Mineralogische und mineralchemische Untersuchungen der Gesteine des Paresis-Komplexes, Damara Alkalic Province, Namibia

Abstract

Author's preface: Die vorliegende Diplomarbeit ist Teil eines Forschungsvorhabens am GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) mit dem Thema "Granitoider Magmatismus: Stoffliche Charakterisierung, Genese und Beziehung zu geodynamischen Prozessen" (Forschungs- und Entwicklungsvorhaben 4. 2. 1). Mesozoische Alkaligranite in Namibia stehen als Beispiel für Magmatismus in Folge von kontinentaler Dehnung und Riftbildung. Dabei sollen insbesondere Fragen über stoffliche und energetische Wechselwirkungen zwischen Mantel und Erdkruste untersucht werden, vor allem die Zusammensetzung des lithosphärischen und asthenospärischen Mantels über die Dauer der magmatischen Periode (ca. 135-120 Ma) und der Einfluss des Mantels auf die Bildung der anorogenen Granitoidkomplexe. Hierzu erfolgt eine Berarbeitung der Intrusionen Brandberg, Erongo und mesozoischer Karbonatitkomplexe (Kalkfeld und Otjisazu) sowie im Rahmen dieser Arbeit eine Untersuchung des Paresis-complexes..

Author's summary [Zusammenfassung] : Die Damara-Alkali-Provinz befindet sich im nördlichen Teil Namibias und umfaßt über 20 mesozoische, anorogene, plutonische bis subvulkanische Intrusionen, Ring- und Karbonatit-Komplexe mit einem Alter von 125 bis 137 Ma. Diese Komplexe stehen im engen zeitlichen Zusammenhang mit der Förderung kontinentaler Flutbasalte im Parana-Etendeka-Becken während des Aufbrechens des West-Gondwanalandes und der Öffnung des Südatlantiks. Als Ursache für das Aufbrechen des Gondwana-Kontinents in diesem Bereich und der Entstehung der Damara-Alkah-Provinz ist die Aufwölbung der Lithosphäre im Bereich des Tristan-Mantel-Plume und der damit verbundenen Extensionstektonik anzusehen

Der Paresis-Komplex im nordöstlichen Bereich der Damara-Alkali-Provinz ist neben dem Brandberg und Erongo einer der größten Alkali-Komplexe im Damaraland. Der Komplex wurde vor ca. 137 Ma gebildet. Die Gesteine des Paresis-Komplexes können auf Grund geochemischer und mineralchemischer Eigenschaften in zwei Gesteinsserie unterteilt werden. Zur ersten Gesteinsserie sind die Feldspat- und Quarz-Feldspat-Rhyolithe zuzuordnen. Eine zweite Serie wird von den Mikrograniten, Bostoniten und Comenditen gebildet. Die geochemische Stellung der Syenite konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht endgültig geklärt werden, da sowohl Indizien für eine Zuordnung zur ersten als auch zur zweiten Gesteinsserie gefunden wurden. Alles letztes magmatisches Ereignis erfolgte eine Platznahme eines Phonoliths im nordwestlichen Teil des Paresis-Komplexes. Bei der Betrachtung der Geochemie der peralkalischen Gesteine (Mikrogranit, Bostonit, Comendit) zeigen diese gegenüber den metalumischen Gesteinen (Feldspat-, Quarz-Feldspat-Rhyolith, Syenit) eine Anreicherung an Rb, Zn, Nb, Ta, Pb, Y, Th, U, Ga und REE. Dagegen weisen die peralkalischen Gesteine eine Verarmung an Sr und Bä auf. Vor allem die Comendite sind durch hohe Gehalte an F (bis 3000 ppm), Zr (2500 ppm), Nb (200 ppm) und Zn (400 ppm) charakterisiert

Die Aufgabe dieser Arbeit bestand in einer petrographischen Beschreibung der Gesteine mittels Polarisationsmikroskopie sowie Kathodolumineszenz und Rasterelektronenmikroskopie. Weiterhin erfolgte eine Bestimmung der Mineralchemie der gesteinbildenden und akzessorischen Minerale mit dem Ziel, die Beziehung zwischen den Gesteinsgruppen besser verstehen zu können. Vorhergehende Autoren gehen von einer mehrphasigen magmatischen Aktivität im Paresis-Komplex aus. Anhand der Mineralchemie der Zirkone, Biotite und Amphibole konnte nachgewiesen werden, daß tatsächlich zwei unterschiedliche Gesteinsserien mit einer vermutlich unterschiedlichen Schmelzenzusammensetzung unterscheidbar sind. Mittels Kathodolumineszenz ist eine intensive Verdrängung des primären magmatischen Mineralbestandes durch postmagmatische Mineralbildungen (Metasomatose) sichtbar. Diese Metasomatose widerspiegelt sich u. a. in einer ähnlichen Zusammensetzung der Apatite und REE-F-Karbonate in aEen Gesteinen des Komplexes sowie einer starken Albitisierung der Gesteine. Mit den aufgezählten Methoden erfolgte eine Trennung des primär magmatischen mineralbestandes von sekundären Bildungen wie Fluorit, REE-F-Karbonat, Aegirin und Albit. Die Anreichung der peralkalischen Gesteine mit Zr, Nb, Ta und Sn ist als magmatisch anzusehen. Dagegen kann die Bildung der Apatite, von Fluorit und der REE-F-Karbonate möglicherweise auf F-reiche Mantelfluide zurückgeführt werden, die vermutlich einen Zusammenhang mit der Platznahme eines Phonolith-Stocks im nordwestlichen Teil des Paresis-Komplexes aufweisen