Copos de grafito (arriba) y CO 2 Las inclusiones fluidas en cuarzo (abajo) de los granitos del complejo Limpopo (Sudáfrica) se remontan a finales de la edad arcaica (2.68 Ga). Crédito:Oleg Safonov
Los cratones (del griego "poder" o "poder") son las áreas de la corteza continental más antigua de la Tierra, y se conservan solo en unos pocos lugares del mundo. Según los científicos, el Kaapvaal Craton en Sudáfrica y el Pilbara Craton en Australia (la más antigua de estas estructuras) eran las partes de Vaalbara, un supercontinente arcaico.
La transformación de las partes inferiores de los cratones bajo la influencia del calor emitido por el manto de la Tierra puede conducir a la formación de rocas llamadas granulitas que enmarcan los cratones como cinturones. Sin embargo, los procesos que hacen que las granulitas se muevan hacia arriba desde la parte inferior de la corteza hacia la superficie a lo largo de los bordes del cratón son todavía ampliamente discutibles. Los cinturones de granulita más antiguos se formaron en el Arcaico (hace 3 Ga años), que es solo varios cientos de millones de años más joven que la vida en la Tierra. Los granulitos más jóvenes tienen alrededor de 500 millones de años. Un antiguo cinturón de granulita (2,7 Ga) está situado en el Kaapvaal Craton en las fronteras de Sudáfrica, Zimbabue, y Botswana, no muy lejos del famoso río Limpopo. El Complejo Limpopo se considera un laboratorio natural para el estudio de las relaciones entre las estructuras tectónicas más antiguas de la corteza continental y, por tanto, es de gran interés para los geólogos.
"Por primera vez, Tenemos fuertes razones para suponer que los magmas de granito en el complejo de granulita Neo-Archean de Limpopo (Sudáfrica) se han formado en el curso de la interacción tectónica de este complejo con las rocas del Kaapvaal Craton cuando el complejo se elevaba desde la parte inferior. de la corteza continental, "dice Oleg Safonov, un coautor del trabajo, Doctor en Geología y Mineralogía, Catedrático del Departamento de Petrología de la Facultad de Geología, MSU, y Director del Instituto Korzhinskii de Mineralogía Experimental de la Academia de Ciencias de Rusia.
La granulita es una roca metamórfica. Significa que se forma en el curso de la transformación de otras rocas bajo la influencia de altas temperaturas. En el caso de las granulitas, estas temperaturas son de 750 a 1000 ° C. Feldespatos, cuarzo, granate, piroxenos, La cordierita y otros minerales se forman bajo estas temperaturas dando a la roca su textura granular.
Según uno de los modelos, El CO juega un papel importante en la formación de granulitos 2 -Fluidos ricos calentados a temperaturas demasiado críticas. El grafito que está presente en rocas metamórficas puede ayudar a establecer si este modelo es cierto. Generalmente, El grafito se forma en el curso de la modificación de la materia orgánica o la descomposición de carbonatos (sales de ácido carbónico con CO 3 2- anión). Sin embargo, Los granulitos se forman en niveles profundos donde no hay materia orgánica presente, por lo que el mecanismo de formación de grafito es diferente:el grafito es el resultado de la interacción de granulitas con los flujos del manto ricos en CO 2 . Por lo tanto, la presencia de grafito en granulitos a menudo se considera una evidencia para este modelo. Su formación depende de la presión, temperatura, y otros parámetros, y el estudio del grafito puede decir mucho sobre ellos.
Los geólogos encontraron muestras de grafito e inclusiones fluidas en cuarzo (componentes volátiles atrapados en las pequeñas cavidades de minerales en el curso del crecimiento de cristales) en rocas de granito del cinturón de granulita de Limpopo y las analizaron.
Los investigadores encontraron que las rocas de granito que se introdujeron en el cinturón de granulita de Limpopo comenzaron a cristalizar a una temperatura de 900 a 940 ° C y una presión de 7 a 9 kbar. El análisis de inclusiones fluidas en cuarzo confirmó que CO 2 -Los fluidos ricos tomaron parte en su formación. Se encontró que la desviación del contenido de isótopos C-13 de los valores estándar era de 6.52 a 8.65 permille (décimo de porcentaje) para el grafito y de 2.5 a 5.58 permille para los fluidos en cuarzo. Esta composición isotópica de carbono generalmente se prescribe para fluidos profundos del manto, confirmando su origen externo una vez más. Esta, Sucesivamente, coincide con el modelo de CO 2 -Ricos fluidos externos profundos que participan en la formación de rocas granulíticas y granitos acompañantes. Sin embargo, habiendo comparado estos datos con la composición isotópica del carbono de las rocas de cratones antiguos, los científicos concluyeron que los fluidos migraron a través del complejo Limpopo desde las rocas cratónicas en el curso de la colisión con el Kaapvaal Craton.
Si bien el estudio de las rocas en el complejo granulítico de Limpopo fue de naturaleza fundamental, el conocimiento sobre los procesos de su formación se puede utilizar para la prospección de minerales. "Las rocas de cratones antiguos son fuentes ricas de varios componentes minerales. Son transportados por magmas y fluidos que se originan en el curso de la transformación de estas rocas". comenta Oleg Safonov.
Los datos sobre la formación del complejo de granulita sudafricano también son relevantes para Rusia. Los científicos planean comparar sus condiciones con los datos sobre la formación de granulitas en el cinturón de Laponia que está situado entre el Cratón de Carelia y el Cratón de Inari en la frontera entre Rusia y Finlandia.
