El Cratón de Pilbara Oriental es la parte oriental del Cratón de Pilbara ubicado en Australia Occidental . Esta región contiene rocas de cinturón de piedra verde máficas y ultramáficas con metamorfosis variable, estructuras de domo granítico intrusivo y rocas sedimentarias volcánicas. Se cree que estos cinturones de piedra verde en todo el mundo son los restos de antiguos cinturones volcánicos y están sujetos a mucho debate en la comunidad científica actual. Se ha argumentado que áreas como Isua y Barberton , que tienen litologías y edades similares a las de Pilbara, son arcos de acreción de subducción , mientras que otros sugieren que son el resultado de la tectónica vertical. Este debate es crucial para investigar cuándo y cómo comenzó la tectónica de placas en la Tierra. El Cratón de Pilbara junto con el Cratón de Kaapvaal son las únicas áreas restantes de la Tierra con corteza prístina de 3,6 a 2,5 Ga . [1] La naturaleza extremadamente antigua y rara de esta región de la corteza la convierte en un recurso valioso para comprender la evolución de la Tierra Arcaica . [2]
El cratón de Pilbara Oriental es geológicamente importante debido a su edad y los tipos de litología que se encuentran en su interior. En el cratón de Pilbara Oriental hay dos divisiones litológicas distintas: (1), corteza terrestre temprana (3,8–3,53 Ga); (2), domos graníticos intrusivos junto con cinturones de piedra verde (3,53–3,23 Ga). [3] Lo que separa este terreno de Pilbara Oriental del resto de la región de Pilbara son las discordancias regionales y el hecho de que estas rocas alguna vez fueron parte del cratón de Pilbara original o se depositaron en él y aún hoy están expuestas. Estos grupos no solo difieren en edad relativa, sino también en composición. [3]
Los restos de la corteza arcaica de la región se pueden encontrar en varios complejos graníticos en el este de Pilbara. Se encontraron xenolitos de anortosita gabroica de 3,58 Ga en el complejo granítico de Shaw. [4] El complejo granítico de Warrawagine contiene gneis de tonalita de biotita de 3,66 a 3,58 Ga . [3] La presencia de circones detríticos de 3,8 a 3,6 Ga también sugiere una erosión de la corteza 300 Ma anterior a las rocas más antiguas encontradas. [5]
Las litologías dominantes y las estructuras asociadas en la región oriental de Pilbara son los domos graníticos y los cinturones de piedra verde. Los domos graníticos son en su mayoría de composición TTG o similar a TTG. [6] Los cinturones de piedra verde se interpretan como basaltos komatíticos alterados y rocas volcanosedimentarias. Estas rocas varían de composición ultramáfica , máfica y félsica . También se pueden encontrar rocas ultramáficas como las dunitas . [7]
Los TTG son una agregación de ciertas rocas ( tonalita-trondhjemita-granodiorita ), que se forman cuando la corteza hidratada y máfica se funde a alta presión. Estas rocas son fundamentales para la formación de complejos de rocas verdes del Arcaico debido a la baja densidad y la naturaleza intrusiva de las rocas. Los TTG se encuentran en otros cinturones de rocas verdes del Arcaico , como Isua y Barberton . Los procesos que forman los TTG son objeto de debate. Algunos autores atribuyen la formación de TTG a la actividad de subducción , [8] mientras que otros atribuyen el origen de estas fusiones a la fusión directa de la litosfera por las plumas del manto . [9] El debate sobre el origen de los TTG es un tema clave en el debate sobre cuándo comenzó la tectónica de placas . [9]
Las estructuras observadas en esta región son interesantes y únicas en áreas donde se encuentran rocas de edades similares. Se encuentran estructuras de domo y quilla similares en el Cinturón de Piedras Verdes de Barberton . Se interpretó que estas estructuras eran el resultado de un vuelco convectivo parcial. [10] Estas cúpulas de color más claro rodeadas por los cinturones de piedra verde de color más oscuro se ven fácilmente en imágenes satelitales y también se pueden ver en el mapa de arriba. Se proporciona una sección transversal de esta estructura, y los anticlinales y sinclinales de inclinación pronunciada son característicos de este tipo de estructura. El interior de las cúpulas graníticas está en su mayoría sin deformar, sin embargo, los márgenes y los cinturones de piedra verde están muy deformados, y el grado metamórfico depende de la proximidad de la región a los márgenes de domo-quilla. [10]
La historia temprana de esta región estuvo dominada por la actividad volcánica, la intrusión magmática y la deformación. [11] El Terrane de Pilbara Oriental es principalmente de naturaleza volcánica, y esta actividad volcánica ocurrió en ciclos relativamente cortos y repetidos [3] Estos ciclos ultramáficos-máficos-félsicos que duran aproximadamente 10-15 Myr cada uno [12] están acompañados por metamorfismo/deformación, y seguidos por largas pausas ( aproximadamente 75 Myr) y deposición de sedimentos clásticos. Algunas de las intrusiones graníticas en la región son subvolcánicas, lo que se puede determinar a través del análisis químico comparativo de la intrusión y las rocas verdes asociadas. Todos estos ciclos se interpretan como el resultado de sucesivos eventos de penachos del manto. [13] Estos eventos dieron como resultado la estructura general de domo (granito) y sinclinal (roca verde) de la región, que todavía se puede ver en los mapas geológicos modernos. El espesor total de esta sucesión durante su formación [3] y el análisis geoquímico que indica que estas rocas derivaron del manto apoyan que esta región se formó como una espesa meseta volcánica. [14]
El vuelco convectivo parcial es un mecanismo por el cual se puede explicar la geología y la estructura del Cratón de Pilbara . Este mecanismo implica que el material frío y denso se hunda en el material caliente y menos denso a medida que se eleva en formaciones similares a domos/pilares. Esto da como resultado un complejo anticlinal-sinclinal con una inclinación pronunciada, en el que la roca verde en la parte inferior del sinclinal experimenta la mayor deformación. Como se ve en la figura, este proceso se puede describir en una versión simplificada, a través de 2 etapas. En la etapa 1, el calor que se irradia desde el granito parcialmente fundido que se eleva es aislado por la cubierta de roca verde fría y, como resultado, la roca verde en la parte inferior de la formación comienza a "gotear" hacia abajo, dejando espacio para que el granito se eleve más. En la etapa 2, los pequeños y esporádicos goteos de roca verde y los pilares graníticos se han consolidado en menos domos y quillas más grandes a medida que continúan elevándose. [10] El resultado final es una geología estructural similar a la que vemos en Pilbara . Este proceso también se conoce como tectónica vertical. [15]
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