Geologische, mineralogische und geochemische Untersuchungen an zwei Smaragdvorkommen in der Neuhof-Formation SW-Namibia

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Damit sich Smaragde in der Natur bilden konnten, mussten also folgende Voraussetzungen erfüllt sein: (a) Zusammentreffen der geochemisch sehr unterschiedlichen Elemente wie (1) das auch in der Kruste seltene Element Be mit den häufigen Hauptelementen AI, Si und O, sowie (2) mit den kompatiblen, auch nicht allzu häufigen Nebenelementen Cr, V und dem häufigen Fe (b) Vorliegen der physikalisch/chemischen Bedingungen für eine Smaragdbildung, d. h. im Wesentlichen (1) Druck- und Temperaturbereiche, innerhalb derer der Smaragd eine Stabile Phase bilden kann (2) geeignete Fluide (wässrige Lösungen) als Lösungs- und Transportmedium für die erforderlichen Elemente (c) Geologisch/tektonische Randbedingungen, die (1) entweder einen ausreichenden metasomatischen Stoffaustausch zwischen sauren Be-führenden Krustengesteinen und basischen/ultrabasischen Cr- und V-führenden Gesteinen im Falle von Vorkommen in metamorphen Gesteinsserien (2) oder die Auslaugung eines Sedimentgesteins mit Be-, Cr, und/oder V-Führung (Schwarzschiefer, bituminöse Kalke) in großräumigem Maßstab, den Transport der erforderlichen gelösten Bildungselemente und deren Wiederausfällung in Klüften, Spalten, im Bereich von Faltenachsen und porösen oder brekziierten Gesteinen im Falle von Vorkommen in sedimentären Gesteinsserienerlaubten

Nach den hier kurz skizzierten Bildungsbedingungen ergeben sich im wesentlichen zwei geologisch/geochemisch unterschiedliche Typen von Smaragdlagerstätten: (a) die weltweit relativ häufigen Lagerstätten in metamorphen Gesteinen (b) Die sedimentär/hydrothermalen Lagerstätten in Schwarzschiefern und bituminösen Kalken, die man bisher nur aus Kolumbien kennt

Daneben existieren noch einige wenige, unbedeutende Vorkommen, die sich nur schwer oder überhaupt nicht einer der beiden obigen Lagerstättentypen zuordnen lassen, da sie noch nicht bzw. nur unzureichend wissenschaftlich bearbeitet worden sind. Es sind dies: (a) das kleine schon von V. M. GOLDSCHMIDT (1911) beschriebene, weitgehend ausgebeutete Vorkommen am SW-Ende des Mjösasees bei Byrud, unweit Minnesund, Südnorwegen (b) die seit Ende des 19. Jahrhunderts bekannten Smaragdvorkommen beiHiddenite, North Carolina, USA (BROWN, D. L, WILSON, W. E., 2001) (c) die Smaragdvorkommen der Kaduna-Plateau-Staaten, Nigeria, die erst Anfang der 1980er Jahre entdeckt bzw. bekannt wurden, und in "extra Lapis" No. 21 (2001) von Schwarz, Giuliani, Grundmann et al. Kurz beschrieben wurden

In diesen Arbeiten findet man einige geologisch/lagerstättenrelevante Angaben zu obigen, nur marginal untersuchten, Vorkommen. Sie sollen in der vorliegenden Arbeit nicht weiter berücksichtigt werden

Die sedimentären kolumbianischen Smaragdvorkömmen finden sich ausschließlich im Bereich der Ostkordillere. Sie bilden zwei schmale Gürtel, die sich längs der beiden mehrphasigen Verwerfungsbegrenzungen der Ostkordillere erstrecken. Diese entsprechen den ursprünglichen Grenzen von Sedimentbecken der Kreide

Zwei in Richtung SE streichende Lineamente einer Schar sehr alter, paralleler regionaler Lineamente Kolumbiens schneiden die Randstörungen der Ostkordillere am West- und Ostrand. Diese großräumigen Störungen verlaufen in unmittelbarer Nachbarschaft der wichtigsten bekannten Smaragdvorkommen und haben sicherlich als Zufuhrkanäle für zirkulierende heiße Fluide aus größerer Krustentiefe (Sedimentbecken) für die Smaragdgenese eine wichtige Rolle gespielt (siehe UJUETA, 1991)

Die am Ostrand der Ostkordillere (Abfall zum Llano-Becken) gelegenen Vorkommen umfassen im Wesentlichen die Minenbezirke von (a) Gachalä, (b) Chivor (c) Macanal. Die Vorkommen am Westrand der Ostkordillere (Abfall zum Rio Magdalena-Becken) umfassen im wesentlichen die Minenbezirke von (a) Muzo (b) Coscuez (c) La Palma-Yacopi

Alle Vorkommen liegen in Schwarzschiefer-Serien der Unteren Kreide. Die Smaragde finden sich akzessorisch in Gängen stark Bitumen-haltiger Kalke und Schwarzschiefer (Graphit-haltige Tonschiefer), die aus (a) Karbonaten (b) AlbitPyrit (c) Baryt und Quarz (selten) bestehen. Schwarzschiefer können neben einer Reihe weiterer Elemente sowohl Be, als auch Cr und V als Spurenelemente in ausreichender Menge führen; die übrigen zur Smaragdbildung erforderlichen Elemente, wie Si, AI O, etc. sind im Tonschiefer im Überfluss vorhanden

Geochemische und geologische Untersuchungen belegen das Fehlen magmatischer Aktivitäten im Zusammenhang mit der Smaragdentstehung. Das heute favorisierte Genesemodell geht von der Wechselwirkung salinarer Lösungen aus dem Sedimentbecken mit Evaporiten und organischem Material aus den Schwarzschiefer-Serien aus; die Temperaturen waren mit etwa 300°C relativ niedrig

Die Smaragd-führenden Gänge sind in beiden Lagerstättenbezirken räumlich mit schichtgebundenen Brekzien und Albititen assoziiert. Im Gefolge einer Na-Metasomatose laugten hydrothermale Lösungen Be, Cr, V, sowie eine Reihe weiterer Elemente aus den Schwarzschiefern aus. Alle bisher bekannten Daten sprechen für ein hydrothermales Genesemodell; die hydrothermalen Lösungen zirkulierten dabei entlang relativ tiefreichender Verwerfungen und Aufschiebungen. Weitergehende Angabe zu den kolumbianischen Smaragdvorkommen und ihrer Genese können den folgenden Literaturstellen entnommen werden: GIULIANI, G. etal. (1990); GIULIANI, G. Et al. (1993; CHEILLETZ; A. Et al. (1994); OTTAWAY. T. L et al. (1994); GIULIANI, G. Et al. (1995); GIULIANI, G. Et al. (1995a; CHEILLETZ, A. Et al. (1996); BRANQUET, G. et al. (1999); GIULIANI, G. et al. (2000)

Ziel der Arbeit war die Untersuchung eines erst seit Anfang der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts bekannten, kleinen Smaragdvorkommens auf dem Gelände der Farm Neuhof im SW Nambias. Dabei sollte auch die geologisch/mineralogisch bisher nur sehr pauschal erfaßte weitere Umgebung des Vorkommenes etwas genauer in Augenschein genommen werden. Da zwischenzeitlich ein weiteres Beryllvorkommen auf dem Gebiet der Nachbarfarm Hammerstein in nur 20 km Entfernung gefunden worden war, lag es nahe, dieses Vorkommen in die Untersuchungen mit einzubeziehen. Beide Vorkommen gehören derselben relativ alten geologischen Einheit der sogenannten Neuhof-Formation an, die von einer niedrig- bis mittelgradigen Regionalmetamorphose erfaßt worden ist. Damit ergab sich als neue modifizierte Aufgabenstellung die geologische mineralogische und geochemische Untersuchung an zwei Smaragdvorkommen in der Neuhof-Formation SW-Namibia. Die Arbeit beruht im wesentlichen auf Geländebefunden und Interpretationen der Dünnschliffbeobachtungen sowie Betrachtungen zu den Haupt- und einigen Spurenelementen. Die in der Tabelle 4-1 aufgeführten SEE-Analysen sollen hier nicht weiter diskutiert werden. Das bleibt einer späteren Arbeit vorbehalten