Кратон Йилгарн — это большой кратон , который составляет большую часть суши Западной Австралии . Он ограничен смесью осадочных бассейнов и протерозойских складчато-надвиговых поясов . Зерна циркона в Джек-Хиллз , террейн Нарриер, датируются примерно 4,27 млрд лет назад , причем один обломочный циркон датируется 4,4 млрд лет назад. [1]
В провинции Мерчисон кратона находится ударная структура Яррабубба , возраст которой превышает 2 миллиарда лет, и это самый старый датированный метеоритный кратер . [2]
Кратон Йилгарн, по-видимому, образовался между ~ 2,94 и 2,63 млрд лет назад в результате аккреции множества ранее существовавших блоков или террейнов существующей континентальной коры , большая часть которых образовалась между 3,2 и 2,8 млрд лет назад.
Это событие аккреции зафиксировано широко распространенными гранитными и гранодиоритовыми интрузиями, которые составляют более 70% кратона Йилгарн; объемистый толеитовый базальт и коматиитовый вулканизм ; [3] региональный метаморфизм и деформация, а также размещение подавляющего большинства запасов кратона в золотом оруденении.
Эти события аккреции происходили в несколько фаз, вероятно, за счет аккреции континентальных фрагментов, разделенных паузами в субдукции , с возобновлением активности, происходящим эпизодически.
Кратон в основном состоит из гранит-гнейсовых метаморфических территорий возрастом около 2,8 млрд лет (~ 2,8 млрд лет назад) (Юго-Западная провинция и Западно-Гнейсовый пояс) и трех гранитно- зеленокаменных территорий (Северо-Восточные Голдфилдс, Южный Крест и зеленосланцевый пояс). метаморфические провинции Мерчисон). Возраст некоторых зеленокаменных поясов и гранитов достигает 3,1-2,9 млрд лет, а некоторых моложе - ~2,75-2,65 млрд лет.
Кратон является одной из отдельных физико-географических провинций физико-географического подразделения Западно-Австралийского щита , которое включает блоки Стерлинг-Маунт-Бэррен, Дарлинг-Хиллз и участки шельфа Речерч.
Западно-Гнейсовый террейн представляет собой серию полидеформированных высокосортных метаморфических поясов раннего архейского периода , сложенных преимущественно полевошпатовыми лейкократовыми гранулитовыми гнейсами, которые представляют собой одни из древнейших фрагментов земной коры. [4] Западный гнейсовый террейн отличается от остальной части кратона Йилгарн тем, что последний имеет преобладание метавулканических пород, как кислых , так и основных , тогда как первый состоит из высокосортных метаосадков и гнейсов неизвестного протолита .
Западный гнейсовый террейн обнажается вдоль западной половины северной окраины кратона Йилгарн как гнейсовый террейн Нарриер , представляющий собой смесь сильно полидеформированных полевошпатовых метагранитов и метаосадочных амфиболитовых гнейсов и мигматитов , датированных более 3,3 млрд лет назад и до 3,8 лет. Возраст гала, окружен гнейсовым террейном Мургу (2,95 млрд лет), а также пластинами гранита возрастом от 2,75 до 2,6 млрд лет, обдуктированными пластинами офиолитов (комплекс Триллбар) и некоторыми поясами протерозойских гнейсов возрастом от 2,4 до 2,0 млрд лет .
На западной окраине кратона Йилгарн, частично покрытого фанерозойскими осадочными бассейнами и находящимся в разломном контакте с тектоническими доменами Йилгарн возрастом от 2,7 до 2,55 млрд лет, расположен комплекс Джимпердинг-гнейсов возрастом 2,75–2,65 млрд лет, сложенный в основном слюдистыми кварцитами , кварц- полевошпат-биотит-гранатовые гнейсы, андалузитовые и силлиманитовые сланцы , полосчатые железные образования и другая экзотика, прорванная небольшими массами порфирового гранита.
Возраст детритовых цирконов в комплексе Джимпердинг-Гнейс варьируется от 3267 ± 30 млн лет до 3341 ± 100 млн лет назад, с метаморфическим разрастанием, датируемым 3180 млн лет назад.
На юго-западе кратона Йилгарн гнейсовый комплекс Балингап расположен внутри раннепротерозойского комплекса метаморфических пород Леувин. Балингапский комплекс состоит преимущественно из метаосадочных парагнейсов, гранитных ортогнейсов с небольшими прослоями известково-силикатных , ультраосновных и ортоамфиболитовых гнейсов. Метаморфическая степень считается пиковой гранулитовой фацией, но в большинстве из них сохранились пиковые ассоциации амфиболитовой фации.
В целом субблоки Западно-Гнейсового террейна представляют собой более ранний субстрат, на котором отложилась большая часть зеленокаменных метавулканических поясов кратона Йилгарн возрастом от 2,70 до 2,55 млрд лет назад и в которые вошли объемистые архейские трондьемит -тоналит-гранодиоритовая свита и трондьемит - тоналит- внедрены граниты диоритовой свиты.
Провинция Мерчисон расположена в западной и северной трети кратона Йилгарн. Провинция ограничена крупными транскоровыми структурами, отделяющими ее от окружающих тектонических провинций кратона и Западно-Гнейсового пояса.
Стратиграфия провинции Мерчисон, по Уоткинсу (1990), разделена на шесть основных структурно-стратиграфических компонентов - две метавулкано-метаосадочные толщи зеленокаменного пояса и четыре свиты гранитоидов.
Структурный каркас северо-восточного кратона Йилгарн в значительной степени сформировался в результате транспрессии, которая привела к развитию складок, взбросов, левосторонних сдвиговых движений по региональным сдвиговым зонам ССЗ простирания с последующими региональными складчатостями и сокращениями. Последнее произошло в результате перекрывания тектонических процессов. Первое событие деформации плохо изучено, но, по-видимому, оно было связано с надвигом в северном направлении.
В провинции Мерчисон находится кратер Яррабубба , старейший датированный кратер от удара метеорита , возраст которого составляет 2229 ± 5 млн лет назад . Кратер сильно разрушен, и от первоначальной структуры на поверхности не осталось никаких следов. Первичный след — это эллиптическая аэромагнитная аномалия размерами примерно 20х11 км, а также наличие ударно-рекристаллизованных минералов. Это воздействие могло положить конец гуронскому оледенению из-за воздействия климата со значительным выбросом парниковых газов, поскольку возраст во многом совпадает с возрастом самых молодых ледниковых отложений. [2]
Провинция Южный Крест расположена в центральной части кратона Йилгарн. Зеленокаменный пояс Марда-Диемальс на террейне Южного Креста можно разделить на три слоя: нижний зеленокаменный пояс (около 3,0 млрд лет назад), характеризующийся основными вулканическими породами и образованием полосчатого железа, слой кислого промежуточного вулканизма и верхний осадочный слой. (около 2,73 млрд лет назад) известково-щелочных вулканических пород (комплекс Марда) и обломочных осадочных пород (формация Димальс). [5]
Восточно-западная складчатость (около 2730–2680 млн лет назад) происходила в два этапа; более ранняя фаза складчатости и поздняя фаза, которые привели к отложению и деформации формации Дималс. Последующая складчатость (около 2680–2655 млн лет назад) привела к образованию зон сдвига и дугообразных структур.
Литостратиграфия зеленокаменного пояса Марда-Дималс аналогична северному террейну Мерчисон, но имеет более древние зеленокаменные породы и события деформации, чем южный террейн Восточные Голдфилдс. Это указывает на то, что террейн Восточные Голдфилдс, возможно, сросся с более древним гранитно-зеленокаменным ядром Мерчисон-Саутерн-Кросс.
Архейский зеленокаменный пояс Norseman-Wiluna [6] в Восточной провинции Голдфилд содержит большую часть австралийских месторождений рудного золота, включая знаменитую Золотую Милю Калгурли, содержащую Супер- Пит .
Эти месторождения золота, как правило, имеют большой тоннаж и приурочены к вулканогенно-интрузивно-осадочным толщам зеленокаменных поясов, а не к гранитам. Существует закономерность распределения золота вдоль архейской сдвиговой зоны Боулдер-Лефрой.
Экструзивные коматииты (ультраосновные вулканические породы) встречаются вдоль зеленокаменного пояса Норсман-Вилуна. Смена магматизма с преобладанием вулканов на магматизм с преобладанием плутона произошла в Зеленокаменном поясе Норсман-Вилуна примерно 2685–2675 млн лет назад. Крупные интрузии высококальциевых гранитов произошли 2670–2655 млн лет назад. [7] Большая часть золота была отложена между 2650–2630 млн лет назад, причем большая часть этого связана со сдвиговой реактивацией более ранних разломов (нормальных и взбросов).
Более раннее золотое событие 2660-2655 млн лет назад было связано с крупным расширением (нормальные разломы и гранитные куполообразные образования), что привело к образованию поздних бассейнов и внедрению магм мантийного происхождения (сиениты и граниты/порфиры основного типа) и плотным путям PTt против часовой стрелки. .
Кратон Йилгарн со всех сторон окружен более молодыми террейнами разного возраста, но преимущественно протерозойского возраста . Границы между различными фланговыми террейнами служат убедительным свидетельством постархейских событий, затронувших кратон Йилгарн.
Кратон Йилгарн ограничен на западной стороне Пертским бассейном юрского возраста и отделен от этого бассейна разломом Дарлинг . Пертский бассейн считается рифтовым заполненным бассейном, образовавшимся на пассивной окраине.
Бассейн Перт ограничен на севере комплексом Гаскойн , [8] бассейном Гленгарри и бассейном Йеррида, которые являются частью среднего протерозойского подвижного пояса, который ведет на восток к блоку Масгрейв . Комплекс Гаскойн и другие метаморфические пояса этого возраста, включая реактивацию гнейсов Ярларвилор и гнейсового террейна Нарриер , указывают на продолжительное многофазное сдвиговое движение (относительно окраины кратона Йилгарн) от позднего архея до неопротерозоя и даже до палеозоя. . [9]
Кратон Йилгарн ограничен с востока-юго-востока орогеном Олбани-Фрейзер ~ 1300 млн лет назад, сложенным в основном осадочными протолитовыми гнейсами амфиболитовой и зеленосланцевой фации, мигматитами и гранитами. Ороген Олбани-Фрейзер представляет собой как субдукционную, так и продолжительную сдвиговую тектоническую структуру и тесно связан с другими протерозойскими бассейнами и подвижными поясами Австралии.
Кратон Йилгарн частично перекрыт налегающими осадочными бассейнами палеозойского и фанерозойского возраста на востоке и северо-востоке, включая бассейн Каннинга . На западном краю он ограничен откосом Дарлинг и разломом Дарлинг , которые отделяют кратон Йилгарн от бассейна Перт на западе, и покрыт несколькими остатками осадочных бассейнов юрского возраста, таких как суббассейн Колли.
Кратон Йилгарн также имеет значительный третичный и более молодой осадочный слой палеорусальных отложений, образовавшийся в результате длительной эрозии, седиментации и переотложения более старых покровных толщ и реголита, а также самого архейского фундамента.
Признанные последовательности третичного периода включают бассейн Бремера, бассейн Офицера и другие.
Считается, что кратон Йилгарн оставался на уровне моря или над ним в течение значительного периода времени. [10] Некоторые из реголитов Йилгарна являются старейшими в мире, в них зафиксированы явления выветривания еще в меловой период. Это было создано в основном субтропическими широтами и условиями кратона Йилгарн с минимальным оледенением или его отсутствием и в целом плоским топографическим рельефом, что приводит к сравнительно незначительной эрозии.
Реголит подвергся чрезвычайно глубокому выветриванию, а на некоторых участках полностью превратился в сапролит на глубине до 100 метров от поверхности. Считается, что он образовался в тропических условиях от кайнозоя до палеоцена , о чем свидетельствует пестрая твердая кора, в которой зафиксированы окаменелые корни деревьев, возраст некоторых из которых превышает 60 миллионов лет. Предыдущие события выветривания были зафиксированы в магнитно-остаточных железистых латеритах юрского возраста , возрастом около 180 млн лет назад.
Реголит Йилгарна напрямую влияет на флору и фауну, поскольку часть почвы практически окаменела. Большая часть грунтовых вод Йилгарна гиперсоленая, а некоторые перенасыщены солью. Это делает участки земли бесплодными, со значительными солеными озерами и высоким уровнем соленых вод. Считается, что происхождение этой соли связано с осаждением морской соли, перенесенной на австралийскую сушу за последние несколько десятков миллионов лет, и высокой скоростью испарения, оставляющей соль позади.
Зеленокаменные пояса кратона Йилгарн включают:
Кратон Йилгарн — главная минеральная провинция Австралии. На него приходится более половины расходов Австралии на разведку полезных ископаемых, а также производится две трети всего золота и большая часть никеля, добываемого в Австралии. Кратон содержит около 30% известных мировых запасов золота, [ нужна ссылка ] [ оспаривается – обсудить ] около 20% мировых запасов никеля , 80% мировых запасов тантала , значительные запасы железной руды , меди , цинка и незначительные запасы свинца . . Кратон содержит значительные запасы платины , ванадия , твердого титана и значительные ресурсы железной руды.
Добыча ведется в основном в зеленокаменных поясах вокруг горнодобывающих центров, таких как Калгурли , Камбалда , Норсман , Микатарра и Вилуна , а также второстепенных центров, таких как Лавертон , Ленстер , Леонора и Саутерн Кросс .
Рудные концентраты или готовая продукция транспортируются по железной дороге или автомобильным транспортом в Перт , Фримантл , Эсперанс , Олбани или Джералдтон .
Железная руда в настоящее время добывается в нескольких районах кратона Йилгарн, хотя это гораздо меньший набор рудников, чем в кратоне Пилбара . Железная руда добывается в Куляноббинге, к северу от Калгурли, из формации выветрелого полосчатого железа из гематита , на горе Гибсон, в Уэлд-Рейндж и Джек-Хиллз в Западном Гнейсовом террейне из формации железа с полосчатым гематитом для производства руды для прямой транспортировки.
Проект железной руды Карара - единственный действующий магнетитовый рудник в кратоне Йилгарн, однако другие месторождения магнетитовой железной руды исследуются в качестве источника магнетитовой руды в комплексе Олбани-Фрейзер, где в Саутдауне предлагается крупное месторождение. Залежи полосчатого железа Джек-Хиллз, Уэлд-Рейндж и Маунт-Гибсон, а также пласты полосчатого железа вокруг Ялгу также считаются потенциальными источниками магнетитовой железной руды, хотя работы с этим типом руды пока не ведутся.
Дальше от побережья также исследуются месторождения полосчатого железа в Вилуне и Лавертоне , хотя инфраструктура считается слишком плохой, чтобы сделать эти месторождения экономически выгодными.
В кратоне Йилгарн находится около 4% мировых экономически доказуемых запасов золота (EDR). [ нужна ссылка ] [ спорно – обсудить ]
Крупные месторождения золота находятся в Калгурли, Камбалде, Маунт-Магнит, Боддингтоне, Лавертоне и Вилуне и расположены в зеленокаменных поясах. Они образуют линейные пояса основных, ультраосновных и кислых вулканитов, прослоенных осадочными толщами, деформированных и метаморфизованных. Форма залегания золотой минерализации обычно представляет собой структурно контролируемые залежи малого и среднего размера, сдвиги и кварцевые жилы.
Ключевой особенностью многих золотых месторождений региона являются купола с гранитным ядром различных масштабов. Это обеспечило архитектуру, которая сосредоточила жидкие металлы в местах отложения верхней коры.
Признаки мантии обнаружены во многих крупных месторождениях, включая расплавы метасоматизированного мантийного клина, а также лампрофиров. Продолжаются споры о том, были ли эти мантийные породы источником жидкости и/или металлов или просто отражают благоприятный путь.
В большом районе Камбалда находится район добычи сульфида никеля мирового класса с общими ресурсами до добычи 2 мегатонны (Мт) металлического никеля. С 1967 года было произведено около 1,1 млн тонн металлического никеля при средней производительности 35 000 тонн никеля в год. Купол Камбальда расположен в юго-центральной части архейского зеленокаменного пояса Норсман-Вилуна на юго-востоке кратона Йилгарн. Месторождения коматиитовых никелевых руд камбалдинского типа являются основным источником металлического никеля в кратоне Йилгарн. [11]
Медь, свинец и цинк в настоящее время добываются на месторождениях Golden Grove и недавно разработанном цинковом руднике Jaguar. Незначительные количества меди были извлечены из нескольких медьсодержащих золотых месторождений, например, в Зеленокаменном поясе Гуллева, в Бертвилле к югу от Лавертона, в Гренни Смит и в других местах.
Предполагается, что в пустынной зоне, окружающей Калгурли, площадью 500 000 квадратных километров находится медно-цинковое месторождение объемом 100 миллионов тонн. Геология нескольких вулканических поясов кратона Йилгарн поразительно похожа на геологию крупнейших в мире рудников цветных металлов в Кидд-Крик в Северном Онтарио , Канада . Разведка меди продолжается в нескольких районах вокруг Равенсторпа, Балагунди, в поясах Яндалл и Дьюктон, где, как известно, существуют крупные кислые вулканические пакеты.
Кратон Йилгарн может содержать до 60% извлекаемых в мире редкоземельных элементов , в первую очередь в карбонатите Маунт-Велд . Небольшие залежи карбонатитов в Понтоне, недалеко от Лавертона и на региональном уровне в пределах восточных гранитно-гнейсовых и зеленокаменных поясов также могут оказаться экономически выгодными.
Кратон Йилгарн и его покровные толщи содержат значительную часть мировых запасов экономически доказанных и извлекаемых запасов (EDR) урана. Большая часть урана содержится в палеоканалах, образовавшихся в гранитах кратона Йилгарн и/или окружающих его протерозойских орогенах, а этот металл откладывается в третичных или более молодых палеодренажных и современных дренажных системах. Примеры включают Йелирри, Мулга-Рок [10] и Лейк-Уэй-Мороконожку.
Месторождения мирового класса в восточной части кратона Йилгарн включают: Маунт-Шарлотта, Норсман , Санрайз-Дэм , Сыны Гвалии , Сент-Айвс-Камбальда , Тармула , Валлаби и Вилуна . Месторождения никеля мирового класса включают: Маунт-Кит, Камбальда и