Geochemische und petrographische Untersuchungen am Messum- und Cape Cross-Ringkomplex in Namibia

Abstract

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Nach den vorliegenden Untersuchungsergebnissen dieser Arbeit sind am Aufbau des Messum-Komplexes ganz verschiedenartig zusammengesetzte Gesteine beteiligt. Das Gesteinsspektrum reicht von basaltischen über andesitische bis zu syenitischen Zusammensetzungen und umfaßt auch gabbroide Gesteine. Untergeordnet treten auch Nephelinsyenite und Trachyte auf. Die Probe M5, ein Trachyt unterscheidet sich chemisch nur von den Syeniten durch seinen niedrigen Fluorgehalt. Die Syenite und der Trachyt sind chemisch durch einen hohen Gesamtalkaligehalt (ca. 11 Gew. prozent) und Si02-Gehalte von ca. 62 Gew. prozent gekennzeichnet. Die Hauptelementgehalte dieser Gesteine unterscheiden sich kaum voneinander, während die Spurenelementgehalte beträchtlich variieren. Der agpaitische Index (0, 94) und die Darstellung im Na2O+K2O-SiO2 - Korrelationsdiagramm zeigen einen peralkalischen Trend für die Syenite. Mineralogisch ist der peralkalische Charakter durch die beginnende Blaufärbung der Hornblenden zu erkennen. Desweiteren sind sie durch hohe Gehalte an Zr (360-6890ppm), Rb (123-251ppm), Nb (69-282ppm), F (1295-2655ppm) und Y (53-124ppm) gekennzeichnet, denen Gehalte 10 ppm an Cr, Co, Ni und Cu gegenüberstehen. Die Syenite verdanken ihre Entstehung vermutlich dem Zusammenwirken von fraktionierter Kristallisation und Assimilation von Krustengestein

Die basaltischen und andesitischen Proben, die SiO2 - Gehalte zwischen 46 und 56 Gew. prozent aufweisen, sind nach der Einteilung von Irvine & Baragar (1971) und Mac Donald & Katsura (1964) im Na2O+K2O-SiO2 - Korrelationsdiagramm als subalkalisch zu bezeichnen. Sie sind außerdem durch hohe MgO- (3. 6-7. 3 Gew. prozent) und CaO-Gehalte (7. 1-12. 3 Gew. prozent) ferner durch relativ hohe Zr-Konzentrationen (150ppm) charakterisiert. Diese Merkmale sowie der Verlauf der SEE-Verteilungsmuster kennzeichnet diese Gesteine als fraktionierte Kontinentalbasalte, die jedoch Krustengesteinsmaterial assimiliert haben

Die gabbroiden Gesteine sind durch zwei unterschiedliche Typen repräsentiert. Die Gabbros sind durch CaO-Gehalte um 14 Gew. prozent und Alkaligehalte um 2 Gew. prozent gekennzeichnet und unterscheiden sich vor allem im MgO- und Fe2O3-Gehalt, mineralogisch im Mineralbestand. Die Probe M9 besteht nur aus Plagioklas und Klinopyroxen, während in der Probe MIO auch Olivin auftritt. Bei den Spurenelementen sind hohe Gehalte an Cr, Ni und Sr und eine Verarmung der LREE gegenüber den HREE bei insgesamt 2-bis l0-fach chondritischen SEE-Gehalten kennzeichnende Merkmale. Der Verlauf der SEE-Verteilungsmuster zeigt, daß die Gabbros keine Mantelmagmen repräsentieren, sondern Kumulate darstellen

Der Nephelinsyenit hat bei einer SiO2-Konzentration von 53. 4 Gew. prozent einen Gesamtalkaligehalt von 14 Gew. prozent und zeigt ebenso wie die Syenite einen peralkalischen Trend, der durch einen agpaitischen Index von 0, 94 belegt wird. Neben hohen Gehalten an inkompatiblen Elementen (Zr, Nb, F) ist die Probe auch durch hohe Gehalte an Cr und Sr gekennzeichnet. Die LREE sind gegenüber den HREE stark angereichert. Auf der Basis der vorhandenen Daten können jedoch keine weiteren genetischen Aussagen gemacht werden

Im Vergleich zum Messum-Komplex ist der unmittelbar am Atlantik gelegene Cape Cross-Komplex ein chemisch und mineralogisch sehr einheitlich zusammengesetztes Gesteinsvorkommen. An dessen Aufbau sind nur Granite beteiligt. Petrographisch unterscheiden sich die granophyrisch ausgebildeten Granite nur in der Korngröße, die von fein - bis mittelkörnig reicht und der Menge an chloritisiertem Biotit. Auffallend sind hohe Opakerz- und Plagioklasgehalte sowie Relikte von mafischen Mineralen, die als Xenokristalle anzusehen sind

Chemisch sind die Granite durch SiO2 -Gehalte um 74 Gew. prozent und Gesamtalkaligehalte von 9 Gew. prozent gekennzeichnet. Sie unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung kaum. Niedrige Gehalte an CaO (0, 74 prozent) und MgO (0, 41 prozent) und der Verlauf der SEE -Verteilungsmuster sprechen dafür, daß es sich um differenzierte Granite handelt. Die petrographischen Ergebnisse zeigen jedoch, daß ebenfalls eine Assimilation von Krustenmaterial stattgefunden hat