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Geologic evolution of the neoproterozoic Zambezi orogenic belt in Zambia

1994; Elsevier BV; Volume: 18; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/0899-5362(94)90026-4

1879-1956

Richard E. Hanson, T. J. Wilson, Hubert Munyanyiwa,

Geological and Geophysical Studies

The Neoproterozoic Zambezi belt links with the Mozambique belt, Lufilian arc, and the inland branch of the Damara belt within the regional Pan-African tectonic framework of southern Africa. The belt contains a thick supracrustal sequence deposited on older sialic basement and penetratively deformed with it during Neoproterozoic (Pan-African) orogenesis. In Zambia, where the entire width of the orogen is exposed, local bimodal volcanic rocks at the base of the sequence are overlain by psammites and pelites, which in turn are succeeded by extensive carbonate and calc-silicate rocks. Abundant scapolite in metamorphic assemblages within the belt is taken as evidence for the original presence of evaporites. The nature of the rock types and the inferred stratigraphic sequence are consistent with deposition in an intracontinental rift basin invaded by marine waters. Available isotopic age brackets for the timing of supracrusta deposition show that the basin developed between 880 nad 820 Ma. Main-phase deformation in the belt involved both transcurrent shearing and south- to southwest-vergent thrusting and was associated with predominantly amphibolite-facies regional metamorphism. Mineral assemblages throughout much of the belt in Zambia, together with limited thermobarometric data, indicate typical Barrovian-type intermediate P/T conditions during metamorphism. Eclogites and other high-pressure metamorphic assemblages in parts of the belt, however, provide evidence that significant crustal thickening occurred, presumably in relation to thrusting. Reworked basement and syntectonic granite were subjected to extensive mylonitization related to strike-slip and oblique, reverse-slip shearing. The major orogenic event is dated at c. 820 Ma, based on an igneous age for a sheet-like, syntectonic batholith injected into a transcurrent shear zone within the central part of the belt. Pan-African orogenesis along the Zambezi-Lufilian-Damara trend was diachronous and records closure of intracratonic basins in the Zambezi belt and Lufilian arc, with evidence for the involvement of oceanic lithosphere present only in the Damara belt. Au sein du cadre régional pan-africain de l'Afrique méridionale, la chaîne néoprotérozoïque de Zambezi se relie à la chaîne mozambiquienne, à l'arc lufilien et à la branche interne de la chaîne du Damara. La chaîne du Zambezi renferme une séquence supracrustale épaisse déposée sur un socle sialique plus ancien, déformés pénétrativement ensemble pendant l'orogenèse pan-africaine (Néoprotérozoïque). En Zambie, où l'orogène est exposé dans toute sa largeur, localement un volcanisme bimodal situé à la base de la séquence est surmonté par des psammites et des pélites qui elles-même passent à des roches carbonatées et calco-silicatées en grande masse. L'abondance de la scapolite dans les assemblages métamorphiques déduite sont en accord avec un dépôt dand un bassin d'evaporites. La nature des roches et la séquence stratigraphique déduite sont en accord avec un dépôtdans un bassin de rift intracontinental envahi par les eaux marines. Les âges isotopiques disponibles pour le dépôt des roches supracrustales indiquent ce bassin se serait développé entre 880 et 820 Ma. La phase principale de déformation de la chaîne inclu à la fois décrochements transcurrents et des charriages à vergence SW et a été associée à un métamorphisme régional du faciès amphibolite. Les assemblages minéraux au travers de la majeure partie de la chaîne ainsi que quelques données thermo-barométriques, indiquent des conditions P/T intermédiares d'un métamorphisme barrovien typique. Les écologites et les autres assemblages minéraux de haute pression présents dans certaines zones de la chaîne indiquent néanmoins qu'un épaississement crustal non négligeable s'est déroulé, probablement en liaison avec les charriages. Le socle réactivé et les granites syn-tectoniques ont subi une mylonitisation intense associée aux shears bein en décrochements horizontaux qu' obliques ou inverses. L'événements orogénique majeur est daté à c. 820 Ma, en se basant sur l'âge de mise en place d'un batholite syntectonique en forme de sill intrudé dans un décrochement de la partie centrale de la chaîne. L'orogenèse pan-africaine dans la bande Zambezi-Lufilien-Damara est diachrone et enregistre la fermeture de bassins intracratoniques dans la chaîne du Zambezi et dans l'arc lufilien, avec la preuve de l'engagement une lithosphère océanique seulement dans le chaîne du Damara.