Slave Craton - Slave Craton

Mapa geológico do noroeste do Canadá. O cráton escravo é marcado com A.
Paleomapa de crátons, rochas do embasamento e cinturões orogênicos norte-americanos e escandinavos

O Cráton Escravo é um cráton arqueano no noroeste do Escudo Canadense , nos Territórios do Noroeste e em Nunavut . O Slave Craton inclui o Acasta Gneiss de 4,03 Ga, que é uma das rochas datadas mais antigas da Terra. Cobrindo cerca de 300.000 km 2 (120.000 sq mi), é um cráton relativamente pequeno, mas bem exposto, dominado por pedras verdes e sequências de turbidito de ~ 2,73-2,63 Ga (bilhões de anos) e rochas plutônicas de ~ 2,72-2,58 Ga , com partes grandes do cráton sustentado por unidades mais antigas de gnaisse e granitóide . O Cráton Escravo é um dos blocos que compõem o núcleo pré-cambriano da América do Norte, também conhecido como Paleocontinente Laurentia .

A porção exposta do cráton, chamada de província dos escravos, compreende 172.500 km 2 (66.600 sq mi) e tem uma forma elíptica que se estende por 680 km (420 mi) NNE de Gros Cap no Great Slave Lake até Cape Barrow no Coronation Gulf e 460 km (290 mi) EW ao longo da latitude 64 ° N. Cobre cerca de 700 km × 500 km (430 mi × 310 mi) e é limitado por cinturões paleoproterozóicos ao sul, leste e oeste, enquanto rochas mais jovens o cobrem ao norte.

O Slave Craton é dividido em um complexo de porão centro-oeste, o Complexo Central Slave Basement e uma província oriental, chamada Hackett River Terrane ou Eastern Slave Province. Esses dois domínios são separados por uma sutura de 2,7 Ga definida por dois limites isotópicos que correm de norte a sul sobre o craton.

Subdivisões

Complexo do subsolo do Slave Central

Uma amostra de 4,03 Ga do pequeno rio Acasta

O complexo do porão do Escravo Central (CSBC) é o porão sob as partes central e oeste do cráton. A extensão oriental do CSBC é desconhecida, pois seu desaparecimento é marcado por limites isotópicos de Nd e Pb. O CSBC mergulha para o leste e está subjacente pelo menos à parte central do cráton. Ao longo do Rio Acasta, o CSBC inclui os Acasta Gneisses com uma idade de protólito de cerca de 4,03 Ga, uma das unidades de rocha datadas mais antigas da Terra. Esses gnaisses são polimetamórficos e têm composição tonalítica e gabroica . O resto do CSBC é mais jovem com um núcleo central <3,5 Ga e o cráton remanescente com idades detrial e protólito variando de 3,4 a 2,8 Ga. O complexo do embasamento é coberto por sequências supracrustais neoarquianas e intrudido por suítes plutônicas . Os gnaisse Acasta são geoquimicamente semelhantes a outros complexos arqueanos, mas, com quatro bilhões de anos, eles contêm núcleos de zircão ainda mais antigos. Esses núcleos indicam que os magmas parentais de tais complexos formados pela interação entre a crosta portadora de zircão e os fundidos derivados do manto. Nenhum desses gnaisse Acasta mais antigo foi descoberto ainda, mas os núcleos de zircão indicam que eles podem existir.

Complexo vulcânico de Back River

O complexo vulcânico de Back River é um estratovulcão arqueano preservado em uma posição vertical cercado por quatro sequências sedimentares que refletem a história magmática do vulcão. Uma cúpula exposta na metade sul do complexo é interpretada como a parte erodida do vulcão. Em contraste com o cráton remanescente, o complexo sofreu apenas um baixo grau de deformação.

Supergrupo Yellowknife

O Supergrupo Yellowknife, também conhecido como cinturão de pedras verdes de Yellowknife , foi depositado há mais de 300 milhões de anos a partir de ca. 2,9-2,6 Ga, e cobre diretamente o CSBC incluindo grande parte da Província dos Escravos Orientais. O CSBC e o cinturão de pedras verdes de Yellowknife são separados por uma inconformidade distinta que é lateralmente contínua ao longo de centenas de quilômetros. O Supergrupo Yellowknife foi exposto a grande metamorfismo por volta de 2605 Ma, resultando em uma gama de fácies xisto verde a anfibolito inferior . O Supergrupo contém pelo menos quatro sequências distintas que representam diferentes ambientes tectônicos, depositados em intervalos separados. As quatro sequências principais incluem do mais antigo ao mais novo, o Central Slaver Cover Group, o Kam Group, o Banting Group e a Jackson Lake Formation. O Supergrupo Yellowknife tem sido usado para representar a estratigrafia geral dos cinturões de pedras verdes no Cráton Escravo, incluindo cinturões no Cráton Escravo Oriental, a fim de interpretar os processos envolvidos na evolução do Cráton Escravo.

Central Slave Cover Group

A sequência supracrustal neoarquiana conhecida como Grupo de Cobertura Escrava Central (informalmente Grupo Dwyer) é um pacote de quartzitos fucsíticos de 2,9–2,8 Ga sobreposto por formações de ferro em faixas . Esta sequência fuchisítica de quartzito parece ser característica de muitos outros cratons entre cerca de 3,1 e 2,8 Ga e marca um pico global na produção de quartzito. O Grupo de Cobertura do Escravo Central tem geralmente 100 a 200 metros de espessura. Um conglomerado de seixos de quartzo encontrado na base do Grupo de Cobertura Escrava Central marca uma inconformidade distinta que é lateralmente contínua em grande parte do CSBC. Esta camada de conglomerado de seixos de quartzo foi encontrada no extremo noroeste do complexo de 4,03 Ga Acasta Gneiss. O Grupo de Cobertura de Escravos Central é autóctone e representa uma única sequência de cobertura contínua, que liga o complexo de porão no noroeste com o porão na Província dos Escravos centro-sul. A deposição uniforme e lateralmente contínua implica que o CSBC era anteriormente uma parte de um único cráton antigo que existia já em 2,85 Ga.

Kam Group

O Kam Group é uma sequência de 0,3 a 6 quilômetros de espessura que se sobrepõe às formações de ferro em faixas do Central Slave Cover Group. O contato entre esses dois grupos não é bem preservado devido à intrusão de soleiras de gabro e cisalhamento moderado. O grupo Kam é separado em um grupo inferior e superior com base na existência de uma fina camada vulcaniclástica félsica (Ranney Chert) datada de 2722 Ma. O grupo Kam inferior consiste na Formação Chan, que contém fluxos de basaltos almofadados intrudidos por uma série de peitoris e diques gabroicos que foram produzidos em uma configuração de bacia extensional de arco posterior. As rochas sedimentares expostas na parte norte da formação estão entre 2,84 e 2,80 Ga. O Grupo Kam Superior contém três formações depositadas entre 2772 e 2701 Ma. É composto principalmente de rochas vulcânicas intermediárias e basálticas com finas camadas de tufo riolito intercaladas e fluxos de komatiíta menores . As rochas nesta formação foram aparentemente formadas em um ambiente de arco e podem ser o resultado da rachadura das rochas do embasamento devido ao aumento da atividade da pluma do manto.

Banting Group

O grupo Banting é uma sequência marcante para o norte que tem uma falha no topo do Grupo Kam mais antigo e da Formação Jackson Lake mais jovem. O contato entre as unidades inferiores e o Grupo Banting é uma desconformidade que representa uma lacuna de aproximadamente 40 milhões de anos na deposição. O Grupo Banting contém rochas vulcânicas de silício a intermediárias que são tipicamente calcárias. A formação do Grupo de Banting é em grande parte resultado do vulcanismo pós-2,7 Ga e da atividade subvulcânica. Uma série de intrusões de quartzo-feldspato de 2.658 Ma são encontradas em todo o grupo Kam subjacente que estão relacionadas ao vulcanismo pós 2,7 Ga encontrado no Grupo Banting.

Formação Jackson Lake

A deposição da Formação do Lago Jackson começou em 2.605 ma. A formação é um depósito sedimentar de alta energia que recobre as rochas vulcânicas do Grupo Kam. O depósito consiste em conglomerados polimíticos e arenitos fluviais que foram submetidos a um grande evento metamórfico, como é evidente por inclinações verticais e lineações orientadas de forma semelhante, encontradas em grupos mais antigos.

Evolução do Craton Escravo

Formação inicial

Informações sobre a formação mais antiga do Cráton Escravo podem ser encontradas no Complexo Acasta Gneiss, mas devido à história complexa, pouca preservação e falta de exposição, muito ainda é desconhecido sobre os processos de formação da crosta terrestre no Hadeano e no Arqueano inicial. Os xenocristais encontrados dentro de gnaisse tonalítico de 3,94 Ga do Complexo Acasta Gnaisse têm datas U – Pb de 4,2 Ga. Esses xenocristais de zircão cristalizaram originalmente em um magma granítico de origem crustal. Evidências adicionais sugerem que os gnaisse tonalíticos de 3,94 Ga são pelo menos parcialmente derivados deste magma de granito de 4,2 Ga, o que indica que o retrabalho da crosta terrestre foi um processo importante na Eoarquéia . Os zircões desse protólito de granito mostram semelhanças com os zircões do Cráton Yilgarn, na Austrália Ocidental, e podem ser evidências da formação de crosta continental no Eon Hadeano . No entanto, sugere-se que esses dois crátons nunca estiveram diretamente conectados, o que pode indicar que a crosta Hadeana primitiva era principalmente de granito continental. A análise de traços de isótopos mostra que essas rochas de granito primitivas se originaram de um manto altamente empobrecido e sugerem que a diferenciação em grande escala ocorreu antes de ~ 4,0 Ga. Esses cristais de zircão podem ser importantes para aprofundar a compreensão dos primeiros processos de formação da crosta terrestre, pois pouco se sabe ainda.

Estabilização de cráton

A estabilidade geral de um cráton está altamente correlacionada à presença de um manto litosférico continental forte e profundo porque protege a crosta da erosão térmica e mitiga os efeitos do tectonismo. O Cráton Escravo mostra uma longa história de formação do manto litosférico continental. A formação de diamantes é relativamente extensa em todo o Cráton Escravo e requer uma raiz cratônica espessa. Os diamantes mais antigos derivados do manto tinham entre 3,5 e 3,3 Ga, o que sugere que o Protocraton Escravo teria formado uma espessa raiz crustal nessa época. A principal estabilização do cráton Slave ocorreu no Neoarquiano em ~ 2,75 Ga, conforme observado por uma abundância de formação de peridotito. O Cráton Kaapval mostrou um pico de idade de crescimento semelhante, o que pode sugerir que muito do manto litosférico continental da Terra foi formado no Neoarquiano. a formação e estabilização do manto litosférico continental e a evolução da crosta estão intimamente relacionadas durante o período entre 2,8 e 2,0 Ga.

Uma seção transversal leste-oeste da Província dos Escravos mostrando sua estratigrafia básica e margens

História tectônica

As tentativas de reconstruir a história tectônica do cráton concentraram-se extensivamente na assimetria leste-oeste. A presença de uma sutura colisional sugere que o CSBC colidiu com um arco de ilha terrano ao longo de um limite direcionado norte-sul antes de 2,69 Ga. Alternativamente, o Eastern Slave pode ser uma litosfera mesoarquiana atenuada e modificada que se desenvolveu durante o rifting em 2,85-2,70 Ga. A litosfera do manto sob o Slave ocidental pode ser 400 Ma mais velha do que a subjacente ao Slave oriental. Além disso, o rifting é apoiado pela existência de arco mais jovem ou rochas de arco posterior que abertamente o CSBC, mas constituem a maior parte do Eastern Slave. No entanto, se o Escravo do Leste foi o resultado de uma divisão ou do acréscimo de outro terrano ainda está em debate.

Seguindo o evento de rachadura ou acreção de 2,7 Ga, o Slave passou por extensão em grande escala em 2680 Ma resultando na formação da Bacia Burwash> 400x800 km, soleiras máficas generalizadas e outros turbiditos mais jovens ao longo da margem noroeste. A Bacia de Burwash consiste em arenitos turbidíticos metamorfoseados e ardósias intercaladas com finas camadas de tufo félsico. Em 2634 Ma, o Slave mudou para um regime compressional e a Bacia de Burwash começou a fechar, possivelmente devido à subducção rasa do NW ou SE. Por volta de 2,6 Ga, o Escravo colidiu com o muito maior Sclavia , resultando em encurtamento e dobra cruzada sobre o cráton. A presença de três margens raiadas ao redor do Slave, bem como rochas de embasamento de 3,3–3,5 Ga com idades semelhantes, quartzito fucsítico e tonalitos de 2,9 Ga, sugerem que os crátons de Dharwar , Zimbábue e Wyoming também faziam parte de Sclavia. O Slave se separou de Sclavia entre 2,2 e 2,0 Ga, como observado por uma série de enxames de diques em suas margens. O Slave Craton derivou por aproximadamente 200 milhões de anos antes de seu acréscimo com o Rae Craton em torno de 2,0-1,8 Ga na orogenia Taltson-Thelon. O cinturão orogênico agregou terranos exóticos menores antes que o Escravo fosse finalmente subduzido para o leste sob o Rae, resultando em um arco magmático continental conhecido como zona magmática de Taltson . O movimento contínuo para o leste da província Slave, junto com a colisão do terrano Hottah na margem oeste do Slave, levou à intensa deformação da zona magmática de Taltson. O terreno Hottah se agregou ao Slave durante a orogenia Wopmay em 1,88 Ga, logo após a orogenia Thelon. Este evento produziu outro arco magmático continental na margem oeste do Slave, a zona magmática da Ursa Maior , bem como a zona de falha Wopmay. A zona de falha Wopmay consiste em correias de impulso de pele fina que marcam a sutura entre o terreno Hottah e o Cráton Escravo. Essas duas orogenias colocaram o Craton Escravo em Laurentia , onde ainda é encontrado hoje.

Veja também

Referências