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Hydrogeology and Environmental Geology




Geologische Übersicht

Bearbeiterin: Sandy Peischl

 

- Übersicht über die Entwicklung Gondwanas und die darin eingebundene Stellung Namibias

- Stratigraphische Entwicklung

- Die wichtigsten regionalen, geologischen Formationen

- Lagerstätten

- Literatur

- Geologische Karten

 

Übersicht über die Entwicklung Gondwanas und die darin eingebundene Stellung Namibias

Vor mehr als 2 Milliarden Jahren lagen im Bereich des heutigen Südafrikas zwei riesige Festlandssockel in Form von Inselgebilden vor: zum einen der Kalahari-Kraton im Südosten und zum anderen der Kongo-Kraton im Norden. Im Laufe der Jahrmillionen gliederten sich unter Gebirgsbildungsprozessen weitere Festlandsmassen an diese beiden Kontinentkerne an und bildeten somit die Grundlage für den späteren gesamtafrikanischen Kontinent.  

Die erste Gebirgsbildung umfasste Gesteine, deren Formationen als Vaalian bezeichnet werden. Im Rahmen der vorherrschenden Prozesse wurden der Epupa-, der Huab- und der Grootfontein-Komplex an den Kongo-Kraton angefügt. In der sich anschließenden zweiten großen Entstehungsperiode kam es zur Bildung der Gesteine des Mokolian, die den metamorphen Abtragungsschutt des Kongo- und Kalahari-Kratons sowie der umgebenden Gebirge des Vaalian darstellten und in dem Trog (Damara-Geosynklinale) zwischen den Kratonen abgelagert wurden.

Die dritte Angliederungsphase setzte vor ungefähr 900 Millionen Jahren ein. In dieser Zeit wirkten starke plattentektonische Vorgänge im Untergrund, welche dazu führten, dass sich der Kalahari-Kraton immer mehr dem Kongo-Kraton näherte und das Wasser aus dem dazwischen liegenden Meeresarm verdrängte (Abbildung 1: Ursprüngliche Ausbildung des Damara-Meeres zwischen Kongo- und Kalahari-Kraton in den Grenzen des heutigen südlichen Afrikas).  

Abb. 1:Ursprüngliche Ausbildung des Damara-Meeres zwischen Kongo- und Kalahari-Kraton in den Grenzen des heutigen südlichen Afrikas (aus Grünert 2003)

Schließlich kam es zur gewaltigen Kollision beider Kratone. Der im Damara-Meer sedimentierte Abtragungsschutt beider Sockel wurde dadurch regelrecht in die Höhe gepresst und es bildete sich in der Zeit vor 650 bis 500 Mio. Jahren der Damara-Gürtel heraus (Abbildung 2: Plattentektonische Vorgänge bei der Bildung des Damara-Faltengebirges).

Abb. 2: Plattentektonische Vorgänge bei der Bildung des Damara-Faltengebirges (aus Grünert 2003)

Gegen Ende dieses Auffaltungsprozesses intrudierten vor allem in der zentralen Achse des Südwest-Nordost gerichteten Gebirges zahlreiche Magmenkörper, deren Schmelzen unterhalb der Erdoberfläche stecken blieben und langsam auskühlten sowie auskristallisierten. Dabei entstanden riesige Granitkomplexe, die später die Grundlage des Damara-Gebirges bildeten. Die daraus hervorgehenden Gesteine, die als Damara-Sequenz bezeichnet werden, stehen heute in vielen Regionen Namibias weitestgehend als freigelegte Damara-Granite an. Eine geomorphologische Besonderheit dieses Gebietes besteht außerdem in der so genannten Randstufenlücke. Die im Norden und Süden vorhandene Große Randstufe fehlt in diesem Bereich komplett.

Zur Zeit der Damara-Gebirgsbildung wirkten zahlreiche ähnliche Auffaltungsprozesse auf der Erde. Aus der Summe dieser globalen tektonischen Vorgänge resultierte vor etwa 560 Millionen Jahren letztlich das Zusammenschweißen der damals bestehenden Festlandskontinente der Südhalbkugel (heute: Afrika, Südamerika, Australien, Antarktis sowie Indien und Madagaskar) zu einer einheitlichen Landmasse namens Pangäa. Namibia befand sich während dieser Zeit im südlichen Teil Pangäas.

Im Anschluss an die Phase der Damara-Folge setzte ein flächendeckender Ablagerungszyklus in Südafrika ein. Während dieser Karoo-Folge / Karoo-Gruppe, die vor etwa 300 Millionen Jahren begann, unterlag das mächtige Damara-Gebirge ausschließlich Verwitterungs- und Abtragungsprozessen. Bevorzugte Ablagerungsregionen lagen südlich bis südöstlich des Gebirges, so dass die Gesteine, zusammenfassend bezeichnet als Nama-Formation, randlich auf den Kalahariekraton aufgebracht wurden. In Abhängigkeit von Ablagerungsmilieu und –raum handelte es sich um Quarze, Sandsteine und Tonsteine. Heutzutage prägen diese Gesteine des Deckgebirges das Landschaftsbild mit ihren weiten Schichtstufen. Die mächtigsten Ablagerungen dieses Zeitabschnittes finden wir in der südafrikanischen Halbwüste Karoo.

Aufgrund der damaligen Nähe zum Südpol gelangte Namibia in die südliche Vereisungszone der Erde und wurde von riesigen Inlandgletschern bedeckt. Vor etwa 280 Millionen Jahren endete die so genannte Gondwana-Eiszeit im Bereich des heutigen Namibias, da sich dieser Teil wieder aufgrund von plattentektonischen Vorgängen vom Südpol entfernt hatte. Da Gondwana nach Norden driftete, verschwanden mit den kontinuierlich steigenden Temperaturen die flächenbedeckenden Eismassen und hinterließen mächtigen Gletscherschutt. Vor allem in Südnamibia zwischen Mariental und Keetmanshoop, insbesondere um den Raum der Karasberge sind noch 200 bis 300m mächtige Sedimente der Dwyka-Formation erhalten. Die fluviatilen, glazialen Ablagerungen finden wir vorrangig in Zentralnamibia unter der Bezeichnung Omingonde-Formation sowie darüber hinaus im Süden fluviatile Deltasedimente (Ecca-Sedimente). Im Norden des Landes stößt man vor allem auf verfestigten Sandstein und Quarzit aus der Etjo-Formation.

Gegen Ende der Karoo-Zeit vor ungefähr 130 Millionen Jahren begann der Riesenkontinent Pangäa in die nordhemisphärische Landmasse Laurasia und die südhemisphärische Landmasse Gondwana auseinander zu brechen. Ausgelöst durch dieses weittragende Ereignis kam es in Namibia zu weiteren großen magmatischen Ausbrüchen, bei welchen sich die Landschaftsformen des Landes stärker einprägten. Vor allem im Nordwesten, im Damaraland und im Kaokoveld erstrecken sich noch heute bis zu 1000m mächtige Basaltdecken (Etendeka-Basalte), die als Tafelberglandschaften das Resultat der damals anhaltenden Lavaströme, die sich wie weite Decken über die Gebiete legten, widerspiegeln.

Das sich anschließende Tertiär war hauptsächlich durch Abtragungsprozesse und Sedimente der Kalahari-Sequenz bzw. Post-Karoo-Folge gekennzeichnet. Nach und nach wurden vom Osten ausgehend Becken und Täler verschüttet. Die dabei abgelagerten Sedimente zeichnen sich durch meist mächtige Kalkkrusten an den Reliefoberflächen aus. Außerdem ereignete sich in diesem Zeitraum ebenfalls die Entstehung des Sandmeeres Namib-Erg. Hauptlieferant der unheimlichen Sandmengen scheint ziemlich wahrscheinlich der unterlagernde Tsondab-Sandstein zu sein.

In den letzten Millionen Jahren entwickelten sich die Landschaftsstrukturen allmählich zu dem uns heute bekanntem Land Namibia, in dem zwei grundsätzliche Formungsprozesse wirken: einerseits äolische Kräfte andererseits fluviatile Kräfte, die das Landschaftsbild auch weiterhin beeinflussen und formen werden.

(Übersicht) 

 

Stratigraphische Entwicklung

Charakteristische Elemente der Geologie Namibias sind in proterozoischer Zeit abgelagerte, verfestigte und anschließend teilweise gefaltete und metamorph überprägte Gesteine. Diesen unterschiedlichen Grundzügen Namibias lassen sich stratigraphisch acht Zeiteinheiten zuweisen (Tabelle 1: Stratigraphie Namibias).

Tabelle 1: Stratigraphie Namibias  (*=südafrikanische Nomenklatur) (aus Schneider 1991)

Mio. Jahre

Zeitalter

Gruppe/ Folge/ Komplex

Lithologie

65 -

Tertiär + Quartär

Kalahari, Namib, Alluvium

Sedimente

120 - 65

Kreide

Post-Karoo Komplexe

Magmatite

500 - 120

Karbon - Kreide

Karoo

Sedimente, Vulkanite

570 - 500

Kambrium

Nama, postorogene Granite

Sedimente, Granite

1000 - 570

Namibium*

Damara, Gariep, Nama

Sedimente, Magmatite

1800 - 1000

Mokolium*

Sinclair, Rehoboth, Namaqualand

Sedimente, Vulkanite, Gneise

2000 - 1800

älter. Mokolium*

Khoabendus, Haib

Metamorphite

2000

Vaalium*

Kunene

Magmatite

Die abgebildete Stratigraphie unterliegt im Wesentlichen fünf Hauptperioden der Lithogenese.

Die ältesten Gesteine aus dem Abschnitt Vaalium bis unteres Mokolium sind bis zu 2 Milliarden Jahre alt und gehören den proterozoischen Teilen der präkambrischen Schilde an. Man findet sie daher vor allem weitflächig im Nord- und Südwesten des Landes. Sie kommen vorrangig in metamorphen Komplexen vor (zum Beispiel Epupa Komplex, Abbabis Komplex, Huab Komplex etc.), die von magmatischen Extrusionen wie auch Intrusionen geprägt sind.

Die nächste sich anschließende größere Gesteinsbildungsphase im oberen Mokolium ging mit der Bildung des Rehoboth-Sinclair-Bogens und im Zentrum des Landes des Namaqualand Metamorphit-Komplexes einher, welcher heute einen großen Teil des Basements des Nama- und des Gariep-Beckens bildet.

Die dritte Phase umfasst die Entwicklung des Damara-Orogens. Ursachen für dieses Ereignis finden sich in dem intrakontinentalen Rifting und den damit verbundenen Sedimentationsprozessen vor ungefähr 900 Millionen Jahren, welche bis zu 450 Millionen Jahre andauerten.

Dem darauf folgenden Abschnitt ging eine extensive Vertikalbewegung der Kruste voraus, was dazu führte, dass sich während dieser Zeit vor allem im NW Namibias Binnenbecken einsenkten. Im Verlauf des Karbons und der jüngeren Kreide kam es folglich zu mehreren tausend Meter mächtigen Sedimentablagerungen der Karoo-Sequenz. Die Schichten des Karoo-Systems liegen damit unmittelbar proterozoischen Schichten auf.

Die Post-Karoo-Zeit war ebenfalls von Hebungs- und Abtragungsprozessen gekennzeichnet. Mit dem Beginn des Känozoikums kam es zu erneuten Senkungen des südafrikanischen Subkontinentes, woraus die Entstehung des Kalahari-Beckens resultierte. Kennzeichnend für dieses Gebiet sind vor allem der eingewehte  bzw. eingeschwemmte und abgelagerte Abtragungsschutt aus den umliegenden Hochländern, der weite Teile im Osten und Norden des Landes bedeckt.

Die Verteilung der Gesteine, die vor dem Tertiär entstanden, teilt das Land grob in drei große Regionen: Der größte Teil des nördlichen Gebietes wird durch Gesteine der Damara-Sequenz bedeckt. Der südliche Teil des Landes wird entlang einer von Nord nach Süd verlaufenden Linie in 1/3 Westen, wo der Untergrund von älteren Gesteinen ab 600 Millionen Jahre aufgebaut wird und 2/3 Osten gesplittet, in welchem hauptsächlich Mineralien der Nama-Gruppe und der Karoo-Sequenz dominieren.

Der größte Bereich der Küstenregionen ist dahingegen durch weite Sanddecken, Deflationsstrukturen und fluviatile Sedimente aus der Wüste Namib geprägt.

In Abbildung 3 werden die wichtigsten Ereignisse chronologisch noch einmal dargestellt.

Abb. 3: Chronologische Einordnung der wichtigsten Ereignisse im südwestlichen Afrika ( aus Hüser, 2001)

(Übersicht)

 

Die wichtigsten regionalen, geologischen Formationen

Abbildung 4: Geologische Übersicht (aus Grünert 2003)

  • Der Epupa-Komplex zeichnet sich als älteste stratigraphische Einheit durch granitische Gneise mit Bändern von mafischen Hornblendegneis aus, welche beträchtlich in ihrem Gehalt variieren. Er kommt vor allem im Nordwesten des Landes vor und wird von dem 2,2 Milliarden Jahre alten Kunene-Anorthosit-Komplex intrudiert.
  • Die Rehoboth-Sequenz wird durch den südlichen Rand des Damara-Orogens begrenzt. Sie überlagert teilweise die Elim-Formation und wird von granitischen und basischen Gesteinen intrudiert, deren Alter von 1,7 bis ungefähr 1,4 Milliarden Jahren reichen. Vom Liegenden zum Hangenden befinden sich die Marienhof-Formation, die Billstein-Formation sowie die Gaub-Valley-Formation.
  • Der Namaqualand-Komplex erstreckt sich im Süden des Landes entlang einer Linie von Ariamsvlei im Osten bis hin zum Spencer Bay im Westen. In den meisten Gebieten ist eine Unterteilung der Gesteine in vier Gruppen möglich: prätektonische Gesteine, Gabbros und Ultrabasite, syntektonisch-granitische Gesteine sowie spät- bis posttektonisch-granitische Gesteine.

Die erste Gruppe beinhaltet vor allem metasedimentäre Gesteine wie zum Beispiel Quartzite, Konglomerate, aluminiumreiche Gneise sowie Kalk-Silikatgesteine. Kennzeichnend für die syntektonisch-granitischen Mineralien sind unter anderem grobkörnige, porphyrreiche Biotit-Granite.

Die letzte Gruppe ist sowohl durch biotitische als auch durch porphyrische und mittelkörnige Typen geprägt.

  • Die Gesteine der Sinclair-Sequenz lagerten sich während drei großer Zyklen  -bestehend aus Vulkanismus, Plutonismus und Sedimentation- im Gebiet von Helmeringhausen-Solitaire ab. Während der drei Zyklen entstanden unter anderem die Nagatis-Formation, die Kunjas-Formation, die Barby-Formation sowie die Haisib- und Saffier-Intrusions-Suiten.
  • Beim so genannten Gariep-Komplex unterscheidet man in Ost- und Westfazies. Im Osten findet man die Rosh Pinah Formation und im Westen die Grootderm-Suite.
  • Wie schon in Punkt 2.2 erwähnt, unterlagern die Gesteine der Karoo-Sequenz weite Teile des Landes (NW, NO, SW, S). Das Karoo-System umfasst nach europäischer Geochronologie eine Schichtfolge vom oberen Oberkarbon bis zur oberen Trias. Tillite befinden sich an der Basis der permokarbonischen Ablagerungen. Darüber folgen zunächst geringmächtige marine Ablagerungen, die kurzzeitige Meeresüberflutungen dokumentieren. Anschließend prägen vorrangig kontinentale Ablagerungen aus fluviatilen Sandsteinen und Konglomeraten sowie limnischen Tonsteinen das Bild der Karoo-Sequenz.
  • Die meisten Diamanten finden sich in einem Gesteinstyp, der als Kimberlit bezeichnet wird. Der Kimberlit ist vulkanischen Ursprungs und ein durchschnittliches Alter von 100 Millionen Jahren.

(Übersicht)

 

Lagerstätten

Da in den nachfolgenden Berichten die einzelnen Lagerstätten noch näher beleuchtet werden, soll hier nur ein kurzer Überblick über die wichtigsten Lagerstättenformen Namibias gegeben werden.

  • Diamanten: Die ersten Entdeckungen bei Lüderitz führten 1908 zu einem so genanntem Diamantenrausch. Seitdem gilt das Gebiet des 26. Breitengrades bis zum Oranje River und von der Küste aus 100 km landeinwärts als Speerzone.
  • Energierohstoffe(Uran, Kohle):  Diese Elemente werden vor allem 65 km nordöstlich von Swakopmund gefördert.
  • Buntmetalle (Kupfer, Zink, Blei) und Silber
  • Zinn
  • Gold: Südlich von Windhoek baut man in der Otjihase-Mine Erze mit einem durchschnittlichen Goldgehalt von 2,5 – 2,8 g/t ab.
  • Eisen und Stahlveredler (Mangan, Vanadium, Chrom, Wolfram, Molybdän, Kobalt, Nickel, Niob, Tantal): Namibia verfügt vor allem an großen Reserven an niedriggradigem Eisenerz und wenig hochgradigem Erz in den magmatischen und sedimentären Lagerstätten.
  • Industrieminerale (Fluorit, Salz, Lithium, Beryllium und Cäsium)
  • Bausteine (Marmor, Granit, Aragonit

 

Literatur

(Übersicht)




© B. Merkel <merkel@geo.tu-freiberg.de>, 03.07.2004, http://www.geo.tu-freiberg.de/studenten/namibia/namex_hp/geologie.htm