Den craton Kaapvaal , hvis centrum er i Limpopo-provinsen i Sydafrika er craton Pilbara i det vestlige Australien, det eneste område, hvor vi finder de skorpe klipper intakt dating 3,6-2,5 Ga (milliard år). Ligheden mellem klipperne i de to kratoner , især den sene arkæanske overlapningssekvens , antyder at de var en del af superkontinentet ved navn Vaalbara .
Kaapvaal kraton dækker et område på 1.200.000 km 2 ; det er forbundet nord mod Zimbabwes kraton ved Limpopo-bæltet . Mod syd og vest, er det flankeret af orogenic proterozoiske og mod øst af monoclinal den Lebombo indeholder vulkanske klipper af Jurassic forbundet med brud på Gondwana .
Det blev dannet og stabiliseret mellem 3,7 og 2,6 Ga ved placeringen af granitiske badolitter, der fortykkede og stabiliserede den kontinentale skorpe i de første øjeblikke af en cyklus af buevulkanisme og sedimentering . Craton er en blanding af aflejringer af Diorit granit , stammer fra det Arkæiske (3 og 3,5 Ga ) og gnejs tonalite , dateret 3,6-3,7 Ga have trængt af plutons granitisk mellem 3, 3 og 3 Ga . Den efterfølgende udvikling af kraton (3 til 2,7 Ga ) er forbundet med en kontinentalkollision, der forårsagede en overlejring af bassiner fyldt med tykke lag af vulkanske og sedimentære klipper . Der fulgte episoder af udvidelse og rivning af litosfæren ( rifting ), når Gaborone-Kanye og Ventersdorp sekvenser udviklet. Den gamle arkeanske skorpe er kun eksponeret på den østlige side af kraton og inkluderer en blanding af underdomæner og skorpeblokke, der er kendetegnet ved tydelige vulkanske klipper og deformationer.
Den metamorphism af sene Archean gjorde hende slutte den sydlige randzone af craton Kaapvaal og marginal zone nord for Zimbabwes Craton der er omkring 2,8-2,5 Ga , langs bæltet orogenic Limpopo 250 km bred . Dette bælte er en øst-nordøst trending zone af tectonite-facies granulitter, der adskiller de granitiske dioritteraner fra Kaapvaal og Zimbabwe kratoner.
Udviklingen af den centrale zone i Limpopo-bæltet kan opsummeres i tre hovedperioder: fra 3,2 til 2,9 Ga , 2,6 Ga og 2 Ga .
Den første er kendetegnet ved en intens magmatisk aktivitet, der fører til den arkæanske formation kendt som "Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite" (aggregat af klipper dannet ved fusion af den hydratiserede mafiske skorpe under højt tryk) såsom sandflodens gnejs og granit indtrængen. af Bulai. Tidlige proterozoiske betingelser resulterede i delvis smeltning, som producerede store mængder granitisk magma.
Der er ingen oplysninger, der tyder på, at den geologiske rækkefølge, som iscenesat fra Neoarchean til Paleoproterozoic i craton stammede fra orogenic episode af 2,65-2,7 Ga i Limpopo metamorfe kompleks. Den nyere række af røde senge , der stammer fra paleoproterozoikum, indeholder imidlertid zirkoner fra samme periode samt detitaliske zirkoner dateret til omkring 2 Ga . Dette indebærer, at Limpopo-komplekset og Zimbabwe-kratonet ikke oprettede forbindelse til Kaapvaal-kraton før omkring 2 Ga siden under dannelsen af Magondi-mobilbæltet, der i sig selv stammer fra de voluminøse Paleoproterozoiske røde senge. Sent fra det sydlige Afrika. Bevis for vandret lagdeling og floderosion kan findes i Waterberg-massivet i det centrale Limpopo-område.
Barberton- dioritbæltet , også kendt som Makhonjwa-bjergene (et område, der udgør 40% af dioritbæltet), ligger på den østlige kant af Kaapvaal-kraton. Det er kendt at indeholde guld såvel som dets komatiite , en sjælden ultramafisk vulkansk klippe opkaldt efter Komati- floden, der strømmer gennem området. Nogle af de ældste klipper på planeten (over 3,6 Ga ) findes i dette bælte i Swaziland-Barberton-områderne, som også indeholder spor af jordisk liv blandt de ældste i verden. Kun klippen af dioritbælte Isua (i) i det østlige Grønland er ældre.
Barberton-bjerget er en terrane af dioritisk granit, der går mere end 3 Ga tilbage , velbevaret. Det er en sekvens af mafiske og ultra-mafiske lavaer og metasedimentære klipper, der er blevet deponeret i løbet af 500 millioner år mellem 3,5 og 3,2 Ga . Disse granitiske klipper kan opdeles i to suiter: TTG- pakken (ca. 3,5 til 3,2 Ga ), der indeholder Tonalitter , Trondhjemitter og Granodioritter ; GMS-pakken (ca. 3,2 til 3,1 Ga ), som indeholder granitter , monzogranitter og et lille syenitegranitkompleks . GMS-pakken findes mange steder i kraton og installationen falder sammen med den første stabilisering af den centrale del af bæltet. ”GMS-pakken i Barberton diorite belt terrane viser interne og eksterne egenskaber svarende til den ældre del af TTG-pakken. Isolerede plutoner er til stede over flere tusinde kvadratkilometer, og disse sammensatte granitoidlegemer kaldes generelt badolitter i forbindelse med deres heterogene sammensætning og struktur samt deres enorme omfang. For det meste forvrænges plutoner ikke. "
Barberton-zonen gennemgik to tektoniske episoder af terræntilvækst omkring 3,5 og 3,2 Ga . De første faser af udviklingen af skjoldet er synlige i bjerget Barberton, hvor kontinentens dannelse fandt sted ved en magmatisk tilvækst og en sammenlægning af små proto-kontinentale blokke . Der blev fundet flere små diakrone kampesten (3.6–3.2 Ga ) i området. Det ser ud til, at hver blok repræsenterer en cyklus af buet vulkanisme og sedimentering. Hooggenoeg-formationen er dateret til 3,45 Ga . Denne fase af skorpeudviklingen blev efterfulgt af en periode med mesoarchean kratonisk magmatisme (3.1-3.0 Ga ) og er præget af udviklingen af en stor, halvmåne-formet bue, der skred sig ud til den nordlige og vestlige kant af det udviklende Kaapvaal-skjold. Hypotesen er, at det arkeanske dioritbælte dannet af en oceanisk skorpemargen bliver en del af en subduktionserosionsmargen. TTG-indtrængen menes at være dannet af post-subduktion magmatisme, da subduktion blev afbrudt, muligvis ved ankomsten af en mikro-kraton.
Den Mpuluzi batholith (3,1 Ga ), i Barberton granit-gnejs terrane, består af granit ark. De højeste strukturelle dele understøttes af et dybt forbundet ( anastomoseret ) netværk, mere eller mindre deformeret af diger og foldere. Ifølge en Westraat-undersøgelse: “Bevis for flere påtrængende forhold og geokronologi viser, at granitfoliering og plutonsamlinger fandt sted i en periode på 3 til 13 millioner år. Det rumlige og tidsmæssige forhold mellem deformationen og magmaet afspejler episoder med progressiv ekspansion forbundet med deformationen langs granitløvets forskydnings- og afgrænsningszoner. Overgangen til overvejende subhorisontale granitplader ved de øvre strukturelle niveauer af Mpuluzi-tabelbadolitten indikerer granitindtrængning under regional subhorisontal forkortelse, når stressorientering i lodret retning ved lave niveauer tillader lodret ekspansion og subhorisontal udvidelse af granitarkene. "
I april 2014, sagde forskere, at de fandt beviser for den største meteoritpåvirkning, der hidtil er kendt nær Barberton dioritbæltet. De estimerede, at påvirkningen fandt sted for 3,26 milliarder år siden, og at slaglegemet var cirka 37 x 58 km stort . Det tilsvarende krater, hvis det stadig eksisterer, er endnu ikke opdaget.
Der er nogle kontroverser om oprindelsen og placeringen af de arkeanske felsiske suiter . "Det meste af træningen Hooggenoeg er kendetegnet ved store mængder pudelava ( pudelava ) ultramafisk trondhjémique, et resultat af kiselholdige felsiske indtrængen bundet bølger og af senge af kirsebærsediment . Åre af felsiske klipper, chailles og ultramafisk materiale trænger ind i bæltet. Sedimentationsmiljøet var uden tvivl et lavt hav, hvor Hooggenoeg-formationen blev deponeret og synkede vestpå efter en syn-sedimentær listisk fejl . "
Formationens felsiske klipper kan opdeles i to grupper: en påtrængende gruppe af lave klipper og en gruppe af porfyriske klipper i venerne. Lavas i det øverste felsiske lag er for forvitret til at blive tildelt til begge grupper. Den påtrængende gruppe henviser til TTG-Stolzburg plutonsuite, som infiltrerede langs den sydlige kant af Barberton dioritbæltet. Fusionen af en eclogite amfibolit kvarts er den sandsynlige årsag til felsiske magmas af Al 2 O 3 sammensætning . De ultramafiske klipper i Hooggenoeg-formationen er sandsynligvis ikke "mødre" til felsiske klipper, men det er ikke sikkert, at en tektonisk årsag er grundlaget for oprettelsen af disse ultramafiske klipper. Hooggenoeg s felsic enheder er meget lig dem af Yilgarn Craton i Western Australia. Ligheden mellem geologiske parametre, petrografi og geokemi ( især sporstoffer ) antyder, at der er et forhold mellem de to formationer og understøtter teorien om, at der var et kontinent, kontinentet Vaalbara , som de ville have hørt til for omkring 3,45 Ga siden .
Johannesburgs Archean Dome ligger i den centrale del af Kaapvaal kraton; den består af trondhjemitiske og tonalitiske granitklipper infiltreret i ultramafisk diorit. Undersøgelser, der anvender uran-bly (U-Pb), der daterer på zirkoner fra granitoidprøver, giver en alder på 3340 ± 0,003 Ga , den ældste hidtil kendte. ”Efter placeringen af trondhjemit-tonalitgnejs fandt en ny periode med magmatisme sted i kuplen, hvilket resulterede i indbrud af mafiske diger i form af amfibolithornblandinger. Alderen på disse diger skal endnu ikke bestemmes, men det er inden for de tidsfrister, der er fastsat af de trondhjemitiske gnejsers alder (3.34-3.2 Ga ), og at senere afskæring af kaliumgraniterne.
Disse klipper, der hovedsageligt består af granodioritter , er relateret til den tredje magmatiske begivenhed og indtager en overflade af badolitisk omfang, der dækker det meste af kuplens sydlige zone. De sydlige og sydøstlige dele af batholitten består hovedsageligt af homogene mellemkornede granodioritter dateret til omkring 3.121 ± 0.005 Ga […] Disse data sammen med dem for andre dele af kraton understøtter hypotesen om, at udviklingen af kraton var lang og fortsatte med episoder, og at den blev dannet ved tilvækst, hvor den nyeste del var placeret nord og vest for granit-dioritterrane Barberton-Swaziland, dateret af 3,5 Ga , der ligger i sin sydøstlige del. "