Late Proterozoic to Early Palaeozoic supracrustal succession of Sierra Leone: an aulacogen at the western margin of the West African Craton

Zusammenfassung

Aus Sierra Leone werden drei Untereinheiten von oberproterozoischen bis unterpaläozoischen vulkano-sedimentären Schichten beschrieben, die nebeneinander liegen und ineinander übergehen.

Die Kasila-Gruppe im SW, die bis zur Granulitfazies metamorphisiert ist, geht in die Marampa-Schiefer-Gruppe über, die wiederum in die unmetamorphisierte Rokel-River-Gruppe im NE überleitet. Vor dieser Untersuchung wurden diesen Gesteinen unterschiedliche Alter zugeordnet; die am stärksten metamorphisierten wurden als älteste, die unmetamorphisierten als jüngste Gesteine angesehen. Diese Betrachtung ist unrealistisch, da Geländekartierungen keine scharfen Kontakte erkennen lassen und alle erhältlichen Altersdaten die Einbeziehung in die Panafrikanische Orogenese (ca. 550 Ma) anzeigen. Es wird daher angenommen, da\ sich vor ungefähr 1000 Ma ein intrakontinentaler Graben (Aulakogen) entwickelte, der vom westlichen Sierra Leone bis in die benachbarten Territorien reichte. Während der Panafrikanischen Orogenese wurde ein Teil der dem remobilisierten Basement auflagernden Aulakogenfüllung einer Regionalmetamorphose und Deformation unterworfen. Die Stärke der Metamorphose und der Grad der Deformation nimmt vom Zentrum der panafrikanischen Region bis zum Kontakt mit dem westafrikanischen Kraton hin gleichmä\ig ab. Auf dem Kraton selbst liegen die nicht metamorphisierten, schwach- bis undeformierten Schichten (Rokel-River Gruppe).

Abstract

Three parallel zones of Upper Proterozoic to Lower Palaeozoic sedimentary-volcanic cover rocks have been recognized in western Sierra Leone. The Kasila Group m the SW ist metamorphosed to the granulite facies and grades into the Marampa Schist Group, and this in turn grades into the unmetamorphosed Rokel River Group in the NE. Prior to this investigation, these rocks were thought to belong to different ages; the most highly metamorphosed was thought to be the oldest and the unmetamorphosed, the youngest. This view is unrealistic since field mapping has failed to reveal any sharp contacts between them and all available age data indicate their involvement in the Pan-African (ca. 550 Ma) Orogeny A model is proposed involving an intracontinental graben (aulacogen) extending from western Sierra Leone into the adjacent territories developed about 1000 Ma ago. During the Pan-African Orogeny a portion of the aulacogen fill overlying the remobilized basement was subjected to a regional metamorphism and deformation. The grade of metamorphism and the degree of deformation decreased steadily from the centre of the Pan-African domain to the contact with the West African craton. The unmetamorphosed and mildly deformed to undeformed equivalent rests on the craton.

Résumé

On a reconnu, en Sierra Leone occidentale, trois zones parallèles de roches volcano-sédimentaires, d'âge protérozoÏque supérieur à paléozoÏque inférieur. Le groupe de Kasila, dans la région sud-ouest, est métamorphisé dans le faciès des granulites; il passe progressivement au groupe des Schistes de Marampa, qui passe lui-mÊme au groupe non métamorphique de Rokel River, dans la région nord-est. Jusqu'ici, ces roches ont été considérées comme d'âges différents, les plus métamorphiques étant les plus vieilles, et les non-métamorphiques les plus jeunes. Ce point de vue s'est avéré incorrect; en effet, la cartographie n'a pas révélé de contacts nets entre ces roches et, par ailleurs, les données disponibles relatives à leur age relient leur évolution à l'oro genèse pan-africaine (ca 550 Ma). Le modèle proposé fait appel à un graben intra-continental (aulacogène) qui s'étend de la Sierra Leone occidentale aux territoires contigus et s'est développé, il y a 1000 Ma environ; lors de l'orogenèse pan-africaine, la partie du remplissage de l'aulacogène qui recouvre le socle remobilisé a été soumise à une déformation et à un métamorphisme régionaux. Le degré du métamorphisme ainsi que l'intensité de la déformation décroissent régulièrement du centre du domaine pan-africain jusqu'au contact avec le craton ouest-africain. Sur le craton lui-mÊme reposent les couches équivalentes non métamorphiques, peu ou pas déformées, du groupe de Rokel-River.

кРАткОЕ сОДЕРжАНИЕ

ОпИсАНы тРИ гРУппы ВУ лкАНО-ОсАДОЧНых сВИт сИЕРРА лЕОНЕ с ВОжРАстОМ От В ЕРхНЕ-пРОтЕРОжОИскО гО ДО НИжНЕ-пАлЕОжОИскОгО, жАлЕгАУЩИЕ РьДОМ И пл АВНО пЕРЕхОДьЩИЕ ДРУг В ДРУгА. гРУппА кА жИлА НА УгО-жАпАДЕ МЕтАМОРФИжИРОВАНА Д О гРАНУлИтОВОИ ФАцИИ И пЕРЕхОДИт В гРУппУ слАНцА МАРАМ пА, А ЁтА, В сВОУ ОЧЕРЕД ь, — В НЕпОДВЕРгНУтУУ МЕ тАМОРФИжМУ гРУппУ РЕ кИ РОкЕль НА сЕВЕРО-ВОстОкЕ. Исс лЕДОВАНИь пРОВОДИлИ НА пОРОДАх РАжлИЧНОгО В ОжРАстА; пОРОДы БОлЕЕ ВысОкОИ стЕпЕНИ МЕтАМОРФИжМ А сЧИтАлИ БОлЕЕ ДРЕВН ИМИ, А НЕМЕтАМОРФИжИРОВАН НыЕ — БОлЕЕ МОлОДыМИ. Ё тОт ВжгльД ОшИБОЧЕН, т.к. пР И кАРтИРОВАНИИ МЕстН ОстИ НИкАкОгО РЕжкОгО пЕР ЕхОДА МЕжДУ ОтДЕльНы МИ сВИтАМИ НЕ УстАНОВИлИ, А ОпРЕД ЕлЕНИЕ ВОжРАстА ДАлО УкАжАНИь НА ВОжРАст п АН-АФРИкАНскОгО ОРОг ЕНЕжА т.Е. 550 МИллИОНОВ лЕт тОМУ НА жАД. пОЁтОМУ сЧИтАУт, ЧтО пРИМЕРНО 1.0 МИллИАР Д лЕт тОМУ НАжАД пРОИс хОДИлО ОБРАжОВАНИЕ ИНтРАкО НтИНЕНтАльНОгО гРАБ ЕНА / АИlakogen /, пРОстИРАУЩЕгОсь От с ИЕРРА-лЕОНЕ ДО сОсЕДН Их тЕРРИтОРИИ. ВО ВРЕМь п АН-АФРИкАНскОгО гОРООБРАжОВАтЕльНО гО пРОцЕссА ЧАсть сЕДИМ ЕНтОВ, ОтлОжИВшИхсь НА ВтОРИЧНО МОБИлИжО ВАННОМ ФУНДАМЕНтЕ пОДВЕРглАсь РЕгИОНА льНОМУ МЕтАМОРФИжМУ И ДЕФОРМАцИИ. ИНтЕНсИВНОсть МЕтАМ ОРФИжМА И стЕпЕНь ДЕФ ОРМАцИИ РАВНОМЕРНО ОслАБльЕ тсь В НАпРАВлЕНИИ От цЕНтРА пАН-АФРИкАНск ОгО ОРОгЕНА ДО кОНтАк тА с жАпАДНО-АФРИкАНскИМ кРАтОНОМ. НА сАМОМ жЕ к РАтОНЕ жАлЕгАУт НЕ МЕтАМОРФИжИРОВАН НыЕ, слАБО, ИлИ ВООБЩЕ НЕ ДЕФОРМИРОВАННыЕ с ВИты — ИМЕННО гРУппА Р ЕкИ РОкЕль.