地质史

一般考虑

非洲大陆基本上由五个古代组成前寒武纪克拉通,Kaapvaal津巴布韦、坦桑尼亚、刚果和西非——它们形成于大约36亿到20亿年前,从那时起基本上构造稳定;这些克拉通的边界是形成于20亿到3亿年前的年轻褶皱带。所有这些岩石都被广泛地折叠和变质(也就是说,它们在20世纪被改造过)作文和结构通过热和压力)。前寒武纪岩石大陆表面的57%出现了露头,而其余的表面主要由未变形的年轻沉积物和火山岩组成。

最古老的岩石是岩石太古代年龄(即大约46到25亿年),在卡普瓦尔、津巴布韦和刚果克拉通所谓的花岗岩片麻岩绿岩地形中被发现。它们由灰色带状片麻岩、各种花岗岩和保存相当完好的火山岩组成证据海底挤压(即熔融形式的岩石材料的发射)和高温下的形成。岩石类型科马提岩尤其诊断这些火山序列几乎完全局限于太古宙.克拉通在太古宙末期被大量的花岗岩侵入物在构造上稳定下来,然后被碎屑沉积物覆盖,其中一些含有重要的经济价值黄金而且存款(例如威特沃特斯兰德系统在南非)。

元古宙(25亿到大约5.41亿年前)的特征是形成了几个活动带,这些活动带是发生在克拉通之间的长而窄的强烈变形和变质的岩石带,可能是板块构造过程导致克拉通之间碰撞的结果。最古老的活动带是在太古宙岩石中发现的,例如分隔卡普瓦尔和津巴布韦克拉通的林波波带。较年轻的构造带形成于一场被称为eburian(22 - 18亿年前)的全大陆热构造事件中,这一事件导致了地球上的Birimian组合非洲西部在非洲中东部的乌本甸组合中,有大量的岩石安哥拉.在东部和东部发现了更年轻的基巴兰热构造事件(12亿至9.5亿年前)带非洲南部

前寒武纪的结束以活动带形成的重大事件为标志泛非集(大约在9.5亿到5.5亿年前),形成了长褶皱带,如莫桑比克沿着非洲东海岸,达马拉和加丹加带延伸纳米比亚刚果民主共和国而且赞比亚位于安哥拉和刚果之间的刚果西部地带加蓬达荷米-阿哈加尔带之间加纳而且阿尔及利亚和毛里塔尼德带塞内加尔摩洛哥

独特的前寒武纪晚期进化是记录在所谓的Arabian-Nubian盾非洲东北部和阿拉伯.在岛弧、边缘盆地环境下,形成了大量的火山岩和花岗岩环境与现在的西南部相似太平洋.岩石被吸积到古代非洲大陆上,当时非洲大陆的边缘接近现在尼罗河,通过俯冲与今天观察到的过程相同。(俯冲是指当两个板块碰撞时,一个岩石圈板块的边缘下降到另一个板块的边缘之下。)

古克拉通内部不受上述构造事件的影响,克拉通内沉积和火山序列在大型盆地中积累。其中最重要的是德兰士瓦盆地卡普瓦尔克拉通拥有重要的经济铁矿;刚果盆地;以及西非盆地,那里有厚厚的晚元古代沉积物,其中包括一个突出的冰碛岩层,标志着前寒武纪末期的一次重大冰川作用事件。

前寒武纪以后,非洲的地质历史以以下事件为特征:褶皱带的形成古生代(约5.41 - 2.52亿年前)南非(Cape褶皱带),摩洛哥(theAnti-Atlas带),毛利塔尼亚(Mauritanide带)与古老的克拉通接壤;大约2.3亿至2亿年前在南非、纳米比亚和南非等地的大量玄武岩火山活动东非,被称为卡鲁系统,那很可能与中国解体的开始有关冈瓦纳超大陆;大约1亿到4000万年前,非洲西北部形成了一个年轻的山带碰撞非洲和欧洲板块之间,一起封闭的祖先地中海(特提斯海);和发展东非裂谷系新生代(即大约在过去的6600万年),导致了红海例如,阿拉伯板块的东北漂移,以及非洲古代地壳沿几条长裂谷的断裂,并伴随着广泛的火山活动。

岩石类型与构造演化

前寒武纪

最古老的岩石由片麻岩、花岗岩、变质沉积物和36至25亿年的变质火山岩组成;在某种程度上,它们都有不同程度的变形和变形。保存最好的组合出现在Kaapvaal和津巴布韦克拉通和含有大量金矿和硫化物矿物。火山组以玄武质和科马提质熔岩为主,通常与变质沉积物互层,通常被称为绿岩带。这些构造通常与层状片麻岩一起发现,或者被花岗岩类岩体侵入。几代绿石已经被确认。最古老的一个形成于34亿年前,第二个形成于30亿至29亿年前,第三个形成于27亿至26亿年前。一些最古老的生命痕迹以单细胞藻类的形式保存在前寒武纪的巴伯顿绿岩带的燧石中德兰士瓦南非的一个地区。太古代的结束被标记为大量的花岗岩侵入,之后非洲克拉通在构造上变得稳定。太古宙末期最引人注目的特征之一是大堤津巴布韦这是一种大型的、层状的镁铁质-超镁铁质岩石,含有大量的铬、石棉和镍。目前还不清楚太古宙演化的特征是否与今天所看到的板块构造过程相同,有迹象表明绿岩带是古代的遗迹海洋地壳.克拉通(基本未变形)沉积物在太古宙晚期首次出现在地层记录中,在南部非洲的Kaapvaal克拉通发育最好。

早期元古代(大约25 - 16亿年前)的特征是稳定的克拉通上的克拉通碎屑沉积物——最好的例子是南非的威特沃特斯兰德-温特斯多普-德兰士瓦盆地和加蓬的弗朗斯维利安盆地——以及非克拉通地区的变质火山-变质沉积岩和花岗岩类,如西非从塞内加尔延伸到加纳的广阔的比里米安地形。尤其令人感兴趣的是南非德兰士瓦序列中广泛的含叠层石石灰岩和具有重要经济意义的铁地层,它们为大约22亿年前富含氧气的大气提供了证据。大约20亿年前灌木丛生地区复杂-这是最大的国家之一有区别的火成岩体地球的主要矿床,-被安置在卡普瓦尔克拉通北部。早元古代中期以强大的造山作用为主导,形成了褶皱带,在褶皱带中,原本沉积在大陆边缘深部盆地中的沉积岩和火山岩被严重变形、变质,并被花岗岩类岩体侵入,最终隆起成山脉,这可能是大陆碰撞的结果。eburian事件在西非特别活跃,它使比里米安组合变形;但它在非洲东部也很活跃,在那里形成了南部的乌本甸带坦桑尼亚在非洲西南部,它在安哥拉和纳米比亚北部形成了主要的岩石单元。到早元古代末期,太古代地壳块体已经发展成相当大的克拉通。

中元古代(约16 - 10亿年前)的记录显示沉积大陆沉积物和克拉通上的火山岩相邻到早期褶皱带(磨拉渣沉积)。在非洲南部(Waterberg和Matsap序列)、赞比亚北部和刚果民主共和国发现了未变形或仅轻度折叠的序列。在其他地方,沉积和火山序列沉积在长形盆地中,这些盆地后来经历了强烈的变形和变质作用Kibaran事件。这一重要的热构造时期形成了非洲中东部的基巴兰-布隆迪褶皱带,以及非洲中部的鲁文佐里褶皱带乌干达以及南非和纳米比亚的纳马夸-纳塔尔带。

元古代晚期(大约10亿到5.41亿年前)也是如此特征由台地等稳定地区沉积而成西非克拉通(Taoudeni和廷杜夫盆地),刚果克拉通,卡拉哈里克拉通(纳米比亚的纳马盆地),以及坦桑尼亚克拉通(Bukoban床)。构造和岩浆活动集中在稳定地区周围的活动带,发生在整个晚元古代,即所谓的泛非热构造事件。长而线性的带——如非洲中部和西南部的达马拉-加丹加带、东非的莫桑比克带和西非的达荷米-阿哈加尔带——都是在那个时期形成的,其中一些带含有诊断性的岩石组合,表明它们是由大陆碰撞造成的。非洲的许多前寒武纪晚期层序都包含一到两层的冰碛岩(由岩化粘土和冰作用产生的岩石沉积物组成的沉积岩),这些岩碛岩被认为是冰作用的结果广泛的冰川作用覆盖了当时非洲的大部分地区的阿拉伯(东部)沙漠埃及红海山苏丹在美国,火山岩石和花岗岩类占主导地位,加上古代海洋地壳的频繁残余物,记录了与现在西南太平洋岛弧系统中发生的相似的演化过程。这些岩石清楚地证明了前寒武纪晚期的板块构造过程。