Кратон Йилгарн — это большой кратон , который составляет большую часть континентального массива Западной Австралии . Он ограничен смесью осадочных бассейнов и протерозойских складчатых и надвиговых поясов . Зерна циркона в Джек-Хиллз , террейн Нарриер датируются возрастом ~4,27 млрд лет , а один обломочный циркон датируется возрастом 4,4 млрд лет. [1]
Провинция Мурчисон кратона содержит ударную структуру Яррабубба , возраст которой составляет более 2 миллиардов лет, это самый старый датированный метеоритный кратер . [2]
Кратон Йилгарн, по-видимому, образовался в период между ~2,94 и 2,63 млрд лет назад в результате аккреции множества ранее существовавших блоков или террейнов существующей континентальной коры , большинство из которых образовалось в период между 3,2 и 2,8 млрд лет назад.
Это событие аккреции зафиксировано широко распространенными интрузиями гранита и гранодиорита , которые составляют более 70% кратона Йилгарн; объемным толеитовым базальтом и коматиитом ; [3] региональным метаморфизмом и деформацией , а также размещением подавляющего большинства запасов золотого оруденения кратона .
Эти события аккреции происходили в несколько фаз, вероятно, путем аккреции континентальных фрагментов, разделенных паузами в субдукции , с возобновлением активности, происходящим эпизодически.
Кратон в основном состоит из метаморфической местности гранит-гнейс возрастом около 2,8 млрд лет (~2,8 млрд лет) (Юго-Западная провинция и Западный гнейсовый пояс) и трех гранит- зеленокаменных территорий (Северо-Восточные Голдфилды, Южный Крест и зеленосланцевая метаморфическая провинция Мерчисон). Некоторые зеленокаменные пояса и граниты имеют возраст 3,1-2,9 млрд лет, а некоторые моложе, ~2,75-2,65 млрд лет.
Кратон является одной из отдельных физико-географических провинций физико-географического подразделения Западно-Австралийского щита , которое включает в себя участки Стерлинг-Маунт-Баррен-Блок, Дарлинг-Хиллз и Решерш-Шельф.
Западный гнейсовый террейн представляет собой серию полидеформированных высокосортных метаморфических поясов раннего архея , состоящих преимущественно из полевошпатовых лейкократовых гранулитовых гнейсов, которые представляют собой некоторые из древнейших фрагментов земной коры. [4] Западный гнейсовый террейн отличается от остальной части кратона Йилгарн тем, что в последнем преобладают метавулканические породы, как кислые , так и основные , 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 , состоящий из сильно полидеформированных полевошпатовых метагранитов и метаосадочных амфиболитовых гнейсов и мигматитов , возраст которых составляет более 3,3 млрд лет и до 3,8 млрд лет, обрамленный гнейсовым террейном Мургу (2,95 млрд лет), а также пластинами гранита возрастом 2,75–2,6 млрд лет, обдуцированными офиолитовыми пластинами (комплекс Триллбар) и некоторыми поясами протерозойских гнейсов возрастом 2,4–2,0 млрд лет .
На западном краю кратона Йилгарн, частично покрытом фанерозойскими осадочными бассейнами и находящимся в разломном контакте с тектоническими доменами Йилгарн возрастом от 2,7 до 2,55 млрд лет, залегает комплекс гнейсов Джимпердинг возрастом от 2,75 до 2,65 млрд лет, состоящий в основном из слюдистого кварцита , кварц-полевошпат-биотит-гранатового гнейса, андалузитовых и силлиманитовых сланцев , полосчатых железистых образований и других экзотических пород, прорванных небольшими массами порфирового гранита.
Возраст обломочных цирконов в комплексе гнейсов Джимпердинг составляет от 3267 ± 30 млн лет до 3341 ± 100 млн лет, а метаморфические наросты датируются 3180 млн лет.
На юго-западе кратона Йилгарн комплекс гнейсов Балингап расположен внутри раннепротерозойского комплекса метаморфических пород Лиувин. Комплекс Балингап в основном состоит из метаосадочного парагнейса, гранитного ортогнейса с небольшими слоями известково-силикатного , ультраосновного и ортоамфиболитового гнейса. Метаморфическая степень считается пиковой гранулитовой фацией, но большинство сохранило пиковые амфиболитовые фациальные ассоциации.
В целом, субблоки Западного Гнейсового Террейна представляют собой более ранний субстрат, на котором отложилась большая часть зеленокаменных метавулканических поясов кратона Йилгарн возрастом около 2,70–2,55 млрд лет и в который внедрились объемные архейские граниты трондьемит-тоналит-гранодиоритовой и трондьемит - тоналит - диоритовой свит.
Провинция Мурчисон обнажается в западной и северной трети кратона Йилгарн. Провинция ограничена крупными транскоровыми структурами, которые отделяют ее от окружающих тектонических провинций кратона и Западного пояса гнейсов.
Стратиграфия провинции Мерчисон, по Уоткинсу (1990), делится на шесть основных структурно-стратиграфических компонентов — две метавулканическо-метаосадочные последовательности зеленокаменного пояса и четыре свиты гранитоидов.
Структурный каркас северо-восточного кратона Йилгарн в значительной степени был сформирован транспрессией, которая привела к образованию складок, обратных сбросов, левостороннему сдвиговому движению в региональных зонах сдвига с простиранием NNW, за которым последовали региональная складчатость и укорочение. Последнее произошло в перекрывающихся тектонических процессах. Первое событие деформации плохо изучено, но, по-видимому, включало в себя надвиг NS.
Провинция Мерчисон содержит кратер Яррабубба , который является старейшим датированным метеоритным ударным кратером , возрастом 2229 ± 5 млн лет . Кратер сильно эродирован, и на поверхности не осталось никаких следов первоначальной структуры. Первичный след — эллиптическая аэромагнитная аномалия размером примерно 20 км на 11 км, а также наличие перекристаллизованных ударом минералов. Это столкновение могло закончить гуронское оледенение из-за воздействия климата со значительным выбросом парниковых газов, поскольку возраст в целом совпадает с самыми молодыми ледниковыми отложениями. [2]
Провинция Южный Крест расположена в центральной части кратона Йилгарн. Зеленокаменный пояс Марда-Дималс в террейне Южный Крест можно разделить на три слоя: нижний зеленокаменный пояс (около 3,0 млрд лет), характеризующийся мафическими вулканическими породами и полосчатой железистой формацией, слой фельзитово-промежуточного вулканизма и верхний осадочный слой (около 2,73 млрд лет) известково-щелочных вулканических пород (комплекс Марда) и обломочных осадочных пород (формация Дималс). [5]
Восточно-западная орогенезис (около 2730–2680 млн лет назад) происходил в два этапа: ранняя фаза складчатости и поздняя фаза, которая привела к отложению и деформации формации Дималс. Последующий орогенезис (около 2680–2655 млн лет назад) привел к образованию зон сдвига и дугообразных структур.
Литостратиграфия пояса зеленых камней Марда-Дималс похожа на северный террейн Мурчисон, но имеет более древние зеленые камни и события деформации, чем южный террейн Восточного Голдфилдса. Это указывает на то, что террейн Восточного Голдфилдса мог быть аккрецирован к более древнему ядру гранита-зеленых камней Мурчисон-Саутерн Кросс.
Архейский скандинавско-уилунский зеленокаменный пояс [6] в Восточной провинции Голдфилд содержит большую часть месторождений рудного золота в Австралии, включая знаменитую Золотую милю Калгурли, включающую Суперпит .
Эти месторождения золота, как правило, имеют большой тоннаж и приурочены к вулкано-интрузивно-осадочным последовательностям зеленокаменных поясов, а не к гранитам. Существует закономерность распределения золота вдоль архейской зоны сдвига Боулдер-Лефрой.
Экструзивные коматииты (ультрамафические вулканические породы) встречаются вдоль зеленокаменного пояса Норсман-Вилуна. Изменение от вулканического доминирования к плутоническому магматизму произошло в зеленокаменном поясе Норсман-Вилуна примерно 2685–2675 млн лет назад. Объемные интрузии гранитов с высоким содержанием кальция 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 обратных).
Более раннее золотоносное событие 2660–2655 млн лет назад было связано с крупным растяжением (нормальное разломообразование и образование гранитных куполов), что привело к образованию поздних бассейнов и внедрению магм мантийного происхождения (сиенитов и гранитов/порфиров мафического типа) и узких траекторий PTt против часовой стрелки.
Кратон Йилгарн со всех сторон окружен более молодыми террейнами разного возраста, но преимущественно протерозойского . Границы между различными фланговыми террейнами предоставляют значительные свидетельства постархейских событий, в которых участвовал кратон Йилгарн.
Кратон Йилгарн с западной стороны ограничен Пертским бассейном юрского возраста и отделен от него разломом Дарлинг . Пертский бассейн считается рифтовым бассейном, образованным на пассивной окраине.
Бассейн Перт ограничен на севере комплексом Гаскойн , [8] бассейном Гленгарри и бассейном Йеррида, которые являются частью подвижного пояса среднего протерозоя, который ведет на восток к блоку Масгрейв . Комплекс Гаскойн и другие метаморфические пояса этого возраста, включая реактивацию террейна Ярларвилор Гнейс и Нарриер Гнейс , указывают на длительное многофазное сдвиговое движение (относительно границы кратона Йилгарн) от позднего архея до неопротерозоя и даже в палеозое. [9]
Кратон Йилгарн ограничен на востоке-юго-востоке орогеном Олбани-Фрейзер возрастом около 1300 млн лет, состоящим в основном из амфиболитовых и зеленосланцевых фаций осадочных протолитовых гнейсов, мигматитов и гранитов. Ороген Олбани-Фрейзер демонстрирует как субдукционные, так и продолжительные сдвиговые тектонические структуры и тесно взаимосвязан с другими протерозойскими бассейнами и подвижными поясами Австралии.
Кратон Йилгарн частично покрыт наложенными друг на друга осадочными бассейнами палеозоя и фанерозоя на востоке и северо-востоке, включая бассейн Каннинг . Он ограничен на западном краю уступом Дарлинг и разломом Дарлинг , которые отделяют кратон Йилгарн от бассейна Перт на западе, и покрыт несколькими остаточными осадочными бассейнами юрского возраста, такими как суббассейн Колли.
Кратон Йилгарн также имеет значительный третичный и более молодой осадочный слой палеорусловых отложений, образовавшихся в результате длительной эрозии, седиментации и переотложения более древних покровных последовательностей и реголита, а также самого архейского фундамента.
К признанным третичным покровным последовательностям относятся бассейн Бремера, бассейн Оффисер и другие.
Кратон Йилгарн, как полагают, оставался на уровне моря или выше него в течение значительного периода времени. [10] Часть реголита Йилгарна является старейшей в мире, фиксируя события выветривания еще в меловой период. Это было создано в целом субтропическими широтами и условиями кратона Йилгарн, с минимальным или отсутствующим оледенением и в целом плоским топографическим рельефом, что приводит к сравнительно незначительной эрозии.
Реголит чрезвычайно глубоко выветрен, в некоторых областях полностью преобразован в сапролит до 100 метров ниже поверхности. Считается, что это было произведено в тропических условиях кайнозоя и палеоцена , о чем свидетельствует пятнистая корка, которая фиксирует окаменелые корни деревьев, некоторым из которых более 60 миллионов лет. Предыдущие события выветривания были зафиксированы в магнитно-остаточном железистом латерите юрского возраста, около 180 млн лет назад .
Реголит Йилгарна напрямую влияет на флору и фауну, так как часть почвы по сути 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, переносимой по австралийской суше в течение последних нескольких десятков миллионов лет, и высокой скоростью испарения, оставляющей соль позади.
Зеленокаменные пояса кратона Йилгарн включают:
Кратон Йилгарн — главная минеральная провинция Австралии. Он привлекает более половины расходов Австралии на разведку полезных ископаемых и производит две трети всего золота и большую часть никеля, добываемого в Австралии. Кратон содержит около 30% известных мировых запасов золота, [ нужна цитата ] [ спорный — обсудить ] около 20% мировых запасов никеля , 80% мировых запасов тантала , значительные запасы железной руды , меди , цинка и незначительные запасы свинца . Кратон содержит значительные ресурсы платины , ванадия , титана и железной руды.
Добыча полезных ископаемых ведется в основном в зеленокаменных поясах вокруг таких горнодобывающих центров, как Калгурли , Камбалда , Норсман , Микатарра и Вилуна , а также менее крупных центров, таких как Лавертон , Лейнстер , Леонора и Саутерн Кросс .
Концентраты руды или готовая продукция перевозятся 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 шахт, чем в кратоне Пилбара . Железная руда добывается в Кулианоббинге, к северу от Калгурли , из гематитовой выветренной полосчатой железистой формации , в Маунт-Гибсон, Уэлд-Рейндж и Джек-Хиллз в Западном Гнейсовом Террейне из гематитовой полосчатой железистой формации для производства руды для прямой доставки.
Проект Karara Iron Ore Project является единственным действующим магнетитовым рудником в кратоне Йилгарн, однако другие месторождения магнетитовой железной руды исследуются как источник магнетитовой руды в комплексе Олбани-Фрейзер, где предлагается крупное месторождение в Саутдауне. Полосчатые железистые формации Джек-Хиллз, Уэлд-Рейндж и Маунт-Гибсон, а также полосчатые железистые формации вокруг Ялгу также считаются потенциальными источниками магнетитовой железной руды, хотя пока никакие операции по этому типу руды не ведутся.
Еще дальше от побережья также изучаются месторождения полосчатого железняка в Уилуне и Лавертоне , хотя инфраструктура считается слишком слабой, чтобы сделать эти месторождения экономически выгодными.
Кратон Йилгарн содержит около 4% мировых экономически доказуемо извлекаемых запасов (ЭИЗ) золота. [ необходима ссылка ] [ оспаривается – обсудить ]
Основные месторождения золота находятся в Калгурли, Камбалде, Маунт-Магнет, Боддингтоне, Лавертоне и Вилуне и находятся в поясах зеленокаменных пород. Они образуют линейные пояса мафических, ультрамафических и фельзитовых вулканитов, перемежающихся с осадочными последовательностями, и были деформированы и метаморфизованы. Способ залегания золотого оруденения, как правило, представляет собой небольшие и средние структурно контролируемые залежи, сдвиги и кварцевые жилы.
Ключевой особенностью многих месторождений золота в регионе являются купола с гранитным ядром в различных масштабах. Они обеспечивали архитектуру, которая фокусировала жидкие металлы в местах осадконакопления верхней коры.
Признаки мантии обнаружены во многих крупных месторождениях, включая расплавы из метасоматизированного мантийного клина, а также лампрофиры. Продолжаются дебаты о том, были ли эти мантийные породы источником жидкости и/или металла или просто отражают благоприятный путь.
В районе Большого Камбалды находится район добычи никеля и сульфида мирового класса с общими предварительными ресурсами в 2 мегатонны (Мт) металлического никеля. С 1967 года было произведено около 1,1 Мт металлического никеля, со средней скоростью 35 000 тонн никеля в год. Купол Камбалды расположен в юго-центральной части архейского скандинавско-вилунского зеленокаменного пояса в юго-восточной части кратона Йилгарн. Месторождения коматиитовой никелевой руды типа Камбалда являются основным источником металлического никеля в кратоне Йилгарн. [11]
Медь, свинец и цинк в настоящее время добываются на руднике Golden Grove и недавно разработанном цинковом руднике Jaguar. Небольшие количества меди были извлечены из нескольких месторождений золота, содержащих медь, таких как в поясе Gullewa Greenstone Belt, в Burtville к югу от Laverton, в Granny Smith и в других местах.
Территория пустыни, окружающая Калгурли, площадью 500 000 квадратных километров, теоретически может содержать месторождение меди и цинка объемом 100 миллионов тонн. Геология нескольких вулканических поясов в кратоне Йилгарн поразительно похожа на крупнейшие в мире рудники цветных металлов в Кидд-Крик в Северном Онтарио , Канада . Разведка меди продолжается в нескольких районах вокруг Равенсторпа, Балагунди, в поясе Яндалл и поясе Дюктона, где, как известно, существуют крупные фельзитовые вулканические пакеты.
Кратон Йилгарн может содержать до 60% извлекаемых редкоземельных элементов в мире , в основном в карбонатите Маунт-Велд . Более мелкие карбонатитовые залежи в Понтоне, около Лавертона и регионально в пределах восточных гранитогнейсовых и зеленокаменных поясов также могут оказаться экономически выгодными.
Кратон Йилгарн и его покровные последовательности содержат значительную долю мировых запасов экономически доказуемых и извлекаемых запасов (EDR) урана. Большая часть урана находится в палеоканалах, образованных гранитами кратона Йилгарн и/или его фланговых протерозойских орогенов, и этот металл откладывается в третичных или более молодых палеодренажах и современных дренажных системах. Примерами являются Йелирри, Малга Рок [10] и Лейк-Уэй-Сентипед.
Месторождения мирового класса в восточной части кратона Йилгарн включают: Mount Charlotte, Norseman , Sunrise Dam , Sons of Gwalia , St Ives-Kambalda , Tarmoola , Wallaby и Wiluna . Месторождения никеля мирового класса включают: Mount Keith, Kambalda и