WikiDer > Slave Craton

Slave Craton
Геологическая карта северо-запада Канады. Slave Craton отмечен буквой A.
Палеокарта североамериканских и скандинавских кратонов, пород фундамента и орогенных поясов

В Slave Craton является Архей кратон на северо-западе Канадский щит, в Северо-западные территории и Нунавут. Slave Craton включает в себя 4,03 млрд лет назад Акаста Гнейс который является одним из самые старые датированные породы на земле.[1][2]Пройдя около 300000 км2 (120 000 кв. Миль), это относительно небольшой, но хорошо открытый кратон с возрастом ~ 2,73–2,63 млрд лет (миллиард лет). зелень и турбидит последовательности и ~ 2.72–2.58 млрд лет плутонический скалы, большие части кратона подстилаются более древними гнейс и гранитоид единицы.[3]Подчиненный кратон - один из блоков, составляющих докембрийское ядро ​​Северной Америки, также известное как палеоконтинент. Лаурентия.[4]

Открытая часть кратона, именуемая Невольничьей провинцией, составляет 172 500 км2.2 (66 600 кв. Миль) и имеет эллиптическую форму, которая простирается на 680 км (420 миль) к северо-северо-востоку от Грос-Кап на Большое Невольничье озеро к мысу Барроу на Coronation Gulf и 460 км (290 миль) на восток-запад по 64 ° северной широты.[4] Он занимает площадь около 700 × 500 км (430 × 310 миль) и ограничен палеопротерозойскими поясами на юге, востоке и западе, в то время как более молодые породы покрывают его на севере.[5]

Невольничий кратон разделен на западно-центральный подвальный комплекс, Центральный невольничий подвальный комплекс и восточную провинцию, названную террейном реки Хакетт или Восточной невольничьей провинцией. Эти два домена разделены возрастом 2,7 млрд лет. шов определяется двумя изотопными границами, проходящими с севера на юг над кратоном.[6]

Подразделения

Подвальный комплекс Central Slave

Образец 4,03 млрд лет из небольшой реки Акаста.

Подвальный комплекс Central Slave (CSBC) - это подвал под центральной и западной частью кратона. Восточная протяженность CSBC неизвестна, так как его исчезновение отмечено изотопными границами Nd и Pb.[7] CSBC опускается на восток и залегает, по крайней мере, в центральной части кратона. Вдоль реки Акаста CSBC включает Acasta Gneisses с протолит возраст около 4,03 млрд лет, это одна из самых старых датированных горных пород на Земле. Эти гнейсы находятся полиметаморфный и иметь тоналитик и габброобразный сочинение. Остальная часть CSBC более моложе с центральным ядром <3,5 млрд лет, а оставшийся кратон с детриальный возраст протолитов от 3.4 до 2.8 млрд лет.[2]Подвальный комплекс перекрыт неоархейскими постройками. супракрустальный последовательности и вторгся плутонический апартаменты.[8]Гнейсы Акаста геохимически схожи с другими архейскими комплексами, но им четыре миллиарда лет, и они содержат еще более старые ядра циркона. Эти ядра указывают на то, что исходные магмы таких комплексов образовывались в результате взаимодействия циркосодержащей коры и мантийных расплавов. Таких более древних гнейсов Acasta еще не обнаружено, но ядра циркона указывают на их возможное существование.[9]

Вулканический комплекс Бэк-Ривер

В Вулканический комплекс Бэк-Ривер архей стратовулкан сохранился в вертикальном положении в окружении четырех осадочных толщ, отражающих магматическую историю вулкана. Открытый купол в южной половине комплекса интерпретируется как разрушенная часть вулкана. В отличие от остального кратона комплекс претерпел лишь незначительную деформацию.[10]

Йеллоунайф Супергруппа

Супергруппа Йеллоунайф, также известная как Йеллоунайф зеленокаменный пояс, был отложен более 300 миллионов лет от ок. 2.9–2.6 млрд. Лет и непосредственно перекрывает CSBC, включая большую часть Восточной невольничьей провинции.[11][7] CSBC и зеленокаменный пояс Йеллоунайф разделены отчетливым несогласием, непрерывным по латерали на сотни километров.[12] Супергруппа Йеллоунайф подверглась серьезному метаморфизму около 2605 млн лет назад, в результате чего в зелень снизить амфиболит фации.[13] Супергруппа содержит по крайней мере четыре отчетливых толщи, представляющих различные тектонические среды, отложенные в отдельные интервалы.[13] Четыре основных эпизода включают от самого старшего к младшему, Центральную группу прикрытия работорговцев, группу Кам, группу Бантинг и формацию озера Джексон.[13] Супергруппа Йеллоунайф использовалась для представления общей стратиграфии зеленокаменных поясов в Подчиненном кратоне, включая пояса в Восточном Подчиненном кратоне, с целью интерпретации процессов, вовлеченных в эволюцию Подчиненного кратона.[13]

Центральная группа прикрытия рабов

Неоархейская супракрустальная последовательность, известная как Central Slave Cover Group (неофициально Dwyer Group), представляет собой пакет размером 2,9–2,8 млрд лет. фукситовый кварциты перекрыты полосчатые железные образования.[11] Эта последовательность фухизитовых кварцитов, по-видимому, характерна для многих других кратонов между примерно 3,1 и 2,8 млрд лет назад и знаменует собой глобальный пик производства кварцитов.[13][12] Центральная группа прикрытия рабов обычно имеет толщину от 100 до 200 метров.[11] Конгломерат кварцевой гальки, обнаруженный у основания группы Central Slave Cover Group, отмечает отчетливое несогласие, непрерывное по латерали на большей части CSBC.[12] Этот слой конгломерата кварцевой гальки был обнаружен на северо-западе, где находится комплекс Acasta Gneiss, 4,03 млрд лет.[12] Центральная группа укрытий рабов является автохтонной и представляет собой единую непрерывную последовательность укрытий, которая связывает комплекс подвалов на северо-западе с основанием в южно-центральной провинции Невольников.[12] Равномерное, непрерывное по горизонтали отложение предполагает, что CSBC ранее был частью единого древнего кратона, существовавшего еще 2,85 млрд лет.[12]

Кам Группа

Группа Кам представляет собой толщу толщиной 0,3–6 км, которая перекрывает полосчатые железные образования Центральной группы невольничьего покрова.[11] Контакт между этими двумя группами плохо сохранился из-за внедрения силлов габбро и умеренного сдвига.[13] Камская группа разделена на нижнюю и верхнюю на основании существования тонкого кислого вулканокластического слоя (Ranney Chert), возраст которого составляет 2722 млн лет.[13] Нижняя Камская группа состоит из формации Чан, которая содержит потоки подушкообразных базальтов, прорванных серией габбро-силлов и даек, образовавшихся в обстановке протяженного задугового бассейна.[13] Осадочные породы, обнаженные в северной части формации, имеют возраст от 2,84 до 2,80 млрд лет.[13] Верхнекамская серия включает три образования, отложившиеся между 2772 и 2701 млн лет назад.[13] Он сложен в основном средними и базальтовыми вулканическими породами с тонкими прослоями риолитовых туфов и небольшими слоями. коматиите потоки.[13][11] Породы в этой формации, по-видимому, образовались в дуговой среде и могут быть результатом рифтинга пород фундамента из-за повышенной активности мантийного плюма.[13][11]

Бантинг Групп

Группа Бантинг представляет собой простирающуюся на север последовательность, взорванную над более старой группой Кам и более молодой формацией озера Джексон.[13] Контакт между нижними блоками и группой Banting представляет собой несоответствие, которое представляет собой разрыв в отложениях ~ 40 миллионов лет.[13] Группа Бантинг содержит вулканические породы от кремнистого до среднего, которые обычно имеют известково-щелочной характер.[13][14] Формирование группы Бантинг в значительной степени является результатом вулканизма после 2,7 млрд лет и субвулканической активности.[11] Серия кварц-полевошпатовых интрузий 2658 млн лет обнаружена по всей подстилающей группе Кам, которые связаны с вулканизмом после 2,7 млрд лет, обнаруженным в группе Бантинг.[13][7]

Формация озера Джексон

Отложение формации озера Джексон началось 2605 млн лет назад.[13] Свита представляет собой высокоэнергетическое осадочное месторождение, которое перекрывает вулканические породы Камской группы. Месторождение состоит из полимиктовых конгломератов и флювиальных песчаников, которые подверглись крупному метаморфическому событию, о чем свидетельствуют сходно ориентированные вертикальные падения и линии, обнаруженные в более старых группах.[13]

Эволюция невольничьего кратона

Самое раннее образование

Информацию о самом раннем формировании Подчиненного кратона можно найти в комплексе Акаста-Гнейс, но из-за сложной истории, плохой сохранности и недостаточной экспозиции многое еще неизвестно о процессах формирования коры в Хадейском и раннем архее. Ксенокристы найдено в пределах 3,94 млрд лет тоналитик гнейсы комплекса Acasta Gneiss имеют U-Pb датировку 4,2 млрд лет.[14] Эти циркон ксенокристаллы первоначально кристаллизовались в гранитной магме корового происхождения.[14] Дальнейшие данные свидетельствуют о том, что тоналитовые гнейсы 3,94 млрд лет, по крайней мере, частично происходят из этой гранитной магмы 4,2 млрд лет, что указывает на то, что переработка земной коры была важным процессом в Эоархейский.[14] Цирконы из этого гранитного протолита имеют сходство с цирконы от Йилгарн Кратон в Западной Австралии и может свидетельствовать о формировании континентальной коры в Hadean Eon.[14] Тем не менее, предполагается, что эти два кратона никогда не были напрямую связаны, что может указывать на то, что кора раннего гадея была в основном континентальным гранитом.[15][14] Анализ следов изотопов показывает, что эти ранние гранитные породы произошли из сильно истощенной мантии, и предполагает, что крупномасштабная дифференциация произошла до ~ 4,0 млрд лет.[14] Эти кристаллы циркона могут быть важны для дальнейшего понимания самых ранних процессов образования земной коры, поскольку пока мало что известно.[14]

Кратонная стабилизация

Общая стабильность кратона во многом зависит от наличия сильного и глубокого континентальная литосферная мантия потому что он защищает земную кору от термической эрозии и смягчает эффекты тектонизма.[7] Кратон Слейв показывает долгую историю формирования континентальной литосферной мантии. Алмазообразование относительно обширно по всему Подчиненному кратону и требует толстого кратонного корня.[13] Самые старые алмазы, извлеченные из мантии, находились между 3,5 и 3,3 млрд лет назад, что позволяет предположить, что к этому времени у Slave Protocraton сформировался толстый корень коры.[13] Основная стабилизация кратона Слейв произошла в неоархейском периоде на отметке ~ 2,75 млрд лет, о чем свидетельствует обильное образование перидотита. [7] В Каапвал Кратон показал аналогичный пик роста, что может свидетельствовать о том, что большая часть континентальной литосферной мантии Земли сформировалась в неоархейском периоде.[13] Формирование и стабилизация континентальной литосферной мантии и эволюция коры тесно связаны в период от 2,8 до 2,0 млрд лет.[13]

Разрез с востока на запад провинции Слейв, показывающий ее основную стратиграфию и окраины.

Тектоническая история

Попытки реконструировать тектоническую историю кратона в значительной степени сосредоточились на асимметрии восток-запад. Наличие коллизионного шов предполагает, что CSBC столкнулся с островная дуга террейн вдоль границы, направленной с севера на юг до 2,69 млрд лет. В качестве альтернативы Восточный раб может быть ослабленной и модифицированной мезоархейской литосферой, которая сформировалась во время рифтогенеза в 2,85–2,70 млрд лет. Мантийная литосфера под западным подчиненным слоем может быть на 400 млн лет старше, чем та, которая находится под ним. восточный раб.[5][16] Более того, рифтинг поддерживается существованием более молодых дуговых или задуговых пород, которые чрезмерно превышают CSBC, но составляют большую часть Восточного Раба.[11] Однако вопрос о том, был ли Восточный раб результатом рифтинга или прирастания другого террейна, все еще остается предметом обсуждения.

После рифтогенеза или аккреции 2,7 млрд лет Slave претерпел крупномасштабное расширение на 2680 млн лет назад, что привело к формированию бассейна Burwash размером> 400x800 км, широко распространенных основных силлов и других более молодых турбидитов вдоль северо-западной окраины.[17][11] Бассейн Бурваш состоит из турбидитов с прослоями кислых и промежуточных вулканических туфов.[17] В 2634 млн лет назад Slave переключился на компрессионный режим, и бассейн Burwash начал закрываться, возможно, из-за мелкой субдукции с северо-запада или юго-востока.[11][17] К 2,6 млрд лет раб столкнулся с гораздо более крупной Склавия, в результате чего кратон укорачивается и перекрещивается.[15][11] Наличие трех рифтовых окраин вокруг Slave, а также пород фундамента с аналогичным возрастом 3,3–3,5 млрд лет, фукситового кварцита и тоналитов 2,9 млрд лет позволяет предположить, что Дхарвар, Зимбабве, и Вайоминг Кратоны также входили в состав Склавии.[15] «Раб» откололся от Склавии между 2,2 и 2,0 млрд лет назад, как было отмечено множеством роя дайков на его окраинах.[15] Подчиненный кратон дрейфовал примерно 200 миллионов лет, прежде чем слиться с Рэй Кратон около 2,0–1,8 млрд лет в орогении Тальтсона – Телона.[15][18] Орогенный пояс образовал более мелкие экзотические террейны до того, как Раб в конечном итоге был погружен на восток под Рэй, в результате чего образовалась континентальная магматическая дуга, известная как Магматическая зона Тальтсона.[18][19] Непрерывное движение провинции Рабов на восток, наряду с столкновением Хоттах террейн на западной окраине Слейва, приводят к интенсивным деформациям магматической зоны Тальтсон.[18] Террейн Хотта слился с Рабом во время Wopmay орогенез в 1,88 млрд лет, вскоре после орогенеза Телона.[18] Это событие породило еще одну континентальную магматическую дугу на западной окраине Раба, Магматическая зона Большой Медведицы, а также разломная зона Вопмай.[15][18] Зона разлома Вопмей состоит из тонкокожих надвиговых поясов, которые маркируют шов между террейном Хоттах и ​​Слейв-кратоном.[18] Эти две орогении разместили Кратон рабов внутри Лаурентия, где он все еще находится сегодня.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Stern & Bleeker 1998, Резюме
  2. ^ а б Bleeker et al. 2004 г., Цокольный комплекс, п. 1
  3. ^ Бликер, Стерн и Сиркомб 2000, Slave Craton и предыдущие исследования, стр. 2–3.
  4. ^ а б Helmstaedt 2009, Геологическая обстановка, с. 1056–1057.
  5. ^ а б Davis et al. 2003 г., Геологическая подоплека
  6. ^ Джонс и Гарсия 2006, Геологическая обстановка, с. 126–127.
  7. ^ а б c d е Heaman, Larry M .; Пирсон, Д. Грэм (01.04.2010). «Природа и эволюция субконтинентальной литосферной мантии провинции Раб». Канадский журнал наук о Земле. 47 (4): 369–388. Bibcode:2010CaJES..47..369H. Дои:10.1139 / E09-046. ISSN 0008-4077.
  8. ^ Бликер 2011
  9. ^ Боуринг и Уильямс, 1999, Значение данных циркона, стр. 14–15.
  10. ^ Villeneuve et al. 2001 г., Введение, стр. 2
  11. ^ а б c d е ж грамм час я j k Bleeker, W .; Дэвис, В .; Ketchum, J .; Стерн, Р .; Sircombe, K .; Уолдрон, Дж. (2004). "Подчиненный кратон сверху: вид земной коры" (PDF). Геологическая служба Канады. Проверено в марте 2017 года.
  12. ^ а б c d е ж Бликер, Стерн; Кетчум, Джон; Дэвис, Билл (2004). Почему Рабская провинция Северо-Западных территорий стала немного больше. Природные ресурсы Канады, Геологическая служба Канады. ISBN 978-0660180212. OCLC 932794624.
  13. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v Isachsen, C.E .; Боуринг, С. А. (1994-10-01). «Эволюция невольничьего кратона». Геология. 22 (10): 917–920. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1994) 022 <0917: EOTSC> 2.3.CO; 2. ISSN 0091-7613.
  14. ^ а б c d е ж грамм час Иидзука, Цуёси; Хори, Кенджи; Комия, Цуёси; Маруяма, Сигенори; Хирата, Такафуми; Хидака, Хироши; Уиндли, Брайан Ф. (2006). «Ксенокристаллы циркона 4,2 млрд лет в гнейсе Акаста на северо-западе Канады: свидетельства ранней континентальной коры». Геология. 34 (4): 245. Bibcode:2006Гео .... 34..245I. Дои:10.1130 / g22124.1.
  15. ^ а б c d е ж Бликер, Воутер (01.12.2003). «Поздний архей: пазл примерно из 35 частей». Lithos. Повесть о двух кратонах: Мастерская рабов-Каапвааль. 71 (2–4): 99–134. Bibcode:2003 Лито..71 ... 99Б. Дои:10.1016 / j.lithos.2003.07.003.
  16. ^ Davis et al. 2003 г., Рис. 1, стр. 576
  17. ^ а б c Фергюсон, Марк Э; Уолдрон, Джон В.Ф .; Бликер, Воутер (2005). «Архейская глубоководная среда: турбидитовая архитектура формации Бурваш, Невольничья провинция, Северо-Западные территории». Канадский журнал наук о Земле. 42 (6): 935–954. Bibcode:2005CaJES..42..935F. Дои:10.1139 / e04-070.
  18. ^ а б c d е ж Vivo, Бенедетто Де; Грасеманн, Бернхард; Стюве, Курт (11 декабря 2009 г.). ГЕОЛОГИЯ - Том IV. Публикации EOLSS. ISBN 9781848260078.
  19. ^ Тиррул, Рейн; Гротцингер, Джон П. (1990-10-01). «Раннепротерозойский коллизионный орогенез вдоль тектонической зоны Северного Телона, Северо-Западные территории, Канада: данные с форленда». Тектоника. 9 (5): 1015–1036. Bibcode:1990Tecto ... 9.1015T. Дои:10.1029 / TC009i005p01015. ISSN 1944-9194.