Западная Африка [1970 Тугаринов А.И., Войткевич Г.В. - Докембрийская геохронология материков]

Западная Африка занимает область, расположенную между горными сооружениями Атласа и Гвинейским заливом. Наиболее крупным выходом докембрийских пород является Нигерийский (Гвинейский) щит, занимающий всю излучину р. Нигер и прилегающие области. Следующим по величине является массив Ахаггар в Сахаре. Значительно меньшие массивы пород, относимые к докембрию, находятся в Антиатласе, Западной Сахаре и на юге Ливийской пустыни (нагорье Тибести).

Массив Ахаггар в Западной Сахаре сложен из двух комплексов пород - Суггарий и Фарузий, относимых Р. Фюроном соответственно к докембрию I и II. Комплексы характеризуются значительной складчатостью, в основном субмеридионального направления. Древний суггарийский комплекс Сахары сложен гнейсами и мигматитами, которые интрудированы гранитами. Комплекс Фарузий с несогласием покрывает древнее основание Суггария. Он сложен конгломератами, слюдяными сланцами, филлитами, а также вулканическими породами - андезитами, риолитами, базальтами. Вся эта толща местами прорвана гранитными интрузиями.

Для горных пород массива были проведены измерения возраста по биотитам аргоновым и стронциевым методами (Eberhardt, Ferrara, 1963). Они обнаружили две возрастные группы 1730-1820 и 500-640 млн. лет. Величина 1820±50 млн. лет отражает возраст метаморфизма суггарийского комплекса, ~600 млн. лет датирует, вероятно, метаморфизм Фарузия. Датировка возраста по изотопному составу галенитов, найденных в суггарийском комплексе, дала ориентировочную величину 1500±200 млн. лет (Gravelle, Letolle, 1963). Эти данные скорее свидетельствуют о том, что Фарузий должен быть, по-видимому, отнесен к докембрию IV, а Суггарий - к докембрию II.

В герцинских складчатых сооружениях Антиатласа докембрийские формации залегают в виде отдельных массивов (рис. 70). Для них также принимается четырехчленное возрастное деление на докембрий I, II, III, IV (Choubet, 1963). Наиболее древнее подразделение обозначается еще как докембрий 0 или архей. Обычно докембрий 0 и I представлены гнейсами и сланцами, докембрий II, III, IV - преимущественно слабо метаморфизованными или обычными осадочными и вулканогенными породами.

Рис. 70. Геологическая схема герцинского пояса Северной Африки.: По Г. Шуберу: 1 - новейшие отложения; 2 - карбон; 3 - палеозой; 4 - докембрий; 5 - разломы и надвиги

По стронциевому методу наиболее древние части докембрия Антиатласа характеризуются следующими значениями:

Значительная полоса докембрийских пород простирается в субмеридиональном направлении на западе Западной Африки - от Западной Сахары (Рио-де-Оро) до верховьев р. Сенегал. От Атлантического океана эта полоса отделена меловым бассейном. Субмеридиональные структуры выступа относятся, по мнению французских геологов, к докембрию II и сопоставляются с Биримием Нигерийского щита. Более древние образования располагаются к северо-востоку от Западной Сахары. Древний комплекс (Суггарий или Дагомий?) представлен гнейсами и амфиболитами, которые прорываются гранитами. В настоящее время имеется лишь единичное определение возраста по слюде, выполненное стронциевым методом для гранитов округа Булаутад в Западной Сахаре; оно показало значение 1750±150 млн. лет. (Mingarro, Arribas, 1956). В случае подтверждения этой величины она вполне может быть сравнима с возрастом суггарийского метаморфизма в Ахаггаре.

Нигерийский щит занимает излучину р. Нигер и часть территории между Нигером и впадиной оз. Чад. В пределах щита на больших площадях развиты преимущественно граниты и гнейсы. Большая часть структур имеет север-северо-западное, северное и север-северо-восточное простирание. Наиболее древний комплекс назван Дагомий и обозначается докембрий I. Затем следует Биримий (докембрий II), Тарквий (докембрий III), Рокел, Фалемий и Нигритий (докембрий IV).

Дагомий сложен мигматитами и метаморфизованными основными лавами, местами сохранившими подушечную отдельность (пиллоу-лава). Гнейсы и мигматиты Гвинеи, вероятно, также относятся к дагомиискому комплексу. Дагомий интрудирован во многих местах гранитами, содержит также кварцевые жилы с галенитом. Комплекс Биримий сложен породами различной степени метаморфизма. В Гвинее он состоит из аркозовых кварцитов, сланцев в нижней части и вулканических пород (метабазитов, амфиболитов, пироксенитов) в верхней. В районе Золотого Берега, где впервые выделен Биримий, он состоит из метаморфизоганных туфов, туфогенных песчаников, филлитов и конгломератов; комплекс содержит чарнокиты и прорывается также многочисленными гранитными плутонами с крупнозернистыми и тонкозернистыми гранитами, пегматитами и аплитами, затем следуют более поздние интрузии граиодиоритов, диоритов и микрогранитов. На образованиях Биримия залегает серия Ансонго, затем серии Аквапимиен, Атакориен. Они составляют сложный комплекс Тарквий преимущественно сланцево-кварцитогого состава со слабой степенью метаморфизма. К Тарквию относят согласные интрузии в виде силлов габбро, кварцевых долеритов и порфировых гранитов Дю-Бурре. К верхнему докембрию (или инфракембрию) относятся Фалемий с молассовыми отложениями, Нигритий и другие осадочные толщи, преимущественно слабо метаморфизованные.

Стратиграфия докембрийских формаций Нигерийского щита (по Б. М. Михайлову) представлена в табл. 91.

Данных определений абсолютного возраста для пород и минералов Нигерийского щита пока еще очень мало, но среди них есть указывающие на значительную древность некоторых докембрийских комплексов. Большая часть надежных данных возраста получена свинцово-изотопным методом как непосредственно по радиоактивным минералам гранитоидных пород, так и по галенитам кварцевых жил. Основные данные свинцового метода представлены в табл. 92 и 93 (Holmes, Cahen, 1955; J. Wilson, Farquhar а. о., 1954; Bernazeaud, a. o., 1956).

Наиболее древним радиоактивным минералом Нигерийского щита является монацит из Сьерра-Леоне. Он происходит из пегматитов с ильмено-рутилом, связанных с гранитом гор Сула и залегающих в сланцевой толще Камбюи. Эта сланцевая толща относится к киватинскому типу, т. е. сложена в основном зеленокаменными породами. Возраст монацита определен только по отношению Рb²⁰⁷/Рb²⁰⁶, но поскольку минерал найден в элювии, возможна потеря радиогенного свинца, что, скорее, снизит значение возраста; таким образом, дата 2930 млн. лет отразит лишь некий минимальный возраст.

Значение возраста монацита хорошо совпадает с модельным возрастом галенитов того же района (2890-3020 млн. лет). Галенит р. Сенде был отобран из пегматита, залегающего в мигматизированных основных подушечных лавах. Два других галенита отобраны из кварцевых жил, залегающих в той же метаморфической толще на расстоянии 22,5 км от первого образца. В пределах метаморфического комплекса Сула-Камбюи выделяется два типа гранитов - крупнозернистый с краевыми мигматитами и посткинематический мелкозернистый, розовый, с флюоритом. Допускается, что монацит связан с более древними гранитами, а кварцевые жилы с галенитом - с более молодыми. Однако если это так, то реальная разница возраста двух гранитов может быть небольшая. Учитывая погрешность датировки, а также то, что возраст в отдельных случаях, возможно, занижен, имеем основание считать наличие в данном случае одной древней интрузивной эпохи с возрастом 2900-3000 млн. лет тому назад, которая завершила формирование древнейшего метаморфического комплекса Сула-Камбюи в Сьерра-Леоне. Насколько этот комплекс развит в восточной части щита, неизвестно, и сопоставление его с комплексом дагомейского типа не обосновано, хотя некоторые геологи относят формирование дагомейского комплекса до-Сьерра-Леоне к времени 3000 млн. лет назад.

По данным табл. 92, возраст пегматитов Берега Слоновой Кости устанавливается в пределах 1900-2000 млн. лет. Уранинит из пегматитов Де-Грабо показал значительное расхождение возрастных значений, характерное для минералов с потерей радиогенного свинца, поэтому наиболее вероятная величина возраста 1950 + 20 млн. лет. Цирконы, извлеченные из тех же пегматитов района Бас-Кавалли по Pb/α методу, показали возраст 2310 млн. лет. Учитывая измененность уранинита и грубую датировку возраста по Pb/α методу, можно допустить, что истинный возраст, вероятно, находится в интервале 1950-2300 млн. лет. Пегматиты Бас-Кавалли обнаружены среди метаморфизованных пород. Они отражают время последних интрузивных событий определенного тектоно-магматического цикла. Свинцовая минерализация Банора в Гвинее, Поура в Вольте и в некоторых местах Берега Слоновой Кости обнаруживает в общем довольно близкий модельный возраст разных месторождений. Учитывая грубую датировку так называемого модельного возраста, можно считать, что все галениты с возрастом 2160-2220 млн. лет относятся к одной металлогенической эпохе. Насколько эта металлогеническая эпоха связана с процессом формирования пегматитов Берега Слоновой Кости, остается не совсем ясным, несмотря на близкую сходимость возрастных значений. Во всяком случае значительная минерализация Берега Слоновой Кости, связанная с образованием гранитов, пегматитов и кварцевых жил с галенитом, укладывается в интервал 1950-2220 млн. лет назад. Эта эпоха, по-видимому, завершает формирование биримийского комплекса Нигерийского щита.

К нижнедокембрийским отложениям щита относят четыре метаморфические серии (см. табл. 91). Они подверглись интенсивной послойной мигматизации. Наблюдается отчетливое изменение простирания этих метаморфических серий, образующих крутые изометричные складки, с северо-восточного - в южной и юго-восточной частях щита на северо-западное - в его северо-западной части (рис. 71).

Рис. 71. Схематическая геологическая карта Гвинейского щита с данными возраста горных пород. По Б. М. Михайлову: 1 - мезозойские интрузии; 2 - палеозойские и более молодые осадки; 3 - конгломераты, песчаники и эффузивы кислого состава серий Николо,Рокэл; 4 - конгломераты и песчаники серий Сегу,Табона, Лекара; 5 - биотит-амфиболовые граниты и гранодиориты; 6 - сланцы хлоритовые, кремнисто-графитовые, гранат-биотитовые, кварциты серий Акжунт, Биримий, Марашпы; 7 - граниты анатекто-нические, метасоматические, чарнокиты; 8 - ультраосновные интрузии с хромитовыми месторождениями; 9 - биотитовые гнейсы, мигматиты, железистые кварциты, амфиболиты, гранулиты серий Симанду Дабала, Камбюи, Касила, слагающих фундамент; 10 - золоторудные месторождения; 11 - железорудные месторождения; 12 - простирание реликтовой гнейсоватости в гранитах; 13 - тектонические нарушения. Цифры на карте - значения возраста (в млн. лет)

Мигматизация метаморфических пород особенно развита на западе щита, где начинают появляться синтектонические гранитоиды. Но несмотря на это, по ориентировке развивающихся норфиробластов калиевого полевого шпата всегда удается проследить истинное залегание некоторых мигма-тизированных формаций (Б. М. Михайлов).

В восточном направлении заметно возрастает количество реликтовых зон гнейсов и железистых кварцитов, с которыми в юго-восточной части Гвинеи связаны крупные железорудные месторождения. С породами основного состава, залегающими в серии Касила в центральной части щита, связаны месторождения хромитов. Проведенные Н. И. Полевой измерения возраста слюд из коллекции Б. М. Михайлова обнаружили значения от 2600 млн. лет для гнейсов до 2060 млн. лет для мигматоидных гранитов в западной части щита. По-видимому, возраст наиболее древних серий, представленных основными породами, как показывают данные для Сьерра-Леоне, может быть значительно выше (~3000 млн. лет).

В северной части щита распространены толщи условно протерозойского возраста, представленные сланцами и кварцитами серий Марапа, Биримий и Акжунт. Совпадение простираний этих толщ и более древних формаций позволило некоторым исследователям считать их слабо метаморфизованными аналогами древних мигматизированных пород. Однако ряд новых геологических данных указывает на более молодой возраст. Это подтверждается также и тем, что в пределах развития сланцев Марапа и Биримия особенно распространены плутоны гранитов и биотит-амфиболовых гранодиоритов, возраст которых варьирует от 1500 до 1700 млн. лет. Эти величины аргонового возраста находятся в хорошем согласии с возрастом пегматитов Берега Слоновой Кости (см. табл. 92), которые рассматриваются как постбиримийские.

После постбиримийских интрузий в северной Гане следует толща Тарквия, представленная грубообломочными отложениями общей мощностью около 6000 м. Данные о возрасте отдельных серий комплекса Тарквия почти отсутствуют. Единичное определение возраста аргоновым методом риолитов из серии Николо показало около 1000 млн. лет. Восточнее, в районе Того, на среднедокембрийских осадках залегает мощный покров, представленный кварцитами, песчаниками, сланцами так называемого атакорийского комплекса, абсолютный возраст которого оказался равным 620 млн. лет на основании К/Аr измерения глауконита. Еще восточнее, на территории Дагомеи, а затем Нигерии появляются мигматиты и метаморфизованные эффузивы дагомия, относимого к наиболее древним формгциям Африки. Однако как показывают данные Блека, о существовании переходов в атакорийскую толщу интенсивно метаморфизованных пород Нигерии, а также принимая во внимание данные Бономма о кембрийском возрасте многочисленных интрузий, прорывающих дагомий, говорить об архейском возрасте этой толщи нет оснований.

С другой стороны, проведенные массовые измерения К/Ar методом различных пород Нигерии - гнейсов, мигматитов, гранитов, а также РЬ методом полевошпатов тех же гнейсов, показали, что все без исключения К/Ar определения легли в интервал 360-650 млн. лет, а РЬ измерения дали в среднем 700- 800 млн. лет. Те же данные были получены М. Лассером на основании Rb/Sr измерений для северного Камеруна (546-656 млн. лет).

В Мавритании М. Вашетт обнаружил возраст гранитов Гидимако и Клео 600 млн. лет. В Республике Чад для мигматитов района Гобудо были получены определения 595 и 556 млн. лет. Е. Пиччиотто для лежащего севернее района Хоггара установил на основании 18 измерений цирконов Pb/α методом значения возраста гранитов и гнейсов от 500 до 700 млн. лет. На основании этих данных мы приходим к выводу о существовании обширной пангеосинклинали в районе современной Нигерии и северного Камеруна, протягивающейся к северо-востоку и северо-западу от Атлантического побережья.

Исходя из радиологических данных, возрастную последовательность Нигерийского (Гвинейского) щита для отдельных формаций можно представить в следующем виде:

Последние геохронологические данные по Западной Африке показаны на рис. 72.

Рис. 72. Геохронологическая схема докембрия Западной Африки: 1 - мазо-кайнозойский покров; 2 - докембрий нерасчлененный; 3 - верхний протерозой; 4 - средний протерозой; 5 - нижний протерозой; 6 - архей; 7 - доминирующие простирания слоистости и гнейсоватости пород; 8 - значения возраста (в млн. лет)