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 plegados y corridos del Proterozoico . Los granos de circonio en Jack Hills , Narryer Terrane han sido fechados en ~4,27 Ga , con un circón detrítico fechado en 4,4 Ga. [1]
La provincia de Murchison del cratón contiene la estructura de impacto de Yarrabubba ; con más de 2 mil millones de años es el cráter de impacto de meteorito más antiguo . [2]
El Cratón de Yilgarn parece haber sido formado entre ~2,94 y 2,63 Ga por la acreción de una multitud de bloques o terrenos de corteza continental existentes , la mayoría de los cuales se formaron entre 3,2 Ga y 2,8 Ga.
Este evento de acreción se registra por intrusiones generalizadas de granito y granodiorita , que comprenden más del 70% del cratón de Yilgarn; voluminoso vulcanismo de basalto toleítico y komatiíta ; [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 suroeste y el cinturón de gneis occidental) y tres terrenos de granito- piedra verde (los Goldfields del noreste, la Cruz del Sur y el esquisto verde). provincias metamórficas de Murchison). Algunos cinturones de piedra verde y granitos tienen una antigüedad de entre 3,1 y 2,9 Ga, y algunos son más jóvenes, entre ~2,75 y 2,65 Ga.
El cratón es una de las distintas provincias fisiográficas de la división fisiográfica del Escudo de Australia Occidental , que comprende las secciones Stirling-Mount Barren Block, Darling Hills y Recherche Shelf.
El Western Gneiss Terrane es una serie de cinturones metamórficos arcaicos tempranos polideformados de alto grado , compuestos predominantemente de gneises de granulita leucocráticos feldespáticos , que representan algunos de los fragmentos de corteza más antiguos de la Tierra. [4] El Terreno Gneis Occidental se distingue del resto del Cratón de Yilgarn en que este último tiene predominio de rocas metavolcánicas, tanto félsicas como máficas , mientras que el primero consiste en metasedimentos de alto grado y gneis de protolito desconocido .
El Western Gneiss Terrane está expuesto a lo largo de la mitad occidental del margen norte del Cratón Yilgarn como Narryer Gneiss Terrane , un compuesto de metagranito feldespático muy polideformado y gneises y migmatitas metasedimentarios de grado anfibolito , fechados en más de 3,3 Ga y hasta 3,8 Ga en edad, flanqueado por Murgoo Gneiss Terrane (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 proterozoicos de 2,4 Ga a 2,0 Ga .
En el borde occidental del Cratón de Yilgarn, parcialmente cubierto por cuencas sedimentarias fanerozoicas y en contacto fallado con los dominios tectónicos de Yilgarn de 2,7 Ga a 2,55 Ga, se encuentra el Complejo Jimperding Gneis de 2,75 a 2,65 Ga de edad, compuesto principalmente de cuarcita micácea , cuarzo- gneis de feldespato-biotita-granate, esquistos de andalucita y silimanita , formaciones de hierro en bandas y otras especies exóticas, intruidas por masas menores de granito porfídico.
Los circones detríticos en el complejo Jimperding Gneiss tienen edades comprendidas entre 3267 ± 30 Ma y 3341 ± 100 Ma, con un crecimiento excesivo metamórfico fechado en 3180 Ma.
En el suroeste del Cratón de Yilgarn, el Complejo Balingup Gneiss está situado dentro del Complejo Leeuwin del Proterozoico Temprano de rocas metamórficas. El Complejo Balingup consiste principalmente en paragneis metasedimentarios, ortogneis de granito, con capas menores de gneis de silicato de calcio , ultramáfico y ortoanfibolita. El grado metamórfico se considera facies de granulita pico, pero la mayoría ha conservado conjuntos de facies de anfibolita pico.
En total, los subbloques de Western Gneiss Terrane representan un sustrato anterior sobre el cual se han depositado la mayoría de los cinturones metavolcánicos de piedra verde de aproximadamente 2,70 a 2,55 Ga del Cratón de Yilgarn y en el que se han depositado el voluminoso conjunto arcaico de trondhjemita-tonalita-granodiorita y trondhjemita - tonalita - Se colocaron granitos en suite de diorita .
La provincia de Murchison está expuesta en el tercio occidental y norte del Cratón de Yilgarn. La provincia está delimitada por importantes estructuras transcrustales que la separan de las provincias tectónicas circundantes del cratón y el 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 del cinturón de piedras verdes y cuatro conjuntos de granitoides.
El marco estructural en el cratón nororiental de Yilgarn estuvo moldeado en gran medida por la transpresión que condujo al desarrollo de pliegues, fallas inversas y movimientos siniestrales de despegue en zonas de corte regionales con tendencia NNW, seguidos de plegamientos y acortamientos regionales. Esto último ocurrió en procesos tectónicos superpuestos. El primer evento de deformación no se comprende bien, pero parece haber involucrado un empuje NS.
La provincia de Murchison contiene el cráter Yarrabubba , que es el cráter de impacto de meteorito más antiguo , con 2229 ± 5 Ma . El cráter está muy erosionado y no queda ninguna 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 puesto fin a 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 glaciales más jóvenes. [2]
La provincia de Southern Cross se encuentra en la zona central del cratón de Yilgarn. El cinturón de piedras verdes de Marda-Diemals en Southern Cross Terrane se puede dividir en tres capas: el cinturón de piedras verdes inferior (ca. 3,0 Ga) caracterizado por roca volcánica máfica y formación de bandas de hierro, una capa de vulcanismo félsico-intermedio y una capa sedimentaria superior. (ca. 2,73 Ga) de rocas volcánicas calco-alcalinas (Complejo Marda) y sedimentarias clásticas (Formación Diemals). [5]
La orogenia Este-Oeste (ca. 2730-2680 Ma) se produjo en dos etapas; una fase de plegamiento anterior y una fase tardía que resultó en la deposición y deformación de la Formación Diemals. La orogenia posterior (ca. 2680-2655 Ma) resultó en zonas de corte y estructuras arqueadas.
La litoestratigrafía del cinturón de piedras verdes de Marda-Diemals es similar a la del norte de Murchison Terrane, pero tiene piedras verdes y eventos de deformación más antiguos que el sur de Eastern Goldfields Terrane. Esto indica que el Terrane Eastern Goldfields puede haberse acumulado en un núcleo más antiguo de granito y piedra verde de Murchison-Southern Cross.
El cinturón Archaean Norseman-Wiluna Greenstone [6] en la provincia oriental de Goldfield contiene la mayoría de los depósitos de vetas de oro 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 se limitan a las secuencias volcánico-intrusivas-sedimentarias de los cinturones de piedras verdes y no a los granitos. Existe un patrón de distribución de oro a lo largo de la zona de corte Archean Boulder-Lefroy.
Las komatiitas extrusivas (rocas volcánicas ultramáficas) se encuentran a lo largo del cinturón de piedras verdes Norseman-Wiluna. Se produjo un cambio de magmatismo dominado por volcanes a magmatismo plutónico en el cinturón de piedra verde Norseman-Wiluna aproximadamente entre 2685 y 2675 Ma. Se produjeron voluminosas intrusiones de granito con alto contenido de Ca entre 2670 y 2655 Ma. [7] Gran parte del oro se depositó entre 2650 y 2630 Ma, y gran parte de esto se asoció con la reactivación de fallas anteriores (normales e inversas).
Un evento de oro anterior, de 2660-2655 Ma, estuvo asociado con una extensión importante (fallamiento normal 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 caminos estrechos de PTt en sentido antihorario. .
El Cratón de Yilgarn está rodeado por todos lados por terrenos más jóvenes de diversas edades, pero predominantemente de edad Proterozoica . Los límites entre los diversos terrenos flanqueantes proporcionan evidencia considerable de los eventos post-Arqueanos que han involucrado al Cratón Yilgarn.
El Cratón de Yilgarn está limitado en el lado occidental por la Cuenca de Perth , de edad Jurásica , y está separado de esta cuenca por la Falla Darling . La cuenca de Perth se considera una cuenca de relleno de rift formada en 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 época, incluida la reactivación de Yarlarweelor Gneiss y Narryer Gneiss Terrane , indican un movimiento prolongado de múltiples fases (en relación con el margen del Cratón de Yilgarn) desde finales del Arcaico hasta el neoproterozoico e incluso el Paleozoico. . [9]
El Cratón de Yilgarn está limitado al este-sureste por el Albany-Fraser Orogen de ~ 1.300 Ma, compuesto principalmente de anfibolita a facies de esquistos verdes, gneis, migmatitas y granitos de protolitos sedimentarios. El Albany-Fraser Orogen muestra estructuras tectónicas de deslizamiento prolongado y relacionadas con la subducción y está íntimamente interconectado con las otras cuencas proterozoicas y cinturones móviles de Australia.
El Cratón de Yilgarn está parcialmente cubierto por cuencas sedimentarias superpuestas de edad Paleozoica y Fanerozoica en el este y noreste, incluida la Cuenca Canning . Limita en el borde occidental con Darling Scarp y Darling Fault , que separan el cratón de Yilgarn de la cuenca de Perth hacia el oeste, y está cubierto por varias cuencas sedimentarias remanentes de la edad jurásica, como la subcuenca Collie.
El Cratón de Yilgarn también tiene un considerable revestimiento terciario y sedimentario más joven de depósitos de paleocanales derivados de la erosión prolongada, sedimentación y redeposición de secuencias de cobertura y regolito más antiguos, así como del propio basamento arcaico.
Las secuencias de cobertura terciarias 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 de tiempo considerable. [10] Parte del regolito de Yilgarn es el más antiguo del mundo y registra eventos de erosión ya en el Período Cretácico . Esto ha sido creado por las latitudes y condiciones generalmente subtropicales del cratón de Yilgarn, con una glaciación mínima o nula y un relieve topográfico generalmente plano que resulta en una erosión comparativamente menor.
El regolito está muy erosionado y en algunas zonas se ha convertido completamente en saprolita hasta 100 metros bajo la superficie. Se considera que esto se produjo durante las condiciones tropicales del Caenozoico al Paleoceno , como lo demuestra la duricrust moteada que registra raíces de árboles fosilizadas, algunas de más de 60 millones de años. Se han registrado eventos de meteorización anteriores en laterita ferruginosa remanente magnética de una edad Jurásica , aproximadamente 180 Ma.
El regolito de Yilgarn impacta directamente en la flora y la fauna, ya que parte del suelo está esencialmente fosilizado. Gran parte del agua subterránea de Yilgarn es hipersalina y algunas están sobresaturadas de sal. Esto deja franjas de tierra áridas, 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 la sal.
Los cinturones de piedra verde del Cratón de Yilgarn incluyen:
El Cratón de Yilgarn es la principal provincia minera de Australia. Atrae más de la mitad del gasto en 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 necesaria ] [ disputado ] alrededor del 20% de las reservas mundiales de níquel , el 80% de las reservas mundiales de tantalio , una considerable cantidad de mineral de hierro , cobre , zinc y reservas menores 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 se recupera mineral de hierro en varias zonas del Cratón de Yilgarn, aunque se trata de un conjunto de minas mucho más pequeño que las del Cratón de Pilbara . El mineral de hierro se extrae en Koolyanobbing, al norte de Kalgoorlie , a partir de una formación de bandas de hierro desgastadas por hematita , en Mount Gibson, Weld Range y Jack Hills en Western Gneiss Terrane a partir de una formación de bandas de hierro de hematita para producir mineral de envío directo.
El Proyecto de mineral de hierro Karara es la única mina de magnetita operativa en Yilgarn Craton; 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 en bandas Jack Hills, Weld Range y Mount Gibson, así como las formaciones de hierro en bandas alrededor de Yalgoo , también se consideran fuentes potenciales de mineral de hierro magnetita, aunque todavía no se están ejecutando operaciones con este tipo de mineral.
Más lejos de la costa, también se están investigando depósitos de formaciones de hierro en bandas en Wiluna y Laverton , aunque se considera que la infraestructura es demasiado pobre para que estos depósitos sean económicos.
El Cratón de Yilgarn alberga alrededor del 4% de las reservas de oro económicamente recuperables (EDR) del mundo. [ cita necesaria ] [ disputado ]
Los principales depósitos de oro se encuentran en Kalgoorlie, Kambalda, Mount Magnet, Boddington, Laverton y Wiluna, y están alojados en cinturones de piedra verde. Estos forman cinturones lineales de volcanes máficos, ultramáficos y félsicos, intercalados con secuencias sedimentarias, y han sido deformados y metamorfoseados. El modo de aparición de la mineralización de oro tiende a ser vetas, cizallas y vetas de cuarzo de tamaño pequeño a mediano, estructuralmente controladas.
Una característica clave debajo de muchos de los depósitos de oro de la región son las cúpulas con núcleo de granito en una variedad de escalas. Estos proporcionaron una arquitectura que centró los metales fluidos en los sitios de depósito de la corteza superior.
Las firmas del manto se encuentran en muchos depósitos grandes, incluidos fundidos de cuñas del manto metasomatizadas y lamprófiros. Continúa el debate sobre si estas rocas del manto eran una fuente de fluido y/o metal, o simplemente reflejan un camino favorable.
El gran distrito de Kambalda alberga un distrito minero de sulfuro de níquel de clase mundial con un recurso total previo a la extracción de 2 megatones (Mt) de níquel metálico. Desde 1967 se han producido aproximadamente 1,1 Mt de níquel metálico, a un ritmo medio de 35.000 toneladas de níquel al año. El Domo Kambalda está ubicado en la parte centro-sur del cinturón de piedra verde Archaean Norseman-Wiluna en el sureste del Cratón de Yilgarn. Los depósitos de mineral de níquel komatítico 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 recientemente desarrollada mina de zinc Jaguar. Se han recuperado cantidades menores de cobre de varios depósitos de oro que contienen cobre, como los del Gullewa Greenstone Belt, en Burtville al sur de Laverton, en Granny Smith y en otros lugares.
Se teoriza 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 Yandall y el cinturón 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 Mount Weld Carbonatite . Las ocurrencias de carbonatita más pequeñas en Ponton, cerca de Laverton, y regionalmente dentro de los cinturones de granito-gneis y piedras verdes del este, también pueden resultar económicas.
El Cratón de Yilgarn y sus secuencias de cubierta albergan un porcentaje significativo de la dotación mundial de reservas de uranio económicamente demostrables y recuperables (EDR). La mayor parte del uranio se aloja en paleocanales derivados de granitos del Cratón de Yilgarn y/o sus orógenos proterozoicos flanqueantes, y este metal se deposita en paleodrenajes terciarios o más jóvenes y en sistemas de drenaje actuales. Los ejemplos incluyen Yeelirrie, Mulga Rock [10] y Lake Way-Centipede.
Los depósitos de clase mundial en el este del Cratón 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