การก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกัน

การก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกัน (Pan-African orogeny) คือชุดของเหตุการณ์การก่อตัวของเทือกเขาครั้งใหญ่ในช่วงมหายุค Neoproterozoic ซึ่งมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการก่อตัวของมหาทวีป กอนด์วานา (Gondwana) และ แพนโนเทีย (Pannotia) เมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน เหตุการณ์นี้ยังเป็นที่รู้จักในชื่อ การก่อตัวของเทือกเขาแพน-กอนด์วานา (Pan-Gondwanan orogeny) หรือ การก่อตัวของเทือกเขาซัลดาเนียน (Saldanian Orogeny)

เมื่อพิจารณาร่วมกับการก่อตัวของเทือกเขาเกรนวิลล์ (Grenville orogeny) พบว่าระบบการก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกันเป็นหนึ่งในระบบที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกไว้บนโลก ส่งผลให้ยุค Neoproterozoic กลายเป็นช่วงเวลาในประวัติศาสตร์โลกที่มีการสร้างเปลือกโลกทวีปมากที่สุด

ประวัติและการใช้คำศัพท์

คำว่า "แพน-แอฟริกัน" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดย Kennedy ในปี 1964 เพื่ออธิบายเหตุการณ์ทางความร้อนและโครงสร้างทางธรณีวิทยา (tectono-thermal event) ที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 500 ล้านปีก่อน ซึ่งทำให้เกิดแนวสายแร่และแนวเทือกเขา (mobile belts) ในทวีปแอฟริกา ระหว่างแผ่นคราตอน (cratons) ของแอฟริกาที่มีอายุเก่าแก่กว่า

ในระยะแรก นักธรณีวิทยาใช้คำเรียกเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันในทวีปอื่นแตกต่างกันไป เช่น Brasiliano ในอเมริกาใต้, Adelaidean ในออสเตรเลีย และ Beardmore ในแอนตาร์กติกา อย่างไรก็ตาม เมื่อทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก (Plate Tectonics) ได้รับการยอมรับในวงกว้าง คำว่า "แพน-แอฟริกัน" จึงถูกขยายขอบเขตให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดของมหาทวีปกอนด์วานา

เนื่องจากการก่อตัวของกอนด์วานาครอบคลุมหลายทวีปและกินระยะเวลานานตั้งแต่ยุค Neoproterozoic จนถึงยุคพาลีโอโซอิกตอนต้น การก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกันจึงไม่ได้ถูกมองว่าเป็นเหตุการณ์เดี่ยว แต่เป็น วัฏจักรการก่อตัวของเทือกเขา (orogenic cycle) ซึ่งประกอบด้วยการเปิดและปิดของมหาสมุทรขนาดใหญ่หลายแห่ง และการชนกันของบล็อกทวีปหลายส่วน นอกจากนี้ เหตุการณ์นี้ยังเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับการก่อตัวของเทือกเขาคาโดเมียน (Cadomian orogeny) ในยุโรป และการก่อตัวของเทือกเขาไบคาเลียน (Baikalian orogeny) ในเอเชีย ซึ่งเปลือกโลกในบริเวณเหล่านี้อาจเป็นส่วนหนึ่งของมหาทวีปแพนโนเทียในช่วงพรีแคมเบรียน

แนวเทือกเขาแพน-แอฟริกัน (Pan-African Belts)

ระบบการก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกันประกอบด้วยแนวเทือกเขาและสายแร่ที่สำคัญหลายแห่ง ดังนี้:

• โล่แอร์เบียน-นูเบียน (Arabian-Nubian Shield): แผ่ขยายตั้งแต่เอธิโอเปียไปจนถึงเลแวนต์ตอนใต้ มีความเกี่ยวข้องกับการเปิดของทะเลแดง
• แนวเทือกเขาโมซัมบิก (Mozambique Belt): ทอดยาวจากแอนตาร์กติกาตะวันออก ผ่านแอฟริกาตะวันออก ไปจนถึงโล่แอร์เบียน-นูเบียน ทำหน้าที่เป็นรอยตะเข็บ (suture) ระหว่างแผ่นเปลือกโลก มหาสมุทรโมซัมบิกเริ่มปิดตัวลงระหว่างมาดากัสการ์-อินเดีย และคราตอนคองโก-แทนซาเนีย ระหว่าง 700 ถึง 580 ล้านปีก่อน และปิดตัวลงอย่างสมบูรณ์ในช่วง 600 ถึง 500 ล้านปีก่อน
• แนวเทือกเขาซัมเบซี (Zambezi Belt): แยกตัวออกจากแนวเทือกเขาโมซัมบิกในตอนเหนือของซิมบับเวและแผ่ขยายเข้าสู่แซมเบีย
• แนวเทือกเขาดามารา (Damara Belt): ปรากฏในนามิเบีย ระหว่างคราตอนคองโกและคราตอนคาลาฮารี ทอดยาวลงใต้ไปยังแนวเทือกเขาการีป (Gariep) และซัลดาเนีย (Saldania) และขึ้นเหนือไปยังแนวเทือกเขาคาโอโก (Kaoko) เกิดจากการปิดตัวของมหาสมุทรอดามาสตอร์ (Adamastor) และดามารา โดยพบหลักฐานการเกิดธารน้ำแข็งรุนแรงซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานโลกหิมะ (Snowball Earth)
• ส่วนโค้งลูฟิเลียน (Lufilian Arc): คาดว่าเป็นส่วนต่อขยายของแนวเทือกเขาดามาราในนามิเบีย เชื่อมต่อกันในตอนเหนือของบอตสวานา และแผ่ขยายขึ้นเหนือไปยังสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกตอนใต้และแซมเบีย
• แนวเทือกเขาการีปและซัลดาเนีย (Gariep and Saldania Belts): อยู่ตามขอบตะวันตกและใต้ของคราตอนคาลาฮารี เกิดจากการปิดตัวของมหาสมุทรอดามาสตอร์ โดยมีการพอกพูนของตะกอนทางทะเล ภูเขาใต้ทะเล และโอฟิโอไลต์ (ophiolites) เข้าสู่ขอบคาลาฮารีเมื่อประมาณ 540 ล้านปีก่อน
• แนวเทือกเขาคาโอโก (Kaoko Belt): แยกตัวไปทางตะวันตกเฉียงเหนือจากแนวเทือกเขาดามาราเข้าสู่แองโกลา เกิดจากการปิดตัวของมหาสมุทรอดามาสตอร์เช่นกัน
• แนวเทือกเขาคองโกตะวันตก (West Congo Belt): เกิดจากการแยกตัว (rifting) ตามขอบตะวันตกของคราตอนคองโกในช่วง 999–912 ล้านปีก่อน ตามด้วยการก่อตัวของแอ่งหน้าเขา (foreland basin) และการสะสมตัวของตะกอนในช่วง 900–570 ล้านปีก่อน
• แนวเทือกเขาข้ามสะฮารา (Trans-Saharan Belt): มีความยาว 3,000 กิโลเมตร ทอดตัวทางเหนือและตะวันออกของคราตอนแอฟริกาตะวันตก ประกอบด้วยหินฐานที่ถูกบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงและหินมหาสมุทรยุค Neoproterozoic รวมถึงโอฟิโอไลต์และหินแปรความดันสูง ช่วงเวลาการก่อตัวอยู่ระหว่าง 900–520 ล้านปีก่อน
• แนวเทือกเขากลางแอฟริกา (Central African Belts): อยู่ระหว่างโล่คองโกและโล่ไนจีเรีย ประกอบด้วยหินยุค Neoproterozoic และหินแกรนิตที่ถูกบิดเบี้ยว สลับกับหินฐานยุคพาลีโอโปรเทอโรโซอิก
• เมตาคราตอนสะฮารา (Saharan Metacraton): อยู่ระหว่างเทือกเขาฮอกการ์และแม่น้ำไนล์ ประกอบด้วยหินฐานยุคอาร์เคียน-พาลีโอโปรเทอโรโซอิก ที่ถูกทับซ้อนด้วยหินแกรนิตยุคแพน-แอฟริกัน
• แนวเทือกเขารอคีไลด์ (Rokelide Belt): อยู่ตามขอบตะวันตกของโล่แมน (Man Shield) ในคราตอนแอฟริกาตะวันตก ถูกบิดเบี้ยวอย่างรุนแรงในช่วงการก่อตัวของเทือกเขาแพน-แอฟริกัน โดยมีจุดสูงสุดในช่วงประมาณ 560 ล้านปีก่อน