El Cratón Kaapvaal (centrado en la provincia de Limpopo en Sudáfrica ), junto con el Cratón Pilbara de Australia Occidental, son las únicas áreas que quedan de una corteza prístina de 3,6 a 2,5 Ga (hace mil millones de años) en la Tierra. Las similitudes de los registros de rocas de ambos cratones , especialmente de las secuencias suprayacentes del Arcaico tardío , sugieren que alguna vez fueron parte del supercontinente Vaalbara . [1]
El Cratón Kaapvaal cubre un área de aproximadamente 1.200.000 km 2 (460.000 millas cuadradas) y está unido al Cratón de Zimbabwe al norte por el Cinturón de Limpopo . Al sur y al oeste, el Cratón Kaapvaal está flanqueado por orógenos proterozoicos , y al este por el monoclinal de Lebombo que contiene rocas ígneas del Jurásico asociadas con la desintegración de Gondwana . [2]
El Cratón Kaapvaal se formó y estabilizó entre 3,7 y 2,6 Ga [2] mediante el emplazamiento de importantes batolitos granitoides que espesaron y estabilizaron la corteza continental durante las primeras etapas de un ciclo de sedimentación y magmatismo relacionado con el arco . El cratón es una mezcla de terrenos de piedra verde de granito del Arcaico temprano (3,0–3,5 Ga) y gneises tonalíticos más antiguos (ca. 3,6–3,7 Ga), invadidos por una variedad de plutones graníticos (3,3–3,0 Ga). Se cree que la evolución posterior del Cratón Kaapvaal (3,0–2,7 Ga) está asociada con una colisión entre continente y arco que provocó una sucesión superpuesta de cuencas llenas de gruesas secuencias de rocas volcánicas y sedimentarias. A esto le siguió una extensión episódica y una ruptura cuando se desarrollaron las secuencias Gaborone-Kanye y Ventersdorp. La corteza del Arcaico temprano está bien expuesta sólo en el lado este del cratón y comprende un collage de subdominios y bloques de la corteza caracterizados por deformaciones y rocas ígneas distintivas.
El metamorfismo arcaico tardío unió la zona marginal sur del cratón Kaapvaal con la zona marginal norte del cratón de Zimbabwe aproximadamente 2,8 a 2,5 Ga por el cinturón orogénico de Limpopo de 250 kilómetros (160 millas) de ancho . El cinturón es una zona de tectonitas de facies de granulita con tendencia este-noreste que separa los terrenos de piedra verde granitoide de los cratones de Kaapvaal y Zimbabwe.
La evolución de la corteza terrestre de la Zona Central de Limpopo se puede resumir en tres períodos principales: 3,2–2,9 Ga, 2,6 Ga y 2,0 Ga. Los dos primeros períodos se caracterizan por una actividad magmática que conduce a la formación de Tonalita-Trondhjemita-Granodiorita Arcaica (TTG). ) como los gneises del río Sand y la intrusión de granito Bulai. Las condiciones metamórficas de alto grado del Proterozoico temprano produjeron una fusión parcial que formó grandes cantidades de fusión granítica. [3]
No hay indicios de que la sucesión del Neoarqueano al Paleoproterozoico temprano en el cratón se haya originado en el evento orogénico de 2,65-2,70 Ga conservado en el Complejo Metamórfico de Limpopo. Sin embargo, las sucesiones de lechos rojos más jóvenes del Paleoproterozoico tardío contienen circones de este intervalo de tiempo, así como muchos circones detríticos de ~2,0 Ga. Esto implica que el Complejo Limpopo junto con el Cratón de Zimbabwe solo se unieron al Cratón Kaapvaal aproximadamente 2,0 Ga durante la formación del Cinturón Móvil Magondi que a su vez generó los voluminosos lechos rojos del Paleoproterozoico tardío del sur de África. [4] Se pueden encontrar pruebas de las capas horizontales y la erosión fluvial en todo el macizo de Waterberg dentro de la zona central de Limpopo.
El cinturón de piedra verde de Barberton, también conocido como montañas Makhonjwa , está situado en el extremo oriental del cratón Kaapvaal. Es bien conocido por su mineralización de oro y por sus Komatiitas , un tipo inusual de roca volcánica ultramáfica que lleva el nombre del río Komati que fluye a través del cinturón. Algunas de las rocas expuestas más antiguas de la Tierra (más de 3,6 Ga) se encuentran en el cinturón de piedra verde de Barberton de las áreas de Eswatini-Barberton y contienen algunos de los rastros de vida más antiguos de la Tierra. Sólo las rocas encontradas en el cinturón de piedras verdes de Isua , en el oeste de Groenlandia, son más antiguas.
La Cúpula Arcaica de Johannesburgo está ubicada en la parte central del Cratón Kaapvaal y consta de rocas graníticas trondhjemíticas y tonalíticas incrustadas en piedra verde máfica-ultramáfica. [2] Los estudios que utilizan la datación con circonio simple U-Pb para muestras de granitoides arrojan una edad de 3340 +/- 3 Ma y representan la fase granitoide más antigua reconocida hasta ahora. "Después del emplazamiento de gneis trondhjemita-tonalita, tuvo lugar un nuevo período de magmatismo en la cúpula, que resultó en la intrusión de diques máficos que se manifiestan como anfibolitas de hornblenda. La edad de estos diques aún no se ha determinado cuantitativamente, pero caen dentro de las limitaciones de tiempo impuestas por la edad de los gneises trondhjemíticos (3340-3200 Ma) y, más tarde, los granitoides potásicos transversales.
Estas rocas constituidas principalmente por granodioritas constituyen el tercer evento magmático y ocupan un área de dimensiones batolíticas que se extiende a lo largo de la mayor parte de la porción sur del domo. Las partes sur y sureste del batolito consisten principalmente en granodioritas grises, homogéneas y de grano medio fechadas en 3121 +/- 5 Ma... Los datos, combinados con los de otras partes del cratón Kaapvaal, respaldan aún más la opinión de que La evolución del cratón fue prolongada y episódica, y creció mediante procesos de acreción, volviéndose generalmente más joven al norte y al oeste de ca. 3.5 Ga Barberton-Terreno de granito y piedra verde de Eswatini situado en la parte sureste del cratón." [5]