西アフリカクラトン

西アフリカクラトン（WAC）は、アフリカプレートを構成するアフリカの先カンブリア代基盤岩の5つのクラトンの1つで、他の3つはカラハリクラトン、コンゴクラトン、サハラメタクラトン、タンザニアクラトンである。^[1]クラトン自体は地殻変動的に不活発であるが、活動的な縁辺部付近で発生することがあり、^[2] WACは西アフリカの14か国に広がり、先カンブリア代後期から古生代前期にかけて集まってアフリカ大陸を形成した。WACは、2つの始生代中心部と、緑色岩帯、堆積盆地、広域的な花崗岩-トーナル岩-トロンジェーム岩-花崗閃緑岩（TTG）プルトン、および大規模な剪断帯からなる複数の古原生代領域から構成される。クラトンは、新原生代およびそれより若い堆積盆地に覆われている。 WACの境界は主に地球物理学と地表地質学の組み合わせによって定義され、さらにその地域の地球化学による制約も加わります。 ^[1]かつてはクラトンの縁の周りの火山活動が地球温暖化の大きな原因となった可能性があります。^[3]

このクラトンは、レオ・マン・ガーナ、タウデニ、レギバトの3つの始生代クラトンが融合して形成されたと思われる。
最初の2つは約21億年前（10億年前）に結合し、レギバトクラトンは約2億年前にこのクラトンと結合した。結合したクラトンの根は、大陸下リソスフェアマントルの深さ300km（190マイル）以上まで伸びている。^[4] WACは、モロッコのリトルアトラス山脈からギニア湾まで広がり、北、東、西にははるかに若い岩石の変動帯が広がっている。最古の岩石は29億年から25億年前に変成した。サハラ砂漠では、顕生代からのより新しい堆積物で大部分が覆われている。さらに南には、ガーナ、コートジボワール、シエラレオネでより若い火山岩や堆積岩が露出しており、その周囲には先カンブリア代に堆積したさらに新しい堆積物が広がっている。^[5]

WAC は、互いに北と南に 2 つの異なる地域、それぞれレギバト楯状地とマン楯状地から構成されています。これらの地域は両方とも、主に始生代または古原生代の岩石でできており^[1]、西部には始生代の核があり^[2]、岩石の種類は主要な剪断帯によって分けられています。^{[6] WAC を取り囲む褶曲帯は}、汎アフリカ造山運動および/またはバリスカン造山運動の間に褶曲され、変成されました。^[7]

WAC は、モロッコ、アルジェリア、モーリタニア、セネガル、ガンビア、ギニアビサウ、ギニア、マリ、ブルキナファソ、シエラレオネ 、リベリア、コートジボワール、ガーナ、トーゴ、ベナンといった現代の国々の基盤となっています。

クラトンの変成記録は、古原生代プレートテクトニクスの特徴である。低品位グリーンストーンベルトとTTGスイートが優勢な高品位片麻岩地帯との関係についての相反する解釈の結果として、この地域の決定的な進化は決定されていない。 ^[8] WACの3つの主要な、広く受け入れられている構造熱イベントは、3.5〜2.9 Gaのプレレオネアンおよびレオネアン造山運動、2.9〜2.8 Gaのリベリア造山運動、および2.15〜1.8 Gaのエブルネアン造山運動である。^{[6]決定的な答えは、}始生代から原生代への移行後のクラトンの安定化と成熟を制御する地球力学プロセスに強い影響を与えます。限られた地質年代学的データは、約7000万年続いた変成作用の長期にわたる期間を示しており、これはSm-Ndガーネット全岩アイソクロン年代データと、ジルコン、モナザイト、チタン石のU-PbおよびPb-Pb結晶化年代によって裏付けられています。^[8]

この地域の重複関係は、銅の鉱化がWACの最初の変形イベントに関連しており、金の鉱化はマグマと熱水流体の再活性化を介してその後の変形イベント中に発生したことを示しています。^[1]

WAC の変成岩には、高品位の両閃岩相、片麻岩、準片麻岩片岩、石灰珪酸塩岩、ミグマタイトなどが含まれますが、これらに限定されるものではありません。この地域 の一部は緑色片岩相に変成しており、^[2]一般に始生代テレーンのグリーンストーンベルトと呼ばれています。 [ 9 ]^相の年代は、原位置U-Pb 年代測定によって制約されており、ガーネットの組成は、青色片岩-両閃岩相遷移における漸進的進化の制約となっています。 ^[8]構造環境は、地球物理学、表層地質学、地球化学、および鉱床生成の組み合わせによって制約されています。^[10]

地球は約45億4千万年前に形成されました。^[11]地殻とマントルの最上部の硬い部分からなるリソスフェアは、冷却するにつれて固まりました。リソスフェアはアセノスフェアの上にあります。アセノスフェアも固体ですが、地質学的時間スケールでは液体のように流動することができます。リソスフェアは構造プレートに分割され、プレートは年間50～100 mmの速度でゆっくりと移動し、衝突したり、大陸に結合したり、分裂したり、離れたりして新しい大陸構成を形成します。^[12]

西アフリカクラトンの初期の移動を再現することは困難ですが、約11億3000万年から10億7100万年前には、超大陸ロディニアを形成するために集まったクラトンの一つだったようです。当時、コンゴクラトンはアマゾンクラトンの西側にあり、西アフリカクラトンは南側にあり、両者は約180°回転しており、この相対的な配置を保っています。^[13]

約7億5000万年前、ロディニアはプロトローラシア、コンゴクラトン、プロトゴンドワナの3つの大陸に分裂した。^[14]その後、西アフリカクラトンは他のクラトンと合体して、約6億年前の汎アフリカ造山運動から約5億3900万年前の先カンブリア時代の終わりまで存在した仮説上の超大陸、パノティアを形成した可能性がある。^{[15]その後、パノティアは}ゴンドワナの一部となり、^[16]さらにその後、南北アメリカがユーラシアとアフリカから分離し、大陸が現在の構成に向かって移動し始める前の、約3億3500万年前から1億7500万年前の古生代と中生代に存在した超大陸、パンゲアの一部となった。^[17]

スノーボールアース理論の支持者は、6億5000万年前より前に地球は極寒の時期を経験していたと主張している。海洋は深いところまで凍り、雲ひとつない空を通して積雪が太陽の熱を反射した。深海熱水噴出孔などの場所では単純な生命体しか生きられなかった。^[18]この時期の終わりに、西アフリカクラトンの縁が活発化し、火山の輪ができた。この熱活動は、岩石圏によって断熱されたクラトンの下に蓄積された過剰なマントル熱によって引き起こされた。火山の噴火は大規模な温室効果を生み出し、氷を溶かして大気中にCO2を放出した_{。気候は急速に今日よりもはるかに暖かいものへと変わり、}カンブリア爆発という生命体の爆発をもたらした。^[3]

西アフリカクラトンの表面は、さまざまな時期に氷床、森林、湿地、乾燥した砂漠に覆われ、移動中に氷、水、風によって大きく浸食されました。ほとんどの場所では、元の岩石は最近の火山性堆積物や堆積物のはるか下に埋もれています。目に見える特徴は通常、比較的最近の起源です。

リトルアトラス山脈は、約3億年前、アレゲニア造山運動中にユーラアメリカ大陸とゴンドワナ大陸が互いに衝突したときに形成されました。この運動は、現在の北アメリカのアパラチア山脈も形成しました。より最近では、6600万年前から約180万年前の新生代に、ヨーロッパプレートとアフリカプレートがイベリア半島の南端で衝突したため、現在のアトラス山脈を構成する山脈が隆起しました。侵食によりリトルアトラス山脈は縮小し、現在は北のハイアトラス山脈よりも低くなっています。 ^{[19] [20]}

山脈の南側では、西アフリカクラトンは比較的平坦で、大西洋やギニア湾付近の地域を除いてほとんどが砂漠または乾燥したサバンナである。しかし、地表の下にはタウデニ盆地などの古代の堆積盆地があり、石油やガスの大きな埋蔵量がある可能性がある。^[21]

北部レギバ盾状地は、アルジェリア、西サハラ、^{[22] [23]} モロッコ、モーリタニアの一部を覆っている。^[1]東側には露出した古原生代層、西側にはキンバーライトを含む始生代層が含まれ^{[2] 、}金と銅の鉱床が盾状地のサブドメイン（古原生代イエティ）で発生している。^[6]中生代には少なくとも1回の大規模な寒冷化イベントが発生し、白亜紀後期から現在までに3回の小規模な寒冷化イベントが発生している。低温熱年代学データによると、盾状地の西側には三畳紀以降の熱史における火成岩の分化があり、これは主に埋没と露出のプロセスによる地殻の垂直移動によって制御されている。^[7]

マン楯状地南部はコートジボワール、マリ、ブルキナファソ、ガーナ、シエラレオネ、リベリア、ギニアの国々を覆っている。^{[1]この楯状地では、}西オーストラリア大陸の大部分が古原生代 ビリミアン大陸で構成されている。^[2]ビリミアン大陸は当初、未成熟な火山弧の環境で生成され、後にエブルニアン造山運動中に変成を受けた。この地域の緑色岩帯の露出が少ないため、広範な構造的文脈の解釈が制限される。緑色岩帯の露出が限られていることは、花崗岩の貫入に関連する大規模な変形イベントを示している。^[9]

この盾状地には世界有数の金鉱床、重要な鉄鉱石の集中、アルミニウム鉱石、鉛亜鉛、マンガン、リン酸塩、ウランの鉱化がみられる。金鉱床の大部分はエブルニアン造山運動中に形成されたが、残りの金鉱床の多くはこの造山運動以前に、新原生代および白亜紀の海洋弧・背弧盆地の形成と浸食の時期に形成された。^[6]

西アフリカクラトン内では、金、銅、コバルト、銀、錫、亜鉛などの資源を扱う採掘活動が盛んに行われている。^[24]

クラトンにおける職人的な採掘活動は1960年代初頭にまで遡り、石英脈の残骸を金の指標として使っていました。^[25]砂金は主に職人的な採掘者によって採掘され、他の種類の鉱床は露天掘りまたは掘削採掘（表面採掘または地下採掘）によって採掘されています。^{[6] 1985年、}ブルキナファソ国は、この地域の金の採掘と購入の管理のために、Le Projet Orpaillageとして知られる公式組織を設立しました。金のパンニングで得られた廃棄物の冶金学的研究は、国連開発計画（UNDP）と地質・鉱物研究局（BUMIGEB）の資金提供を受けました。ブルキナ金鉱山会社（CEMOB）は、職人の金採掘から集められた鉱山残渣の処理を主な業務としており、 1日あたり約500トンの金の採取残渣を処理する堆積浸出プラントを運営している。^[25]

鉱物法の制定後、1927年に組織的な採鉱が始まり、1930年代と40年代には重要な鉱物が発見され、中規模から中規模の鉱山が誕生しました。鉄鉱石、2つの広大な沖積金鉱床、砂金、沖積ダイヤモンド、クロム鉱床です。採石と採鉱はシエラレオネだけで25万人以上の人々の生計を支え、人口の約15％を雇用し、資源豊富な国として認められるほどの量の物質を生産しています。WACの採鉱は強力な経済と政府の開発支援を確立し、貧困の緩和に役立ちます。^[26]

• ガーナの地質

• Nasser Ennih & Jean-Paul Liégeois (2008)。「モロッコのメタクラトンアンチアトラスベルトの基盤を特に参照した西アフリカクラトンの境界」。ロンドン地質学会特別出版。297 (  1 ): 1.1–17。Bibcode :2008GSLSP.297....1E。doi :10.1144 / SP297.1。S2CID 56229139。2009年3月16日閲覧。