Géologie de l'île de Hainan - Geology of Hainan Island
L'île de Hainan , située dans la mer de Chine méridionale au large de la côte chinoise et séparée de la Chine continentale par le détroit de Qiongzhou , a une histoire géologique complexe qui a connu plusieurs étapes de métamorphisme , d'activités volcaniques et intrusives, de dérive tectonique et plus encore. Les roches les plus anciennes, le socle métamorphique protérozoïque, ne sont pas largement exposées, mais se trouvent principalement dans la partie ouest de l'île.
Hainan est principalement couvert de roches ignées mises en place du Permien au Crétacé . Structurellement, il existe deux principaux ensembles de failles , l'une orientée vers l'est et l'autre vers le nord-est. La formation de la faille la plus ancienne, la faille de cisaillement de Gezhen, peut même remonter à l'époque précambrienne.
Les multiples étapes des emplacements granitoïdes à travers son histoire géologique ont rendu l'île de Hainan riche en divers types de gisements de minerai, y compris l'or, le molybdène, le plomb, le zinc, l'argent, etc. Selon la répartition des gisements de minerai, l'île est généralement divisée en 6 provinces minéralisatrices. En ce qui concerne les activités géologiques actuelles, de petits tremblements de terre se produisent encore, tandis que les volcans sont inactifs.
Lithologie et contexte géologique
Précambrien (il y a plus de 542 millions d'années)
Les couches de roches précambriennes ne sont pas bien exposées sur l'île de Hainan où les affleurements se trouvent principalement dans sa partie ouest. Le sous-sol crustal de l'île avait un âge le plus précoce probablement jusqu'à ca. 4000 à 3800 Ma. La croûte continentale a ensuite été retravaillée dans l'histoire géologique ultérieure. Le sous-sol paléoprotérozoïque ou plus ancien identifié avec l'âge de ca. 2560 Ma a montré un métamorphisme au faciès granulitique qui avait principalement un assemblage d' amphibolite gneissique , de charnockite et de granulite .
Groupe Baoban
Le groupe de Baoban a généralement montré un métamorphisme des faciès des schistes verts et des amphibolites qui pourrait également être identifié séparément comme la formation supérieure d'Ewenling et la formation inférieure de Gezhencun.
Au cours du Paléoprotérozoïque et du Mésoprotérozoïque, l'île était dans un système de bassin en arc de propagation. Le rift a fourni un environnement de dépôt pour le groupe Baoban en ca. 1800–1450 Ma. Il a ensuite été pénétré par des granites mésoprotérozoïques à env. 1450–1430 Ma. Cela a été mis en évidence par le protolithe du Groupe, qui était des couches intermédiaires de roches clastiques-sédimentaires, de roches pyroclastiques et volcaniques de nature mafique à intermédiaire. Le métamorphisme régional expérimenté par le groupe Baoban a été causé par l'événement Jinningian de Chine méridionale dans lequel le bloc Cathaysia a fusionné avec le bloc Yangtze à la fin du Mésoprotérozoïque. L'événement a également conduit à la déposition du groupe Shilu et de la formation Shihuiding.
Groupe Shilu et formation Shihuiding
Le groupe de Shilu était composé de roches sédimentaires siliciclastiques et carbonatées provenant d'un environnement de rift océanique peu profond avec un métamorphisme à faible teneur.
La formation de Shihuiding, qui était généralement constituée de roches siliciclastiques de faible teneur déposées dans le bassin de l'avant-pays, était conformée au-dessus du groupe de Shilu . La sédimentation a eu lieu entre la fin du Mésoprotérozoïque et le début du Néoprotérozoïque. Les roches ont ensuite été métamorphosées au niveau régional lors de l'événement Jinningian de la Chine du Sud.
Paléozoïque (il y a 251 à 542 millions d'années)
Cambrien (il y a 488 à 542 millions d'années)
Les roches cambriennes sont exposées dans le sud de l'île de Hainan, qui était composée de schistes à grains fins et de calcaire déposés dans un environnement océanique et côtier peu profond.
Dans cette couche de roches, des fossiles de trilobites ont été identifiés que, en les comparant à ceux découverts dans le Queensland, en Australie, les géologues ont découvert que les deux étaient en réalité associés les uns aux autres, d'où cette relation est utilisée pour prouver le mouvement tectonique de l'île de Hainan à cette géologie. temps. Cela montre qu'après l'éclatement de Rodinia à la fin du néoprotérozoïque, l'île de Hainan faisant partie du bloc de Chine méridionale a dérivé vers la plaque continentale australienne, ce qui a abouti à un enregistrement comparable de fossiles de trilobites dans les deux endroits. Au stade de la rupture de Rodinia , le bloc Cathaysia et le bloc Yangtze ont été séparés.
Ordovicien (il y a 423-488 millions d'années)
Les roches ordoviciennes du nord et du sud de l'île de Hainan présentent des caractéristiques différentes. Les roches dans les zones méridionales étaient des roches sédimentaires déposées sur le côté terrestre d'une côte, avec des caractéristiques distinctives d'avoir des grains de différentes tailles allant du schiste noir, du grès lithique au conglomérat, ainsi que des roches sédimentaires siliciclastiques et des calcaires.
D'autre part, les roches ordoviciennes trouvées dans les régions du nord étaient des couches intermédiaires de roches siliciclastiques à grain fin déposées en milieu marin, des roches ignées extrusives et pyroclastiques . Les roches volcanoclastiques présentaient un métamorphisme à faible teneur. Ces roches de l'Ordovicien reposaient au sommet des roches cambriennes sans discordance.
Silurien (il y a 416 à 423 millions d'années)
Des enregistrements continus de roches ont été trouvés de l'Ordovicien au Silurien . Les roches siluriennes étaient principalement composées d'intercalaires de roches tuffacées et de roches clastiques à grain fin formées en milieu marin. Les roches ont été métamorphosées dans lesquelles certaines ont montré des caractéristiques phyllitiques.
Comme au Cambrien, le bloc Cathaysia et le bloc Yangtze ont été séparés au stade de la rupture de Rodinia . De l'Ordovicien moyen au Silurien supérieur, ces deux blocs précédemment séparés se sont à nouveau heurtés, formant le grand bloc de Chine méridionale. Cet événement est appelé l'orogenèse calédonienne du sud de la Chine qui a probablement eu lieu dans 430–400 Ma. Il y avait une discordance angulaire dans les angles élevés entre les roches siluriennes et les roches carbonifères dans lesquelles les unités dévoniennes étaient absentes.
Carbonifère et Permien (il y a 251 à 359 millions d'années)
Au-dessus de la discordance angulaire, les unités du Carbonifère et du Permien se trouvaient conformes l'une à l'autre, toutes deux ayant des caractéristiques similaires dans les couches rocheuses. Ils ont montré un métamorphisme de faible teneur dans des roches sédimentaires siliciclastiques et carbonatées déposées dans un environnement marin peu profond à profond avec une granulométrie fine à moyenne. En outre, il y avait des granites ( syénogranites et monzogranites ) intrus à l'âge de ca. 300 à 250 Ma. Ils ont également été généralement vus avec des feuillages.
Dans le nord de Hainan, il y a une faille proéminente, la faille Changjiang-Qionghai, le long de laquelle montre les traces où le bassin océanique s'est séparé sous une extension constante au Paléozoïque supérieur . Les unités cambrienne et permienne ont ensuite été déposées dans le bassin. En outre, il est suggéré que du Dévonien supérieur au Permien, l'île de Hainan, faisant partie du bloc de Chine méridionale, a dérivé vers la plaque crustale de l'Asie du Sud-Est au nord, se séparant du Gondwana oriental. En conséquence, il y avait une discordance entre les unités paléozoïque et mésozoïque.
Mésozoïque (il y a 65,5 à 251 millions d'années)
À environ ca. 250 Ma, le bassin océanique a été fermé, la croûte océanique paléo-téthyenne a disparu et le supercontinent Pangée s'est formé. Les deux masses massives adjacentes au bassin océanique se sont alors heurtées l'une à l'autre, formant un mélange de Shilu.
Triasique (il y a 200 à 251 millions d'années)
Il y a peu de traces d' unités du Trias précoce trouvées sur l'île de Hainan. Les roches présentaient une gamme de granulométries allant des matériaux à grains fins, tels que les siltstones et les argilites , aux grès contenant des détritus en passant par les matériaux à grains fins tels que les conglomérats. Cela a suggéré un bassin d'avant-pays comme environnement de dépôt. En même temps, il y avait aussi des activités intrusives au début du Mésozoïque ca. 250–200 Ma, produisant principalement des granites (syénogranites et monzogranites).
Jurassique et Crétacé (il y a 65,5 à 200 millions d'années)
Au Jurassique moyen , l'île de Hainan était en place au niveau du système de rift d'arrière-arc. Jusqu'au Crétacé inférieur, la plaque océanique paléo-pacifique était ensuite subductée sous le bloc de Chine méridionale au nord-ouest. En conséquence, les activités intrusives ont également eu lieu fréquemment.
Les granitoïdes produits au Jurassique, ca. 173-150 Ma, avait une composition similaire à celles produites au Trias. Les unités du Crétacé sont bien exposées sur l'île de Hainan. Il peut être divisé en cinq unités stratigraphiques selon la séquence géologique. Les roches étaient principalement ignées dans la nature, y compris les granites , les andésites , les dacites , les rhyolites , les dykes mafiques, etc. Il est recherché que les roches intrusives granitoïdes avaient un âge d'environ. 131–73 Ma.
Dans le cadre du système d'extension continue, des volcans à grande échelle ont eu lieu entre la fin du Crétacé et le Cénozoïque.
Cénozoïque (présent - il y a 65,5 millions d'années)
Au Cénozoïque, la mer de Chine méridionale a été ouverte, plaçant l'île de Hainan dans l'environnement avec des volcanismes à grande échelle. En conséquence, les roches volcaniques, généralement du basalte, sont le type de roche le plus important de cette période et sont maintenant principalement exposées dans la partie nord de l'île.
Structure
Il existe principalement deux ensembles de systèmes de failles sur l'île de Hainan, l'un orienté vers l'est et l'autre vers le nord-est. La faille Wangwu-Wenchang, la faille Changjiang-Qionghai, la faille Jianfeng-Diaoluo et la faille Jiusuo-Lingshui sont les principales failles orientées vers l'est, tandis que la faille de cisaillement Gezhen et la faille Baisha sont les failles dominantes orientées nord-est de l'île.
Chacune des failles a sa propre influence géologique sur la distribution et les structures actuelles des unités rocheuses. Par exemple, avec la formation de la faille de cisaillement de Gezhen lors de l'événement Jinningian du sud de la Chine, les unités de roche précambrienne ont été exposées dans l'ouest de l'île de Hainan. La faille Changjiang-Qionghai a enregistré le rifting du bassin océanique au Paléozoïque supérieur.
En ce qui concerne la faille de cisaillement de Gezhen, elle est passée d'un cisaillement ductile au début à un cisaillement fragile-ductile et finalement à un cisaillement cassant à travers plusieurs événements tectoniques. Pour être plus précis, il était de nature ductile pendant l'orogenèse calédonienne de Chine méridionale dans laquelle le grand bloc de Chine méridionale s'est formé. Il est ensuite devenu fragile-ductile dans la nature du Paléozoïque supérieur au Mésozoïque inférieur lorsque le bassin océanique du Paléo-Téthyen a été fermé. Enfin, la faille de cisaillement de Gezhen s'est transformée en cisaillement fragile au Mésozoïque supérieur.
Gisements de minerai
En raison des multiples étapes des emplacements granitoïdes à travers son histoire géologique, ils ont rendu l'île de Hainan riche en différents types de gisements de minerai , y compris l' or , le molybdène , le plomb , le zinc , l' argent , etc. Ici, soulignera la formation de gisements d' or et de molybdène .
Il est vérifié que l'île de Hainan traite plus de 143 tonnes de gisements d' or qui se sont formés au Mésozoïque en réponse à la subduction de la plaque océanique de Paléotéthys et à sa sous-séquence d'intrusion de granitoïdes . Les gisements se trouvent généralement le long des failles de détachement qui sont étroitement liées au pliage et à la déformation sur l'île, alors qu'ils sont encaissés par les roches volcanoclastiques métamorphosées allant du précambrien au paléozoïque .
L'île de Hainan est également un important producteur de molybdène . Les gisements de molybdène sont généralement formés par les emplacements granitoïdes pendant la période du Crétacé . Selon l'analyse chimique des dépôts, ils peuvent être divisés en trois étapes de dépôts.
Activité géologique actuelle
En général, les tremblements de terre mineurs se poursuivent aujourd'hui. Il est enregistré par le système de positionnement global qu'il y a un mouvement horizontal de l'île en direction sud-est à un taux d'environ 4,01 à 6,70 mm par an, tandis que le mouvement vertical provoquant le soulèvement de l'île est à un taux global de 2,4 mm par an. an. Différentes parties de l'île ont des vitesses différentes dans les mouvements verticaux.
Dans la partie nord de l'île de Hainan, il y avait environ 100 volcans produisant de la lave qui couvraient plus de 4000 km 2 de la zone principalement au quaternaire et certains à la période tertiaire . À l'heure actuelle, on estime que les volcans sont inactifs.