НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА   






предыдущая главасодержаниеследующая глава

Южная Африка

Южная Африка охватывает значительную часть континента, расположенную к югу от р. Замбези. По данным А. Дю-Тойта, площадь ее превышает 3,3 млн. км2. Центральную часть Южной Африки занимает район Калахари, расположенный на высотах 900-1000 м над уровнем моря. Область полупустыни Калахари представляет собой бессточную впадину, заполненную в основном мезо-кайнозойскими отложениями. Докембрийские отложения выходят по краевым частям впадины и слагают обширные поясы горных районов вдоль побережий Атлантического и Индийского океанов. На самом юге расположен горный пояс Капских складчатых сооружений, относимых к герцинской эпохе складчатости.

В геологическом отношении Южная Африка исследована лучше других частей континента, что связано с наличием огромных минеральных богатств и сравнительно легкой доступностью для изучения. Имеется ряд крупных работ по геологии Южной Африки, из которых ведущее место занимает монография А. Дю-Тойта "Геология Южной Африки" (1957).

Для докембрийских формаций Южной Африки имеется большое количество радиологических определений возраста. Следует отметить, что работы в этом направлении проводятся в лабораториях, недавно организованных и расположенных в Кейптауне (Л. Арене), Претории (Г. Шрейнер), Иоган-несбурге (Л. О. Николайсен и др.). Хотя полученные материалы недостаточны, но они дают представление о главных магматических комплексах и рудных узлах юга Африканского континента, о закономерностях в развитии земной коры; в результате вносятся изменения в геохронологические, стратиграфические и геологические построения, возникшие на основе данных классической геологии.

К докембрию в Южной Африке обычно относят породы, залегающие под так называемой капской системой. По возрасту она охватывает время от верхнего силура до начала карбона. Капская система делится на три части. Нижняя часть ее представлена мощными кварцитоподобными песчаниками Столовой горы, слагающими большинство кряжей южной части Капской провинции; в других местах отложения этой системы образуют плоскую поверхность и залегают в основном горизонтально. Среднюю часть составляют песчаники свиты Боккевеу с прослойками, содержащими нижнедевонские окаменелости. Верхняя часть сложена свитой Виттеберг, представленной преимущественно кварцитами. По стратиграфической схеме А. Дю-Тойта (1957) к нижнему палеозою относится предположительно также система Ватерберг и породы системы Нама. В систему Ватерберг включаются система Матсап, собственно Ватерберг и Умкондо (табл. 103). Однако следует отметить, что корреляция этих систем еще не доказана, несмотря на ряд общих для них тектонических и литологических признаков, а стратиграфическая таблица Дю-Тойта в свете новых данных, полученных по радиологической датировке возраста, в целом нуждается в коренном изменении.

Система Нама состоит из слоев, почти горизонтально залегающих во внутренней части плато Намибии, где она впервые была выделена Шен-ком в 1885 г. На севере этого района в основании системы залегают базальные кварциты и конгломераты, затем мощный доломит Отави, перекрываемый кварцитами. В центральной части района в основании системы залегают кварциты Куибис, которые с резким несогласием ложатся на поверхность древних пенепленизированных формаций. Базальные слои кварцитов Куибис содержат прослои конгломератов, местами крупные валуны гранитов, гнейсов, кварцевых порфиров, кварцитов, яшм и других пород. Система Нама ранее сопоставлялась с системой Трансвааль, но последние данные опровергли это представление.

Ниже последовательно рассматривается геохронология древних образований Южной Африки, начиная с верхних образований докембрия.

Новые радиологические данные, получаемые в разных лабораториях мира, привели к пересмотру стратиграфических схем южноафриканского докембрия. Наиболее значительные исследования были выполнены А. Холмсом и Л. Каэном (1959, 1963) по геохронологии Африки. Ряд критических замечаний с учетом радиологических данных по возрасту пород были высказаны Ю. Шейнманном в его примечаниях к русскому переводу книги А. Дю-Тойта "Геология Южной Африки". В последнее время получен дополнительный материал по возрасту бушвельдского магматического комплекса и некоторых вулканических образований Южной Африки (табл. 104).

Таблица 103
Таблица 103

Таблица 104
Таблица 104

(Авторы определений: 1-3, 14, 27 - Холмс, Каэн (1959); 4, 5, 30 - Jamieson, Schreiner (1957); 6, 7, 15 - Tilton a. Nicolaysen (1957); 8,9, 32 - Арене (1949-1959); 10, 11 - Nicolaysen (1953); 12,13 31 - Aldrich а. о (1958); 14, 28-Holmes (1954); 16, 17- Schreiner a. o. (1958); 18-20, 34-38 - Nocolaysen a. o. (1958-1962), 21-26 - Louw (1954); Webster a. o. (1957); 33 - Allsopp (1961).)

Наиболее молодая возрастная группа, охватывающая период 500-620 млн. лет назад, по величине возрастных дат является промежуточной между докембрием и нижним палеозоем. К этой группе относятся: сравнительно хорошо датированный тремя независимыми методами кейптаунский гранит, значительно менее точно датированные одним стронциевым методом пегматиты района Карибиб в Намибии и пегматиты Миами в области развития системы Ломагунди.

Кейптаунский гранит залегает в сложноскладчатой серии Малмсберри, структуры которой в основном имеют субмеридиональное простирание вдоль западного побережья Намибии и характерны для прибрежных районов Пиктберга, Малмсберри, Стелленбоса и др. Слои серии Малмсберри складчатые, имеют крутое падение и несогласно подстилают капскую систему. Отложения серии представлены преимущественно глинистыми измененными сланцами, чередующимися со слоями филлитов, кварцитов, железистых кварцитов и изредка с конгломератами, доломитами, основными лавами и туфами. В целом серия Малмсберри имеет весьма значительную мощность и представляет собой типичный геосинклинальный комплекс.

Капские граниты, относимые обычно к "молодым гранитам" Южной Африки, имеют с серией Малмсберри интрузивный контакт. В стратиграфической схеме А. Дю-Тойта (см. табл. 103) серия Малмсберри сопоставляется с серией Ломагунди Южной Родезии, а вместе они относятся к эпохе формирования трансваальской системы, т. е. к сравнительно древнему докембрию Южной Африки. Однако радиологические данные возраста (530-600 млн. лет) определенно свидетельствуют о времени завершения формирования структур Малмсберри к самому концу докембрия, а возможно к началу палеозоя. Существует мнение, что серия Малмсберри значительно древнее вмещаемых ею гранитов, однако большинство южноафриканских геологов считают, что кейптаунский гранит является синорогенным, и его образование относится к последним стадиям развития сложного геосинклинального пояса - Малмсберри.

Даты стронциевого метода 490-620 млн. лет, которые следует рассматривать как довольно приближенные, относятся к пегматитам, залегающим в складчатой системе Дамара в юго-западной части Африки. В этом районе система Дамара с большим несогласием залегает на более древней серии Аббабис и достигает мощности порядка 10-11 км (А. Дю-Тойт). Слои системы сложноскладчатые и имеют северо-восточное простирание. Особенно большую площадь система занимает между Карибибом и Сваконмудом. Комплекс Дамара (соответствующий скорее серии, в понимании советских геологов) состоит из трех свит: нижней кварцитовой, мраморной и верхней - Комас, или сланцевой. Между мраморной и верхней свитами встречаются тиллиты (тиллит Чоус), описанные Т. В. Геверсом в 1931 г. Тиллит зеленовато-серого цвета, плотный, иногда переходит в биотитовые сланцы и известняки с валунами. Местами породы перекрываются ленточными отложениями.

С системой Дамара сопоставляется более метаморфизованная система Отави. Между ними наблюдаются постепенные переходы. Пегматиты, возраст которых датирован стронциевым методом по лепидолитам из районов Карибиб и Омарури, связаны с гранитами из Салема, образовавшимися во время складчатости отложений Дамара. Система Отави состоит из базального конгломерата (свита Носиб) и мощной толщи доломитов (2000-3000 м). У Майберги в основании системы найдены тиллиты мощностью до 50 м. В общую известковую голубоватую массу здесь включены валуны кварцита, доломита и гранита. Валуны отмечены неровной штриховкой и достигают в поперечнике 1 м. К этой толще приурочены свинцово-медные месторождения Отави и Тсумеб. Изотопный состав свинца и модельный возраст этих месторождений представлены в табл. 105 (Holmes, Cahen, 1957). Даты 550 и 580 млн. лет, по-видимому, хорошо согласуются с возрастом постдамарских пегматитов района Карибиб, что в известной мере подтверждает справедливость сопоставления Отави и Дамара как систем, принадлежащих к одной эпохе. Англезит показал аномально высокий возраст (770 млн. лет), что, вероятно, могло быть связано с привносом постороннего древнего свинца.

Таблица 105
Таблица 105

Отложения системы Отави сопоставляются в стратиграфической схеме Дю-Тойта с системами Нама, Куибис, отложениями р. Фиш. В этом случае возрастные данные для пегматитов пост-Дамара-Отави согласуются с большинством прежних геологических представлений о наиболее молодом докембрийском возрасте указанных образований, залегающих в верхних частях разрезов. Однако отнесение системы Дамара к наиболее древним отложениям Южной Африки на основании степени ее метаморфизма в настоящее время не имеет серьезного основания, поскольку действительно древнейшие системы (первичные системы основания) Южной Африки имеют возраст свыше 2650 млн. лет.

Возраст радиоактивного тантало-колумбита из пегматитов Миами в Южной Родезии показал большое расхождение по разным изотопным отношениям, свидетельствующим о выносе радиогенного свинца. Наиболее вероятная дата возраста этих пегматитов (615 млн. лет) совпадает с эпохой главного оруденения Катанги. Неопределенность возраста частично связана с большим количеством нерадиогенного свинца, обнаруженным в минерале, причем поправка при вычислении возраста была сделана А. Холмсом по изотопному составу рудного свинца из Брокен-Хилла в Замбии. Возраст по Pb207/Pb206 довольно хорошо согласуется со многими африканскими месторождениями пегматитов. По мнению А. Холмса, это подтверждается также аргоновыми датами возраста для слюд из тех же пегматитов. Пегматит, датированный по свинцу 615 млн. лет, залегает в системе Ломагунди, отложения которой широко развиты в Замбии и Южной Родезии. Она появляется на юге из-под отложений системы Карру в виде полосы шириной 110 км и простирается на 160 км через округ Ломагунди. Базальные слои всюду несогласно залегают на более древних отложениях (свиты Деврас, Эльдорадо). "Система Ломагунди начинается с базальных конгломератов, переходящих вверх по разрезу в аркозы, затем доломиты. Верхняя свита состоит преимущественно из сланцев. Вблизи развития гранитов района Миами наблюдается усиление метаморфизма. Рудные проявления в системе Ломагунди объединяют под названием Ломагундского медного пояса, который напоминает полосу оруденения Катанги и Замбии.

Полученные данные абсолютного возраста дополнительно указывают на связь системы Ломагунди с группой Катанги в Конго (Киншаса). Таким образом, возрастные даты 500-620 млн. лет в принципе подтверждают некоторые геологические сопоставления относительно связи систем Дамара, Отави, Малмсберри, Ломагунди с эпохой осадконакопления сложной группы Катанги. Все эти образования относятся к близкой эпохе, но более точной корреляции пока произвести нельзя. Очевидно, эпоха магматизма и эндогенной минерализации 500-620 млн. лет оставила многочисленные следы в Южной Африке. В то же время допускаемое сопоставление перечисленных выше систем с системой Трансвааль является ошибочным.

Следующая возрастная группа охватывает интервал 880-920 млн. лет. Она хорошо датирована свинцово-изотопными данными для некоторых пегматитов Капской провинции Южной Африки по монацитам. При измерениях получилось хорошее совпадение возрастных данных по разным изотопным отношениям. Монацит Гудхаус (880 млн. лет) был отобран из пегматита у фермы Амам в 25 км на юго-восток от Гудхауса в западном районе р. Оранжевой. Монацит представлен монокристаллом длиной 2 см, свободным от посторонних включений. Образец Хоутенбек отобран в области бушвельдского интрузивного комплекса из гематитсодержащих кварцевых жил. Однако несмотря на большую точность возрастных данных, геологическое положение датированных образований остается совершенно неясным. Несомненно лишь наличие магматизма и эндогенной минерализации с возрастом 900±20 млн. лет в Южной Африке.

Возраст 1000-1100 млн. лет получен в результате применения трех методов к минералам пегматитов Капской провинции Южной Африки. Возраст 1030 млн. лет хорошо установлен по всем свинцово-изотопным отношениям для уранинита Бокспутс, Гордония. Эти пегматиты ассоциированы с так называемым "древним гранитом" Южной Африки, прорывающим систему Кейс, выделенную Дж. Стоу в 1874 г. Все контакты этой системы с гранитами являются интрузивными. Система (или, точнее, серия) Кейс достигает большой мощности и разделяется на три части. Нижняя часть (слои Меридейл) представлена преимущественно лавами и их туфами, в меньшей степени аркозами, кварцитами и железистыми кварцитами. Вблизи интрузий они превращены в гнейсы и гранулиты. Средняя часть сложена преимущественно-тонкозернистыми кварцитами, верхняя часть (слои Вилгенходт-Дрифт) - диабазовыми лавами, брекчиями, сланцами. Степень их метаморфизма невелика. Вся система Кейс в современном понимании ее объема смята в складки в период тектонической эпохи, названной А. Холмсом гордоний-ским циклом. Система Кейс сопоставляется с системой Аббабис, перекрытой более молодым комплексом Дамара. По данным абсолютной геохронологии, показывающим 900-1150 млн. лет для многих пегматитов Капской провинции Южной Африки, можно считать, что самостоятельный возрастной этап Кейс - Гордония отмечает окончание развития большой геосинклинали. Пегматиты Стинкемпскрааль показали по монациту возраст 1000-1170 млн. лет. Минерал отобран из рудного тела, расположенного параллельно гнейсовой слоистости, т. е. возраст оруденения приурочен ко времени метаморфизма и складчатости древней серии. Таким образом, в Южной Африке мы несомненно встречаем следы завершения крупных тектоно-магматических процессов в конце развития геосинклинали Кейс, совпадающих во времени, в пределах ошибок определений, с периодом завершения грен-вильской складчатости и метаморфизма Северной Америки. Совершенно очевидно, что относить систему Кейс к самым древним первичным системам Южной Африки нет оснований.

Следующая более древняя возрастная группа порядка 1230-1340 млн. лет, если не считать группу модельных возрастов галенитов, устанавливается для магматических пород так называемой дайки Робинсон, которая относится к группе даек интрузива Пиландсберг (рис. 73) в Центральном Витватерсранде вблизи бушвельдского комплекса. На основании определения трех образцов минералов стронциевым методом был получен возраст 1290±180 млн. лет. Очевидно, эта величина не является точной, но сам ее порядок указывает на значительную древность системы даек Пиландсберг. Этот дайковый комплекс имеет преимущественно щелочной состав. По геологическому положению возраст даек постватербергский, поскольку дайки залегают в так называемой системе Ватерберг. Мощность этой системы достигает 1500 м. В основании ее находятся грубые конгломераты и брекчии. Она состоит главным образом из слоистых кварцитовых песчаников с красноватой или пурпуровой окраской, обусловленной наличием вулканогенного материала. Основание системы. Ватерберг залегает на так называемой свите Ройберг, относящейся к верхним частям трансваальской системы (серии). В конгломератах встречаются валуны красного гранита бушвельдского комплекса, залегающего в слоях свиты Ройберг. Таким образом, формирование системы Ватерберг, слагающей своеобразную мульду, происходило после завершения образования главной массы изверженных пород бушвельдского комплекса. Поэтому максимальный возрастной предел системы Ватерберг составляют красные граниты Бушвельда. Учитывая возрастные данные серии даек Пиландсберг, следует полагать, что возраст системы Ватерберг древнее 1300 млн. лет.

Рис. 73. Схематическая геологическая карта Большого Бушвельдского лополита. По А. Дю-Тойту: 1 - система Ватерберг; 2 - 'Ройбергская' группа; интрузивы: 3 - красный гранит, 4 - норит; подошва, сложенная породами трансваальской системы: 5 - область, инъецированная диабазами,. 6 - область без диабазов; постбушвельдские интрузии: 7 - район развития сиенитов, 8 - дайки Цифры на карте - значения возраста (в млн. лет)
Рис. 73. Схематическая геологическая карта Большого Бушвельдского лополита. По А. Дю-Тойту: 1 - система Ватерберг; 2 - 'Ройбергская' группа; интрузивы: 3 - красный гранит, 4 - норит; подошва, сложенная породами трансваальской системы: 5 - область, инъецированная диабазами,. 6 - область без диабазов; постбушвельдские интрузии: 7 - район развития сиенитов, 8 - дайки Цифры на карте - значения возраста (в млн. лет)

Следующая по степени увеличения древности геохронологическая группа отмечается датами 1800-2000 млн. лет. Она относится к красному граниту бушвельдского магматического комплекса, залегающего в мощных слоях системы Трансвааль. Значения возраста получены в двух лабораториях стронциевым и свинцово-изотопным методами при хорошей согласованности результатов по разным минералам. Для красных гранитов Бушвельда Г. Шрейнер (1958) дает возраст 1920±200 млн. лет, Л. Николайсен и др. (1958) 1950±50 млн. лет, следовательно, возраст всей трансваальской системы должен быть, несомненно большим (Schreiner, 1958; Nicolaysen, 1958). Площадь, занятая отложениями трансваальской системы, занимает большую часть Центрального Трансвааля и образует обширную мульду, породы которой наклонены к области развития будгвельдского магматического комплекса. Трансваальская система в классическом разрезе делится на три части (снизу вверх): свиту Блэк-Риф, доломитовую свиту и свиту Претория, включающую отложения Ройберг. В основании свиты Блэк-Риф залегают конгломераты и аркозы, причем аркозы чаще встречаются в местах залегания на древних гранитах. Кроме того, встречаются темные толстослоистые кварциты. Слои конгломерата довольно похожи на конгломераты Витватерсранда. Они содержат много пирита, золото, углистое вещество, хромит, циркон, рутил, ильменит, сфалерит, галенит. Доломитовая свита состоит из доломитов. Она окружает кольцом Бушвельдский массив, ширина кольца достигает 6,5-19 км. Мощность свиты 1000-2000 м. Сложена она почти целиком магнезиальными известняками с подчиненными прослойками кремнистых пород. На контакте с интрузией Бушвельда развиваются силикатные минералы - тремолит, актинолит. В верхних горизонтах доломитовой свиты встречаются железистые фации с гематитовыми рудами. Следует отметить, что в известняках этой свиты встречаются строматолитовые структуры, похожие на Collenia, Gymnosolen. На доломитовой свите залегает мощная (от 4200 до 7200 м) свита Претория. Она расчленяется на шесть частей: три мощных типично глинистых отдела и три менее мощных кварцитовых. Весь разрез трансваальской системы (серии) завершает свита (подсвита) Ройберг, состоящая из фельзитов и кварцитов. Между последней и свитой Претория произошло внедрение бушвельдского норитового комплекса. Весь комплекс пород трансваальской системы занимает площадь не менее 320-240 км2, отложился он до внедрения бушвельдского норита. Непосредственно трансваальскую систему подстилают породы системы Вентерсдорп, которая в свою очередь залегает на более древней системе Витватерсранд (рис. 74). Система Вентерсдорп представляет собой вулканогенный комплекс пород, распространенных на площади 750 X 330 км. В ней развита формация миндалекаменных диабазов. Осадочные породы и кислые лавы переслаиваются и подстилаются основными лавами. Выделение систем Вентерсдорп и Витватерсранд еще недостаточно доказано, и не всегда в полевых условиях можно произвести их разграничение. Система Витватерсранд представляет собой толщу конгломератов и других кластических отложений мощностью до 6000-7000 м. В разрезе выделены шесть свит:

Рис. 74. Разрез через северо-западное окончание Бушвельдской мульды у железных рудников Табазимби (длина 24 км). По Бордмену и А. Дю-Тойту: 1 - древний гранит; 2а - породы системы Витватерсранд (кварциты и сланцы), 2b - породы системы Вентерсдорп (кислые лавы); 3а - свита Блэк-Риф, 3b - доломит, 3с - железистые кварциты; 4а - сланцы свиты Претория, 4b, с - кварциты свиты Претория; 5 - ватербергские песчаники; 6 - бушвельдский норит; 7 - красный гранит; t - поверхности надвигов
Рис. 74. Разрез через северо-западное окончание Бушвельдской мульды у железных рудников Табазимби (длина 24 км). По Бордмену и А. Дю-Тойту: 1 - древний гранит; 2а - породы системы Витватерсранд (кварциты и сланцы), 2b - породы системы Вентерсдорп (кислые лавы); 3а - свита Блэк-Риф, 3b - доломит, 3с - железистые кварциты; 4а - сланцы свиты Претория, 4b, с - кварциты свиты Претория; 5 - ватербергские песчаники; 6 - бушвельдский норит; 7 - красный гранит; t - поверхности надвигов

 Верхний отдел (2700 м)
6. Элсбург-Кимберли
5. Мейн-Берд
 Нижний отдел (4500 м)
4. Джемстаун
3. Гавенимент-Риф
2. Хоспител-Хилл
1. Доминьон-Риф

С системой Витватерсранд сопоставляется система Понгола около Кубуты в Свазиленде, где мощность ее достигает 10 000 м. Нижний отдел системы Витватерсранд состоит из гравелистых кварцитов и зеленых филлитов, которые перекрываются андезитовыми лавами и туфами. Верхний отдел сложен главным образом осадочными породами - кварцитами разделенными сланцевыми породами, и филлитами; встречаются мощные прослои конгломератов. Свиту Доминьон-Риф в последнее время рассматривают как самостоятельную серию.

Из сказанного следует, что мощные толщи докембрийских осадочных пород Трансвааля, возраст которых древнее бушвельдского магматического комплекса с надежно установленной датой 1950±50 млн. лет, имеют в общем тот же литологический облик, что и более молодые палеозойские породы. Очевидно, что критерий метаморфизма для возрастного расчленения пород докембрия Южной Африки имеет крайне ограниченное значение. Установление возраста непосредственно самих систем Трансвааль, Вентерсдорп и Витватерсранд осложняется тем, что в перечисленных системах встречаются признаки свинцового и уранового оруденений, которые при исследовании дали значительный разброс изотопных возрастных значений. Галенит Дурхенк в районе Марино Западного Трансвааля показал модельный возраст 2300 млн. лет; он был отобран из верхнего горизонта доломитовой свиты. Изотопный состав 12 образцов галенитов, изученных Л. Николайсеном и др., отобранных из разных мест трансваальской системы, показал разброс модельных возрастных значений в пределах 1150-2450 млн. лет. Модельный возраст галенита из Вентерсдорпа оказался всего лишь 560 млн. лет (Nicolaysen а. о., 1958). При определении возраста уранового оруденения в золотоносных конгломератах системы Витватерсранд оказалось, что наиболее частые случаи совпадения возраста относятся к величине Pb207/Pb206, полученной по уранинитам (Суб-Нигель, Меривейл). Полученный при этом возраст 1900-2000 млн. лет практически совпадает с явно геологически более молодым образованием бушвельдского комплекса, который по условиям залегания моложе Витватерсранда. Но происхождение уранинитов в конгломератах Витватерсранда остается спорным. Часть южноафриканских геологов считают уранинит кластическим минералом, происшедшим из более древних отложений при их разрушении.

Известна точка зрения об осадочно-диагенетическом генезисе урановых руд в нижней свите Ранда (свите Доминьон). В этом случае даты возраста, полученные по валовым пробам руд, 2700 и 3100 млн. лет (Louw, 1954; Nicolaysen, Burger a. o., 1962) могли указывать на время седиментации толщи. В то же время гранит, подстилающий серию Доминьон-Риф, показал по стронциевому методу ~ 2900 млн. лет, что, естественно, нуждается в подтверждении, поскольку было выполнено только одно определение. Следует добавить, что возраст сходного "древнего гранита" между Иоганнесбургом и Преторией в Трансваале оказался 3200±60 млн. лет на основании измерения пяти общих проб породы по стронциевому методу (Allsopp, 1961). Все эти возрастные данные позволяют восстановить следующую последовательность событий:,

 1. Гранитизация древнего основания и формирование радиоактивных минералов > 3000 млн. лет. 
 2. Отложение серии Доминьон-Риф совместно с пластическими радиоактивными минералами. 
 3. Отложение систем Витватерсранд, затем Вентерсдорп и Трансвааль. 
 4. Мощный магматизм Бушвельда (1900-2000 млн. лет) и крупная регенерация урановых руд в толщах Доминьон-Риф и Витватерсранд.

Схема возрастных соотношений пород и руд Витватерсранда представлена на рис. 75.

Рис. 75. Схема возрастных соотношений пород и руд Витватерсранда
Рис. 75. Схема возрастных соотношений пород и руд Витватерсранда

Наиболее древними отложениями Южной Африки по геологическим данным являются системы Свазиленд, или Барбертон, в Трансваале, Себак-виан, Булаваян и Шамваян в Южной Родезии.

Под названием "свазилендская система" южноафриканские геологи объединяли все формации древнее системы Витватерсранд. В Трансваале самые древние породы выходят из-под свиты Блэк-Риф в виде двух полос, которые объединяются в комплекс Барбертон, ранее обозначавшийся как свазилендская система. Комплекс разделяется на три свиты. Нижняя свита, или свита Онвервахт, состоит из пород вулканического происхождения, представленных сильно измененными основными лавами, переходящими в верхних частях в более кислые разности. Подчиненное значение имеют глинистые сланцы. Средняя свита, или свита Фигового Дерева, согласно покрывает нижнюю и состоит из осадочных пород - однообразных сланцев, лолосчатых кремней, граувакк, гравелитов, железистых кварцитов; мощность ее достигает 300 м. Свита Модис, или верхняя, начинается с базальных конгломератов, полевошпатовых кварцитов, затем следуют известняки и доломиты; общая мощность свиты 2000-3000 м. В пределах свиты Модис залегает интрузивный комплекс Джемстаун из сильно серпенти-низованных основных и ультраосновных пород.

Галенит из рудника Розетта (Барбертон, Восточный Трансвааль) показал наиболее высокий модельный возраст - 3380 млн. лет. Он выделен из золотоносных конгломератов, залегающих в сланцах комплекса Джемстаун, который входит в свиту Модис. Лепидолит из Летабы, исследованный Л. Аренсом (Arens, 1959) стронциевым методом, показал возраст 3150 млн. лет, что в общем хорошо согласуется с возрастом галенита. Лепидолит отобран из образований того же возраста, что и галенит Розетта. Несмотря на недостаточную точность возрастных данных, и по геологическим, и по радиологическим данным комплекс Свазиленд-Барбертон является самым древним в Южной Африке. Учитывая изложенное, можно считать, что образование многих осадочных толщ докембрия Южной Африки проходило до интрузии бушвельдского комплекса и после образования систем "первичного основания". Таким образом, седиментация систем Трансвааль, Вентерсдорп, Витватерсранд происходила в интервале 2000-3000 млн. лет тому назад.

В этот интервал попадают пока немногие возрастные значения, относящиеся к минералам, составляющим осадочно-метаморфические толщи Трансвааля. Лепидолит из Кубу ты в Свазиленде исследовался Л. Аренсом спектро-химически на стронций и показал возраст 2000 млн. лет, что нельзя считать точным. Определение образца лепидолита по более современной методике в Институте Карнеги (1958 г.) показало возраст по стронцию 2900 млн. лет, по аргону 2660 млн. лет. Если считать аргоновый возраст заниженным, то наиболее вероятный возраст может быть принят 2900 млн. лет. Отношение пегматитов, датированных по лепидолитам, к системе Витватерсранд остается недостаточно ясным. По свидетельству А. Холмса и Л. Казна (1959), лепидолит из Кубуты выделен из пегматита, связанного с гранитами Усуту, которые значительно моложе, чем постсвазилендские граниты. В то же время около Кубуты красный гранит интрудирует породы системы Понгола. Как уже отмечалось, эта система по литологическим данным сопоставляется с системой Витватерсранд. Если это сопоставление правильно и если датированные образцы связаны с красными гранитами, то возраст самой системы Витватерсранд должен быть, вероятно, древнее 2700 млн. лет. Поскольку все приведенные цифры требуют проверки и уточнения, в настоящее время можно лишь схематически наметить возрастную последовательность докембрийских пород Трансвааля, которая полностью совпадает с данными полевых геологических наблюдений:

 1300 млн. лет - вулканический комплекс Пиландсберг 
     Система Ватерберг 
 1950±50 млн. лет - магматический комплекс Бушвельда 
     Система Трансвааль 
     Система Вентерсдорп 
 ~3100 млн. лет - древнейшая кластическая урановая минерализация Ранда 
     Система Витватерсранд (= Понгола?) 
 3100-3400 млн. лет - древнейшая минерализация Розетта, "древний гранит" Трансвааля 
     Система Барбертон (Свазиленд)

Особого внимания заслуживают системы древнего основания в Южной Родезии. Они секутся гранитоидами с пегматитами, возраст которых 2650 ±50 млн. лет установлен по монацитам с максимально возможной в настоящее время степенью точности. Поскольку датированные пегматиты являются наиболее молодыми в пределах систем основания Южной Родезии, то возраст остальных вмещающих формаций должен быть значительно древнее. Главные осадочно-метаморфические формации Южной Родезии известны под названием шамваянской, булаваянской и себаквианской систем. Поскольку они относятся к сравнительно немногим уцелевшим древнейшим образованиям докембрия, естественно, что значительный интерес представляет их петрографический состав.

Наиболее молодая - шамваянская система представляет собой мощную толщу песчаников, конгломератов с большим количеством аркозов и граувакк. Совместно с подстилающими породами она смята в складки. От подстилающих пород шамваянская система отделена несогласием, конгломераты основания содержат гальку железистых кварцитов, а также гранитов и других интрузивных пород. Нижняя часть, так называемая свита Эльдорадо, сложена мощной пачкой сланцеватых пород и сильно измененных полевошпатовых гравелитов, аркозов, граувакк и валунных слоев с горизонтами биотитовых и актинолитовых сланцев. Затем следует полоса шамваянской гравелитовой свиты с гравелистыми аркозами, граувакками с гранитной галькой и галькой других пород.

Под шамваянской системой залегает булаваянская, или зеленокаменная, система мощностью 10 000 м. Она характеризуется большим распространением и сложена главным образом вулканическими породами. В основании булаваянской системы находится 100-метровая толща конгломератов, с несогласием залегающая на более древней магнезиальной свите (себаквианская система). Галька конгломератов состоит из добулаваянских гранитов и пегматитов. Возраст одного образца этих галек, по данным аргонового метода, 3000 млн. лет (Wasserburg а. о., 1955). Учитывая особенности аргоновых дат для полевошпатового материала, возраст следует, по-видимому, рассматривать как заниженный, но, тем не менее, полученное значение не противоречит общей геологической последовательности и указывает, что материал, послуживший источником седиментации пород булаваянской системы, был не моложе 3000 млн. лет. Выше конгломератов залегают железистые кварциты, подушечные лавы, порфириты, обломочные вулканические породы. Главными типами пород булаваянской системы являются: а) основные лавы и лавы другого состава, агломераты, туфы, аркозы и граувакки; б) кварциты, джеспилиты, железистые кварциты; в) измененные глинистые сланцы и известняки. К северу от Булавайо в известняках, содержащих небольшое количество графита и залегающих на нижней части толщи зеленокаменных пород, были найдены водорослевые структуры, описанные А. Макгрегором (Macgregor, 1940, 1953).

Наиболее древней в разрезе докембрия Южнородезийского щита является себаквианская система, выделенная в 1929 г. От покрывающих пород она отделена несогласием. Первоначально система была названа магнезиальной свитой, так как с ней ассоциированы магнезиальные породы, образовавшиеся за счет изверженных. Встречаются также железистые кварциты. К себаквианской системе отнесены: 1) полоса серпентинитов, тальковых сланцев, магнезиальных пород, кварцитов, железистых кварцитов, мраморов, интрудированных рочдейлским гранитом; 2) хромитоносные тальковые сланцы; 3) наиболее перекристаллизованные аркозы, граувакки и алевролиты в районе Антелоп-Майн; 4) возможно, некоторые гнейсы Мозамбика.

Нижний допустимый предел возраста для древних формаций Родезии еще не установлен. Из кварцевых золотоносных конгломератов системы Булаваян извлечены галениты, показавшие модельный возраст 2850 млн. лет, и возможно, что более древняя система Себаквиан соответствует свазилендской системе Трансвааля. Во всяком случае несомненно, что большая часть докембрийских формаций Южной Родезии и Трансвааля относится к древнейшим образованиям Африки. Наиболее распространены формации добушвельдские - древнее 2000 млн. лет и дошамваянские - древнее 2650 млн. лет. Рассматривая петрографические особенности южноафриканских формаций, можно заметить две характерные черты: во-первых, они сравнительно слабо затронуты метаморфизмом, хотя в целом различные изменения эпигенетического характера развиты значительно; во-вторых, намечается существенный перерыв в магматической и тектонической деятельности в интервале 2000-2650 млн. лет назад; в-третьих, в древнейших толщах значительную роль играл вулканизм преимущественно основного состава (комплексы Булаваян, Себаквиан, Свазиленд).

Общую возрастную последовательность докембрийских комплексов Южной Африки, исходя из рассмотренных выше данных радиогеохронологии, можно иредставить в следующем виде:

 490-620 млн. лет - гранит Кейптауна, пегматиты Карибпб, Миами 
    Системы Дамара, Отави, Ломагунди, Малмсберри (?) 
 900 млн. лет - пегматиты Гудхаус, Гоутенбек 
 1000-1100 млн. лет - пегматиты Гордония, Стинкемпскрааль 
    Система Кейс (Аббабис?) 
 1200-1300 млн. лет - дайковый комплекс Пиландсберг 
    Система Ватерберг 
 1900-2100 млн. лет - бушве л ьдский комплекс, Лимпопо, оруде-нение Витватерсранда 
    Система Трансвааль (система Лимпопо - Мессина?) 
    Система Вентерсдорп 
 2650±50 млн. лет - постшамваянские граниты и пегматиты 
    Система Шамваян (Витватерсранд?) 
 2850 (?) млн. лет 
    Система Булаваян (система Понгола?) 
 3100-3400 млн. лет-минерализация Розетта 
    Система Барбертон (Себаквиан?)

Наиболее древним разрезом Южной Африки и, пожалуй, всего изученного докембрия материков является группа Свазиленд, залегающая в виде синклинальной структуры в гранитных массивах (рис. 76). Возраст гранитов, секущих эту структуру (наиболее древних), оценивается по стронцию величиной не менее 3000±30 млн. лет (Allsopp а. о., 1968). Возраст свинцовой минерализации, наложенной на древние толщи у Барбертона, 3320-3370 млн. лет (рудник Розетта). Весь разрез Свазиленда имеет трехчленное деление:

Рис. 76. Упрощенная геологическая карта Свазиленда с прилегающими гранитами. По Г. Олсону Т. Ульриху, Л. Николайсену: 1 - серия Модис; 2 - серия Фигового Дерева (Fig-Tree); 3 - серия Онвервахт; 4 - граниты разного возраста
Рис. 76. Упрощенная геологическая карта Свазиленда с прилегающими гранитами. По Г. Олсону Т. Ульриху, Л. Николайсену: 1 - серия Модис; 2 - серия Фигового Дерева (Fig-Tree); 3 - серия Онвервахт; 4 - граниты разного возраста

   Система Свазиленд
 Серия Модис
 Серия Фигового Дерева (Fig-Tree)
 Серия Онвервахт

Наиболее древняя в мире серия Онвервахт состоит из основных и кислых лав, полосчатых железистых кварцитов, филлитов и серпентинизированных ультраосновных пород. Мощность серии не менее 20 000 м. Серия Фигового Дерева состоит преимущественно из граувакк и сланцев.

Подчиненное значение имеют туфы в ее верхних горизонтах. В нижних частях развиты полосчатые железистые кварциты. На серии Фигового Дерева с несогласием залегает серия Модис, сложенная в основании базальнымп конгломератами, валуны которых состоят из кварцитов, гранофиров, гранитов, полосчатых железистых пород. В верхних частях серия сложена сланцами и кварцитами. В слабо метаморфизованных сланцах серий Фигового Дерева и Онвервахт найдены древнейшие следы жизни на Земле. В халцедоновых сланцах серии Фигового Дерева обнаружены видимые очертания бактерий и синезеленых водорослей. В обеих сериях тонкий химический анализ показал присутствие сложных органических соединений - жирных кислот, алифатических углеводородов, пристана и фитана, которые являются хорошо известными продуктами фотосинтеза, широко распространенными в каменных углях палеозоя.

Эти древнейшие находки следов жизни в самых низах наиболее древнего-из всех известных разрезов докембрия имеют принципиально важное значение. Они свидетельствуют о том, что жизнь на нашей планете существует не менее 3,4 млрд. лет и заставляет сомневаться в самой логике применения такого термина, как протерозой, обозначающего лишь часть докембрия с присутствием жизни. Если мы будем применять протерозой в традиционном понимании, то весь докембрий нужно называть протерозоем.

предыдущая главасодержаниеследующая глава







© Злыгостев А.С., 2001-2019
При использовании материалов проекта обязательна установка активной ссылки:
http://geoman.ru/ 'Библиотека по географии'

Рейтинг@Mail.ru