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Geologie am Wegesrand - Pedologische Aspekte

Vingerklip (Geologie - Wissenschaftliches)

Uis (Theorie - Pegmatitgürtel - Pegmatitschwarm - Mine - Wissenschaftliches)

Touristisches - Literatur

 

8. Tag (Di 02.09.03) Vingerklip und Uis

Protokollant: Daniel Hartzendorf

Route

Die heutige Tagesstrecke beginnt in Outjo. Auf der C 39 fahren wir zunächst in westliche Richtung und biegen nach circa  80 km auf die nach Süden führende D 2743 ab. Das erste Ziel des Tages ist die Vingerklip, deren fingerförmiger Habitus schon nach wenigen Kilometern Fahrt auf der D Straße eindrucksvoll sichtbar wird.

Um nach Uis, dem heutigen Tagesziel zu gelangen, fahren wir weiter auf der D2743 und gelangen nach etwa 50 km, in der Nähe von Khorixas wieder auf die C 39. Auf dieser fahren wir noch weitere 5 km in westliche Richtung. Kurz vor dem Ort wechseln wir auf die C 35 und fahren nach Süden. Nach circa 115 km ist der Ort Uis erreicht.

 

Geologie am Wegesrand

(Grundlage: geologische Karte des Geologischen Dienstes von Namibia, 2000)

Auf dem Weg von Outjo in Richtung der Stadt Khorixas durchquert man zunächst die Schiefer- und Matchless Amphibolit Komplexe der Swakop-Gruppe des Namibian (1000-545 Ma). Etwas nördlich schließen sich die meist carbonatischen Gesteine der Otavi Fazies an. Die jungen Sedimentgesteine der Vingerklip gehören zur Kalahari- und Namibsequenz (Tertiar - Quartär, 70 Ma bis heute). Zwischen Khorixas und Uis trifft man zunächst wieder auf die Gesteine der Swakop-Gruppe und erreicht etwa auf halber Strecke die Damaragranite des Obernamibians / Kambriums. Im Bereich der Lagerstätte Uis schlagen zudem die Gesteine der Swakop-Gruppe durch die Damaragranite. Nördlich von Khorixas trifft man auf die Epupa, Huab und Ababis Komplexe. Diese metamorphen Gesteinegehören zu den ältesten in Namibia anzutreffenden Gesteinen (circa   2600-1650 Ma alt).

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Pedologische Aspekte

Die Bodenbildung in Namibia ist aufgrund geringer Niederschläge und der größtenteils physikalischen Verwitterung überwiegend gering. Im Bereich Outjo / Khorixas sind vor allem 3 Bodentypen anzutreffen. Um Outjo und südwestlich der Stadt findet man Petric Calcisols. Nach Westen, in Richtung Khorixas fahrend, durchquert man einen kleinen Bereich mit durchdringendem Gestein und trifft dann auf Eutric Regosols und in der Stadt selbst auf Lithic Leptosols. Diese Bodenbildung zieht sich in den Süden und wechselt wieder in den Eutric Regosol, der um Uis anzutreffen ist.

Nach FAO Systematik:

Petric Calcisols Boden in ariden Gebieten, kalkakkumuliert, weniger als 1,25 m tief, mit verfestigter Oberfläche
Eutric Regosols
Mineralboden, schwach entwickelt, aus Lockergestein, hohe Basensättigung; entspricht etwa dem Regosol
Lithic Leptosols Mineralboden, schwach entwickelt, flachgründig, aus Festgestein; entspricht dem Syrosem

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Vingerklip

Theorie zur Geologie

Infolge des Auseinanderbrechens von Gondwana vor 120 Mio. Jahren wurden die Kontinentalränder um das heutige südliche Afrika herausgehoben. Ein Ergebnis dieser Hebungs- und Senkungsvorgänge ist die Große Randstufe. Die über tausend Meter hohe Erhebung verläuft küstenparallel mit einem Abstand von bis zu 130 km vom Atlantik und  trennt das Namib Gebiet vom Zentralhochland im Inneren Namibias.   

Hydrologisch führte der Zerfall Gondwana’s zur Ausbildung dreier Vorzugsentwässerungsrichtungen. Flüsse wie der Ugap, Swakop und Kuiseb, die im westlich Schulterbereich der Großen Randstufe (küstennah) entspringen, entwässern in den Atlantik. Im Bereich der östlichen Schulter, etwa 400 km von der Küste entfernt, fließt das Niederschlagswasser in Richtung Landesinnere, in das Kalaharibecken. Die Flüsse an der Ostküste entwässern schließlich in den Indischen Ozean.

Die Quellen des Ugap, ein Trockenfluss, der in Namibia als „Rivier“ bezeichnet wird, liegen im Otavi Bergland. Der Fluss fließt in Richtung Westen, durchschlägt die Große Randstufe und mündet cirka 200 km nördlich von Swakopmund in den  Atlantischen Ozean. Im Tertiär schnitt sich der Fluss durch Klimavariationen (Wechsel von Kalt und Warmzeiten) und den damit verbundenen Meeresspiegelschwankungen, sowie Tektonik terrassenförmig in die Landschaft ein. Grünert (2003) charakterisiert drei verschiedene Terrassen (Abbildung 1).

Abb. 1: Flussterrassen (verändert nach Grünert, 2003)

Die Hauptterrasse liegt zirka 160 m über dem heutigen Flussbett. In Höhen von 100 m und 30 m über dem heutigen Bett befinden sich die Mittlere und die Jüngste Terrassenfläche. Durch Starkniederschlagsereignisse vor allem im  Tertiär schnitt sich der Fluss teilweise in das kristalline Damara Grundgebirge ein. Diese Erosionsleistung geht ins Oligozän zurück, wo der Meeresspiegel aufgrund der Speicherung des Wassers in den Inlandeismassen während der Kaltzeit seinen Tiefststand  erreichte.

Mit der Erwärmung im Miozän schmolzen die Eismassen und der Meeresspiegel stieg wieder an. Der Fluss begann, bedingt durch die Erhöhung der Erosionsbasis mit der Aufschotterung seines eigenen Bettes. Die so akkumulierten  Sedimente, vorwiegend Schotter und Sande besitzen eine Gesamtmächtigkeit von mehr als 100 m.

Eine erneute Abkühlung im Plio-Pleistozän und die Ausbildung von Eiskappen determinierte das wiederholte Absinken des Meeresspiegels. Die Erosionsbasis des Ugap wurde in die Tiefe verlegt, so dass sich der Fluss in den folgenden Jahrmillionen in sein eigenes Sediment einschnitt.

Wie bereits erwähnt, bezieht der Ugap sein Wasser aus den Quellen des Otavi Hochlandes, einem Karbonat-Gebiet. Das Flusswasser ist somit reich an gelöstem Kalk.

Infolge der Aridisierung im Pleistozän verdunsteten große Wassermengen. Das mitgeführte Karbonat fällte aus und diente als Bindemittel für die lockeren Flusssedimente des trockengefallenen Bettes. Unter dem Einfluss hoher Niederschläge beziehungsweise extremer Trockenheit wurde das Flussbett stark zergliedert. Das kalkige Substrat konnte durch Lösungsvorgänge während Niederschlagsereignissen rasch verwittern. In der Folge entstand ein mäandrierendes Flusssystem. Unter ariden Bedingungen verwildert der Fluss.

In Laufe der Zeit wurden die Terrassen so Stück für Stück wegerodiert. Das Ergebnis sind  Tafelberge, wie sie in Deutschland rezent unter anderem im Elbsandsteingebirge anzutreffen sind.

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Wissenschaftliche Aspekte

Die etwa 35 m hohe Vingerklip (Abbildung 2) stellt das letzte Stadium eines solchen Tafelberges dar. Sie besteht aus verfestigtem, stark schluffigem, geröllführendem Feinsand, in dem teilweise  gröbere Konglomerate zwischengeschaltet sein können. Die Sedimente sind, wie bereits erläutert, fluviatil durch den Ugap abgelagert. Auffallend war die schlechte Sortierung. Diese könnte zum einen durch Bioturbation hervorgerufen werden, zum anderen aber in dem Eintrag von gröberem Material in die Suspensionsfracht begründet liegen. Weiterhin waren Konkretionsbildungen an den Übergängen zwischen den einzelnen Terrassen zu beobachten, welche auf Sedimentationsruhe während Genese hindeuten. Zur Bildungszeit der Konkretionen müssen ebenfalls erhöhte Niederschlagsmengen um 400-800 mm / Jahr vorgeherrscht haben. Der Hauptanteil, des zur Zementation benötigten Kalkes wurde durch die carbonatischen Wasser des Ugap bereitgestellt. Es kann aber auch zu Carbonatausfällungen aus dem Niederschlag kommen bzw. untergeordnet durch kapillaren Aufstieg des Wassers aus dem Boden. An bestimmten Stellen erreichten die Konkretionen größere Mächtigkeit, so dass man von Kalkreten sprechen kann.

Abb. 2: Vingerklip

Die Schotter der drei Terrassen sind gute Porengrundwasserleiter. Hier sind Durchlässigkeitsbeiwerte von Kf > 10-5 m/s zu erwarten. Durch gutes Infiltrationsverhalten versickert selbst bei Starkregenereignissen ausreichend Wasser, und füllt die unterirdischen Reservoire auf. Der Oberflächenabfluss ist so verhältnismäßig gering. Der Flurabstand beträgt im Bereich des heutigen Flussbettes nur 0,5 bis 3 m. Die größten Höffigkeiten werden aufgrund großer Permeabilität im untersten Aquifer erreicht.

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Uis Lagerstättendistrikt

Theorie

Der Uis Lagestättendistrikt (Abbildung 3, nach Diehl, 1990) befindet sich im Nordwesten Namibias. Die hier anzutreffenden damarazeitlichen Zinnpegmatite sind an eine Tripple Junction gebunden, die durch intensive Tektonik gekennzeichnet ist. Das aufsteigende Material intrudierte dabei bevorzugt in die, durch Scherbeanspruchung hervorgerufene Schwächezonen des Horst-Graben-Systems und kristallisierte dort aus. Da die Intrusionskörper von granitischen bis granodioritischen Charakter sind, wird davon ausgegangen, dass es sich um teilaufgeschmolzene Metasedimente handelt.

Abb. 3: Lagerstättendistrikt Uis (Diehl, 1990)

Pegmatite werden meistens aus silikatischen Restschmelzen gebildet. Aufgrund des hohen Gehaltes an Leichtmineralen und leichtflüchtigen Elementen sind die Schmelzen äußerst mobil. Sie durchdringen daher Schwächezonen oder das Nebengestein mit Leichtigkeit. Die Abkühlung der Schmelze erfolgt sehr langsam, so dass ausreichend Zeit zum Auskristallisieren bleibt. Durch den Faktor Zeit und ausreichend Raum entstehen die für Pegmatite typischen groß- bis riesenkörnigen Gefüge mit Quarz, Feldspat und Glimmer. Bei der Kristallisation entlang von Klüften bilden sich Gänge, dringt das flüssige Gesteinsmaterial in größere Hohlräume ein und kühlt dort ab entstehen Pegmatitkörper. Bedingt durch die Anreicherung  inkompatibler Elemente und Leichtminerale in der Schmelze sind pegmatitische Bildungen gute Erzlagerstätten.

(Übersicht)

 

Cape Cross - Uis Pegmatitgürtel

Der Erzgürtel liegt im Nordwesten Namibias und erstreckt sich über 120 km Länge und 24 km Breite zwischen den Städten Cape Cross und Uis. In diesem Lagerstättendistrikt sind vor allem die kassiteritreichen Pegmatite und die Columbit-Tantalit Mineralisationen von bergbaulicher Bedeutung. Die Pegmatite kommen in drei verschiedene Schwarmgebiete vor:

  • Uis Pegmatitschwarm
  • Karlowa Pegmatitschwarm
  • Strathmore Pegmatitschwarm

Die Schwärme sind an die Metasedimente der Amis River Formation und Swakop-Gruppe der südlichen Kaoko Zone gebunden, die aus Grauwacken, Biotitschiefern und Quarziten besteht. Vereinzelt findet man auch Knotenschiefer (mit zonierten Konzentrationen von Biotit und Quarz).

Kennzeichnend für die Pegmatite ist die Vererzung mit seltenen Metallen (Diehl 1986, 1990) wie Sn, Nb, Li, U, W, Ta, Be. Die Gehalte der Minerale in den Pegmatiten sind sehr gering und unterliegen großen Schwankungen. Man unterscheidet deshalb die drei folgenden Pegmatittypen:

  • unzonierte Kassiterit Pegmatite
  • geschichtete kassiteritreiche Pegmatite
  • zonierte Li-reiche Columbit-Tantalit-Kassiterit-Pegmatite

(Übersicht)

 

Uis Pegmatitschwarm

Die Lagerstätte befindet sich im Damaraland, etwa 28 km östlich des Brandberges. In diesem  Gebiet sind etwa 120 oberflächlich angeschnittene Pegmatitkörper anzutreffen, die im Bereich der Uis Mine Dimensionen von 1000 m Länge und einigen 50 m Breite erlangen können. Diese Mineralisationen  durchschlagen die Metasedimente der Swakop-Gruppe entlang von Verwerfungen und Scherzonen (NE-E-streichend und 30 – 70° nach NW fallend). Die Pegmatite sind im Allgemeinen stark albitisierte, fein- bis grobkörnige Körper, die Quarz, kalium- und /oder natriumreichen Feldspat, Muskowit und /oder Sericit als Hauptminerale enthalten können. Des Weiteren sind Pegmatite mit sehr großen Granat-, Topas-, Apatit- oder Turmalinkristallen mit Durchmessern über 10 cm keine Seltenheit. Die Zinnpegmatite sind allerdings die Wichtigsten im Uis-Distrikt. Dunkle bis opake Einschlüsse von verschiedenen Nb-Ta-Sn-Mischkristallen charakterisieren das Haupterzmineral, das Kassiterit. Im Uis Pegmatitschwarm bewegen sich die Gehalte für Kassiterit durchschnittlich zwischen 200-1600 ppm sowie 80-440 ppm für Niob und Tantal. Aus lagerstättenkundlicher Sicht können  Erzanreicherungen mit solchen geringen Gehalten kaum wirtschaftlich abgebaut werden.

Im Nebengestein, das aufgrund der Anzahl und Größe der Pegmatite stark alteriert und turmalinisiert ist, sind vor allem Quarz, Biotit und Turmalin anzutreffen. Hohe  Turmalingehalte sind zuverlässige Indikatoren für große Pegmatite.

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Uis Mine

Diese stillgelegte Mine liegt im zentralen Bereich des Uis-Pegmatitschwarms. In diesem Gebiet befinden sich cirka 25 große, oberflächennahe Pegmatitkörper. Die Prospektionen für die Mine begannen bereits 1911 durch die „Deutsche Kolonial Gesellschaft“. Doch bis zum 2. Weltkrieg wurde die Lagerstätte nur kleinmaßstäblich auf Zinnseifen abgebaut. Ab 1958 begann der systematische Ausbau der Mine zum größten Zinnerztagebau der Welt. Die Zinngehalte sind sehr niedrig, und liegen bei 1000 bis 1500 ppm. Die geringe Zinnkonzentration des Erzes und sinkende Weltmarktpreise führten 1989 deshalb auch zur Stilllegung der Mine. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden aus den 8 Pegmatitkörpern monatlich bis zu 140 t Zinnerzkonzentrat (67,8 % metallisches Zinn) aus 85000 t Gestein gewonnen. Die bestätigten Reserven, die in einer Tiefe von 75 m anzutreffen sind, liegen bei 72 Millionen Tonnen. Aus diesem Grund ist die Mine noch nicht abgeschrieben und könnte bei steigenden Weltmarktpreisen wieder geöffnet werden.

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Wissenschaftliche Aspekte

Erreicht man den Ort Uis über die C 35 fallen zuerst die riesigen, weiß leuchtenden Halden (Abbildung 4) der alten Mine auf. Auf ihnen wurden die Leichtminerale, vor allem Quarzsande, die während der Bergbautätigkeit entstanden, abgelagert.

Abb. 4: Halde Uis Mine

Die Einstellung des Abbaus erfolgte 1989 sehr abrupt. Vermutlich dadurch wurde das Bergbaugebiet auch nicht ordnungsgemäß von den Betreibern verlassen. Die Regeneration der Bergbaufolgelandschaft ist bis heute ausgeblieben, alte Förderanlagen stehen verlassen in der Landschaft und die Tagebaurestlöcher (Abbildung 5) wurden nicht verfüllt. Durch das Fehlen eines Zaunes um das Betriebsgelände wird das Gebiet von den Einheimischen als illegale Mülldeponie (Abbildung 6) genutzt.

Abb. 5: offene Uis Mine
Abb. 6: Müllablagerung Uis

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Touristische Aspekte

Das White Lady Camp (Flyer des Camps) liegt am Stadtrand. Der Campingplatz ist geräumig, der Swimmingpool bietet eine willkommene Abkühlung nach einem heißen Tag. Die frühere Bergbaustadt Uis lebt heute hauptsächlich vom touristischen Durchgangsverkehr. Einige Bewohner versuchen mit dem Verkauf von Mineralen, die sie selbst aus der Mine geschlagen haben, ihr Budget etwas aufzubessern.

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Literatur

  • Diehl, M. (1990): Geology, mineralogy, geochemistry and hydrothemal alteration of the Brandberg Alkaline Complex, Namibia, Memoir of the Geological Survey of Namibia, Windhoek
  • Grünert, N.(2003): Namibias faszinierende Geologie, 3. überarbeitete und erweiterte Auflage, Klaus Hess Verlag, Göttingen, Windhoek, 207 Seiten
  • Murawski, H., Meyer, W. (1998): Geologisches Wörterbuch, 10., neu bearbeitete nd erweiterte Auflage, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart, 278 Seiten
  • Pack, L., P. (2002): Namibia, 1. Auflage, DuMont Reiseverlag, 456 Seiten
  •   Notizen, die während der Exkursion gemacht wurden

 



© B. Merkel, 03.07.2004 http://www.geo.tu-freiberg.de/studenten/namibia/namex_hp/Tagesberichte/020903.htm
 
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