Капский складчатый пояс — складчато-надвиговый пояс позднепалеозойского возраста , повлиявший на последовательность слоев осадочных пород мысной супергруппы в юго-западном углу Южной Африки . [1] Первоначально он был продолжением гор Вентана возле Баия-Бланка в Аргентине , гор Пенсакола (Восточная Антарктида), гор Элсуорт (Западная Антарктида) и складчатости Хантер-Боуэн в восточной Австралии. Используемые породы обычно представляют собой песчаники и сланцы , при этом сланцы ( группа Боккевельд ) сохраняются на дне долин, а устойчивые к эрозии песчаники (формация полуострова) образуют параллельные хребты, горы Кейп-Фолд, максимальная высота которых достигает 2325 м. в Seweweekspoortpiek («Пик Семи недель Дефиле » на языке африкаанс).
Горы Кейп-Фолд образуют серию параллельных хребтов, которые тянутся вдоль юго-западного и южного побережья Южной Африки на протяжении 850 км от Седерберга в 200 км к северу от полуострова Кейп , а затем вдоль южного побережья до Порт-Элизабет. , 650 км на восток (см. две карты одна над другой справа).
Породы отложились в виде отложений в рифтовой долине , возникшей на юге Гондваны , к югу от Южной Африки, в кембрийско - ордовикский период (начиная около 510 миллионов лет назад и заканчивая около 330–350 миллионов лет назад). [3] [4] [5] (См. желтый блок с надписью C на геологической временной диаграмме Земли справа.) Слой отложений толщиной 8 км, известный как Капская супергруппа (см. ниже), скопился на дно этой рифтовой долины. [4] Закрытие рифтовой долины, начавшееся 330 миллионов лет назад, произошло в результате развития зоны субдукции вдоль южной окраины Гондваны и последующего дрейфа Фолклендского плато обратно в сторону Африки в каменноугольный и ранний пермский периоды. После закрытия рифтовой долины и разделения Капской супергруппы на серию параллельных складок, идущих в основном с востока на запад (с коротким участком, идущим с севера на юг на западе из-за столкновения с движущейся на восток Патагонией), продолжающаяся субдукция Палео-Тихоокеанская плита под Фолклендским плато и возникшее в результате столкновение последнего с Южной Африкой подняли горный массив огромных размеров к югу от бывшей рифтовой долины. Складчатая супергруппа мысов образовала северные предгорья этого возвышающегося горного хребта.
Вес гор Фолклендско-Капской супергруппы привел к провисанию континентальной коры Южной Африки, образовав систему ретродуговых форландов, в которую отложилась супергруппа Кару . [1] [4] [6] В конце концов, большая часть мыса супергруппы оказалась погребенной под отложениями Кару, но вновь превратилась в горы, когда поднятие субконтинента, примерно 180 миллионов лет назад и снова 20 миллионов лет назад, началось. Эпизод непрерывной эрозии, который должен был удалить многие километры поверхностных отложений из Южной Африки. [4] Хотя вершины первоначальных гор Кейп-Фолд были размыты, они размывались гораздо медленнее, чем значительно более мягкие отложения Кару на севере. Таким образом, складчатый пояс мыса «вырвался» из разрушающегося африканского ландшафта, образовав параллельные горные хребты, которые сегодня тянутся на 800 км вдоль южной и юго-западной береговой линии мыса. Фактически они образуют береговую линию, либо круто спускающуюся прямо в море, либо отделенную от него сравнительно узкой прибрежной равниной.
Фолклендские горы, вероятно, стали относительно незначительными к середине юрского периода и начали дрейфовать на юго-запад вскоре после того, как Гондвана начала распадаться 150 миллионов лет назад, оставив Складчатый пояс мыса, ограничивающий южную часть нового континента. образовался Африканский континент. Несмотря на то, что горы очень старые по андским и альпийским стандартам, они остаются крутыми и неровными из-за геологии кварцитового песчаника (см. Ниже), что делает их очень устойчивыми к выветриванию . Знаменитая Столовая гора является частью Капского складчатого пояса, состоящего из самых нижних (древних) слоев Капской супергруппы, состоящих преимущественно из кварцитового песчаника, который образует впечатляющие, почти вертикальные скалы, которые характеризуют гору и остальную часть хребет, составляющий основу Капского полуострова . [3] [7]
О степени эрозии первоначальных гор Кап-Фолд (образованных в каменноугольном и раннем пермском периодах) свидетельствует тот факт, что Столовая гора высотой 1 км на Капском полуострове представляет собой синклинальную гору , то есть она составляла часть дно долины, когда мыс Супергруппа первоначально был сложен. Антиклиналь , или самая высокая точка складки между Столовой горой и Готтентото-Голландскими горами (высота от 1,2 до 1,6 км), на противоположной стороне перешейка, соединяющего полуостров с материком, была размыта . Сланцевый и гранитный фундамент Малмсбери, на котором покоилась эта антиклинальная гора, также образовал антиклиналь; но он состоит из гораздо более мягких пород и легко размывается, образуя плоскую равнину шириной 50 км (теперь покрытую дюнными песками), называемую «Кейп-Флэтс». [3]
Пояс Кейп-Фолд (т.е. горные хребты) простирается примерно от Кланвилльяма (примерно 200 км к северу от Кейптауна) до примерно Порт-Элизабет (примерно 650 км к востоку от Кейптауна). Отложения Капской супергруппы за пределами этих точек не складчаты в горные хребты, а местами образуют крутые скалы или ущелья, где окружающие отложения размыты (см., например, ущелье Ориби в Квазулу-Натале ). [4] [5]
Горы, хотя и умеренной высоты, величественны и драматичны. Частично это связано с многочисленными геологическими факторами; Хребты обычно практически не имеют предгорий и поднимаются прямо со дна долины. Подножия гор обычно находятся на уровне моря или около него. [8]
Горы Капского складчатого пояса сложены породами, принадлежащими к Капской супергруппе , более обширной, чем Складчатый пояс. Супергруппа разделена на несколько отдельных групп.
Западная и южная части Супергруппы превратились в серию продольных горных хребтов в результате столкновения Фолклендского плато с тем, что позже стало Южной Африкой (см. диаграммы слева). Однако вся свита в этом регионе имеет наклон вниз к северу и востоку, так что самые древние породы обнажаются на юге и западе, а самые молодые члены супергруппы обнажаются на севере, где вся мысная супергруппа ныряет под Кару рулит . Бурение в Кару показало, что породы мыса Супергруппы находятся ниже поверхности примерно на 150 км к северу от их самого северного выхода на поверхность. [5]
Капская супергруппа простирается на восток за пределы складчатого пояса до Восточного Кейптауна и северного Квазулу-Натала , где складчатости не произошло. [5]
Первоначальное осаждение рифтовой долины, возникшей на юге Гондваны (см. диаграмму вверху слева), было ограничено западным и восточным концами рифта. Реки, отводившие свои воды в эти ранние разломы, откладывали песок и гравий, образуя группу Клипхойвель на западе и группу Наталь на востоке. [4] [5] Эти образования не содержат окаменелостей. Сегодня группа Клифеувел обнажена на нескольких небольших участках возле залива Ламбертс, Пикетберга и к юго-западу от Паарл-Рок . [9]
Группа Натал, похожая на группу Столовых гор (см. ниже), встречается в нескольких удлиненных участках вблизи побережья северной части Восточного Кейпа и Квазулу-Натала . Он образует впечатляющие скалы ущелья Ориби , а также его можно увидеть на дороге, соединяющей Дурбан и Питермарицбург , особенно на платной площади Мариан-Хилл. [4] Большая часть группы была глубоко размыта многочисленными реками, создавшими неровные плато и уступы региона Дурбан-Питермарицбург. [5] [10]
С расширением и углублением рифтовой долины вся южная часть того, что должно было стать Южной Африкой, вплоть до линии, простирающейся от Кальвинии на западе до Восточного Лондона на востоке, а также береговая линия Квазулу-Натал, оказалась затопленной. [5] ведущий к морскому пути через южную и восточную части страны, называемому морем Агульяс. [4] Морское дно состояло из группы Клифойвель на западе, группы Натал на востоке и размытых докембрийских пород между ними. [4]
Первые отложения в первоначально еще мелком, возможно, внутреннем море представляли собой чередующиеся слои аргиллитов темно-бордового цвета и песчаников желтовато-коричневого цвета, каждый из которых в основном имел толщину от 10 до 30 см. [3] На аргиллитах обычно наблюдаются следы ряби от приливов и отливов приливных течений, а также многоугольные, заполненные песком грязевые трещины, которые указывают на периодическое высыхание. [3] Этот слой, известный как формация Граафуотер , достигает максимальной толщины 400 м, [10] но на полуострове Кейп он имеет толщину всего 60–70 м. [3] В скалах Граафуотера не было обнаружено никаких окаменелостей, но были обнаружены следы животных на мелководье. [4] [10] Особенно хороший пример этих следов можно увидеть в фойе геологического факультета Стелленбосского университета, где в стену была встроена плита скалы Граафуотер из гор Седерберг . [5]
Выемка Чепменс-Пик-Драйв на полуострове Кейп высечена в формации Граафуотер, которая перекрывает скалу фундамента Кейп-Гранит под дорогой. Формацию Граафуотер также можно четко увидеть на разрезе на втором крутом повороте, когда Оу Каапсе Вег (дорога) поднимается по склону от Вестлейка к плато Сильвермайн. На разрезе также виден резкий и очевидный переход в формацию полуострова над ним. Глядя вверх по склону снизу до первого крутого поворота, виден гранитный фундамент, на котором покоится формация Граафуотер. А в разрезе на первом крутом изгибе отчетливо видна песчанистая глина охристого цвета, в которую выветривается гранит.
При дальнейшем опускании дна рифтовой долины и, возможно, прорыве к океану, отложения резко становятся более песчаными, что свидетельствует о внезапном увеличении глубины моря Агульяс (см. фотографию справа). Было заложено месторождение, известное как формация полуострова (также часто называемое песчаником Столовой горы ), состоящее из толстослоистого кварцитового песчаника с максимальной мощностью 2000 м. Эти песчаники очень тверды и устойчивы к эрозии. Таким образом, они образуют большую часть гор, крутых скал и скалистых утесов Капского складчатого пояса, включая верхние 600 м Столовой горы высотой 1 км , ниже которой расположен Кейптаун . Он не содержит окаменелостей.
Формирование полуострова можно проследить на расстоянии 300 км к северу от Кейптауна (т.е. примерно в 50 км к северу от Ванринсдорпа на западном побережье), на юг до Кейптауна, а затем на восток до северного Квазулу-Натала , общее расстояние примерно 1800 км, примерно вдоль береговая линия Южной Африки. [9] Только участок между Кланвилльямом (приблизительно в 200 км к северу от Кейптауна) и Порт-Элизабет (примерно в 650 км к востоку от Кейптауна) входит в состав гор Кейп-Фолд.
Во время отложения отложений полуостровной формации западная часть региона на геологически краткий период была покрыта ледниками. Отложения диамиктита , отложенные этими ледниками или ледниковыми озерами, известны как формации Пахуис и Седерберг . [4] Небольшой участок тиллита Пахуис встречается на вершине Столовой горы в районе Маклирс-Бикон , [3] но большая часть формаций Пахуис и Седерберг встречаются в виде тонкого слоя (в среднем толщиной всего около 60 м [5] ) в Полуостров. Скалы формирования более внутренних гор к западу от линии между Свеллендамом и Кальвинией . [5] Эти диамиктитовые породы состоят из мелкоизмельченной грязи и содержат мешанину ограненных гальки. Их легко узнать на расстоянии, поскольку это образование легко размывается, превращаясь в плодородные, пологие зеленые полосы ландшафта, резко контрастирующие с голыми скалистыми поверхностями кварцитов сверху и снизу. [5] В нескольких местах кварциты ниже ледникового горизонта были сложены в ряд складок. Считается, что это было вызвано движением льда, проникающего в нижележащие рыхлые пески. [5] Хороший пример этого можно увидеть на гребне скал возле маяка Маклира на Столовой горе, недалеко от края плато с видом на Кейптаун-Сити-Боул и Столовую бухту.
Формация Пахуис также хорошо видна на дороге вдоль перевала Мичелл, чуть ниже Толуиса, [3] и особенно на перевале Пахуис возле Кланвильяма , от которого формация получила свое название. [5]
Ледники, образовавшие формации Пахуис и Седерберг, пришли с северо-запада, в направлении Южного полюса, который в то время находился в окрестностях Камеруна . [10]
Формация Верхнего полуострова, расположенная над формациями Пахуис и Седерберг, состоит из гораздо более мягкого песчаника, чем формация Нижнего полуострова, и ее часто называют формацией Нардув . [5] [12] В Седерберге это образование было разрушено ветром и превратилось в множество «скульптур», пещер и других увлекательных сооружений, благодаря которым эти горы стали хорошо известны. [12]
Около 400 миллионов лет назад (в раннем девоне) произошло дальнейшее опускание дна рифтовой долины. Это привело к отложению более глубоководных мелкозернистых отложений группы Боккевельд . Это резко контрастирует с преимущественно песчаными отложениями группы Столовых гор. Группа Боккевельд состоит преимущественно из аргиллитов. [4]
После того как мысная супергруппа вошла в состав гор Кейп-Фолд, эти мягкие аргиллиты легко смываются с вершин гор и остаются только в долинах. Здесь они образуют плодородные почвы, на которых процветают виноградники и фруктовые сады Западного Кейпа благодаря орошению рек, берущих начало в окружающих горах. [4]
Группа Боккевельд не распространяется на Капский полуостров и его перешеек (Кап-Флэтс). Здесь виноградники Стелленбош , Франшхук , Паарл , Дурбанвиль , Тулбах и Констанция были посажены на выветрелых сланцевых почвах Кейп-Гранит и Малмсбери , которые образуют скалы фундамента, на которых покоятся скалы Кейп-Супергруппы в этом регионе. [ нужна цитата ]
Группа Боккевельд простирается на восток до Порт-Альфреда (недалеко от Грэхемстауна ), примерно на 120 км за восточную часть пояса Кейп-Фолд. [9]
Основная часть окаменелостей, обнаруженных в супергруппе мыса, встречается в аргиллитах Боккевельда. К ним относятся разнообразные брахиоподы , а также трилобиты , моллюски , иглокожие (в том числе морские звезды , криноидеи , а также вымершие бластоиды и цистоиды ), фораминиферы и рыбы с челюстями ( плакодермы ). [4] [5] [10]
Верхние слои группы Боккевельд становятся все более песчаными, переходя в песчаник группы Виттеберг , названной в честь горного хребта к югу от Матьесфонтейна и Лаингсбурга на юге Кару . Эти породы образовались 370–330 миллионов лет назад в заиленных и, следовательно, мелководных морских условиях того, что осталось от моря Агульяс. [4] Группа содержит меньше окаменелостей, чем группа Боккевельд, но сохранившийся комплекс включает примитивных рыб, вымерший вид акул, брахиопод, двустворчатых моллюсков и метрового морского скорпиона . Есть также окаменелости растений и многочисленные следы животных. [4] [5] Группа Виттеберга усечена вышележащими отложениями Двика ледникового происхождения. Последняя входит в состав супергруппы Karoo . Таким образом, группа Виттеберга образует самый верхний слой Капской супергруппы. Он, как правило, образует самые внутренние обнажения супергруппы мыса, и его можно проследить на восток, насколько можно проследить группу Боккевельд (т.е. до Порт-Альфреда), примерно в 120 км за складчатым поясом мыса. [5] [9]
Группы Боккевельд и Виттеберг не встречаются на северо-востоке Восточно-Капской провинции и Квазулу-Натале , где мысная супергруппа представлена только группой Натал и следами формации полуострова (без промежуточной формации Граафуотер). [9]
Отложения Виттеберга отложились на том, что осталось от моря Агульяс — мелководном, значительно уменьшенном водном пространстве по сравнению с его размером в период Боккевельда. [5] Сразу после периода Виттеберга (около 330 миллионов лет назад) большая часть Гондваны (особенно то, что впоследствии стало Африкой и Антарктидой, а также части Южной Америки и Индии) покрылась слоем льда толщиной в километры, когда супер- континент дрейфовал над Южным полюсом. [4] [5] [11] Отложения диамиктита , оставленные этими ледниками, образуют первый слой супергруппы Кару , называемой группой Двика . В период оледенения Фолклендское плато начало продвигаться на север, в то, что впоследствии стало южной Африкой, закрыв впадину, которая раньше была морем Агульяс, и сморщив отложения мыса супергруппы в складки, идущие примерно параллельно тому, что в конечном итоге станет юго-западным и южные побережья Южной Африки. Это горообразование продолжилось и на следующей фазе отложений Кару, которая началась около 260 миллионов лет назад, после того как ледниковые щиты растаяли, в результате чего образовалось большое озеро (море Кару), простирающееся на большую часть Южной Африки. Образующиеся морские или озерные отложения образуют группу Экка Кару . В эти времена Экки продолжающееся столкновение Фолклендского плато с Южной Африкой и субдукция океанической коры под плато привели к образованию горной цепи гималайских размеров к югу от Южной Африки. [4] В этот период горы Кейп-Фолд полностью сформировались и стали северными предгорьями этого огромного горного хребта. Таким образом, складчатость, произошедшая в этот период, охватила не только отложения супергруппы мыса, но и южные части групп Двика и Экка супергруппы Кару. [4] [5]
К тому времени, когда Гондвана распалась около 150 миллионов лет назад, Фолклендские горы были практически разрушены эрозией, прежде чем дрейфовать на юго-запад и занять свое нынешнее положение у побережья южной Южной Америки , недалеко от мыса Горн , оставив после себя только подводную лодку Агульяс. Банк вдоль южного побережья Африки. Горы Кейп-Фолд, возможно, пережили эрозионное уничтожение, во-первых, из-за чрезвычайно твердых пород (песчаник формации полуострова), которые составляют основу горных цепей, но также, возможно, потому, что они были погребены под отложениями Кару, берущими свое начало в Фолклендских горах. Так, следы отложений Кару можно найти, например, в долине Вустер-Робертсон в середине складчатого пояса. [9] [13]
Хотя отложения Двика и Экка, примыкающие к горам Кейп-Фолд, подверглись тем же силам сжатия, которые породили Капские горы, они не образуют те же горные хребты, что и горы Кейп-Фолд. Это связано с тем, что они состоят из гораздо более мягких пород, чем песчаник формации полуострова, и поэтому вскоре были размыты до плоских равнин «Нижнего Кару» , за исключением тех мест, где они были защищены твердыми, устойчивыми к эрозии долеритовыми или турбидитовыми шапками, образуя изолированные горы, выделяющиеся на фоне равнины. [4] [13]
Горы не особенно древние, несмотря на свой древний вид. С геологической точки зрения они считаются средневозрастными. Они были созданы, когда Фолклендское плато столкнулось с Южной Африкой, когда Пангея , суперконтинент, сформировалась в кембрийско - ордовикский период (от 510 до примерно 330–350 миллионов лет назад). [3] [4] [5] Их высота, варьирующаяся от 1000 м до 2300 м, в основном обусловлена устойчивыми к атмосферным воздействиям породами кварцитового песчаника группы полуострова (см. Выше).
Они встречаются длинными параллельными хребтами, каждый шириной не более 10 км, разделенными долинами такой же длины с максимальной шириной около 50 км (чаще всего шириной всего 15–30 км). Почти все эти хребты состоят из твердых устойчивых к эрозии пород полуостровной группы. Долины, как правило, покрыты аргиллитами группы Боккевельд . Примечательной особенностью этих хребтов является то, что горы высотой 1500 м (от подножия до гребня) прорезаны очень узкими, почти отвесными ущельями шириной не намного более 50–70 м в основании, по которым текут реки с внутренний Большой Откос к морю. Именно изнутри этих узких ущелий, по многим из которых можно проехать по дороге, можно увидеть горы в разрезе и оценить их интенсивные складчатости и искажения (см. фотографии в правом верхнем углу). Их происхождение следующее:
После того, как складчатые горы образовались, они оказались погребены под отложениями массивных Фолклендских гор размером с Гималаи, расположенных к югу от мыса-складчатого пояса. [4] [14] Отложения, размытые из этих гор, обеспечили большую часть отложений Бофорта толщиной 6 км в бассейне Кару, [4] но они также покрыли мыс складчатого пояса, тем самым защищая их от эрозии. В конце периода Кару, около 180 миллионов лет назад, субконтинент был покрыт толстым слоем лавы Дракенсберга , событие, которое сопровождалось поднятием или выпучиванием Южной Африки, положив начало почти непрерывному периоду, продолжающемуся по настоящее время. эрозии, удаляющей многие километры поверхностных пород со всего субконтинента. [4] Реки, стекающие из этой выпуклой внутренней части в моря, которые сформировались вокруг Южной Африки, когда Гондвана распадалась 150 миллионов лет назад, в конечном итоге столкнулись со скалистыми хребтами, когда защитный слой над поясом мыса-складок размылся, обнажив горные вершины. Реки прорвали эти хребты после того, как, возможно, на короткое время были перекрыты плотинами, образовав узкий проход через невысокий скалистый барьер. Продолжающаяся эрозия обнажала все больше и больше этих кварцитовых горных хребтов, но реки, теперь ограниченные узкими, быстрыми ущельями, продолжали прорываться через каждый барьер, поскольку окружающий ландшафт разрушался все ниже и ниже, особенно в течение последних 20 миллионов лет. [4]
Таким образом, эти реки, возраст которых составляет 150 миллионов лет, прорезают ущелье, сначала протекая, а затем через постепенно извергающиеся горы Кейп-Фолд, образуя впечатляющие «порте» и «клоу» (множественное число от «порт» и «клоф»). (на языке африкаанс означает «ущелье» или «пропасть»), которые характеризуют эти горы сегодня. Наиболее известные ущелья: Мейрингпоорт , Севеикспоорт , перевал Традоувс , Когмансклуф, перевал Гарсиа, ущелье реки Гуритс (через него нет дороги) и перевал Мичелла , который, однако, имеет более V-образную форму, чем другие, но тем не менее впечатляющие. Кроме того, несколько дорог и шоссе пересекают горы через перевалы или проходят через них через туннели.
Ряд параллельных разломов до сих пор проходят примерно параллельно побережью, образовавшись во время гондванского рифта, когда Южная Америка и Фолклендское плато отделились от Африки. Патагония находилась к западу от Кейптауна , а Фолклендские острова — к югу в юрский период до разделения. Большинство этих разломов сегодня неактивны, но 29 сентября 1969 года города Церера и Талбаг , примерно в 160 км к северо-востоку от Кейптауна, были серьезно повреждены сильным землетрясением , возникшим в результате движения северной оконечности Вустерского разлома. [4] [5]
Другой крупный (неактивный) разлом простирается на 300 км вдоль южного края гор Свартберг . По этому разлому горы Свартберг были подняты до такой степени, что в районе Оудсхорна обнажаются породы, составляющие основание Капской супергруппы. В местном масштабе они известны как «группа Канго», но, вероятно, являются продолжением « группы Малмсбери », которая образует подножие Столовой горы на полуострове Кейп , и подобных обнажений в Западно-Капской провинции . [4] В Маленьком Кару обнажение состоит из известняка , в котором подземный поток вырезал впечатляюще обширные пещеры Канго . [9] [14] [15] [16]
Ниже приводится список крупнейших отдельных ареалов в пределах Капского складчатого пояса, расположенных с запада на восток. (Переводы в скобках; berg на африкаанс означает «гора», множественное число — berge .)
33°24′S 22°00′E / 33.4°S 22°E / -33.4; 22
