イルガーンクラトン

オーストラリアの基本的な地質地域（年代別）。大陸の左下にある大きな茶色の領域は、イルガーン・クラトンを構成しています。

イルガーン・クラトンは、西オーストラリア大陸の大部分を占める巨大なクラトンです。堆積盆地と原生代の褶曲帯および逆断層帯が混在する地域に境界を接しています。ジャックヒルズ、ナリヤー・テレーンのジルコン粒子は約427億年前の年代が測定されており、砕屑性ジルコンの一つは44​​0億年前の年代が測定されています。[ 1 ]

クラトンのマーチソン地区には20億年以上前のヤラブバ衝突構造があり、これまでは最古の隕石衝突クレーターと考えられていたが[ 2 ]、ピルバラのマーブルバー付近に34億7000万年前のノースポールクレーターの存在を裏付ける破砕円錐などの証拠が発見されるまではそう考えられていなかった[ 3 ]。[ 4 ]

地質学

イルガーン・クラトンは、現存する大陸地殻の多数のブロックや地帯が集積して、約294億年から263億年の間に形成されたと考えられており、そのほとんどは32億年から28億年の間に形成されたものである。

この付加イベントは、イルガーンクラトンの70％以上を占める広範囲にわたる花崗岩と花崗閃緑岩の貫入、大量のソレアイト玄武岩とコマチアイト火山活動、[ 5 ]広域変成作用と変形、およびクラトンの金鉱化の大部分の賦存によって記録されています。

これらの付加イベントはいくつかの段階を経て発生し、おそらくは沈み込みの休止によって区切られた大陸の断片の付加によって発生し、新たな活動が断続的に発生しました。

このクラトンは、主に約28億年前（約28億年前）の花崗岩・片麻岩変成岩地帯（南西部地域と西部片麻岩帯）と、3つの花崗岩・緑色岩地帯（北東ゴールドフィールズ地域、サザンクロス地域、緑色片岩変成岩マーチソン地域）で構成されています。緑色岩帯と花崗岩の中には31億年から29億年前のものと、それより新しいもの（約27.5億年から26.5億年前）があります。

このクラトンは、スターリング・マウント・バレン・ブロック、ダーリング・ヒルズ、およびルシェルシュ棚セクションから構成される 西オーストラリア楯状地地形区分の明確な地形区の 1 つです。

西部片麻岩地帯

西部片麻岩地帯は、地球上で最も古い地殻の破片の一部である長石質の白色顆粒片麻岩を主成分とする、多変形した高品位始生代前期変成帯の連続体である。 [ 6 ]西部片麻岩地帯は、後者が珪長質および塩基性変成火山岩が優勢であるのに対し、前者は高品位の変堆積岩と未知の原岩の片麻岩で構成されている点で、イルガーンクラトンの残りの部分とは異なる。

西部片麻岩地帯は、イルガーンクラトンの北縁の西半分に沿ってナリーアー片麻岩地帯として露出しており、これは33億年前以上から38億年前までの年代測定された、大きく多変形した長石質変花崗岩と変堆積性両閃岩級の片麻岩とミグマタイトの複合体で、その両側には295億年前のムルグー片麻岩地帯、275億年から260億年前の花崗岩のシート、オブダクションされたオフィオライトシート（トリルバー複合岩体）、および240億年から200億年前の原生代片麻岩帯が広がっています。

イルガーンクラトンの西端には、部分的に顕生代の堆積盆地に覆われ、27億年前から255億年前のイルガーン地殻構造領域と断層接触している275億年から265億年前のジンパーディング片麻岩複合体があり、主に雲母質珪岩、石英長石黒雲母ザクロ石片麻岩、紅柱石および珪線石片岩、縞状鉄鉱層、その他の外来岩で構成され、少量の斑状花崗岩が貫入している。

ジンパーディング片麻岩複合体中の砕屑性ジルコンの年代は 3267 ± 30 Ma から 3341 ± 100 Ma の範囲で、変成岩の被覆は 3180 Ma に遡ります。

イルガーン・クラトンの南西部、バリンガップ片麻岩コンプレックスは、前期原生代ルーウィン変成岩コンプレックスの内側に位置しています。バリンガップ・コンプレックスは、主に変成堆積性準片麻岩、花崗岩正片麻岩で構成され、少量の石灰珪酸塩、超塩基性片麻岩、および斜方両閃岩片麻岩の層を含みます。変成度はグラニュライト相がピークであると考えられていますが、大部分はピーク両閃岩相の集合体として保存されています。

全体として、西部片麻岩地帯のサブブロックは、イルガーンクラトンの約 2.70 ～ 2.55 Ga の緑色岩変成火山帯の大部分が堆積したより古い基盤を表しており、その中に大量の始生代のトロンジェーム岩 - トーナル岩 - 花崗閃緑岩群とトロンジェーム岩-トーナル岩-閃緑岩群の花崗岩が堆積しています。

マーチソン州

マーチソン地域は、イルガーン・クラトンの西部および北部の3分の1に露出しています。この地域は、主要な地殻横断構造によって区切られており、クラトンおよび西部片麻岩帯の周囲の構造地域から隔てられています。

マーチソン地域の地層学は、ワトキンス (1990) によれば、2 つの緑色岩帯変火山性-変堆積性岩相と 4 つの花崗岩質岩石群の 6 つの基本的な構造地層構成要素に分けられます。

  • ルーククリークグループの変成火山岩
  • マウントファーマーグループ
  • 初期の花崗閃緑岩-モンゾ花崗岩貫入岩（現在はペグマタイト縞状正片麻岩）
  • モンゾグラナイト群（現在は褶曲したメタグラナイト）
  • テクトニック後に分化した2つの花崗岩質岩石群

イルガーンクラトン北東部の構造骨格は、主にトランスプレッションによって形成され、褶曲、逆断層、北北西方向の広域剪断帯における左横ずれ運動、そしてそれに続く広域褶曲と短縮運動が発達した。後者は重なり合うテクトニックプロセスの中で発生した。最初の変形イベントは十分に解明されていないが、南北方向の逆断層運動が関与していたと考えられる。

マーチソン地域には、2229±5 Maに形成されたとされる、隕石衝突クレーターの中で最古のヤラブバ・クレーターがあります。このクレーターは激しく侵食されており、地表には元の構造の痕跡は残っていません。主な痕跡は、約20 km×11 kmの楕円形の航空磁気異常と、衝撃波によって再結晶化した鉱物の存在です。この衝突は、その年代が最も新しい氷河堆積物とほぼ重なるため、温室効果ガスの著しい放出を伴う気候強制力によってヒューロニアン氷河期を終焉させた可能性があります。[ 2 ]

サザンクロス州

サザンクロス地域はイルガーン・クラトンの中央部に位置している。サザンクロス・テレーンのマルダ・ディエマルス緑色岩帯は、塩基性火山岩と縞状鉄鉱層を特徴とする下部緑色岩帯（約30億年前）、珪長質中間火山活動層、そして石灰アルカリ質火山岩（マルダ複合岩体）と砕屑性堆積岩（ディエマルス層）からなる上部堆積層（約273億年前）の3層に分けられる。[ 7 ]

東西造山運動（約2730～2680 Ma）は2つの段階に分けられ、前期褶曲期と後期褶曲期に分けられ、後期褶曲期はディエマルズ層の堆積と変形をもたらした。その後の造山運動（約2680～2655 Ma）は剪断帯と弓状構造をもたらした。

マルダ・ディエマルズ緑色岩帯の岩相層序は北部マーチソン・テレーンと類似しているが、南部イースタン・ゴールドフィールズ・テレーンよりも古い緑色岩と変形作用を有している。これは、イースタン・ゴールドフィールズ・テレーンが、より古いマーチソン・サザンクロス花崗岩・緑色岩の核に付加した可能性を示唆している。

東部ゴールドフィールド州

イースタンゴールドフィールド州にある始生代ノースマン-ウィルナグリーンストーンベルト[ 8 ]には、スーパーピットを含む有名なカルグーリーゴールデンマイルを含む、オーストラリアの金鉱床のほとんどが含まれています。

これらの金鉱床は一般的に大規模で、花崗岩ではなく、緑色岩帯の火山性貫入堆積性岩石層に限定されています。始生代ボルダー・レフロイ剪断帯に沿って、金の分布パターンが見られます。

ノースマン・ウィルナ・グリーンストーン・ベルトには、噴出性コマチアイト（超苦鉄質火山岩）が分布しています。ノースマン・ウィルナ・グリーンストーン・ベルトでは、約2685～2675 Maに火山性マグマ活動から深成岩性マグマ活動への変化が起こりました。2670～2655 Maには、大量の高カルシウム花崗岩の貫入が見られました。[ 9 ]金の多くは2650～2630 Maの間に堆積し、その多くは以前の断層（正断層および逆断層）の横ずれ再活性化に関連しています。

2660-2655 Ma の以前の金イベントは、大規模な伸張 (正断層運動と花崗岩のドーム形成) と関連しており、その結果、後期盆地の形成とマントル由来のマグマ (閃長岩と塩基性花崗岩/斑岩) の貫入、および反時計回りの狭い PTt 経路が生じました。

境界を定める地塊

イルガーン・クラトンは、その周囲を様々な年代の比較的新しいテレーンに囲まれていますが、その大部分は原生代に形成されたものです。これらの両側のテレーン間の境界は、イルガーン・クラトンに関係した始生代以降の出来事の重要な証拠を提供しています。

パース盆地

イルガーン・クラトンの西側はジュラ紀のパース盆地と接しており、ダーリング断層によってこの盆地と隔てられています。パース盆地は、非活動的な境界上に形成されたリフトフィル盆地であると考えられています。

ガスコイン・コンプレックス

パース盆地は北でガスコイン・コンプレックス[ 10 ] 、グレンガリー盆地、そしてイェリダ盆地と接しており、これらはいずれも中期原生代変動帯の一部であり、東はマスグレイブ・ブロックへと続く。ガスコイン・コンプレックスと、ヤラーウィーラー片麻岩およびナリヤー片麻岩の再活動を含むこの時代の他の変成帯は、後期始生代から新原生代、さらには古生代に至るまで、（イルガーン・クラトン縁辺を基準として）長期にわたる多段階的な横ずれ運動（イルガーン・クラトン縁辺を基準として）が行われたことを示唆している。[ 11 ]

アルバニー・フレーザー造山帯

イルガーン・クラトンは、東南東方向に約13億年前のアルバニー・フレーザー造山帯に接しており、主に角閃岩相から緑色片岩相の堆積性原岩片麻岩、ミグマタイト、花崗岩で構成されています。アルバニー・フレーザー造山帯は、沈み込みに関連した構造と、長期にわたる横ずれ構造の両方を示し、オーストラリアの他の原生代盆地および変動帯と密接に連結しています。

堆積盆地の被覆

イルガーン・クラトンは、東部および北東部において、キャニング盆地を含む古生代および顕生代に重なり合う堆積盆地に部分的に覆われています。西端はダーリング・スカープとダーリング断層によって区切られており、これらがイルガーン・クラトンと西側のパース盆地を隔てています。また、コリー・サブ盆地など、ジュラ紀の残存堆積盆地にも覆われています。

イルガーンクラトンには、始生代基盤岩自体だけでなく、長期間にわたる侵食、堆積作用、古い被覆層やレゴリスの再堆積によって生じた、第三紀以降の古河川堆積物の相当量の堆積性薄板も存在します。

認識されている第三紀の被覆層としては、ブレマー盆地、オフィサー盆地などがあります。

レゴリス

イルガーン・クラトンは、相当長い期間、海面レベルかそれより上に存在していたと考えられています。[ 12 ]イルガーンのレゴリスの一部は世界最古のもので、白亜紀という早い時期から風化活動が記録されています。これは、イルガーン・クラトンが概ね亜熱帯の緯度と気候条件、そして氷河作用がほとんどないか全くなく、概ね平坦な地形によって比較的侵食が軽微であったことによるものです。

この表土は極めて深く風化しており、一部の地域では地表から100メートル下まで完全にサプロライトに変化しています。これは新生代から暁新世にかけての熱帯気候で形成されたと考えられており、その証拠として、6000万年以上前の樹木の根の化石を含む斑点状のデュリクラストが見られます。また、約1億8000万年前 のジュラ紀の磁気的に残存する鉄質ラテライトにも、それ以前の風化活動が記録されています。

イルガーンの表土は、土壌の一部が実質的に化石化しているため、動植物に直接的な影響を与えています。イルガーンの地下水の多くは高塩分で、一部は塩分過飽和状態です。そのため、広大な土地が不毛となり、大きな塩湖と高い塩分地下水位が形成されています。この塩の起源は、過去数千万年の間にオーストラリア大陸を運ばれてきた海塩の沈殿と、高い蒸発率によって残された塩分と考えられています。

イルガーンクラトンの緑色岩帯には以下のものが含まれます。

  • サザンクロスグリーンストーンベルト
  • ノースマン・ウィルナ・ベルト
  • デュークトンベルト
  • グレワグリーンストーンベルト

経済地質学

イルガーン・クラトンはオーストラリア有数の鉱物資源地帯です。オーストラリアの鉱物探査費の半分以上がここに投入され、オーストラリアで採掘される金の3分の2とニッケルの大部分を産出しています。このクラトンには、世界の既知の金埋蔵量の約30%、ニッケル埋蔵量の約20%、タンタル埋蔵量の80% 、そして相当量の鉄鉱石、銅、亜鉛、そして少量の鉛が埋蔵されています。また、プラチナ、バナジウム、硬岩チタン、そして相当量の鉄鉱石資源 も含まれています。

採鉱は主に、カルグーリー、カンバルダ、ノースマン、ミーカサラ、ウィルナなどの採鉱中心地や、ラバートン、レンスター、レオノーラ、サザンクロスなどの小規模な中心地周辺のグリーンストーン ベルトで行われています。

鉱石濃縮物または完成品は鉄道または道路でパース、フリーマントル、エスペランス、アルバニー、ジェラルトンに輸送されます。

鉄鉱石

鉄鉱石は現在、イルガーン・クラトンの複数の地域から採掘されていますが、ピルバラ・クラトンの鉱山に比べるとはるかに小規模です。カルグーリー北部のクーリヤノブでは赤鉄鉱風化縞状鉄鉱層から、また西部片麻岩地帯のギブソン山、ウェルド山脈、ジャックヒルズでは赤鉄鉱縞状鉄鉱層から採掘され、直送用の鉱石が生産されています。

カララ鉄鉱石プロジェクトは、イルガーン・クラトンで唯一操業中の磁鉄鉱鉱山ですが、アルバニー・フレーザー複合地帯では、磁鉄鉱の供給源として他の磁鉄鉱鉱床も調査されており、サウスダウンでは大規模な鉱床の建設が提案されています。ジャックヒルズ、ウェルドレンジ、マウントギブソンの縞状鉄鉱層、そしてヤルグー周辺の縞状鉄鉱層も磁鉄鉱の供給源として有望視されていますが、現時点ではこの種類の鉱石の採掘は行われていません。

海岸からさらに離れたウィルナとラバートンの縞状鉄鉱床も調査中だが、インフラが貧弱なため、これらの鉱床を採算の取れるものにすることはできないと考えられている。

金

イルガーンクラトンには、世界の経済的に実証可能回収可能金埋蔵量（EDR）の約 4% が存在します。

主要な金鉱床は、カルグーリー、カンバルダ、マウント・マグネット、ボディントン、ラバートン、ウィルナに分布し、緑色岩帯に含まれています。これらの岩石は、塩基性、超塩基性、珪長質の火山岩類からなる線状帯を形成し、堆積岩層を挟み込み、変形・変成作用を受けています。金鉱化帯の形成様式は、小規模から中規模の、構造的に制御された鉱脈、剪断帯、石英脈となる傾向があります。

この地域の多くの金鉱床の下にある重要な特徴は、様々な規模の花崗岩を核とするドームです。これらは、流動性の金属を上部地殻の堆積場に集中させる構造を形成しました。

マントルの痕跡は、交代作用を受けたマントルウェッジの溶融物やランプロファイアなど、多くの大規模鉱床に見つかっています。これらのマントル岩石が流体や金属の供給源であったのか、それとも単に好ましい経路を反映しているだけなのかについては、議論が続いています。

ニッケル-PGE鉱床

カンバルダ地域は、世界有数のニッケル硫化物鉱山地帯であり、採掘前のニッケル金属資源は合計2メガトン（Mt）に上ります。1967年以降、約110万トンのニッケル金属が生産されており、年間平均3万5000トンのニッケルが生産されています。カンバルダ・ドームは、イルガーン・クラトン南東部の始生代ノルマン・ウィルナ緑色岩帯の南中央部に位置しています。カンバルダ型コマチアイト質ニッケル鉱床は、イルガーン・クラトンにおけるニッケル金属の主な供給源です。[ 13 ]

卑金属

銅、鉛、亜鉛は現在、ゴールデングローブ鉱山と新たに開発されたジャガー亜鉛鉱山で採掘されています。また、グレワ・グリーンストーン・ベルト、ラバートン南部のバートビル、グラニースミスなど、銅を含むいくつかの金鉱床からも少量の銅が回収されています。

カルグーリーを取り囲む50万平方キロメートルの砂漠地帯には、1億トンの銅・亜鉛鉱床が存在すると理論上推定されています。イルガーン・クラトンのいくつかの火山帯の地質は、カナダのオンタリオ州北部キッド・クリークにある世界有数の卑金属鉱山と驚くほど類似しています。レイヴンズソープ、バラガンディ周辺のヤンダル・ベルト、そしてデュークトン・ベルトでは、大規模な珪長質火山岩群の存在が知られている いくつかの地域で銅の探査が継続されています。

希土類元素

イルガーン・クラトンは、主にマウント・ウェルド・カーボナタイトに、世界で回収可能な希土類元素の最大60%を埋蔵している可能性があります。ポントン、ラバートン近郊、そして東部花崗岩片麻岩および緑色岩帯内の地域的な小規模カーボナタイトの産出も、経済的な価値を持つ可能性があります。

ウラン

イルガーン・クラトンとその被覆層は、世界の経済的に実証可能かつ回収可能なウラン埋蔵量（EDR）のかなりの割合を占めています。ウランの大部分は、イルガーン・クラトンの花崗岩類、あるいはその両側の原生代造山帯に由来する古河川に含まれており、この金属は第三紀以降の古排水系および現在の排水系に堆積しています。例としては、イェリリー、マルガ・ロック[ 12 ]、レイク・ウェイ・センチピードなどが挙げられます。

鉱床と鉱山の一部リスト

東イルガーン・クラトンの世界クラスの鉱床には、マウント・シャーロット、ノースマン、サンライズ・ダム、サンズ・オブ・グワリア、セント・アイブス・カンバルダ、タルムーラ、ワラビー、ウィルナなどがある。世界クラスのニッケル鉱床には、マウント・キース、カンバルダ、

参照

参考文献

  1. ^以前はYilgarn Blockとして知られていた西オーストラリア地質調査所（1975年）、西オーストラリアの地質学、西オーストラリア地質調査所、ISBN 978-0-7244-6084-7、IR Williams著「Yilgarn Block」セクション、33～81ページ。
  2. ^ a b Erickson, Timmons M.; Kirkland, Christopher L.; Timms, Nicholas E.; Cavosie, Aaron J.; Davison, Thomas M. (2020年1月21日). 「精密放射年代測定により、西オーストラリア州ヤラブバが地球最古の隕石衝突構造と判明」 Nature Communications . 11 (1): 300. Bibcode : 2020NatCo..11..300E . doi : 10.1038/s41467-019-13985-7 . PMC 6974607 . PMID 31964860 .  
  3. ^ Kirkland, CL; Johnson, TE; Kaempf, J.; Ribeiro, BV; Zametzer, A.; Hugh Smithies, R.; McDonald, B. (2025年3月6日). 「西オーストラリア州ピルバラクラトンの古期衝突クレーター」 . Nature Communications . 16 (1) 2224 (2025). Bibcode : 2025NatCo..16.2224K . doi : 10.1038/ s41467-025-57558-3 . PMC 11885519. PMID 40050265 .  
  4. ^ de Kruijff, P. (2025年3月6日).西オーストラリア州の奥地で発見された地球最古のクレーターは34億7000万年前のものと研究で判明ABCニュース. 2025年3月6日閲覧。
  5. ^陳、シェ・ファ、ジョン・E・グリーンフィールド、デイビッド・R・ネルソン、アンジェラ・リガンティ、スティーブン・ワイチ（2003年）「西オーストラリア州イルガーンクラトン中央部における対照的な緑色岩層の岩相層序とテクトニック進化」『先カンブリアン・リサーチ』第127巻、第1-3号、11月10日、249-266頁。
  6. ^ Wilde, Simon A.; John W. Valley; William H. Peck; Colin M. Graham (2001). 「砕屑性ジルコンからみた44億年前の地球における大陸地殻と海洋の存在の証拠」 . Nature . 409 (6817): 175– 178. Bibcode : 2001Natur.409..175W . doi : 10.1038/35051550 . PMID 11196637. S2CID 4319774. 2007年8月14日閲覧.  
  7. ^ Swager, CP, Witt WK, Griffin AL, Ahmat AL, Hunter WM, McGoldrick PJ & Wyche, S., 1992.「西オーストラリア州イルガーンクラトン、カルグーリー地帯の後期始生代花崗岩・緑色岩」『始生代：地形、プロセス、金属生成』西オーストラリア大学、出版22、39～49頁。
  8. ^ Hammond, RL & Nisbett BW, 1992.州中央ノースマン-ウィルナ緑色岩帯の構造とテクトニックな枠組みに向けて、The Archaean: Terrains, Processes and Metallogeny、西オーストラリア大学、Publication 22、pp. 39–49。
  9. ^モレシ、ルイ、ピーター・ファン・デル・ボルグ、ロベルト・F・ワインバーグ。 (2003) 「西オーストラリア州イルガーン・クラトンのノースマン・ウィルナ帯の変形のタイミング」。先カンブリア紀の研究、Vol. 120、第 3 ～ 4 号、2 月 10 日、219 ～ 239 ページ。
  10. ^ Cawood, PAおよびTyler, IM, 2004.「原生代カプリコーン造山帯の形成と再活性化：岩石構造要素、造山運動、そして意義」先カンブリア時代研究、128、p.201–218。
  11. ^ Sheppard, S., Occhipinti, SA, Nelson, DR, 2005.「西オーストラリア州カプリコーン造山帯における大陸内再活動：1680～1620 Maのマンガルーン造山運動」Australian Journal of Earth Sciences, 52, p. 443–460.
  12. ^ a b Anand R.; Paine M.「西オーストラリア州イルガーンクラトンのレゴリス地質学」オーストラリア地球科学ジャーナル. 49 (1). doi : 10.1046/j.1440-0952.2002.00912.x .
  13. ^ Hill RE T、Barnes SJ、Gole MJ、Dowling SE、1990年。コマチアイトの物理火山学；西オーストラリア州イルガーン・ブロック、イースタン・ゴールドフィールズ地方、ノースマン＝ウィルナ・グリーンストーン・ベルトのコマチアイトのフィールドガイド、オーストラリア地質学会。ISBN 0-909869-55-3。
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