האירוע הפאן-אפריקאי

האירוע הפאן-אפריקאי או "האירוע הכל-אפריקאי" הוא אחד השלבים בבנייתו של קרום פרקמברי יציב לפני כ-600±50 מ"ש. האירוע הפאן-אפריקאי נחשב לאחד משני האירועים האורוגניים הגדולים ביותר בלוח הזמנים הגאולוגי. תוצאותיו ניכרות בעיקר באפריקה ובשילד הערבו-נובי, אך מצויות גם באוסטרליה, באמריקה הדרומית וביבשות נוספות. האירוע הפאן אפריקאי או "האירוע התרמו-טקטוני הפאן-אפריקאי" (Pan-African thermotectonic episode) הוגדר בשנת 1964 באמצעות תיארוך רדיומטרי על ידי ו' ק' קנדי – לשעבר פרופסור לגאולוגיה באוניברסיטת לידס – כאירוע שהתרחש לפני כ-500 מ"ש. יש המכלילים את האורוגנזה החיג'אזית במסגרת האירוע הפאן-אפריקאי, אולם נטען כי האירוע הפאן-אפריקאי – הגם שהוא מכונה לעיתים "האורוגנזה הפאן-אפריקאית" – לא הגיע עד כדי אורוגנזה, וכי יש לראות בהם אירועים נפרדים. אם כן, האירוע הפאן-אפריקאי חל לאחר האורוגנזה החיג'אזית, או במקביל לשלבי הסיום שלה. אירוע זה – הניכר היטב באפריקה – נראה כשייך למהלך עולמי של אי-יציבות קרומית וחל במקביל לאורוגנזה הקדומית (Cadomian Orogeny) במערב ובמרכז אירופה ולאורוגנזה הבאיקלית (Baikalian Orogeny) באסיה. למעשה, חלקים אלה של אירופה ואסיה היו כנראה חלק מגונדוונה לפני הפלאוזואיקון, כמו גם מקטעי קרום קטנים שזוהו בטורקיה, באיראן ובפקיסטן. בקטע החוף המזרחי של היבשת האפריקאית מצויה חגורה נרחבת של תשתית גנייסית – המתוארכת לתחילת הפרוטרוזואיקון או אף לארכאיקון – בה חלו שינויים במהלך אורוגנזה במוזמביק, ואילו עדויות מהחוף המערבי מצביעות על קרום חדש שנוסף לשילד האפריקאי במהלך תהליכים אורוגניים, שייתכן והיו קשורים להפחתה ולתנועת לוחות. במדגסקר, באתיופיה ובטנזניה נמצא קרום ארכאיקוני מעובד, ותיארוך מבני ורדיומטרי במלאווי מצביע על כך שמרבית סלעי הגנייס בחגורה האורוגנית של מוזמביק קודמים לאירוע האבורניאני. תוצאות ממוזמביק, קניה, אתיופיה, סומליה, סודאן ומצרים אינן חד-משמעיות, מאחר שכמעט כל המידע האיזוטופי משקף תבנית פאן-אפריקאית. לכן, קשה בשלב זה לזהות את גיל התשתית המעובדת ועד לאיזה מרחק במוזמביק נמשך הקרום שהתקיים לפני האירוע פאן-אפריקאי. על כן, מרבית חלקי החגורה הראו גילים קדומים מן האורוגנזה הקיבארית, כלומר לפחות 1,000 מ"ש, אף כי סביר שהם עתיקים יותר. חלק גדול מהקרום באפריקה מניב תיארוך רדיומטרי של 450-650 מ"ש. האזורים הפאן-אפריקאיים יוצרים רשת של חגורות נעות המקיפות קראטונים ונותרו יציבות, קרות ולא מעוותות. עם זאת, נטען כי גילים פאן-אפריקאיים עשויים במקרים רבים להצביע על הזמן בו התקררו הסלעים עם ירידת הטמפרטורה ולא על עיתויים של אירועים גאולוגיים משמעותיים, וכי לא קיימות עדויות מדויקות מספיק כדי לקבוע אם תוצרי האירוע הם בו-זמניים או נוצרו במשך פרק זמן ארוך. בגלל השתרעותו הגאוגרפית והמרחבית העצומה, אי-אפשר להחשיב את האירוע הפאן-אפריקאי לאירוע יחיד אלא למחזור מתמשך המשקף פתיחה וסגירה של אוקיינוסים נרחבים, שכלל גם צמיחת יבשה והתנגשות של גושי קרום צפים, והתמרה שהגיעה לשיאה לפני 535-540 מ"ש. המונח "פאן-אפריקאי" משמש היום לתיאור פעילות טקטונית, מגמטית ומתמירה מהנאופרוטרוזואיקון לתחילת הפלאוזואיקון שהחלה לפני כ-600±50 מ"ש – במיוחד בכל הנוגע לקרום שהיווה חלק מגונדוונה. אירוע זה המשיך את תהליך התכנסות שברי רודיניה והביא להיווצרותה של יבשת-על חדשה – פנוטיה – כשלב במחזור היבשות. האזורים הפאן-אפריקאיים משתרעים על פני כמעט שני שלישים של אפריקה ועיקר השפעתו של האירוע הפאן-אפריקאי חלה על יבשת זו. עם זאת, היא ניכרת במקטעים יבשתיים נוספים: בשילד הערבו-נובי, באמריקה הדרומית, במוזמביק, בסרי לנקה, באוסטרליה, באנטארקטיקה ובגינאה החדשה, אך לא באסיה, באירופה ובאמריקה הצפונית. האירוע הפאן-אפריקאי מפורש כאירוע טקטוני-תרמי נרחב, במהלכו נוצרו כמה חגורות נעות המקיפות קראטונים קדומים. האירוע חל בחלקי גונדוונה השונים, אם כי הוצעו שמות אזוריים – למשל "ברזיליאנו" (Brasiliano) לאמריקה הדרומית, "אדליידן" (Adelaidean) לאוסטרליה ו"בירדמור" (Beardmore) לאנטארקטיקה. אירוע תרמי זה מהווה שלב סופי במחזור אורוגני שהתרחש במהלך תקופה שלפני 550-870 מ"ש, והוביל ליצירת חגורות אורוגניות כתוצאה מהתכנסות והתמזגות של מקטעי קרום יבשתיים. קראטון הוא יחידת קרום יציבה מבחינה טקטונית שמוצאה בפרקמבריון, וחגורה אורוגנית היא רצועה צרה וארוכה – רכס הרים שנוצר באורוגנזה. קנדי הבדיל בין שלושה קראטונים עיקריים: קראטון קלהארי, קראטון מערב אפריקה וקראטון קונגו. עם זאת, באזור הפאן-אפריקאי קיימים גם קראטונים קטנים יותר – שאת חלקם קשה להגדיר – וגם אלה הניבו גילים עתיקים או עדויות להיותם תשתית קדומה שלא הושפעה על ידי המעוות הפאן-אפריקאי. אזורים אלה הם מיקרו-לוחות, מיקרו-קראטונים או גושי-ביניים, המטשטשים את ההבדל בין קראטון לחגורה אורוגנית. כמה חגורות אורוגניות נוצרו במהלך האירוע הפאן-אפריקאי או הושפעו ממנו, בעיקר: השילד הערבו-נובי – השילד הערבו-נובי הוא חלקו הצפוני של האורוגן המזרח-אפריקאי. הוא משתרע לחופי ים סוף וחלקיו נמצאים בצפון-מזרח הלוח האפריקאי, בחלקו המערבי של הלוח הערבי ובדרום-מזרח הלוח הלבנטיני. האירוע הפאן-אפריקאי היווה שלב אחרון בבניית השילד, במהלכו חלה היווצרות של גרניטים, געשיות דו-אופנית והשקעת סלעי משקע. חגורת מוזמביק – חגורה אורוגנית המהווה את חלקו הדרומי של האורוגן המזרח-אפריקאי, מדרום לשילד הערבו-נובי. החגורה מורכבת בעיקר מגנייס מהתמרה בדרגה בינונית עד גבוהה וממעט גרניטואידים. חגורת זמבזי – נמתחת ממזרח לחגורת מוזמביק לצפון זימבבואה וזמביה ומורכבת בעיקר מגנייס וממחדרים מקומיים. חגורת דמארה – חגורה רחבה הנחשפת במרכז ובצפון נמיביה ומורכבת מדף יבשתי קרבונטי בצפון ומזרמי עכירות בדרום, הכוללים אמפיבוליטים ומטא-גברו הנחשבים לשרידי אופיוליט. עניין מיוחד בחגורה זו מהווים שני אופקים המשקפים התקרחות חריפה, המוסברת בתאוריית כדור ארץ קפוא הגורסת כי בשלהי הפרקמבריון כוסה כדור הארץ בקרחונים. קשת לופליאן (Lufilian), נקראת גם "חגורת לופליאן" או קופרבלט (באנגלית: חגורת הנחושת) – רכס קשתי זה נמתח מצפון ללוסקה בזמביה לדרום קונגו ומערבה למזרח אנגולה. בקשת – המורכבת מקונגלומרט – חלו במהלך האירוע הפאן-אפריקאי קימוט והתמרה. חגורת טרנס-סהרה – חגורה שאורכה 3,000 ק"מ הנמתחת ממזרח קראטון מערב אפריקה והרי מול האטלס דרומה אל תוך ניגריה. נוכחותם של אופיוליטים, יתדות משקעים, קשתות איים וסלעים מותמרים בדרגה גבוהה מצביעים על היסטוריה של פתיחת אוקיינוס, הפחתה והתנגשות, בהתאמה. חגורות נוספות: קאוקו (Kaoko), מערב קונגו, גרייפ (Gariep), סלדניה, חגורת מרכז אפריקה (נקראת גם "אובנגידס" – oubangides) וחגורת רוקליד (Rokelide). כאמור, האירוע הפאן-אפריקאי נחשב לאירוע טקטוני-תרמי. יסודו של החלק התרמי בהתחממותו מחדש של קרום יבשתי. התחממות זו לוותה בגעשיות שולית וכללה בעיקר עירוב מאגמות במחדרים פלוטוניים – שבמקומות אחדים הותיר קסנוליתים, והתמרה – בעיקר התמרת מגע חלשה יחסית שמקורה במחדרים. היסוד הטקטוני כלל מעוות חלש לאורך רצועות מוגדרות שיצר את החגורות. האירועים הפאן-אפריקאים השתלבו במהלך טקטוני עולמי והגיעו לשיאם עם היווצרות יבשת-העל פנוטיה. המשותף לכל החגורות מתבטא בכמות משמעותית של סלעים געשיים מאפיים עד אנדזיטיים ומחדרים אולטרה-מאפיים, אך הן חסרות ראיות התומכות בתהליכים טקטוניים, אף שהמבנים וההתמרה באזורים הפאן-אפריקאיים נראים אופייניים לאורוגנזה: בחגורה אחדות, למשל במדבר המזרחי של מצרים, נראות גְּרוֹרוֹת קונגלומרט של סלעי משקע, האופייניות למדרונות ומציינות את קיומם בעבר של הרים גבוהים. עם זאת, ליחידות הקרום הפאן-אפריקאיות היסטוריה קדומה המשותפת לזו של הקראטונים, ולא קיימות עדויות לתהליך יוצר קראטונים או להתרחבות בממדיהם אלא רק הפחתה מתמשכת בשטח שלא הושפע ממעוותים רציפים. אין במידע הטקטוני, המבני, הסטרטיגרפי והפלאומגנטי כדי להצביע על תנועת לוחות בקנה מידה נרחב. כמו כן לא הובחנו אופיוליטים או תפרי איחוי המיוחסים לאירוע הפאן-אפריקאי. נראה כי מעוותים אין סיטו סבירים יותר מאשר התנגשויות אורוגניות. בצפון השילד הערבו-נובי מצויים סלעים – בעיקר פלוטוניים – שרידים לאירוע הפאן-אפריקאי בתחום ישראל וסיני. בישראל מיוצג האירוע הפאן-אפריקאי בשלושה מתוך חמשת המסיבים המצויים בדרום ישראל: אילת, רודד ותמנע. במסיבים אלה מתבטא המסלע הפאן-אפריקאי בסלעי גרניט, גרניט-פורפיר, גברו ומונזוניט – המצויים במסיב תמנע. במסיבים של אילת ורודד מתבטא המסלע בגרניט, בצפחה ובקונגלומרט. מאחר שהמסלע במסיבים של אילת ורודד דומה, יש הרואים בהם רצף גאולוגי המופרד באמצעות גראבן, אך קיימת גם הסתייגות מהכרה ברציפות כזו. בסיני מיוצג האירוע הפאן-אפריקאי בסוף מחזור ההיווצרות של חבורת פיראני ובחבורת קתרינה. על שלב זה של בחבורת פיראני הנחשפת באזור דהב נמנים סלעי גרניט שונים, הנבדלים זה מזה בנוכחותם של המינרלים מיקרוקלין – המופיע בסדרה המוקדמת של גרניטים ורודים, ופרתיט (Perthite) – המופיע בסדרה המאוחרת של גרניטים אדומים, שחדרו לתוך הגרניטים הורודים. חבורת קתרינה מייצגת את סוף הפרקמבריון בסיני כשלב-ביניים געשי בין החדרת הגרניטים הוורודים והאדומים. הסלעים הגעשיים שלה נחשפים סמוך למנזר סנטה קתרינה והם מורכבים בעיקר מטוף. מחשופים נוספים שלהם – המכסים סלעי גנייס – מצויים גם בדרום ישראל, במזרח הרי אילת. גאולוגיה - מונחים אורוגנזה טקטוניקת הלוחות השילד הערבו-נובי נחמה שפרן ועמנואל מזור (עורכים), נדבכים בגאולוגיה של ישראל, האוניברסיטה הפתוחה, 1987, עמ' 57-64 Encyclopedia of Geology, Elsevier Academic Press, First edition 2005, ISBN 0-12-636380-3, כרך 1, עמ' 1-12. R. M. Shackleton,‏ Pan-African Structures The Grenvillian and Pan-African orogens W.Q. Kennedy, ‏ "The structural deformation of Africa in the Pan-African tectonic episode 500± m.y.", Leeds University Research Institute African Geology, Annual Report, Vol. 8, עמודים 48-49 Has the East African Orogeny Played Any Role in the Formation and Breakup of the Supercontinent Rodinia and the Amalgamation of Gondwana? The East African Orogen: New Zircon and Nd Ages and Implications for Rodinia and Gondwana Supercontinent Formation and Dispersal "נדבכים בגאולוגיה של ישראל", עמ' 30 Robert Millner Shackleton,‏ "Pan-African structures" קרום מעובד – קרום קדום שפעלו עליו תהליכים מאוחרים להיווצרותו חגורה אורוגנית – רצועה צרה וארוכה, רכס הרים שנוצר באורוגנזה האירוע האבורניאני – אירוע אורוגני שהתרחש לפני כ-2,300 מ"ש חגורה נעה (mobile belt) – רצועת קרום ארוכה וצרה המתאפיינת בפעילות טקטונית נרחבת צמיחת יבשת – צמיחה של גרעין יבשתי באמצעות תוספת מסלע שנוצר מהצטברות משקעים ומאורוגנזה תרמי – של חוֹם גרניטואידים – מגוון סלעים בעלי מאפיינים דומים לאלה של גרניט אופיוליט – פיסת ליתוספירה אוקיינית הנחשפת בעקבות התנגשות לוחות Tectonic Evolution of the Lufilian Arc (Central Africa Copper Belt) During Neoproterozoic Pan African Orogenesis יתד משקעים (Accretionary wedge) – סלעי משקע הנערכים כיתד ונדחסים באזור הפחתה Neoproterozoic crustal growth: The solid Earth system during a critical episode of Earth history The Precambrian geotectonic evolution of Africa: plate accretion versus plate destruction עמ' 197-201 גרורות – גושי סלע שגודלם עולה על 256 מ"מ http://www.geo.tu-freiberg.de/oberseminar/os07_08/Jens_Zimmermann.pdf דייקים וסלעים מארחים במסיבים של אילת ועמרם "נדבכים בגאולוגיה של ישראל", עמ' 59 פרתיט באתר mindat