El Cinturón Circum-Superior es una extensa provincia ígnea paleoproterozoica en el Escudo Canadiense del norte , oeste y este de Canadá . [1] [2] [3] [4] Se extiende más de 3400 km (2100 mi) desde el noreste de Manitoba a través del noroeste de Ontario , el sur de Nunavut hasta el norte de Quebec y el oeste de Labrador . Las rocas ígneas del Cinturón Circum-Superior son de composición máfica - ultramáfica , depositadas en la depresión de Labrador cerca de la bahía de Ungava , el cinturón de Cape Smith cerca de la costa sur del estrecho de Hudson y a lo largo de la costa este de la bahía de Hudson en su parte norte; los cinturones de Thompson y Fox River en el noroeste y el supergrupo Marquette Range en su parte sur. El Cinturón Circum-Superior también alberga un raro ejemplo de komatiita proterozoica , en el cinturón de komatiita de Winnipegosis . [3] [5]
En el Cinturón Circum-Superior se encuentran presentes varias formaciones magmáticas, entre ellas diques , umbrales y volcanes que forman parte de las formaciones geológicas . Se considera que este cinturón geológico es una gran provincia ígnea porque sus rocas magmáticas se emplazaron en un lapso de tiempo geológico extremadamente corto . [3] [4] Aunque el Cinturón Circum-Superior se emplazara en un lapso de tiempo geológico extremadamente corto, los magmas asociados probablemente se derivaron de varias fuentes separadas. [6]
La mayor parte del Cinturón Circum-Superior se encuentra a lo largo del margen del Cratón Superior , que es el fragmento más extenso de corteza Arcaica en la Tierra. [6] El Cinturón Circum-Superior contiene dos grandes distritos mineros de cobre y níquel : el Cinturón Thompson que contiene níquel en la parte noroeste del Cratón Superior y el Cinturón Cape Smith en la parte norte del Cinturón Circum-Superior.
El Cinturón Circum-Superior se formó hace 1.884 a 1.870 millones de años [3] [4] cuando el cratón Superior estaba rodeado por procesos de construcción de montañas, incluidas las orogenias Trans-Hudson , Nueva Quebec y Penokean . [6] La principal orogenia Trans-Hudson tuvo su aparición cuando el cratón Superior chocó con los cratones Rae - Hearne y Sask hace 1.900 a 1.800 millones de años. [6] Los cinturones orogénicos masivos con un cambio en la dirección horizontal están representados por la estructura de doble promontorio del cratón Superior que parece haber surgido del comienzo de un evento de rifting . [6] El orógeno de Nueva Quebec, también conocido como la Fosa del Labrador, se encuentra en la parte noreste del cratón Superior y está relacionado con el cierre del océano y la colisión con la parte sureste del cratón Rae. [6] Hace entre 1.900 y 1.800 millones de años, un cierre oceánico y una colisión con el terreno del arco wisconiano dieron como resultado la creación de la orogenia penokeana en el margen sur del cratón Superior. [6] La última colisión ocurrió en la parte sureste del cratón Superior para producir la orogenia Grenville hace 1.100 millones de años. [6]
Debido a que la mayor parte del Cinturón Circum-Superior se formó por magmatismo máfico-ultramafico generalizado hace 1.884 a 1.870 millones de años a lo largo del margen del cratón Superior durante estas orogenias, se han hecho varias sugerencias diferentes para explicar los orígenes cuestionables de esta gran provincia ígnea. [6] Tampoco está claro si el Cinturón Circum-Superior tiene un origen único o tiene varios orígenes. [6] Las sugerencias incluyen rifting de arco posterior, flexión profundísima, penachos del manto [3] [4] y la ruptura de un microcontinente . [6] La indicación geoquímica del Cinturón Circum-Superior también es poco conocida; o bien contiene diferencias regionales importantes o es la misma en toda la zona magmática. [6] Con el descubrimiento del enjambre de diques Pickle Crow en todo el cratón Superior occidental, la probabilidad de otros grupos de diques de 1.880 millones de años en todo el cratón Superior permanece. [6] Esto se debe en parte a que varias zonas de diques en el cratón Superior permanecen sin datar. [6] También se desconoce la relación del Cinturón Circum-Superior con magmatismo de edad similar en todo el cercano cinturón Trans-Hudson y en otras partes de la Tierra. [6] Esto incluye el magmatismo de 1.860 millones de años del evento East Kimberly en Australia y el magmatismo de 1.860 millones de años del evento Mashonaland en África . [6] La otra sugerencia cuestionable relacionada con el Cinturón Circum-Superior es la existencia de un evento de superpluma global sugerido de 1.900 millones de años de antigüedad. [6]
La depresión del Labrador, de 1.600 km (990 mi) de longitud y que se extiende desde la bahía de Ungava a través de Quebec y Labrador, incluye dos series volcano-sedimentarias, la primera con una antigüedad de entre 2.170 y 2.140 millones de años y la segunda con una antigüedad de entre 1.883 y 1.870 millones de años. [6] Se considera que este magmatismo se formó como resultado del vulcanismo de retroarco. [7] La serie magmática más joven (1883-1870 Ma) contiene carbonatitas y lamprófiras de 1.880 millones de años . [6] Los magmas máficos de 1.883 a 1.874 millones de años y algunos ultramáficos comprenden las formaciones Willbob y Hellancourt y los umbrales de Montagnais. [6] El magmatismo más joven de la serie magmática más joven son los volcánicos félsicos y carbonatíticos de 1.870 millones de años . [6] Estas rocas ígneas de la depresión del Labrador cubren un área de 30.000 km2 ( 12.000 millas cuadradas). [7]
Al noroeste, en el extremo norte de Quebec, cerca del estrecho de Hudson , el cinturón de Cape Smith incluye el grupo volcano-sedimentario Povungnituk, de 2040 a 1970 millones de años de antigüedad, y el grupo Chukotat, de 1880 millones de años. [6] El grupo Chukotat, de 5,6 km (3,5 mi) de espesor, está formado por basaltos picríticos y toleíticos. Estas lavas basálticas están intruidas por estrechos umbrales máficos y ultramáficos. [6] Existen al menos tres tipos diferentes de composiciones de lava en el grupo Chukotat, incluyendo el pírico olivino, el pírico piroxénico y el pírico plagioclaso. [6] La unidad superior del grupo Chukotat tiene 1870 millones de años de antigüedad, mientras que la unidad inferior está asociada con los umbrales de la Suite Katiniq, que atraviesan el grupo Povungnituk subyacente. [6] En 1989, se pensaba que los umbrales de la Suite Katiniq tenían 1.918 millones de años, pero una datación más reciente y una reinterpretación de la edad original en 2004 sugieren que los umbrales de la Suite Katiniq están más cerca de los 1.880 millones de años. [6] Por lo tanto, el rango de edad para el Grupo Chutotat es de 1.880 a 1.870 millones de años. [6] El vulcanismo del Grupo Chukotat podría haberse originado a partir de la ruptura de un microcontinente que ahora forma la parte suroeste de la isla de Baffin . [6]
En las islas Belcher del sur de Nunavut, dos grupos volcánicos se conocen como los volcánicos Flaherty y Eskimo. [6] Los volcánicos Eskimo subyacentes están relacionados con los volcánicos del Golfo de Richmond, Persillon, Pachi y el Grupo Nastapoka. [6] Los diques Minto de 1.998 millones de años también se interpretan como relacionados con los volcánicos Eskimo. [6] Los volcánicos Flaherty suprayacentes permanecen sin datar aparte de una datación de plomo-plomo de 1.960 +/- 80 millones de años . [6] Sin embargo, se sugiere que los volcánicos Flaherty tienen relaciones con los umbrales Sutton Inlier y Haig. [6] Las indicaciones geoquímicas sugieren que los volcánicos Flaherty suprayacentes también podrían tener relaciones con el grupo volcano-sedimentario Povungnituk en el Cinturón de Cabo Smith, lo que indica que los volcánicos Flaherty podrían tener entre 2.040 y 1.960 millones de años. [6] Los umbrales de las islas Belcher y Snowy en la bahía de Hudson datan de hace 1.870 millones de años, lo que indica que el magmatismo de 1.880 millones de años también existe en esta sección de la gran provincia ígnea Circum-Superior. [6]
El Cinturón del Río Fox en el norte de Manitoba está compuesto de sedimentos, volcanes y umbrales. [6] Los umbrales del Cinturón del Río Fox y los diques de Molsen tienen 1.883 millones de años, pero los diques de Molsen en el margen noroeste del cratón Superior intruyen un enjambre de diques más antiguo, de 2.090 a 2.070 millones de años. [6] El Grupo Ospwagan tiene menos de 1974 +/- 50 millones de años y el cinturón de komatiita de Winnipegosis de 1.864 millones de años se encuentra al suroeste. [6] Se han sugerido numerosos entornos tectónicos para desencadenar el magmatismo en el Cinturón del Río Fox, incluido un evento de rifting de cuenca marginal. [6]
En la parte sur del Cinturón Circum-Superior, un grupo de sedimentos fragmentarios compuestos de formación de hierro se formó durante un período de actividad magmática en el Supergrupo de la Cordillera Marquette. [6] Incluido en el Supergrupo de la Cordillera Marquette está la Formación Hemlock, un grupo volcánico bimodal que se estima que tiene una edad de 1874 +/- 9 millones de años . [6] Otra serie volcánica en el Supergrupo de la Cordillera Marquette, conocida como la Formación Gunflint , tiene una edad de 1878,3 +/- 1,3 millones de años . [6] Otras unidades geológicas que están relacionadas con la Formación Gunflint incluyen los volcanes Badwater y los umbrales Kiernan. [6] Se han sugerido varios orígenes para el magmatismo del Supergrupo de la Cordillera Marquette. [6] Esto incluye el hundimiento impulsado hacia adelante relacionado con el empuje de la orogenia Penokeana o una posible cuenca de arco posterior , y el flujo lateral a través de los diques de Pickle Crow transportaron magma desde el área del Cinturón del Río Fox a través del cratón Superior para su colocación en el Supergrupo de la Cordillera Marquette. [6] Este origen de largo alcance sugerido también se ha sugerido para el magmatismo de los umbrales de Nipissing de 2215 millones de años , que el enjambre de diques de Ungava podría haber transportado magma al área de los umbrales de Nipissing. [6]
Antes de 2003, se pensaba que todo el magmatismo del Cinturón Circum-Superior solo ocurría a lo largo del margen exterior del cratón Superior. [6] Sin embargo, el dique Pickle Crow fue descubierto en 2003 en el interior del cratón Superior y desde entonces ha sido reconocido como un evento magmático relacionado con el Cinturón Circum-Superior. [6] El dique está datado en 1.880 millones de años y se han rastreado diques asociados durante al menos 400 km (250 mi). [6] Estos diques probablemente se extienden por más de 700 km (430 mi) a través de la parte occidental del cratón Superior desde cerca del Cinturón del Río Fox en el norte hasta cerca del Lago Superior en el sur. [6] Este cruce magmático crea una relación con el magmatismo de 1.880 millones de años en la parte noroeste del Cinturón Circum-Superior y el magmatismo en el Supergrupo de la Cordillera Marguette en la parte sur del Cinturón Circum-Superior. [6] Además, la tendencia norte-noroeste de los diques de Pickle Crow y la tendencia absoluta norte-noreste del enjambre de diques de Molson se combinan para formar un área al norte de la porción noroeste del Cinturón Circum-Superior. [6] Esto podría determinar la zona de una columna del manto que fue la fuente del magmatismo de 1.880 millones de años en el Cinturón Circum-Superior. [6]
El Cinturón Circum-Superior es el anfitrión de depósitos minerales generalizados, incluyendo cobre, níquel y elementos del grupo del platino. [6] Sin embargo, se desconocen los orígenes de esta mineralización generalizada. [6] El Cinturón Thompson en Manitoba es una de las zonas productoras de níquel más completas de la Tierra. [6] Tiene el potencial de contener elementos del grupo del platino, pero la edad de las rocas volcánicas máficas-ultramáficas que comprenden los depósitos de níquel no se conoce bien. [6] Desde su fundación durante la década de 1950, numerosas operaciones mineras en todo el Cinturón Thompson han producido más de cuatro mil millones de libras de níquel. [8] Vale Inco está desarrollando al menos dos depósitos de níquel en las minas Thompson y Birchtree . [8] Se han extraído al menos 70 millones de libras de níquel desde 2005. [8] En la ciudad de Thompson , el níquel del Cinturón Thompson se funde y refina en instalaciones. [8] Este proceso de fundición y refinación contribuye a aproximadamente un tercio de la producción total de níquel en Canadá. [8]
En el cinturón de Cape Smith, en el norte de Quebec, la mina Raglan se encuentra en depósitos de cobre y níquel de los sills ultramáficos de la Suite Katiniq. [6] Los sills de la Suite Katiniq también se encuentran dentro de un área que actualmente se explora en busca de depósitos de elementos del grupo del níquel, el cobre y el platino. [6] Los elementos del grupo del cobre, el níquel y el platino están asociados con rocas máficas-ultramáficas en la depresión de Labrador que se formaron durante un período de magmatismo hace entre 1.883 y 1.870 millones de años. [6]
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