El cinturón de piedra verde de Barberton , también conocido como las montañas Makhonjwa , está situado en el extremo este de Kaapvaal Craton en Sudáfrica . Es conocido por su mineralización de oro y por sus komatiitas , un tipo inusual de roca volcánica ultramáfica que lleva el nombre del río Komati que fluye a través del cinturón. Algunas de las rocas más antiguas expuestas en la Tierra (superior a 3,6 Ga) están situados en el Barberton Greenstone Belt de las áreas Swazilandia-Barberton y estos contienen algunos de los más antiguos vestigios de la vida en la Tierra. Solo las rocas que se encuentran en el Isua Greenstone Belt del oeste de Groenlandia son más antiguas.
Historia y descripcion
En abril de 2014, los científicos informaron haber encontrado evidencia del mayor evento de impacto de meteorito terrestre hasta la fecha cerca del cinturón de Barberton Greenstone. Estimaron que el impacto ocurrió hace unos 3.260 millones de años (durante la era Paleoarcaica del eón Arcaico del superón precámbrico ) y que el impactador tenía aproximadamente 37 a 58 kilómetros (23 a 36 millas) de ancho, aproximadamente cinco veces más grande que el impactador responsable. para el cráter Chicxulub en la Península de Yucatán , que tenía aproximadamente el tamaño del Monte Everest . [1] Se estima que el gigantesco impactador chocó con la Tierra a una velocidad de 20 kilómetros por segundo (12 mi / s), liberando una enorme cantidad de energía y provocando terremotos de magnitud 10,8 en todo el planeta, además de generar miles de megatsunamis. de metros de altura. El cráter de este evento, si aún existe, aún no se ha encontrado. [1]
El cinturón de Barberton Greenstone consiste en una secuencia de lavas máficas a ultramáficas y rocas metasedimentarias emplazadas y depositadas entre 3,5 y 3,2 Ga. Las rocas granitoides se emplazaron durante un período de 500 millones de años y se pueden dividir en dos conjuntos: La tonalita- trondhjemita-granodiorita (TTG) Suite (emplazadas aproximadamente 3.5 a 3.2 Ga), y la granito- monzogranito - sienita de granito (GMS) Suite (emplazadas aproximadamente 3.2 a 3.1 Ga). La suite GMS se encuentra en grandes partes del Kaapvaal Craton y su ubicación coincide con la primera estabilización de las partes centrales del cratón. "La suite GMS en el terreno de granito-piedra verde de Barberton muestra características internas y externas muy diferentes de la suite TTG anterior. Los plutones individuales pueden cubrir varios miles de kilómetros cuadrados y estos cuerpos granitoides compuestos se han denominado tradicionalmente batolitos, aludiendo a su composición y textura heterogénea y enorme extensión de área. En su mayor parte, los plutones parecen no deformados ". [2]
El área de Barberton experimentó dos episodios tectónicos de acreción del terreno en aproximadamente 3.5 y 3.2 Ga. Las primeras etapas del desarrollo del escudo están expuestas en las montañas Barberton, donde la formación del continente tuvo lugar por primera vez por acreción magmática y amalgama tectónica de pequeños bloques protocontinentales . En la zona se han encontrado varios bloques diacrónicos pequeños (3,6–3,2 Ga). Aparentemente, cada bloque representa un ciclo de magmatismo y sedimentación relacionados con el arco. La formación Hooggenoeg del cinturón de piedra verde de Barberton está fechada en 3.45 Ga. Y evolucionó a través del magmatismo. Esta fase de desarrollo de la corteza fue seguida por un período de magmatismo cratónico mesoarcaico (3,1-3,0 Ga) y está marcada por la formación de un gran arco juvenil en forma de media luna que se acumuló en los márgenes norte y oeste del escudo Kaapvaal en evolución. Arqueanos cinturones de piedra verde son la hipótesis de que se han formado a partir de margen pasivo corteza oceánica que se convirtió en parte de un amplio margen de subducción rebajada. Se cree que las intrusiones TTG se formaron por magmatismo posterior a la subducción cuando se detuvo la subducción, quizás por la llegada de una microcronación .
El batolito de 3,1 Ga Mpuluzi en el terreno de granito-gneis de Barberton está formado por láminas de granito. Las partes estructuralmente más altas están sustentadas por una red de anastomosis de diques y láminas muy inclinados y deformados de forma variable . Según un estudio realizado por Westraat et al. (2005): "Múltiples relaciones intrusivas y evidencia geocronológica sugieren que las láminas de granito y el ensamblaje del plutón ocurrieron durante un período de 3 a 13 millones de años. La relación espacial y temporal entre la deformación y el emplazamiento del magma refleja episodios de dilatación incremental relacionados con la deformación a lo largo de las zonas de cizallamiento limítrofes y láminas de granito. La transición a las láminas de granito principalmente subhorizontales en los niveles estructurales más altos del batolito tabular de Mpuluzi indica la intrusión de los granitos durante el acortamiento regional subhorizontal, donde la reorientación de la tensión normal mínima a actitudes verticales en el los niveles de emplazamiento poco profundos permitieron la dilatación vertical y el emplazamiento subhorizontal de las láminas de granito ". [2]
Suites de Barberton Greenstone Belt TTG y GMS
La montaña Barberton es un terreno de piedra verde de granito pre-3.0 Ga bien conservado. El cinturón de piedra verde consiste en una secuencia de lavas máficas a ultramáficas y rocas metasedimentarias emplazadas y depositadas entre 3,5 y 3,2 Ga. Las rocas granitoides se emplazaron durante un período de tiempo de 500 millones de años y se pueden dividir en dos conjuntos. La suite TTG (emplazada aproximadamente entre 3,5 y 3,2 Ga) contiene tonalitas , trondhjemitas y granodioritas ; y la suite GMS (emplazada aproximadamente entre 3,2 y 3,1 Ga) incluye granitos , monzogranitos y un pequeño complejo de sienita- granito.
Según un estudio de Yearron et al. (2003):
- "Los TTG son típicamente granitos de tipo I metaluminosos de bajo a medio K, sus patrones REE normalizados con condrita muestran dos tendencias. La mayoría de los plutones están enriquecidos con LREE [a] , HREE [b] empobrecidos y con no hay anomalías de Eu, mientras que los plutones de Steynsdorp y Doornhoek están relativamente sin completar HREE con anomalías significativas de Eu. Los análisis de isótopos de Nd muestran que los 3.4 Ga TTG tienen valores de εNd positivos (0 a +3.7), indicativos de fuentes de manto empobrecido, similar al las formaciones más antiguas del cinturón de piedra verde (el Onverwacht) .En contraste, los TTG de 3,2 Ga tienen εNd negativo, lo que sugiere una entrada de la corteza o del manto enriquecido en los magmas.
- Los plutones de granito extensos de un episodio magmático posterior están asociados con la intrusión de grandes cantidades de suites GMS de granodiorita-monzogranito-sienita. Las rocas GMS son rocas tipo I metaluminosas de K medio y alto. Muestran dos patrones REE dominantes. Las rocas GMS de K medio (las porciones de Dalmeinand de Heerenveen) están enriquecidas con LREE, están empobrecidas en HREE y no tienen anomalías de Eu, mientras que las GMS de K alto (Heerenveen, Mpuluzi y Boesmanskop) están relativamente enriquecidas con HREE con anomalías de Eu negativas . Los valores de εNd positivos y negativos (-4,4 a +4,8) para la Syenita de Boesmanskop sugieren firmas de manto empobrecido y cristal. Los patrones εNd y REE, en particular, brindan información sobre las composiciones de posibles rocas generadoras y restos para las suites TTG y GMS.
- Dado que los HREE y Eu se acomodan fácilmente en el granate y la plagioclasa , respectivamente, su agotamiento sugiere la presencia de estos minerales en el restita . Para la suite TTG, por lo tanto, sugerimos un granate rico anfibolítico o eclogíticos fuente agotado y el manto a una profundidad> 40 kilómetros. Esto ha sido confirmado por trabajos experimentales que restringen la estabilidad del granate en las composiciones de trondjemita , ya temperaturas magmáticas, [c] a una presión de 15,24 ± 0,5 kbar correspondiente a una profundidad de 54,9 ± 1,8 km. Por el contrario, la suite GMS probablemente tenía una fuente rica en plagioclasa y pobre en granate que puede ser una mezcla de manto empobrecido y materiales de la corteza.
- Los dos episodios de acreción del terreno a ∼3.5 y 3.2 Ga corresponden a edades de magmatismo TTG. Este régimen tectónico de compresión y la fusión parcial del material de tipo piedra verde, sugieren que las anfibolitas basálticas de las secuencias de piedra verde son los materiales de origen para las suites TTG. Las rocas fuente probables para el conjunto GMS no se deducen fácilmente, pero la química y los valores de εNd de la sienita de Boesmanskop sugieren una fuente híbrida manto-corteza. Este tipo de fuente híbrida también podría explicar las características de los batolitos monzograníticos. Las asociaciones cercanas entre sienita y monzogranitos son comunes, particularmente en entornos extensionales / transtensionales post-orogénicos. Aunque la actividad extensional no se ha documentado en Barberton, la actividad de deslizamiento de ∼3.1 Ga sí lo ha hecho. Un adelgazamiento post-orogénico de la corteza podría explicar la producción de batolitos monzogranitos voluminosos y la naturaleza pasiva de su dinámica de intrusión ". [3]
Formación Hooggenoeg del cinturón de piedra verde de Barberton
Existe cierta controversia en relación con el origen y el emplazamiento de las suites félsicas arcaicas . Según una disertación de Louzada (2003): "La parte superior de la Formación Hooggenoeg [4] se caracteriza por lavas masivas y almohadilladas ultramáficas , un conjunto trondhjemítico de rocas intrusivas félsicas silicificadas y con bandas de flujo, y lechos de sílex sedimentarios . , pedernal y material ultramáfico se inmiscuyen en el cinturón. Se cree que el entorno depositacional es un mar poco profundo en el que la Formación Hooggenoeg se ha depositado en un entorno sinedimentario con fallas lisas y bloque oeste ". [5]
Las rocas félsicas de la Formación Hooggenoeg se pueden dividir en dos grupos: un grupo intrusivo de rocas intrusivas poco profundas y entrelazadas, y un grupo porfirítico de rocas de las vetas. Las lavas de la parte superior de la unidad félsica están demasiado alteradas para ser asignadas a uno de estos grupos. El grupo intrusivo está relacionado con la tonalita - trondhjemita - granodiorita TTG-suite Stolzburg Pluton , que se entrometió a lo largo del margen sur del cinturón de piedra verde de Barberton. Se ha sugerido que la fusión de una eclogita de cuarzo anfibolita es un origen probable de estos magmas félsicos con alto contenido de Al 2 O 3 . Las rocas ultramáficas de la Formación Hooggenoeg probablemente no fueron parentales para las rocas félsicas. Los procesos de subducción pueden haber jugado un papel en la generación de las rocas félsicas, pero la configuración tectónica de las rocas ultramáficas sigue siendo incierta. Las unidades félsicas de la Formación Hooggenoeg son muy similares a las de la Formación Panorama [6] del cinturón de piedra verde Archaean Coppin Gap de Australia Occidental (Ver Yilgarn Craton ). Las similitudes en el entorno geológico, la petrografía y las características geoquímicas ( elementos traza en particular) sugieren una posible relación genética entre las dos formaciones y apoyan la teoría de que existió un continente combinado de Vaalbara ~ 3.45 Ga.
Ver también
- Cráter chicxulub
- Lista de cráteres de impacto en la Tierra
- Lista de posibles estructuras de impacto en la Tierra
Notas
- ^ Elementos de tierras raras con números atómicos bajos Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm (Eu)
- ^ Elementos de tierras raras con números atómicos altos (Eu) Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
- ^ rango típico de 700 ° C a 1300 ° C
Referencias
- ^ a b Norman H. Sueño; Donald R. Lowe (9 de abril de 2014). "Los científicos reconstruyen el impacto antiguo que empequeñece la explosión de extinción de dinosaurios" . Unión Geofísica Americana . Consultado el 22 de abril de 2019 .
- ^ a b Westraat, J. D; Kisters, AFM; Poujo, M .; Stevens, G. (2005). "Cizallamiento transcurrente, láminas de granito y la construcción incremental del batolito tabular 3.1 Ga Mpuluzi, terreno de granito-piedra verde de Barberton, Sudáfrica" . Revista de la Sociedad Geológica . 162 (2): 373–388. doi : 10.1144 / 0016-764904-026 .
- ^ Yearron, L .M .; Clemens, JD; Stevens, G .; Anhaeusser, CR (2003). "Geoquímica y petrogénesis de los granitoides de la tierra de la montaña de Barberton, Sudáfrica" (PDF) . Resúmenes de investigación geofísica . 5 (02639).
- ^ Sandsta, NR; Robins, B .; Furnes, H .; de Wit, M. (2011). "El origen de los grandes varioles en la lava almohadillada con bandas de flujo del Complejo Hooggenoeg, Barberton Greenstone Belt, Sudáfrica" . Contribuciones a la mineralogía y la petrología . 162 (2): 365–377. doi : 10.1007 / s00410-010-0601-4 .
- ^ Louzada, KL (2003) "La evolución magmática de la formación superior ~ 3450 Ma Hooggenoeg, cinturón de piedra verde de Barberton, Kaapvaal Craton, Sudáfrica" , Universidad de Utrecht: abstr del proyecto de maestría inédito. [se necesita una mejor fuente ]
- ^ Retallack, GJ (2018). "Los perfiles de paleosuelos conocidos más antiguos en la Tierra: 3.46 Ga Panorama Formación, Australia Occidental". Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleoecología . 489 : 230–248. Código Bibliográfico : 2018PPP ... 489..230R . doi : 10.1016 / j.palaeo.2017.10.013 .