Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Западная Африка Кратон (WAC) является одним из пяти кратонов в докембрии подстилающей горной породы из Африки , которые составляют Африканскую плиту , остальные в кратона Калахари , Конго кратон , к югу от Сахары Metacraton и Танзания Кратон . [1] Сами кратоны тектонически неактивны, но могут встречаться вблизи активных окраин [2], при этом WAC простирается на 14 стран Западной Африки, объединившись в позднедокембрийскую и раннюю палеозойскую эпохи, чтобы сформировать Африканский континент. Он состоит из двух архейскихцентры расположены рядом с многочисленными палеопротерозойскими доменами, состоящими из зеленокаменных поясов , осадочных бассейнов , региональных гранитоидно- тоналит-трондьемит-гранодиоритовых плутонов (TTG) и крупных зон сдвига. Кратон перекрыт неопротерозойскими и более молодыми осадочными бассейнами. Границы WAC в основном определяются сочетанием геофизики и поверхностной геологии с дополнительными ограничениями, связанными с геохимией региона. [1] В свое время вулканическая активность вокруг краона кратона могла способствовать крупному событию глобального потепления. [3]

Местоположение и геология [ править ]

Западная Африка

Кратон, по-видимому, образовался в результате слияния трех архейских кратонов: 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 гор Малого Атласа в Марокко до Гвинейского залива и ограничен подвижными поясами гораздо более молодых пород на севере, востоке и западе. Самые старые породы были метаморфизированы 2,9–2,5 миллиарда лет назад. В Сахаре он в основном покрыт более поздними отложениями изФанерозойский эон. Далее к югу более молодые вулканические и осадочные породы выходят на поверхность в Гане , Кот-д'Ивуаре и Сьерра-Леоне , окруженные еще более молодыми отложениями, отложенными в докембрии . [5]

WAC состоит из двух отдельных регионов к северу и югу друг от друга; щит Reguibat и щит Man соответственно. Оба эти региона в основном сложены породами архейского или палеопротерозойского возраста [1] с западно- архейскими ядрами [2], а типы пород разделены основными зонами сдвига. [6] В складчатых поясах вокруг WAC были сложены и метаморфизованы во время Панафриканского и / или варисского orogenies. [7]

WAC лежит в основе современных стран Марокко , Алжира , Мавритании , Сенегала , Гамбии , Гвинеи-Бисау , Гвинеи , Мали , Буркина-Фасо , Сьерра-Леоне , Либерии , Кот-д'Ивуара , Ганы , Того и Бенина .

Метаморфизм и эволюция [ править ]

Метаморфическая летопись кратона характерна для тектоники плит палеопротерозоя . Окончательная эволюция области не была определена в результате противоречивой интерпретации взаимосвязи между низкосортными зеленокаменными поясами и высокосортными гнейсовыми террейнами, в которых преобладают свиты TTG . [8] Три основных, широко признанных тектонотермических события для WAC; далеонский и леонский орогенез от 3,5 до 2,9 млрд лет, либерийский орогенез от 2,9 до 2,8 млрд лет и эбернский орогенез 2,15–1,8 млрд лет . [6] Окончательный ответ имеет сильное значение для геодинамических процессов, контролирующих стабилизацию и созревание кратона послеАрхей - протерозой переход. Ограниченные геохронологические данные указывают на длительный период метаморфического наложения, продолжающийся примерно 70 миллионов лет, с поддержкой данных изохронного возраста Sm-Nd граната и всей породы и возраста кристаллизации U-Pb и Pb-Pb циркона, монацита и титанит. [8]

Взаимосвязи наложений в области указывают на то, что медная минерализация связана с первым событием деформации в WAC, при этом золотая минерализация происходит во время последующих деформационных событий за счет реактивации магматических и гидротермальных флюидов. [1]

Ограничения [ править ]

Метаморфические породы из WAC включают в себя, но не ограничиваются ими, высокосортных амфиболитовой фации амфиболитовой , гнейса , парагнейс сланцевых , известково-силикатных пород и мигматитов . Части региона также метаморфизованы к зеленосланцевой фации , [2] как правило , называется зеленокаменным поясом в архейском террейно. [9] Сроки фации ограничены U-Pb датированием на месте , а состав граната обеспечивает ограничения для постепенной эволюции голубого сланца -переход амфиболитовой фации . [8] Тектоническая среда ограничена сочетанием геофизики , геологии поверхности, геохимии и металлогенеза. [10]

Скитания [ править ]

Также: Биримиан
Примерное расположение мезопротерозойских (старше 1,3 млрд лет) кратонов в Южной Америке и Африке ( Сахарский метакратон не показан).

Земля сформировалась около 4,54 миллиарда лет назад. [11] По мере охлаждения литосфера , состоящая из коры и самой твердой верхней части мантии , затвердевала. Литосфера движется по астеносфере , которая также является твердой, но может течь как жидкость в геологических временных масштабах. Литосфера разбита на тектонические плиты , которые медленно движутся относительно друг друга со скоростью 50–100 мм в год, сталкиваются, объединяются в континенты , расщепляются и дрейфуют, 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 Родинию , суперконтинент . В то время Кратон Конго лежал к западу от Амазонского кратона , 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 разделилась на три континента: Прото-Лавразию , Кратон Конго и Прото-Гондвану . [14] Западноафриканский кратон мог затем объединиться с другими кратонами, чтобы сформировать Паннотию , гипотетический суперконтинент , существовавший от панафриканского горообразования около 600 миллионов лет назад до конца докембрия около 541 миллиона лет назад. [15] Позже он стал частью Гондваны , [16] а позже все еще частью Пангеи , суперконтинента.которые существовали в палеозойскую и мезозойскую 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]

Snowball Earth [ править ]

Основная статья: Snowball Earth
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 океанические гидротермальные источники . [18] В конце этого периода края Западноафриканского кратона стали очень активными, извергнув кольцо вулканов . Тепловая активность была вызвана чрезмерным теплом мантии, которое накапливалось ниже кратона, изолированного литосферой . Извержения вулканов создали парниковый эффектв массовом масштабе, таяние льда и выброс CO 2 в атмосферу. Климат быстро изменился на более теплый, чем сегодня, что привело к кембрийскому взрыву форм жизни. [3]

Особенности [ править ]

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 [ править ]

Атласские горы в Северной Африке.
Основная статья: Атласские горы

Ареал Малого Атласа сформировался около 300 миллионов лет назад, когда Еврамерика и Гондвана натолкнулись друг на друга во время аллегинского горообразования , процесса, который также сформировал Аппалачи в современной Северной Америке . Совсем недавно, в кайнозойскую эру от 66 миллионов до примерно 1,8 миллиона лет назад, горные цепи, которые сегодня составляют Атласские горы, были подняты вверх, когда европейская и африканская плиты столкнулись на южной оконечности Пиренейского полуострова . Эрозия уменьшила диапазон Малого Атласа, так что сегодня он ниже Высокого Атласадиапазон на север. [19] [20]

Бассейны Сахары [ править ]

К югу от гор Западноафриканский кратон является относительно плоским, в основном это пустыня или сухая саванна, за исключением районов около 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 [ править ]

Северный щит Регибат охватывает страны Алжира , Западной Сахары , Марокко и Мавритании . [1] Он содержит обнаженные палеопротерозойские единицы на востоке и архей на западе, включая кимберлиты [2], что делает его основным источником алмазов с месторождениями золота и меди , находящимися в подобласти щита ( палеопротерозойские йетти). [6] Он испытал по крайней мере одно крупное похолодание во время мезозоя и три незначительных похолодания из-запоздний меловой период до наших дней. Низкая температура термохронология данные указывают на то, что западная сторона щита имеет магматической дифференциации пост- триасовый термической истории, в значительной степени под контролем вертикальных движений земной коры и через захоронения эксгумации процессов. [7]

Man Shield [ править ]

Южный щит человека покрывает страны Кот-д'Ивуара , Мали , Буркина-Фасо , Гану , Сьерра-Леоне , Либерию и Гвинею . [1] В этом щите большая часть WAC состоит из палеопротерозойского биримского континента. [2] В Birimian единиц были первоначально получены в незрелой вулканической дуге обстановке, которая впоследствии была метаморфизованной во время из слоновой кости складчатости . Плохая обнаженность зеленокаменного поясав области ограничивает интерпретации широкого структурного контекста. Ограниченное обнажение зеленокаменного пояса указывает на крупное деформационное событие, связанное с интрузиями гранитоидов . [9]

На щите находятся месторождения золота мирового класса, важные концентрации железной руды и минерализация алюминиевой руды, свинцово-цинковой, марганцевой , фосфатной и урановой руды . Большинство образований золотых месторождений произошло во время эбернского горообразования , но ряд оставшихся золотых месторождений сформировались до этого горообразования в период формирования океанических дуг-задуговых бассейнов и эрозии в неопротерозое и меловом периоде . [6]

Горнодобывающая деятельность [ править ]

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

Кустарная добыча в кратоне восходит к началу 1960-х годов, когда в качестве индикатора золота использовались обломки кварцевых жил. [23] рассыпного золота в основном эксплуатируются Artisinal шахтеров, с другими видами депозитов добывается путем открытых карьеров или путем горных выработок ( горной поверхности или горной подповерхностного ). [6] В 1985 году в штате Буркина-Фасо была создана официальная структура, известная как Le Projet Orpaillage, для управления добычей и закупкой золота в регионе. Металлургические исследования отходов золотодобычи финансировались Программой развития Организации Объединенных Наций (ПРООН) иBureau de Recherches Géologiques et Minières (BUMIGEB). Обработка хвостов рудников, собранных из кустарного отработанного золота, была основной операцией, проводимой Compagnie d'Exploitation des Mines d'Or du Burkina (CEMOB), эксплуатирующей установку кучного выщелачивания, которая перерабатывала примерно 500 тонн отходов от золотодобычи в день. [23]

Горное дело в Сьерра-Леоне [ править ]

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. В одной только Сьерра-Леоне разработка карьеров и горнодобывающая промышленность обеспечивают средства к существованию более чем 250 тысячам человек, в которых занято примерно 15% ее населения, производя значительное количество материалов, чтобы считаться страной, богатой ресурсами. Разработка WAC может создать сильную экономику и государственную поддержку развития, способствуя сокращению бедности. [24]

См. Также [ править ]

  • Геология Ганы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Джессел М. В., Льежуа, JP. (2015). «100 лет исследований Западноафриканского кратона». Журнал африканских наук о Земле . 112 (B): 377–381. doi : 10.1016 / j.jafrearsci.2015.10.008
  2. ^ a b c d e Ennih N. & Liégeois JP. (2008). Границы Западноафриканского кратона . Геологическое общество, Лондон, специальные публикации. 297: 1–17. DOI : 10,1144 / SP297.1
  3. ^ a b 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 : 2002Geo .... 30..839D . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (2002) 030 <0839: MIBTWA> 2.0.CO; 2 .
  4. ^ GC Begg1, WL Griffin, LM Натапов, Сюзанн Y. O'Reilly, SP Гранд, CJ O'Neill, СОУ ГРОНСКИ, Ю. Poudjom Djomani, CJ Суэйн, Т. Deen и П. Боуден (2009). «Литосферная архитектура Африки: сейсмическая томография, петрология мантии и тектоническая эволюция» . Геосфера . 5 (1): 23–50. Bibcode : 2009Geosp ... 5 ... 23B . DOI : 10.1130 / GES00179.1 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Питер Эванс. «Африканская геология» . Fortune City. Архивировано из оригинала на 6 февраля 2009 года . Проверено 15 марта 2009 .
  6. ^ а б в г д Марквиц В., Хайн КАА, 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. ^ a b Гуиза М., Бертотти Г., Андриссен ПАМ (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. ^ a b c Блок С., Ганн Дж., Барату Л., Зе А., Парра-Авила Л.А., Джессел М., Айллерс 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. ^ a b Ганн Дж., Де Андраде В., Вайнберг Р.Ф., Видаль 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. ^ Джесселл МВт, Бегг ГЙ, Миллер МС (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 . Проверено 10 января 2006 .
  12. ^ Прочтите HH; Уотсон Джанет (1975). Введение в геологию . Нью-Йорк: Холстед. С. 13–15.
  13. ^ "Родиния" . Палеос (Тоби Уайт). Архивировано из оригинала на 2009-02-18 . Проверено 15 марта 2009 .
  14. ^ Торсвик, TH ; 2003 : Головоломка Родинии , Science 300 , стр. 1379-1381.
  15. ^ "Паннотия" . Палеос . Архивировано из оригинала на 2006-03-13 . Проверено 12 марта 2006 .
  16. ^ "Геофизическая компьютерная модель" . Университет Лидса . Проверено 21 октября 2008 года .
  17. ^ ТЕКТОНИКА и Кора Evolution, третье изд., 1989, С. Кента Конди, Пергамон Пресс
  18. ^ Kirschvink, JL (1992). "Позднее протерозойское 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 потенциального поля литосферы Атласа
  20. ^ http://einstein.uab.cat/c_geotectonica/WebAtlas/MaterialAtlas/Ayarzaetal2005.pdf [ постоянная мертвая ссылка ] Структура земной коры под центральными горами Высокого Атласа (Марокко) по геологическим и гравиметрическим данным , П. Аярза и др., 2005, Тектонофизика, 400, 67-84.
  21. ^ Райт, JB (1985). Геология и полезные ископаемые Западной Африки . Лондон: Аллен и Анвин. ISBN 978-0-04-556001-1.
  22. ^ Ягер и др. 2012, Минеральная промышленность Африки
  23. ^ a b Тшибубудзе 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 AB, Sasaki К., Томас М. О., Джаллох Y. (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 [ править ]

  • Насер Энних и Жан-Поль Льежуа (2008). «Границы Западноафриканского кратона с особым упором на основание марокканского метакратонного пояса Антиатласа» . Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 297 (1): 1.1–17. Bibcode : 2008GSLSP.297 .... 1E . DOI : 10.1144 / SP297.1 . Проверено 16 марта 2009 .