60-65. https://doi.org/10.1038/ngeo1321
  10. ^ Джессел М.В., Бегг Г.С., Миллер М.С. (2016). Геофизические признаки Западноафриканского кратона. Докембрийские исследования. 274: 3-24. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2015.08.010
  11. ^ «Возраст Земли». Геологическая служба США. 1997 г.. Получено 2006-01-10.
  12. ^ Прочтите HH; Уотсон Джанет (1975). Введение в геологию. Нью-Йорк: Холстед. С. 13–15.
  13. ^ "Родиния". Палеос (Тоби Уайт). Архивировано из оригинал на 2009-02-18. Получено 2009-03-15.
  14. ^ Торсвик, Т.; 2003: Пазл Родиния, Наука 300, стр. 1379-1381.
  15. ^ "Паннотия". Палеос. Архивировано из оригинал на 2006-03-13. Получено 2006-03-12.
  16. ^ «Геофизическая компьютерная модель». Университет Лидса. Получено 21 октября 2008.
  17. ^ Тектоника плит и эволюция земной коры, Третье изд., 1989, Кент К. Конди, Pergamon Press.
  18. ^ Киршвинк, J.L. (1992). "Позднепротерозойское низкоширотное глобальное оледенение: Земля снежного кома" (PDF). В Schopf, JW; Кляйн, К. (ред.). Протерозойская биосфера: мультидисциплинарное исследование. Издательство Кембриджского университета, Кембридж. С. 51–52.
  19. ^ http://einstein.uab.cat/c_geotectonica/WebAtlas/AtlasLitho.htm[постоянная мертвая ссылка ] Моделирование потенциальных полей Атласа литосфера
  20. ^ http://einstein.uab.cat/c_geotectonica/WebAtlas/MaterialAtlas/Ayarzaetal2005.pdf[постоянная мертвая ссылка ] Строение земной коры под центральными горами Высокого Атласа (Марокко) по геологическим и гравиметрическим данным, П. Айярза и др., 2005, Тектонофизика, 400, 67-84
  21. ^ Райт, Дж. Б. (1985). Геология и минеральные ресурсы Западной Африки. Лондон: Аллен и Анвин. ISBN  978-0-04-556001-1.
  22. ^ Ягер и др. 2012, Минеральная промышленность Африки
  23. ^ а б Чибубудзе А., Хейн К. (2016). Золотая минерализация на золотом месторождении Эссакане в Буркина-Фасо, Западноафриканский кратон. Обзоры рудной геологии. 78: 652-659. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.10.030
  24. ^ Джаллох А.Б., Сасаки К., Томас М.О., Джаллох Ю. (2013). Геология, минеральные ресурсы Сьерра-Леоне и способы их использования для развития нации. Процедуры Науки о Земле и планетах. 6: 131-138 https://doi.org/10.1016/j.proeps.2013.01.018

дальнейшее чтение