El cratón Kaapvaal (centrado en la provincia de Limpopo en Sudáfrica ), junto con el cratón Pilbara en Australia Occidental, son las únicas áreas restantes de corteza prístina de hace 3,6 a 2,5 millones de millones de años en la Tierra. Las similitudes de los registros de rocas de ambos cratones , especialmente de las secuencias del Arcaico tardío suprayacentes , sugieren que alguna vez fueron parte del supercontinente Vaalbara . [1]
El cratón de Kaapvaal cubre un área de aproximadamente 1.200.000 km2 ( 460.000 millas cuadradas) y está unido al cratón de Zimbabue al norte por el cinturón de Limpopo . Al sur y al oeste, el cratón de Kaapvaal está flanqueado por orógenos proterozoicos y al este por el monoclinal de Lebombo que contiene rocas ígneas jurásicas asociadas con la ruptura de Gondwana . [2]
El cratón de Kaapvaal se formó y estabilizó entre 3,7 y 2,6 Ga [2] por el emplazamiento de importantes batolitos granitoides que engrosaron y estabilizaron la corteza continental durante las primeras etapas de un ciclo de magmatismo y sedimentación relacionado con el arco . El cratón es una mezcla de terranes de granito de piedra verde del Arcaico temprano (3,0–3,5 Ga) y gneises tonalíticos más antiguos (aproximadamente 3,6–3,7 Ga), intruidos por una variedad de plutones graníticos (3,3–3,0 Ga). Se cree que la evolución posterior del cratón de Kaapvaal (3,0–2,7 Ga) está asociada con la colisión entre el continente y el arco que causó una sucesión superpuesta de cuencas llenas de gruesas secuencias de rocas volcánicas y sedimentarias. A esto le siguió una extensión episódica y un rifting cuando se desarrollaron las secuencias de Gaborone–Kanye y Ventersdorp. La corteza Arcaica Temprana está bien expuesta sólo en el lado este del cratón y comprende un collage de subdominios y bloques corticales caracterizados por rocas ígneas y deformaciones distintivas.
Hace aproximadamente 2,8-2,5 Ga, el metamorfismo del Arcaico Tardío unió la Zona Marginal Sur del Cratón de Kaapvaal con la Zona Marginal Norte del Cratón de Zimbabue por el Cinturón orogénico de Limpopo de 250 kilómetros (160 mi) de ancho. El cinturón es una zona de tectonitas de facies de granulita con dirección este-noreste que separa los terrenos de granitoide-roca verde de los cratones de Kaapvaal y Zimbabue.
La evolución de la corteza 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 la actividad magmática que conduce a la formación de tonalita-trondhjemita-granodiorita (TTG) arcaica, como los gneises de Sand River y la intrusión de granito Bulai. Las condiciones metamórficas de alto grado del Proterozoico temprano produjeron una fusión parcial que formó grandes cantidades de material granítico fundido. [3]
No hay ninguna indicación de que la sucesión del Neoarcaico al Paleoproterozoico temprano en el cratón se originara en el evento orogénico de 2,65-2,70 Ga preservado 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 de Limpopo junto con el Cratón de Zimbabwe solo se unieron al Cratón de Kaapvaal aproximadamente a los 2,0 Ga durante la formación del Cinturón Móvil de Magondi, que a su vez originó los voluminosos lechos rojos del Paleoproterozoico tardío del sur de África. [4] Se pueden encontrar evidencias de la estratificación horizontal y la erosión fluvial en todo el Macizo Waterberg dentro de la Zona Central de Limpopo.
El cinturón de rocas verdes de Barberton, también conocido como las montañas Makhonjwa , está situado en el borde oriental del cratón Kaapvaal. Es muy conocido por su mineralización de oro y por sus komatiitas , un tipo inusual de roca volcánica ultramáfica que recibe su 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 rocas verdes de Barberton de las áreas de Eswatini-Barberton y estas contienen algunos de los rastros más antiguos de vida en la Tierra. Solo las rocas encontradas en el cinturón de rocas verdes de Isua en el oeste de Groenlandia son más antiguas.
El domo arcaico de Johannesburgo se encuentra en la parte central del cratón de Kaapvaal y está formado por rocas graníticas trondhjemíticas y tonalíticas intruidas en rocas verdes máficas-ultramáficas. [2] Los estudios que utilizan la datación de circón simple U-Pb para muestras de granitoides arrojan una edad de 3340 +/- 3 Ma y representan la fase de granitoide más antigua reconocida hasta ahora. "Después del emplazamiento del gneis trondhjemita-tonalita tuvo lugar otro período de magmatismo en el domo, que dio lugar a la intrusión de diques máficos que se manifiestan como anfibolitas de hornblenda. La edad de estos diques aún debe determinarse cuantitativamente, pero se encuentran dentro de las limitaciones temporales impuestas por la edad de los gneises trondhjemíticos (3340–3200 Ma) y, posteriormente, de los granitoides potásicos transversales.
Estas rocas, que consisten principalmente en granodioritas, constituyen el tercer evento magmático y ocupan un área de dimensiones batolíticas que se extienden 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, datadas en 3121 +/- 5 Ma... Los datos, combinados con los de otras partes del cratón de Kaapvaal, respaldan aún más la opinión de que la evolución del cratón fue de larga duración y episódica, y que creció por procesos de acreción, volviéndose generalmente más joven al norte y al oeste del terreno de granito y piedra verde de Barberton-Eswatini de ca. 3,5 Ga situado en la parte sureste del cratón". [5]