Östlicher Pilbara-Kraton - Eastern Pilbara Craton
Der östliche Pilbara-Kraton ist der östliche Teil des Pilbara-Kratons in Westaustralien . Diese Region enthält variabel metamorphen mafic und ultramafic Grünstem Riemen Gesteinen, intrusive granitic dome Strukturen und Vulkansedimentgesteinen. Diese Greenstone-Gürtel weltweit gelten als Überreste antiker Vulkangürtel und werden in der heutigen wissenschaftlichen Gemeinschaft viel diskutiert. Bereiche wie Isua und Barberton die ähnliche Lithologie und Alter als Pilbara wurde argumentiert , sein Subduktion Akkretion Bögen, während andere behaupten , dass sie das Ergebnis der vertikalen Tektonik sind. Diese Debatte ist entscheidend, um zu untersuchen, wann / wie die Plattentektonik auf der Erde begann. Der Pilbara-Kraton und der Kaapvaal-Kraton sind die einzigen verbleibenden Gebiete der Erde mit einer unberührten 3,6–2,5- Ga- Kruste . Die extrem alte und seltene Natur dieser Krustenregion macht sie zu einer wertvollen Ressource für das Verständnis der Entwicklung der archäischen Erde.
Beschreibung
Der östliche Pilbara-Kraton ist aufgrund seines Alters und der darin enthaltenen Arten der Lithologie geologisch bedeutsam. Innerhalb des östlichen Pilbara-Kratons gibt es zwei verschiedene lithologische Unterteilungen: (1) frühe Erdkruste (3,8–3,53 Ga); (2) intrusive Granitkuppeln zusammen mit Grünsteingürteln (3,53–3,23 Ga). Was diesen Ost-Pilbara-Terraner vom Rest der Pilbara- Region unterscheidet, sind regionale Unregelmäßigkeiten und die Tatsache, dass diese Felsen einst Teil des ursprünglichen Pilbara-Kratons waren oder auf diesem abgelagert wurden und bis heute freigelegt sind. Diese Gruppen unterscheiden sich nicht nur im relativen Alter, sondern auch in der Zusammensetzung.
Archäische Kruste (3,8–3,53 Ga)
Die Überreste der archäischen Kruste in der Region befinden sich in verschiedenen Granitkomplexen in der östlichen Pilbara. Xenolithe von 3,58 Ga gabbroischem Anorthosit wurden im Shaw Granitic Complex gefunden . Der Warrawagine Granitic Complex enthält 3,66–3,58 Ga- Biotit- Tonalit- Gneis . Die Anwesenheit von 3,8-3,6 Ga detrital Zirkone schlägt auch Krusten Erosion 300 Ma vor den ältesten Gesteinen.
Granitkuppeln und Grünsteingürtel (3,57–3,23 Ga)
Die dominierenden Lithologien und zugehörigen Strukturen in der östlichen Pilbara-Region sind die Granitkuppeln und Grünsteingürtel. Die Granitkuppeln haben meist eine TTG- oder TTG-ähnliche Zusammensetzung ( Tonalit - Trondhjemit - Granodiorit ). Die Grünsteingürtel werden als veränderte komatiitische Basalte und vulkanosedimentäre Gesteine interpretiert . Diese Gesteine haben eine ultramafische , mafische und felsische Zusammensetzung. Ultramafische Gesteine wie Duniten können ebenfalls gefunden werden.
TTG
TTGs sind eine Aggregation bestimmter Gesteine ( Tonalit - Trondhjemit - granodiorite ), sich bilden , wenn wasserhaltig, mafic Kruste unter hohem Druck aufgeschmolzen wird. Diese Gesteine sind aufgrund der geringen Dichte und der aufdringlichen Natur der Gesteine für die Bildung archäischer Grünsteinkomplexe von entscheidender Bedeutung. TTGs sind in anderen archeanischen Greenstone-Gürteln wie Isua und Barberton zu finden . Die Prozesse, die TTGs bilden, werden diskutiert. Einige Autoren führen die TTG-Bildung auf die Subduktionsaktivität zurück , während andere den Ursprung dieser Schmelzen auf das direkte Schmelzen der Lithosphäre durch Mantelwolken zurückführen . Die Debatte über den Ursprung der TTGs ist ein zentrales Thema in der Debatte über den Beginn der Plattentektonik .
Regionale Strukturen
Die in dieser Region beobachteten Strukturen sind interessant und einzigartig in Gebieten, in denen Gesteine ähnlichen Alters gefunden werden. Ähnliche Kuppel- und Kielstrukturen finden sich im Barberton Greenstone Belt . Diese Strukturen wurden als Ergebnis eines teilweisen konvektiven Umkippens interpretiert . Diese helleren Kuppeln, die von den dunkleren Grünsteingürteln umgeben sind, sind in Satellitenbildern leicht zu sehen und können auch auf der obigen Karte gesehen werden. Ein Querschnitt dieser Struktur ist vorgesehen, und die steil abfallenden Antiklinen und Synklinen sind charakteristisch für diese Art von Struktur. Das Innere der Granitkuppeln ist größtenteils unverformt, jedoch sind die Ränder und die Grünsteingürtel stark deformiert, und der metamorphe Grad hängt von der Nähe der Region zu den Kuppelkielrändern ab.
Bildung und Geschichte
Die frühe Geschichte dieser Region war geprägt von vulkanischer Aktivität, magmatischem Eindringen und Verformung. Die östliche Pilbara-Terrane ist größtenteils vulkanischer Natur, und diese vulkanische Aktivität trat in relativ kurzen und wiederholten Zyklen auf. Diese ultramafic-mafic-felsischen Zyklen, die jeweils ungefähr 10–15 Myr dauern, werden von Metamorphose / Verformung begleitet, gefolgt von langen Pausen ( ca. 75 myr) und klastische Sedimentablagerung. Einige der Granitintrusionen in der Region sind subvulkanisch, was durch die vergleichende chemische Analyse der Intrusion und der damit verbundenen Grünsteine bestimmt werden kann. Alle diese Zyklen werden als Ergebnis aufeinanderfolgender Mantelwolkenereignisse interpretiert. Diese Ereignisse führten zu der Gesamtstruktur der Kuppel (Granit) und der Synkline (Grünstein) der Region, die auf modernen geologischen Karten noch zu sehen ist. Die Gesamtdicke dieser Abfolge während ihrer Bildung und die geochemische Analyse, die darauf hinweist, dass diese Gesteine von einem Mantel stammen, stützen, dass diese Region als dickes Vulkanplateau gebildet wurde.
Teilweiser konvektiver Umsturz
Partielles konvektives Umkippen ist ein Mechanismus, mit dem die Geologie und Struktur des Pilbara-Kratons erklärt werden kann. Bei diesem Mechanismus sinkt kaltes, dichtes Material in heißes, weniger dichtes Material, wenn es in kuppel- / säulenartigen Formationen aufsteigt. Dies führt zu einem steil abfallenden Antiklin-Synkline-Komplex , bei dem der Grünstein am Boden der Synkline die größte Verformung erfährt. Wie in der Abbildung zu sehen ist, kann dieser Prozess in einer vereinfachten Version in zwei Schritten beschrieben werden. In Stufe 1 wird die Wärme von der teilweise aufgeschmolzen Granit abgestrahlt wird steigenden durch den kalten isoliert ist Grünstem Abdeckung, und als ein Ergebnis beginnt die Grünstein an der Unterseite der Formation zu „drip“ wird für die Herstellung von Raum granitic weiter steigen. In Stufe 2 haben sich die kleinen, sporadischen Tropfen aus grünem Stein und die Granitsäulen zu weniger, größeren Kuppeln und Kielen zusammengeschlossen, während sie weiter ansteigen. Das Endergebnis ist eine strukturelle Geologie ähnlich der in Pilbara . Dieser Prozess wird auch als vertikale Tektonik bezeichnet .