Barberton Greenstone пояс , также известный как Makhonjwa гор , расположен на восточной окраине Kaapvaal кратона в Южной Африке . Он известен своей золотой минерализацией и коматиитами , необычным типом ультраосновных вулканических пород, названным в честь реки Комати, протекающей через пояс. Некоторые из самых старых обнаженных горных пород на Земле (более 3,6 млрд лет) расположены в Зеленокаменном поясе Барбертона в областях Свазиленд-Барбертон, и они содержат одни из самых старых следов жизни на Земле. Только камни, обнаруженные в зеленокаменном поясе Исуа в Западной Гренландии , старше.
История и описание
В апреле 2014 года ученые сообщили об обнаружении свидетельств крупнейшего на сегодняшний день столкновения с земным метеором вблизи Зеленокаменного пояса Барбертона. Они оценили влияние произошел около 3,26 млрд лет назад (во время палеоархей эпохи в архее эона в докембрии supereon ) и ударник был приблизительно 37 до 58 км ( от 23 до 36 миль) в ширину, примерно в пять раз больше , чем ударника ответственном для кратера Чиксулуб на полуострове Юкатан , который был размером примерно с Эверест . [1] По оценкам, гигантский ударный элемент столкнулся с Землей на скорости 20 километров в секунду (12 миль / с), высвободив огромное количество энергии и вызвав землетрясения магнитудой 10,8 по всей планете, а также вызвав тысячи мегатсунами. метров высотой. Кратер от этого события, если он все еще существует, пока не обнаружен. [1]
Пояс Барбертона Гринстоун 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 были заложены в течение 500 миллионов лет и могут быть разделены на две группы: трондьемит-гранодиорят (ТТГ) люкс (внедрившийся около 3,5-3,2 Га), а гранит- monzogranite - сиенит гранит (ГМС) люкс (внедрившегося около 3,2-3,1 Га). Свиты GMS встречаются на больших участках кратона Каапваал, и их внедрение совпадает с первой стабилизацией центральных частей кратона. «Свита GMS в гранитно-зеленокаменном террейне Барбертон демонстрирует очень разные внутренние и внешние характеристики от более ранней свиты TTG. Отдельные плутоны могут занимать несколько тысяч квадратных километров, и эти составные гранитоидные тела традиционно называются батолитами, ссылаясь на их состав и структурно неоднородная природа и огромная площадь. По большей части плутоны кажутся недеформированными ». [2]
Район Барбертон претерпел два тектонических эпизода террейновой аккреции примерно через 3,5 и 3,2 млрд лет. Ранние стадии развития щита обнажены в горах Барбертон, где формирование континента впервые произошло в результате магматической аккреции и тектонического слияния небольших протоконтинентальных блоков. На этом участке обнаружено несколько небольших диахронных блоков (3,6–3,2 млрд лет). 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 аккрецировалась на северной и западной окраинах развивающегося щита Каапваал. Предполагается, что архейские зеленокаменные пояса образовались из океанической коры пассивной окраины, которая стала частью обширной субдукционно-подрезанной окраины. Считается, что интрузии TTG были сформированы постсубдукционным магматизмом, когда субдукция была остановлена, возможно, в результате прибытия микрократона .
3,1 Ga Mpuluzi батолит в Barberton гранит-гнейсового террейна состоит из гранита листов. Структурно более высокие части подстилаются анастомозирующей сетью круто падающих, в разной степени деформированных даек и пластов . Согласно исследованию, проведенному Westraat et al. (2005): «Множественные интрузивные взаимосвязи и геохронологические данные свидетельствуют о том, что образование гранитных листов и сборка плутона происходили в течение 3–13 миллионов лет. Пространственная и временная взаимосвязь между деформацией и внедрением магмы отражает эпизоды постепенного расширения, связанного с деформацией. вдоль ограничивающих зон сдвига и гранитного покрытия.Переход к преимущественно субгоризонтальным гранитным листам на более высоких структурных уровнях табличного батолита Мпулузи указывает на внедрение гранитов во время субгоризонтального регионального сокращения, где переориентация минимального нормального напряжения на вертикальные положения на неглубокие уровни заложения позволили осуществить 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. Люкс ТТГА (внедрившийся около 3,5-3,2 Га) содержит тоналиты , Трондьемит и гранодиориты ; и свита ГМС (заложен примерно 3,2–3,1 млрд лет) включает граниты , монцограниты и небольшой сиенит- гранитный комплекс.
Согласно исследованию Yearron et al. (2003):
- «ТТГ обычно представляют собой металлизированные граниты I-типа с низким и средним содержанием K. Их нормированные на хондриты структуры REE показывают две тенденции. Большинство плутонов обогащены LREE [a], обеднены HREE [b] и с небольшими или аномалий европия нет, в то время как плутоны Стейнсдорп и Дорнхук относительно недеплетены тяжелыми РЗЭ со значительными аномалиями европия. Анализ изотопов неодима показывает, что TTG 3,4 млрд лет имеют положительные значения εNd (от 0 до +3,7), что указывает на источники деплетированной мантии, аналогичные древнейшие образования зеленокаменного пояса (Онвервахт). Напротив, TTG 3,2 млрд лет имеют отрицательный 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 (участки Далмейнанда в Херенвене) обогащены легкими РЗЭ, обеднены тяжелыми РЗЭ и не имеют аномалий европия, тогда как породы с высоким содержанием калия (Херенвен, Мпулузи и Боэсманскоп) относительно обогащены тяжелыми РЗЭ с отрицательными аномалиями европия. . Положительные и отрицательные значения εNd (от -4,4 до +4,8) для сиенита 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 тяжелые РЗЭ и Eu легко встраиваются в гранат и плагиоклаз , соответственно, их обеднение предполагает присутствие этих минералов в рестите . Поэтому для свиты ТТГ мы предлагаем богатый гранатом амфиболитовый или эклогитовый истощенный мантийный источник на глубине> 40 км. Это было подтверждено экспериментальными работами, ограничивающими стабильность граната в составе трондьемита и при магматических температурах [c] до давления 15,24 ± 0,5 кбар, соответствующего глубине 54,9 ± 1,8 км. Напротив, свита GMS, скорее всего, имела богатый плагиоклазом, 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 позволяют предположить, что базальтовые амфиболиты зеленокаменных толщ являются исходным материалом для свит ТТГ. Вероятные материнские породы для свиты GMS нелегко определить, но химический состав и значения εNd сиенита Boesmanskop 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 экстенсиональное деятельность не было документировано в Barberton, ~3.1 Ga сдвиговой активность имеет. 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 фельзических свит. Согласно диссертации Лузада (2003): «Верхняя часть формации Хуггеноэг [4] характеризуется ультраосновными массивными и подушечными лавами , трондьемитовой свитой окварцеванных кислых интрузивных и полосчатых пород и осадочными кремневыми пластами. Жилы кислых пород . , кремни и ультраосновной материал вторгаются в пояс. Среда осадконакопления, как полагают, представляет собой мелководное мелководье, в котором формация Хуггеноэг отложилась на западном блоке, в синседиментационной обстановке с листрическими разломами ". [5]
Фельзитовые породы формации Хуггеноэг можно разделить на две группы: интрузивную группу взаимосвязанных и мелководных интрузивных пород и порфировую группу пород из жил. Лавы из верхней части фельзического отряда слишком изменены, чтобы быть отнесенными к одной из этих групп. Навязчивая группа связана с тоналитом - трондьемит - гранодиорит TTG-люкс Stolzburg Плутон , которая внедрилась вдоль южного края Greenstone пояса Барбертона. Предполагается, что плавление амфиболитового кварцевого эклогита является вероятным источником этих кислых магм с высоким содержанием Al 2 O 3 . Ультраосновные породы свиты Hooggenoeg, скорее всего , не родительские для фельзитовых пород. Процессы субдукции, 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 в Западной Австралии (см. Кратон Йилгарн ). Сходства в геологической обстановке, петрографии и геохимических характеристиках ( в частности, микроэлементы ) предполагают возможную генетическую связь между двумя формациями и подтверждают теорию о существовании объединенного континента Ваалбара ~ 3,45 млрд лет.
Смотрите также
- Кратер Чиксулуб
- Список ударных кратеров на Земле
- Список возможных ударных структур на Земле
Заметки
- ^ Редкоземельные элементы с низким атомным номером Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm (Eu)
- ^ Высокие атомные пронумерованные редкоземельные элементы (Eu) Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
- ^ типичный диапазон от 700 ° C до 1300 ° C
Рекомендации
- ^ а б Норман Х. Сон; Дональд Р. Лоу (9 апреля 2014 г.). «Ученые реконструируют древнее воздействие, которое затмевает взрыв вымирания динозавров» . Американский геофизический союз . Проверено 22 апреля 2019 года .
- ^ а б Westraat, J.D; Кистерс, AFM; Poujo, M .; Стивенс, Г. (2005). «Поперечные сдвиги, 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. DOI : 10.1144 / 0016-764904-026 .
- ^ Yearron, L .M .; Клеменс, JD; Стивенс, G .; Anhaeusser, CR (2003). «Геохимия и петрогенезис гранитоидов Барбертон Маунтин Лэнд, Южная Африка» (PDF) . Аннотации геофизических исследований . 5 (02639).
- ^ Sandsta, NR; Робинс, В .; Furnes, H .; де Вит, М. (2011). «Происхождение крупных вариол в слоистой подушечной лаве из комплекса Хуггеноэг, пояс Барбертон Гринстоун, Южная Африка» . Вклад в минералогию и петрологию . 162 (2): 365–377. DOI : 10.1007 / s00410-010-0601-4 .
- ^ Louzada, KL (2003) "Магматическое эволюция верхней ~ 3450 Ма Hooggenoeg свиты, Barberton зеленокаменный пояс, Kaapvaal Кратон, Южная Африка" , Университет Утрехта: неопубликованные MSc проект Тез. [ нужен лучший источник ]
- ^ Реталлак, GJ (2018). «Самый старый из известных профилей палеопочв на Земле: формация Панорама 3,46 млрд лет, Западная Австралия». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 489 : 230–248. Bibcode : 2018PPP ... 489..230R . DOI : 10.1016 / j.palaeo.2017.10.013 .