Метаморфические пояса Африки

Зеленокаменные пояса Родезийско-Трансваальского кратона

Африканский материк содержит крупнейшие в мире по протяженности пояса редкометалльных пегматитов, отдельные поля которых большей частью также приурочены к зеленокаменным поясам. Родезийско-Трансваальский кратон на юге Африки, вмещающий одноименный пегматитовый пояс, представляет собой наиболее древнюю структуру, главным мотивом которой являются гранулито-гнейсовые области с обилием гранито-гнейсовых куполов и фрагментами зеленокаменных поясов (рис. 2.16). Последние сложены метаморфическими породами трех серий: себаквийской, булавайской и шамвайской соответственно возрастом 3400, 2900 и 2700 млн лет.

Отложения серии Себакви залегают на гранулито-гнейсовом основании с угловым и метаморфическим несогласием. Снизу вверх они представлены ультраосновными и основными эффузивами, превращенными в актинолито-вые и тальковые сланцы, джеспилитами, филлитами и слюдистыми сланцами. На них с угловым несогласием лежат породы системы Булавайо: метабазальты, андезиты, дациты, фельзиты и их пирокласты. В подчиненном количестве встречаются горизонты кварцитов, графитовых сланцев, известняков, джеспилитов и конгломератов с галькой тальковых сланцев и гранодиоритов из лежащей ниже серии. Мощность Булавайо достигает 12,3 км. В породах именно этой серии находится крупнейшее месторождение комплексных редкометалльных пегматитов Бикита общей протяженностью 4 км при ширине 1,5 км. Породы Шамва также с несогласием залегают на отложениях Булавайо, хотя главный этап складчатости в них один. В системе Шамва преобладают метаосадки: аркозы, граувакки, конгломераты, филлиты, джеспилиты с прослоями фельзитов, известняков и кварцитов в верхней части разреза. Мощность ее около 3,5 км.

Метаморфическая зональность зеленокаменных поясов Родезийско-Трансваальского кратона изучена Е. Саггерсоном и Л. Тернером. Авторы считают ее единой для всех поясов и сформировавшейся в два этапа: во время булавайской складчатости (M2) и во время главного этапа складчатости после отложения системы Шамва (M3). Гранулитовый метаморфизм M1 протекал в гранулито-гнейсовых областях. Степень метаморфизма пород в зеленокаменных поясах меняется от пренит-пумпеллиитовой и хлоритовой зон до высокой зеленосланцевой (биотит-мусковит-гранат-хлоритоид или андалузит) и амфиболитовой фации с антофиллитом, кордиеритом, андалузитом или силлиманитом. В северной части в поясе Вумба встречаются парагенезисы с кианитом. В более молодых поясах, выполненных шамвайскими отложениями, проявлен одноактный зональный метаморфизм M3, по парагенезисам не отличимый от M2. Месторождение Бикита залегает в породах, метаморфизованных в условиях зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой фаций низких давлений — с хиастолитом, кордиеритом и антофиллитом. Таким образом, с севера кратона на юг к поясу Лимпопо в зеленокаменных поясах растет температурный интервал метаморфизма, но снижается давление с переходом от кианит-силлиманитового к андалузит-силлиманитовому типу. Именно с низкобарическим метаморфическим комплексом ассоциируются поля редкометалльных пегматитов.

Предбулавайские гранито- и гранодиорито-гнейсы, развитые в породах фундамента, имеют возраст более 3300 млн лет. Син- и позднетектонические гранитоиды образуют многофазные батолиты, тогда как посттектонические батолиты гомогенны. Возраст метаморфизма серии Булавайо 2900 млн лет, а рвущих ее гранитов, по данным Rb-Sr метода, — 2686 ± 78 и 3055 ± 59 млн лет. Поздние порфировые граниты, прорывающие породы шамвайской серии, имеют возраст 2450, а пегматиты Бикиты — от 2480 до 2950 млн лет (разными методами по различным минералам). Е. Саггерсон и Л. Тернер считают наиболее благоприятными для выплавления гранитных магм зеленокаменные пояса наименьших давлений, а повышенные содержания в них Li, Rb, Th и U связывают с выносом данных элементов из гранулитов фундамента.

Зеленокаменный пояс о. Мадагаскар

Редкометалльные пегматиты о. Мадагаскар (Берере, Андриамена, Антсирабе-Итаси и др.) входят в наиболее протяженный Восточно-Африканско-Мадагаскарский пегматитовый пояс, пересекающий границы плит и складчатых структур. Вся эта полоса испытала панафриканскую активизацию (550—600 млн лет), и возраст пегматитов относится к этому времени.

О стратиграфии острова есть различные сведения. Так, у А.А. Беуса и В.В. Герасимовского, использующих данные А. Безери, в докембрии о. Мадагаскар выделяются четыре серии: архейская Андроен, нижнепротерозойские Графит, Вахибори и верхнепротерозойская Кварцит-Сиполин (рис. 2.17). Л.И. Салоп, ссылаясь на А. Безери, считает, что на большей части острова обнажается выступ архейского гранулито-гнейсового фундамента, который к северу от Тананариве перекрыт отложениями группы Маэватана раннепротерозойского возраста, слагающими структуру типа зеленокаменного пояса. Судя по карте, эта группа коррелирует серией Вахибори. Она сложена актинолитовыми, хлоритовыми, тальковыми и антофиллитовыми сланцами (метавулканиты основного и ультра-основного состава), а также джеспилитами. От гранито-шейсов с реликтами гранулитов они повсеместно отделены тоналитами, которые глубоко внутрь зеленокаменного пояса не заходят. В центральных частях пояса встречаются только калиевые граниты, которые рвут и сланцы, и тоналиты. Большинство месторождений редкометалльных пегматитов размещаются в зеленых сланцах группы Maэватана или Вахибори (см. рис. 2.17).

Гранит-зеленокаменные области Нигерии

Нигерийско-Сахарская пегматитовая провинция расположена между кратонами Западно-Африканским и Конго. Вмещающими породами являются сложно построенные гранито-гнейсовые комплексы древнего возраста с пиками 2,8—2,2; 2,0—1,6; 1,4—0,9 млрд лет и пояса верхнепротерозойских осадочновулканогенных пород. Te и другие структуры испытали перестройку и метаморфизм панафриканского возраста и прорваны гранитами того же периода. Пегматиты, залегающие в мигматитовых комплексах, имеют более простой состав и главным образом оловянно-бериллиевую минерализацию — поля Хоггар (Алжир) и Тибести (Чад). Комплексные редкометалльные пегматиты размещаются в зеленокаменных поясах и представлены полями плато Джое и Ирегун (Нигерия). Пегматиты поля Ирегун залегают в амфиболитах базит-ультрабазитового состава толеитового профиля. Пегматиты поля Иджеро секут пачку переслаивания биотитовых сланцев и амфиболитов. Оба поля удалены от ближайших гранитов более чем на 15 км. И только танталитовые пегматиты поля Эдбе расположены как внутри поздних порфировых гранитов, так и в экзоконтактовых амфиболитах и сланцах с широким развитием изменений вмещающих пород.

Толщи зеленокаменного типа образуют в Западной Нигерии протяженные пояса, но поля редкометалльных пегматитов локализуются только в местах пересечения поясов разломами северо-восточного простирания, активность которых отмечается на всех этапах эволюции региона, вплоть до юры. Дж. Матейз и Д. Кюстер привели составы лишь биотитовых гнейсов и кварц-мусковитовых сланцев, которые слабо отличаются от гранитов и пегматитов (табл. 2.12). По содержанию элементов-примесей гнейсы также близки гранитам. Амфиболиты, к сожалению, не опробованы, хотя авторы считают метавулканиты и пироксениты источником фтора для пегматитов, а ильменит — источником Nb и Ta. Так, обогащение пегматитов Эдбе танталом, с их точки зрения, обусловлено размещением гранитов и пегматитов в мощной пачке титанистых метабазальтов.