El cratón de Yilgarn es un gran cratón que constituye una parte importante de la masa terrestre de Australia Occidental . Está delimitado por una mezcla de cuencas sedimentarias y cinturones de pliegues y corrimientos del Proterozoico . Los granos de circón en Jack Hills , Narryer Terrane, se han datado en aproximadamente 4,27 Ga , con un circón detrítico datado en 4,4 Ga. [1]
La provincia de Murchison del cratón contiene la estructura de impacto Yarrabubba , que con más de 2 mil millones de años es el cráter de impacto de meteorito más antiguo datado . [2]
El cratón Yilgarn parece haberse formado entre ~2,94 y 2,63 Ga mediante la acreción de una multitud de bloques o terrenos anteriormente presentes de corteza continental existente , la mayoría de los cuales se formaron entre 3,2 Ga y 2,8 Ga.
Este evento de acreción está registrado por intrusiones generalizadas de granito y granodiorita , que comprenden más del 70% del cratón Yilgarn; voluminoso vulcanismo de basalto toleítico y komatiita ; [3] metamorfismo y deformación regionales , así como el emplazamiento de la gran mayoría de la dotación del cratón en mineralización de oro .
Estos eventos de acreción ocurrieron en varias fases, probablemente por acreción de fragmentos continentales separados por pausas en la subducción , con actividad renovada ocurriendo episódicamente.
El cratón está compuesto principalmente por terreno metamórfico de granito-gneis de aproximadamente 2.800 millones de años (~2,8 Ga) (la provincia del sudoeste y el cinturón de gneis occidental) y tres terrenos de granito- roca verde (los yacimientos auríferos del noreste, la cruz del sur y las provincias metamórficas de esquisto verde de Murchison). Algunos cinturones de roca verde y granitos tienen una antigüedad de entre 3,1 y 2,9 Ga, y otros son más jóvenes, de entre ~2,75 y 2,65 Ga.
El cratón es una de las provincias fisiográficas distintas de la división fisiográfica del Escudo de Australia Occidental , que comprende las secciones del Bloque Stirling-Mount Barren, Darling Hills y la Plataforma Recherche.
El Terrane del Gneis Occidental es una serie de cinturones metamórficos polideformados de alto grado del Arcaico temprano, compuestos predominantemente de gneises granulíticos leucocráticos feldespáticos , que representan algunos de los fragmentos de corteza más antiguos de la Tierra. [4] El Terrane del Gneis Occidental se distingue del resto del Cratón Yilgarn en que este último tiene un predominio de rocas metavolcánicas, tanto félsicas como máficas , mientras que el primero consiste en metasedimentos de alto grado y gneises de protolito desconocido .
El Terrane Gneis Occidental está expuesto a lo largo de la mitad occidental del margen norte del Cratón Yilgarn como el Terrane Gneis Narryer , un compuesto de metagranito feldespático fuertemente polideformado y gneises y migmatitas metasedimentarias de grado anfibolita , datado en más de 3,3 Ga y hasta 3,8 Ga en edad, flanqueado por el Terrane Gneis Murgoo (2,95 Ga), así como láminas de granito de 2,75 Ga a 2,6 Ga, láminas de ofiolita obducidas (el Complejo Trillbar) y algunos cinturones de gneis Proterozoico de 2,4 Ga a 2,0 Ga.
En el borde occidental del Cratón Yilgarn, parcialmente cubierto por cuencas sedimentarias del Fanerozoico y en contacto fallado con los dominios tectónicos Yilgarn de 2,7 Ga a 2,55 Ga, se encuentra el Complejo Gneis Jimperding de 2,75 a 2,65 Ga, compuesto principalmente de cuarcita micácea , gneis de cuarzo-feldespato-biotita-granate, esquistos de andalucita y silimanita , formación de hierro bandeado y otros exóticos, intruidos por masas menores de granito porfídico.
Los circones detríticos del complejo de gneis de Jimperding tienen una edad que va desde 3267 ± 30 Ma hasta 3341 ± 100 Ma, con un crecimiento metamórfico datado en 3180 Ma.
Al suroeste del cratón Yilgarn, el complejo de gneis Balingup se encuentra en el interior del complejo de rocas metamórficas de Leeuwin del Proterozoico temprano. El complejo Balingup está formado principalmente por paragneis metasedimentario, ortogneis granítico, con capas menores de gneis calcosilicatado , ultramáfico y ortoanfibolita. El grado metamórfico se considera que es de facies de granulita máxima, pero la mayoría tiene conjuntos de facies de anfibolita máxima preservados.
En total, los subbloques del Terrane Gneis Occidental representan un sustrato anterior sobre el cual se depositaron la mayoría de los cinturones metavolcánicos de piedra verde de entre 2,70 y 2,55 Ga del Cratón Yilgarn y en el cual se colocaron los voluminosos granitos de la suite trondhjemita-tonalita-granodiorita y de la suite trondhjemita - tonalita - diorita del Arcaico .
La provincia de Murchison se encuentra expuesta en el tercio occidental y septentrional del cratón de Yilgarn. La provincia está delimitada por importantes estructuras transcorticales que la separan de las provincias tectónicas circundantes del cratón y del cinturón de gneis occidental.
La estratigrafía de la provincia de Murchison, según Watkins (1990), se divide en seis componentes estructurales-estratigráficos básicos: dos secuencias metavolcánicas-metasedimentarias de cinturón de piedra verde y cuatro conjuntos de granitoides.
El marco estructural del cratón nororiental de Yilgarn se formó en gran medida por transpresión que condujo al desarrollo de pliegues, fallas inversas, movimiento de deslizamiento sinistral en zonas de cizallamiento regional con rumbo NNO, seguido de plegamiento y acortamiento regional. Esto último ocurrió en procesos tectónicos superpuestos. El primer evento de deformación es poco conocido, pero parece haber involucrado un empuje NS.
La provincia de Murchison contiene el cráter Yarrabubba , que es el cráter de impacto de meteorito datado más antiguo , con 2229 ± 5 Ma . El cráter está muy erosionado y no queda expresión superficial de la estructura original. El rastro principal es una anomalía aeromagnética elíptica , que mide aproximadamente 20 km por 11 km, así como la presencia de minerales recristalizados por choque . Este impacto puede haber terminado la glaciación huroniana por el forzamiento climático con un pulso significativo de gases de efecto invernadero, ya que la edad se superpone ampliamente con los depósitos glaciares más jóvenes. [2]
La provincia Southern Cross se encuentra en la zona central del cratón Yilgarn. El cinturón de rocas verdes Marda-Diemals en el Terrane Southern Cross se puede dividir en tres capas: el cinturón de rocas verdes inferior (aproximadamente 3,0 Ga) caracterizado por rocas volcánicas máficas y formación de hierro bandeado, una capa de vulcanismo félsico-intermedio y una capa sedimentaria superior (aproximadamente 2,73 Ga) de rocas volcánicas calcoalcalinas (complejo Marda) y rocas sedimentarias clásticas (formación Diemals). [5]
La orogenia Este-Oeste (aprox. 2730–2680 Ma) se produjo en dos etapas: una fase de plegamiento anterior y una fase tardía que dio lugar a la deposición y deformación de la Formación Diemals. La orogenia posterior (aprox. 2680–2655 Ma) dio lugar a zonas de cizallamiento y estructuras arqueadas.
La litoestratigrafía del cinturón de rocas verdes de Marda–Diemals es similar a la del norte de Murchison Terrane, pero tiene rocas verdes y eventos de deformación más antiguos que el sur de Eastern Goldfields Terrane. Esto indica que Eastern Goldfields Terrane puede haberse acrecentado hasta formar un núcleo de granito y rocas verdes más antiguo de Murchison–Southern Cross.
El cinturón de rocas verdes de Archaean Norseman-Wiluna [6] en la provincia de Goldfield Oriental contiene la mayoría de los depósitos de oro de veta de Australia, incluida la famosa Milla de Oro de Kalgoorlie que contiene el Super Pit .
Estos depósitos de oro son generalmente de gran tonelaje y están confinados a las secuencias volcánicas-intrusivas-sedimentarias de los cinturones de rocas verdes y no a los granitos. Existe un patrón de distribución del oro a lo largo de la zona de cizalla Boulder-Lefroy del Arcaico.
A lo largo del Cinturón de Rocas Verdes de Norseman-Wiluna se encuentran komatitas extrusivas (rocas volcánicas ultramáficas). En el Cinturón de Rocas Verdes de Norseman-Wiluna se produjo un cambio de magmatismo dominado por lo volcánico a magmatismo dominado por lo plutónico hace aproximadamente entre 2685 y 2675 millones de años. Entre 2670 y 2655 millones de años se produjeron intrusiones de granito con alto contenido de Ca. [7] Gran parte del oro se depositó entre 2650 y 2630 millones de años, y gran parte de esto se asoció con la reactivación de fallas anteriores (normales e inversas).
Un evento de oro anterior hace 2660-2655 Ma se asoció con una extensión importante (fallas normales y domos de granito) que resultó en la formación de cuencas tardías y la intrusión de magmas derivados del manto (sienitas y granitos/pórfidos de tipo máfico) y trayectorias PTt estrechas en sentido antihorario.
El Cratón de Yilgarn está delimitado por todos sus lados por terrenos más recientes de diversas edades, pero predominantemente de la era Proterozoica . Los límites entre los diversos terrenos que lo flanquean proporcionan evidencia considerable de los eventos post-Arqueanos que han involucrado al Cratón de Yilgarn.
El cratón de Yilgarn está limitado en el lado occidental por la cuenca de Perth , de la era jurásica , y está separado de esta cuenca por la falla Darling . La cuenca de Perth se considera una cuenca de relleno de rift formada sobre un margen pasivo.
La cuenca de Perth está limitada al norte por el complejo Gascoyne , [8] la cuenca Glengarry y la cuenca Yerrida, que forman parte de un cinturón móvil del Proterozoico medio que conduce al este hasta el bloque Musgrave . El complejo Gascoyne y otros cinturones metamórficos de esta era, incluida la reactivación del gneis Yarlarweelor y el gneis Narryer Terrane , indican un movimiento de deslizamiento de rumbo prolongado en múltiples fases (en relación con el margen del cratón Yilgarn) desde finales del Arcaico hasta el Neoproterozoico e incluso hasta el Paleozoico. [9]
El cratón Yilgarn está limitado al este-sudeste por el orógeno Albany-Fraser de ~1.300 Ma, compuesto principalmente por gneises protolíticos sedimentarios de facies de anfibolita a esquisto verde , migmatitas y granitos. El orógeno Albany-Fraser muestra estructuras tectónicas relacionadas con la subducción y con deslizamientos prolongados y está íntimamente interconectado con las demás cuencas proterozoicas y cinturones móviles de Australia.
El cratón de Yilgarn está parcialmente cubierto por cuencas sedimentarias superpuestas de la era paleozoica y fanerozoica en el este y noreste, incluida la cuenca de Canning . Está delimitado en el borde occidental por la escarpa y la falla de Darling que separan el cratón de Yilgarn de la cuenca de Perth al oeste, y está cubierto por varias cuencas sedimentarias remanentes de la era jurásica, como la subcuenca de Collie.
El cratón Yilgarn también tiene una considerable capa sedimentaria terciaria y más joven de depósitos de paleocanales derivados de la erosión prolongada, sedimentación y redeposición de secuencias de cobertura más antiguas y regolito, así como del propio basamento arqueológico.
Las secuencias de cobertura terciaria reconocidas incluyen la cuenca Bremer, la cuenca Officer y otras.
Se cree que el cratón de Yilgarn permaneció al nivel del mar o por encima de él durante un período considerable de tiempo. [10] Parte del regolito de Yilgarn es el más antiguo del mundo y registra fenómenos de meteorización que se remontan al período Cretácico . Esto se debe a las latitudes y condiciones generalmente subtropicales del cratón de Yilgarn, con una glaciación mínima o nula y un relieve topográfico generalmente plano que dio lugar a una erosión comparativamente menor.
El regolito está muy erosionado y en algunas zonas se ha convertido completamente en saprolito hasta 100 metros por debajo de la superficie. Se cree que esto se produjo durante condiciones tropicales del Cenozoico al Paleoceno , como lo demuestra la costra moteada que registra raíces de árboles fosilizadas, algunas de más de 60 millones de años. Se han registrado eventos de erosión anteriores en laterita ferruginosa magnéticamente remanente de una edad jurásica , de aproximadamente 180 Ma.
El regolito del Yilgarn afecta directamente a la flora y la fauna, ya que parte del suelo está esencialmente fosilizado. Gran parte del agua subterránea del Yilgarn es hipersalina, y parte está sobresaturada de sal. Esto hace que franjas de tierra sean estériles, con importantes lagos salados y niveles freáticos salinos elevados. Se cree que el origen de esta sal se debe a la precipitación de sal marina transportada sobre la masa continental australiana durante las últimas decenas de millones de años y a la alta tasa de evaporación que deja atrás la sal.
Los cinturones de piedra verde del cratón Yilgarn incluyen:
El cratón de Yilgarn es la provincia minera más importante de Australia. Atrae más de la mitad de los gastos de exploración de minerales de Australia y produce dos tercios de todo el oro y la mayor parte del níquel extraído en Australia. El cratón contiene alrededor del 30% de las reservas de oro conocidas del mundo, [ cita requerida ] [ disputado – discutir ] alrededor del 20% de las reservas de níquel del mundo, el 80% de las reservas de tantalio del mundo , considerables reservas de mineral de hierro , cobre , zinc y pequeñas reservas de plomo . El cratón contiene importantes recursos de platino , vanadio , titanio de roca dura y considerables recursos de mineral de hierro.
La minería se lleva a cabo principalmente en los cinturones de piedra verde alrededor de centros mineros como Kalgoorlie , Kambalda , Norseman , Meekatharra y Wiluna , y centros menores como Laverton , Leinster , Leonora y Southern Cross .
Los concentrados de mineral o el producto terminado se transportan por ferrocarril o carretera a Perth , Fremantle , Esperance , Albany o Geraldton .
Actualmente, el mineral de hierro se recupera de varias áreas en el cratón Yilgarn, aunque se trata de un conjunto de minas mucho más pequeño que las del cratón Pilbara . El mineral de hierro se extrae en Koolyanobbing, al norte de Kalgoorlie , de una formación de hierro bandeado meteorizado con hematita , en Mount Gibson, Weld Range y Jack Hills en el Terrane Western Gneiss de una formación de hierro bandeado con hematita para producir mineral de envío directo.
El proyecto de mineral de hierro de Karara es la única mina de magnetita operativa en el cratón de Yilgarn; sin embargo, se están investigando otros depósitos de mineral de hierro de magnetita como fuente de mineral de magnetita en el complejo Albany-Fraser, donde se propone un gran depósito en Southdown. Las formaciones de hierro bandeado de Jack Hills, Weld Range y Mount Gibson, así como las formaciones de hierro bandeado alrededor de Yalgoo , también se consideran fuentes potenciales de mineral de hierro de magnetita, aunque todavía no se están realizando operaciones en este tipo de mineral.
Más lejos de la costa, también se están investigando depósitos de formación de hierro en bandas en Wiluna y Laverton , aunque se considera que la infraestructura es demasiado deficiente para que estos depósitos resulten económicos.
El cratón de Yilgarn alberga alrededor del 4% de las reservas de oro recuperables económicamente demostrables (EDR) del mundo. [ cita requerida ] [ disputado – discutir ]
Los principales depósitos de oro se encuentran en Kalgoorlie, Kambalda, Mount Magnet, Boddington, Laverton y Wiluna, y se encuentran en cinturones de rocas verdes. Estos forman cinturones lineales de rocas volcánicas máficas, ultramáficas y félsicas, intercaladas con secuencias sedimentarias, y han sido deformadas y metamorfoseadas. El modo de ocurrencia de la mineralización de oro tiende a ser de vetas, cizallas y vetas de cuarzo controladas estructuralmente de tamaño pequeño a mediano.
Una característica clave debajo de muchos de los depósitos de oro de la región son los domos con núcleos de granito en una variedad de escalas. Estos proporcionaron una arquitectura que concentró los metales fluidos en los sitios de sedimentación de la corteza superior.
Se han encontrado rastros del manto en muchos depósitos de gran tamaño, incluidos los fundidos de la cuña del manto metasomatizada, así como las lamprófiras. Se sigue debatiendo si estas rocas del manto eran una fuente de fluidos y/o metales, o si simplemente reflejan una vía favorable.
El distrito de Kambalda alberga un distrito minero de níquel y sulfuro de clase mundial con un recurso total previo a la minería de 2 megatones (Mt) de níquel metálico. Se han producido aproximadamente 1,1 Mt de níquel metálico desde 1967, a un ritmo promedio de 35.000 toneladas de níquel por año. El domo de Kambalda está ubicado en la parte centro-sur del cinturón de rocas verdes de Norseman-Wiluna del Arcaico, en el cratón de Yilgarn, al sureste. Los depósitos de mineral de níquel komatítico de tipo Kambalda son la principal fuente de níquel metálico dentro del cratón de Yilgarn. [11]
Actualmente, se extraen cobre, plomo y zinc de Golden Grove y de la mina de zinc Jaguar, recientemente construida. Se han recuperado pequeñas cantidades de cobre de varios depósitos de oro que contienen cobre, como los de Gullewa Greenstone Belt, en Burtville, al sur de Laverton, en Granny Smith y en otros lugares.
Se cree que la zona desértica que rodea Kalgoorlie, con una superficie de 500.000 kilómetros cuadrados, alberga un depósito de cobre y zinc de 100 millones de toneladas. La geología de varios cinturones volcánicos en el cratón de Yilgarn es sorprendentemente similar a las grandes minas de metales básicos del mundo en Kidd Creek, en el norte de Ontario , Canadá . La exploración de cobre continúa en varias áreas alrededor de Ravensthorpe, Balagundi, en el cinturón de Yandall y el cinturón de Duketon, donde se sabe que existen grandes paquetes volcánicos félsicos .
El cratón de Yilgarn puede albergar hasta el 60% de los elementos de tierras raras recuperables del mundo , principalmente en la carbonatita de Mount Weld . También pueden resultar económicos los yacimientos de carbonatita más pequeños de Ponton, cerca de Laverton, y a nivel regional dentro de los cinturones de granito-gneis y piedra verde del este.
El cratón Yilgarn y sus secuencias de cobertura albergan un porcentaje significativo de la dotación mundial de reservas económicamente demostrables y recuperables (EDR) de uranio. La mayor parte del uranio se encuentra dentro de paleocanales derivados de granitos del cratón Yilgarn y/o sus orógenos proterozoicos flanqueantes, y este metal se deposita dentro de paleodrenaje terciario o más reciente y sistemas de drenaje actuales. Algunos ejemplos incluyen Yeelirrie, Mulga Rock [10] y Lake Way-Centipede.
Los depósitos de clase mundial en el cratón oriental de Yilgarn incluyen: Mount Charlotte, Norseman , Sunrise Dam , Sons of Gwalia , St Ives-Kambalda , Tarmoola , Wallaby y Wiluna . Los depósitos de níquel de clase mundial incluyen: Mount Keith, Kambalda y