Тектоническая эволюция зеленокаменного пояса Барбертона - Tectonic evolution of the Barberton greenstone belt - Wikipedia
В Зеленокаменный пояс Барбертона (BGB) находится в Капваальский кратон Юго-Восточной Африки. Он характеризует один из наиболее хорошо сохранившихся и старейших произведений искусства. Континентальный разлом сегодня из-за наличия горных пород в Гранит-Гринстоуне Барбертон (3.55–3.22Ga ). BGB представляет собой небольшую группу вулканических и осадочных пород в форме острия, окруженную со всех сторон гранитоид плутоны возраст от> 3547 до <3225Ма.[1] Он широко известен как типовая местность ультраосновной, экструзивная вулканическая порода, коматиите. Пояса Greenstone геологические регионы обычно состоят из мафический к ультраосновным вулканическим толщам, которые подверглись метаморфизм. Эти ремни связаны с осадочные породы что происходит в Архейский и Протерозойский кратоны между гранитными телами. Их название происходит от зеленого оттенка, который происходит от метаморфических минералов, связанных с основными породами. Предполагается, что эти регионы сформировались в древние времена. океанические центры распространения и островные дуги.[2] Проще говоря, зеленокаменные пояса описываются как превращенный вулканические пояса. Являясь одной из немногих наиболее хорошо сохранившихся частей архейской коры, с Архейские кислые вулканические породы, БГБ хорошо изучен. Он предоставляет современные геологические свидетельства существования Земли в период архея (до 3,0 млрд лет назад). Несмотря на то, что BGB является хорошо изученной территорией, его тектоническая эволюция была причиной многих споров.
Общая геология БГБ
BGB содержится в части более крупной системы, называемой Barberton Granite Greenstone Terrain (BGGT), которая включает в себя два основных компонента; то супракрустальный последовательность, которая определяет часть BGB, и навязчивые единицы более глубокого уровня, которые окружают BGB. Основные типы пород, обнаруженные в пределах BGB, относятся к вулканитам от основного до ультраосновного. осадочный, и мелкий интрузивные породы покрыт тонкой осадочной фанерой. Более глубокий навязчивый плутон единицы купол находятся под зеленокаменным поясом и делятся на две основные группы: группа ТТГ, (тоналит-трондьемит-гранодиорит ) который состоит из плагиоклаз доминирующий полевой шпат минералы и группа GMS (гранит -монцонит -сиенит ), в котором щелочные полевые шпаты являются доминирующим минеральным составом.[3] До 3,2 млрд лет назад извержения основных и ультраосновных вулканитов сформировали мощные толщи. После образования мощных вулканических слоев происходило циклическое отложение вулканических и осадочных пород. Затем при внедрении плутонических тел ТТГ началось формирование куполо-килевых структур. Вулканические слои деформировались в синклинали и купол вроде тел ТТГ создал антиклинали который сегодня представлен в BGB.[4]
Стратиграфия
BGB состоит из отложений местного происхождения и химических отложений, но в основном состоит из TTG и зеленых камней, как кратко обсуждалось выше.[5] Для разделения BGB используются три основных литостратиграфических единицы. База содержит Onverwacht, за которым следует Смоковница, и самый верхний Муди Группы.[5] Группа Онвервахт состоит в основном из основных и ультраосновных вулканических пород. Тонкие прослои осадочных отложений, которые имеют окремненный в нечистый черт отмечать разрывы, возникшие в результате извержения. Возраст этой группы колеблется от> 3547 до ~ 3260 млн лет, а ее мощность превышает 10 км. Группа фигового дерева образовалась между ~ 3260 и 3225 млн лет назад. Он определен как переходная единица переслаивающихся вулканических пород. Clasts и отложения наземного происхождения, которые были размыты подстилающей толщей зеленокаменных пород. Группа Moodies после 3225 млн лет назад представляет собой комбинацию песчаник и конгломерат происходит из-за эрозии нижележащей зеленокаменной толщи и поднятых плутонических пород.[3]
Структура
Структурный образец в регионе показывает серию антиклиналей и синклиналей, которые спускаются к сердцевине пояса. Синклинали являются доминирующей складчатой структурой в регионе. Однако есть главная антиклиналь, называемая антиклиналью Онвервахт, расположенная в центральной части BGB.[6] Гранитно-зеленокаменные территории характеризуются широкими куполообразными телами ТТГ, лежащими под плотными синклинальными слоями. базальты и коматииты. Эта обычная структура, связанная с зеленокаменными поясами, называется «куполо-килевой» структурой (показано справа). Формирование этой конкретной структуры еще полностью не изучено, но существует множество моделей, которые пытаются объяснить это, а также общую эволюцию зеленокаменного пояса.[7]
Модели
Тектоническая эволюция BGB является частым источником противоречий в научном сообществе. Поскольку это хорошо сохранившийся кусок старой континентальной коры, наблюдаемые кинематика, структура и минералогия в пределах BGB хорошо изучены. Хотя местность хорошо изучена, понимание того, как возникли эти структуры, все еще остается неопределенным. Многочисленные модели, основанные на геологическое моделирование, были созданы в попытке собрать воедино обширную тектоническую эволюцию BGB. Следующие разделы представляют собой ограниченное представление текущих моделей, которые предоставляют возможные объяснения формирования BGB.
Аккреция
Эта модель функционирует в предположении, что Архейский тектоника была похожа на сегодняшнюю тектоника плит. Он утверждает, что BGB является результатом нескольких событий с участием субдукция -подобная среда, за которой следуют дуговые процессы, вызывающие дугу слияние. В этой настройке местности сходиться на неподвижный кратон и отражают последовательное наложение. Этот нарастание -подобный конвергентный процесс предположительно произошел ~ 3,23 млрд лет.[8] Некоторые интерпретации этой модели предполагают наличие океанической коры, образовавшейся в результате субдукционной аккреции коры в условиях столкновения дуги.[9] Другие интерпретации, включающие аккрецию, представляют тектоническое слияние и наложение швов из ранее существовавших тел, чтобы сформировать более крупный континентальный блок.[3]
Конвективный переворот
Также называется «вертикальной тектоникой», потому что конструкции перемещаются вертикально из-за нестабильности под действием силы тяжести. Деформация, происходящая внутри зеленокаменных поясов, представляет собой куполо-килевую структуру или подъем диапировых плутонов. Эта модель объясняет куполо-килевую структуру зеленокаменных поясов. Когда плотная базальтовая лава извергается поверх пластичных, менее плотных ТТГ, они становятся отягощенными. перегружать и выжать из областей с меньшим стрессом.[7] Частичный конвективный переворот - это связанная идея, утверждающая, что толстый, плотный, прохладный зеленый каменный покров в верхней коре действует как изолятор для лежащей под ней горячей гранитной средней коры. Ранее метаморфизованный плотный амфиболиты в основании вышележащего зеленокаменного слоя погрузился в частично расплавленную среднюю гранитную кору. Эти опадающие зеленокаменные породы заставляли гранитные частичные плавления вбок и вверх, размещая их по краям пояса, а затем складывая их. Покрытие из зеленого камня позволяет гранитному слою восстанавливаться и формировать купольную структуру. Это двухэтапное событие датируется 3,26–3,22 млрд лет.[10]
Важность
BGB предоставляет территорию, содержащую одни из самых старых известных горных пород, доступных для изучения. Важность этой геологической обстановки заключается в способности изучать и лучше понимать геологическую историю. Использование информации из этой области предоставило прямые геологические свидетельства о природе и эволюции Земли до 3,0 млрд лет назад. Свидетельства ранней коры, химия океана, биота и атмосфера могут быть получены из BGB.[3] Несмотря на большое количество и вариативность объяснений моделей, они необходимы для развития научного понимания.
Рекомендации
- ^ de Wit, Maarten J .; Льюис Д. Эшвал (1997). Пояса Greenstone. Кларендон Пресс.
- ^ "Геология: Зеленокаменные пояса". Получено 11 ноября 2013.
- ^ а б c d Лоу, Р. Дэвид; Гэри Р. Байерли (2007). «Обзор геологии зеленокаменного пояса Барбертона и его окрестностей: последствия для раннего развития земной коры». Развитие докембрийской геологии. 15.
- ^ Мур, Уильям Б .; А. Александр Г. Уэбб (26 сентября 2013 г.). «Тепловая трубка Земля». Природа. 501: 501–5. Bibcode:2013Натура.501..501M. Дои:10.1038 / природа12473. PMID 24067709.
- ^ а б Лоу, Дэвид Р .; Гэри Р. Байерли (1999). «Стратиграфия западно-центральной части Зеленокаменного пояса Барбертона, Южная Африка». Специальный доклад Геологического общества Америки. 329.
- ^ Лоу, Дэвид Р .; Гэри Р. Байерли (январь – февраль 2007 г.). «Железокаменные тела зеленокаменного пояса Барбертона, Южная Африка: продукты кайнозойской гидрологической системы, а не архейские гидротермальные жерла!». Бюллетень GSA. 119: 65–87. Дои:10.1130 / b25997.1.
- ^ а б Бедард, Жан Х .; Лял Б. Харрис; Филлипс К. Терстон (2013). «Охота на snArc». Докембрийские исследования. 229: 20–48. Дои:10.1016 / j.precamres.2012.04.001.
- ^ de Ronde, Cornel E.J .; Маартен Дж. Де Вит (август 1994 г.). «Тектоническая история зеленокаменного пояса Барбертона, Южная Африка: 490 миллионов лет эволюции архейской коры». Тектоника. 13: 983–1005. Bibcode:1994Tecto..13..983R. Дои:10.1029 / 94tc00353.
- ^ de Wit, M.J .; и другие. (1992). «Формирование архейского континента». Природа. 357 (6379): 553–562. Дои:10.1038 / 357553a0.
- ^ Ван Кранендонк, Мартин Дж. (2011). «Холодные капельки зеленокаменного камня и роль частичного конвективного переворота в эволюции зеленокаменного пояса Барбертона». Журнал африканских наук о Земле. 60: 346–352. Bibcode:2011JAfES..60..346V. Дои:10.1016 / j.jafrearsci.2011.03.012.