Tektonik und Magma in der Insel Celebes und der indonesische

Geology. - Tektonik und Magma in der Insel Celebes und der indonesische Gebirgstypus. By H. A. BROUWER.
(Communicated at the meeting of February 22. 1941.)
Eines der ~esultate der von mir im Jahre 1929 geleiteten Celebes Expedition war. dasz der Bauplan dieser Insel harmonisch in den Bauplan der
ostasiatischen Gebirge eingefügt werden konnte 1, 2). Der Bauplan des
Celebes Orogens ist im zentralen Teil der Insel am vollständigsten der
direkten Beobachtung zugänglich. weil hier während der jüngeren Bewegungen ein breiter, nicht unterbrochener Streifen über den Meeresspiegel
gehoben wurde. Dasz Zonen des zentralen Teiles sich in und zwischen
den vier HalbinseIn fortsetzen wird durch das allgemeine Streichen der
Gesteine und Gesteinszonen bewiesen. Der allgemeine Bauplan ist durch
eine nach Ost konkave Bogenform gekennzeichnet, di'e auch in der jetzigen
Gestalt der Insel ihren - wenn auch nicht genau gleichförmigen - Ausdruck findet. Wegen der grösseren Vollständigkeit des Bauplans werden
wir uns im Folgenden hauptsächlich auf den zentralen Teil der Insel beschränken 3).
Zonare Anordnung und Fazies der Gesteine.
Eine zonare Anordnung verschiedener Sediment- und Eruptivgesteine
ist besonders im zentralen Teil der Insel eine auffallende Erscheinung.
Wir können für ,die Verhältnisse an der Erdoberfläche die folgenden
Hauptzonen unterscheiden:
1. eine östliche Zone, die gekennzeichnet ist durch die grosse Verbreitung VOD basischen und ultrabasischen Eruptivgesteinen. mesozoischen
Kalksteinen und Kieselgesteinen, die z.T. reich sind an Radiolarien,
2. eine mittlere Zone von epi- bis mesometamorphen muskovitreichen
kristallinen Schiefern,
3. eine westliche Zone, die gekennzeichnet ist durch die grosse Verbreitung von granodioritischen Eruptivgesteinen, biotitreichen kristallinen
Schidern und im allgemeinen mehr küstennahen Sedimenten als die der
Zone 1.
Gesteine der Zone 2 sind lokal in der Zone 1 in Zentral-Celebes entblösst; sie haben eine grosse Verbreitung in der südöstlichen Halbinsel
1) H . A. BROUWER. The major tectonic features of the island Celebes. Proc. Kon.
Akad. v. Wetensch., Amsterdam, XXXIII, S. 338 (1930).
2) H. A. BROUWER. Geologische onderzoekingen op het eiland Celebes. Verh. Geol.
Mijnb. Gen. voor Ned. en Kol. Geol. Ser. X, 2, S. 49 (1934).
3) In den Haibinsein haben die Verhältnisse sich z.T. auch etwas geändert.
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(EQJ)
Granodiorite. Gnelse u.s.w.
_(a)
Peridotite. Serpentine u.s.w.
Fig. 1.
Schematische Darstellung vom getrennten Auftreten der granitodioritischen und
gabbroperidotitischen Gesteine in der lnsel Celebes.
Für die geologisch weniger bekannten Gebiete ist eine globale Verbreitung durch die
Bezeichnung zwischen (
) angegeben. lm hauptsächlich aus muskovitreichen kristallinen
Schiefem bestehenden. weiss gelassenen Teil im mittleren Zentral-Celebes (beiderseits
des Poso Sees. dessen Umriss gezeichnet ist) kommen ultrabasische Gesteine vereinzelt
vor. Grössere Mengen dieser Gesteine mögen hier durch Erosion entfemt sein. lm west~
lichen Teil der lnsel sind die sporadisch. z.T. nur als Gerölle bekannten. gabbroperidotiti~
schen Gesteine weggelassen; nur im nordöstlichen Teil der südlichen Halbinscl ist ein
Vorkommen von Gabbro angegeben.
Die Medianzone In Central-Celebes (vgl. Fig. 2) liegt direkt an der Ostgrenze der
sauren Plutone; sie bildet hier auch das östliche Grenzgebiet für die vulkanischen Erschel~
nungen der Oberfläche. die besonders in der südlichen Halbinsel und Im östlichen Teil
der nördlichen Halbinsel (und südlich davon) grosse Teile des älteren Bauplans bedecken.
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(die südöstliche Fortsetzung der Zone 1). Umgekehr.t kommen - im Poso
Graben und südöstIich vom Poso See im Takolekadjoe Gebirge - Gesteine
der östlichen Zone in der mittleren Zone vor. Wenn wir die Erscheinungen
der Tiefe mit in Betracht ziehen so tritt nur die Grenze zwischen den
Zonen 2 und 3 als Trennungslinie in Zentral~Celebes besonders hervor.
Hier liegt eine von Brüchen und Gräben begleitete schmale Zone, die wir
- nach dem in einem groszen Teil dieser Zone fliessenden Tawaëlia als Tawaëlia Zone oder Tawaëlia Graben bezeichnen. In dieser schmalen
medianen Trennungszone liegen in der Nähe des Bada Beckens die Haupt~
brüche an der Westseite und wenn weiter für dieses Gebiet von einer
medianen Trennungslinie die Rede ist, so liegt diese an der Westseite der
medianen Trennungszone.
Die mediane Tawaëlia Zone.
In der Nähe der Bada Ebene, wo die Zusammensetzung dieser Zone
am besten bekannt ist, ist sie deutlich asymmetrisch gebaut. An ihrer öst~
lichen Begrenzung liegt eine aus Konglomeraten, Sandsteinen und Ton~
schidern bestehende Schichtserie diskordant auf den kristallinen Schiefern.
Weiter westlich enthalten die Schichten viel vulkanisches Material und
auch dazitische und andesitische Lavaströme kommen eingeschaltêt vor,
die mit vulkanisch en Agglomeraten bald die herrschenden Gesteine wer~
den. Im meist westlichen Teil sind hauptsächlich Mikrodiorite und Mikro~
quartzdiorite an der Oberfläche entblösst. An der Grenze dieser Gesteine
mit den Granodioriten der Zone 3 ist eine mylonitische Zone entwickelt.
die bis weit nÖl'dlich von der Bada Ebene am Wege nach der Besoa Ebene
angeschnitten ist.
So weit unsre Beobachtungen reichen steht diese Mylonitzone steil bis
vertikal aber auch flacheres westliches Einfallen von 45° kommt vor. Die
Sedimente der Tawaëlia Zone - deren Alter durch aus dieser Zone
stammenden fossilführenden Kalksteingeröllen z.T. als jung~Miozän und
jünger bestimmt wird - sintd gefaltet und die Lavaströme sind stark
zerdrückt. Die Schichten zeigen vorwiegend westliches Einfallen von
30-75°.
Bis ins Innere van Zentral~Celebes war in jung-tertiärer Zeit also ein
trennendes Meer zwischen der westlichen und der östlichen Zone an~
wesend und seitdem wurden die in diesem Meere abgelagerten Sedimenten
gefaltet und hoch über den Meeresspiegel gehoben.
Die Medianzone als östliches Grenzgebiet des jüngeren Vulkanismus
und der sauren Plutone.
Östlich von der Medianzone sind in Zentral~Celebes keine jüngere vul~
kanische Gesteine bekannt, während in dieser Zone und westlich davon
die Prooukte einer jüngeren vulkanisch en Tätigkeit eine grosze Verbrei~
tung haben. In Zentral~Celebes fehlen tätige Vulkane ab er die Auslöschung
\
vielverbreitet:
Medianzone \
mit
Krist allisations hof
abnehmende
kristalline
mesozoische
Sedimente
und
in muskovitreichen
------'l...~ R Ilgionalkrislallinen Schietern
und
de..
Epi - bis Mesoz one
Gesteine
to.l
Ut
C7\
Fig. 2
Schematische Darstel/ung der geologischen Verhältnisse in der Nähe der Medianzone von Zentral-Celebes.
Das Profil der Vorderseite gibt eine schematische Vorstellung der Verhältnisse in der Nähe der Bada Hochebene (östlich des Poso Sees dessen Umriss
in Fig." 1 gezeichnet ist); die Medianzone hat hier eine Breite von etwa 5 KM. Die Medianzone liegt direkt an der Ostgrenze der sauren Plutone
(vgl. Fig. 1). Weil die stärker regionalmetamorphen Gesteine direkt östlich der Medianzone unter Stoffzufuhr in einem regionalen Kristallisationshof
gebildet wurden, können aus der nach Osten abnehmenden Metamorphose nicht ohne weiteres Schlüsse in Bezug auf die ursprüngUche tektonische
Tiefenlage der Gesteine abgeleitet werden.
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hat erst in der letzten geologischen Vergangenheit stattgefunden: das Alter
der Baroepoe TuHe im südlichen Teil der westlichen Hauptzone WiM z.B.
als Quartär betrachtet 1). Wo weiter östlich jung~tertiäre Sedimente ;in
Gräben erhalten sind (Poso Graben) fehlen die vulkanischen Gesteine.
Die vulkanische Zone setzt sich in die südliche und in die nördliche
Halbinsel fort. sie greift von der nördlichen Halbinsel weit nach Süden
vor. wo ihre Begrenzung durch die Meeresbedeckung im Golf von Tomini
unsicher ist. Auch in der südöstlichen Fortsetzung der östlichen Hauptzone
von Zentral~Celebes fehlen jüngere vulkanische Gesteine.
Granodioritische Gesteine haben im westlichen Teil von ZentralCelebes eine grosz'e Verbreitung. Manche Gneise deuten auf syn~ bis
prätektonische Förderung; die vielen tektonisch nicht oder kaum beeinfluszten Gesteine auf einen spät- bis postorogenetischen Aufstieg. Auch
basische. z.T. stark geschieferte. Förderungen kommen vor.
Kontaktmetamorphe Gesteine. die Gerölle von granitischen Gesteinen
enthalten. beweisen das verschiedene Alter der bis ins jüngere Tertiär
reichenden AufS'tiege. Die groszen Dimensionen und die oft gneisähnliche
Beschaffenheit vieler Plutone deutet auf eine starke Hebung und tiefe
Abtragung. die seit ihrem Aufstieg stattgefunden haben. Durch die mit
Mylonitbildung verknüpften Bewegungen an der Westseite des Tawaëlia
Grabens werden die Plutone an der medianen Trennungslinie scharf abgeschnitten. Hier grenzen sie nördlich von der Bada Ebene an subvulkanische
Bildungen (Mikrodiorite). die diese Schwächezone zu ihrem Emporsteigen
benutzt haben mögen und tiefer mit Plu tonen in Verbindung stehen.
In kurzer Distanz östlich von der Medianlinie fehlen alle Andeutungen
auf Plutone in geringer Tiefe.
Ueber das Alter der kristallinen Schiefer.
Das Alter der geologischen Formationen in Zentral~Celebes ist öfters
diskutiert worden. Eine der letzten der weit aus einander gehenden Dar~
stellungen ist eine Uebersicht von KÜNDIG 2) in der - durch Gebirgs~
bildung und vorangegangene geothermische Metamorphose gebildere kristalline Schiefer als praecarbonisch betrachtet werden. Die nächst
jüngeren Gesteine werden zum Trias. ev. Lias. gerechnet. Sie bilden eine
Flyschserie (Tinombo~formation) mit Intrusionen basischer Eruptiva.
Hierzu ist Folgendes zu bemerken. Die Altersannahme für die kristallinen
Schiefer beruht auf ihre Aehnlichkeit mit der Besshiserie (Sambagawa~
system) in Japan und auf das Vorkommen von Konglomeraten mit Kris~
tallingeröllen in ,der T ,i nomboformation. Das Sambagawasystem in Japan
ist verschiedentlich als praecambrisch. als metamorphe praecarbonische
1) W . A. J. M. VAN WATER SCHOOT VAN DER GRACHT. Bijdrage tot de geologie van
Centraal-Celebes. Jaarb. Mijnw. Ned. Indië. Verh.
S. 16 (1914).
2)
E. KÜNDlG. Versuch einer petrographischen Charakteristik des kristallinen Grundgebirges von Celebes. Schweiz. Min. u. Petr. Mitt. XII. S. 450 (1932).
n.
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Unterlage des Chichibusystems (Karbon~ Perm) oder als metamorphes.
Chichibu selbst betrachtet worden. Vor einigen Jahren wurden im klassi~
schen Geroet des Sambagawasystems Kalkknollen mit Radiolarien und
Tex-tularien in Sericitschi-efern gefunden für die jurassisches oder wenig~
stens mesozoisches Alter angenommen wird 1) und die von KÜNDIG als
Bindeglied zwischen Japan und Celebes erwähnten kristal1inen Schiefer
von Formosa werden von YABE und HANZAWA 2) als dynamometamorphes
Eozän aufgefasst.
Ueber die Ahersannahme für die Tinomboformation erwähnt KÜNDIG.
dasz zahlreiche Beobachtungen auf ein triadisches bis un-terjurassisches
Alter hinweisen. Diese Beobachtungen werden ab er nicht mitgeteilt. In
Widerspruch mit dieser Annahme stehen jedenfalls die während unsrer
Celebes~Expedition gemacnten Funde von eozänen Foraminiferen im
Tinombo Gebiet 3).
Von andren Autoren sind die kristallinen Schiefer von Celebes ver~
schiedentlich als praecambrisch. als palaeozoisch und als mesozoisch be~
trachtet worden. Zwingende Gründe für ei.ne Richtigkeit von einer dieser
Auffassungen könnenmcht angeführt werden. Gegen die Ann·a hme dasz
die Faltung der kristalli.nen Schiefer schon in praecambrischer oder palae~
ozoischer Zeit zu Stande kam und diese Gesteine nicht mehr von jüngeren
Faltungen betroffen wuroen. können mehrere berechtigte Einwände vorge~
bracht werden. An verschiedenen Stellen weisen die tektonisch en V er~
hältnisse auf Einfaltung von mesozoischen Sedimenten in die kristallinen
Schiefer und aus diesen Verhältnissen kann kein höheres alsalt~mesozoi~
sches oder palaeozoisches Alter abgeleitet werden. Wir haben schon oben
erwähn-t dasz schwach metamorphe phyllitische Schiefer. Grauwackesand~
steine. Konglomerate und Kalksteine im Tinombo Gebiet in der nördlichen
Halbinsel wenigstens z.T. alttertiären Alters sind. Aehnliche Gesteine
kommen au eh im östlichen Teil des krist allin en Schiefergebirges in Zentral~
Celebes vor.
Del' regionale Kristallisationshof in den kristallinen Schiefern östlich del'
Medianzone und das Magma in del' Tiefe.
Westlich der Medianzone wird der Charakter der metamorphen Ges-teine
&tark durch Plutonaufstieg beeinfluszt und die Erscheinungen der Kontakt~
metamorphose sind mit den Kennzeichen verschiedener Tiefenstufen ver~
breitet.
1) H. HUZIMOTO. Radiolarian remains in crystalline schists of the Sambagawa System.
Proc. Imp. Akad. Tokyo. S. 252 (1938).
2) H. YABE und S. HANZAWA. Geological History of the island of Taiwan (Formosa).
Proc. Imp. Akad. Tokyo. S. 313 (1938).
3) H. A. BROUWER. Geologische Onderzoekingen u.s.w. loc. cito S. 59. 160 und
Beilage D: I. M. VAN DER VLERK und J. J. DoZY. The Tertiary rocks of the Celebes.
Expedition. S. 205 (1929).
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Oestlich der Medianzone fehlen die Plutone und bald auch alle Sp uren
junger vulkanischer Tätigkeit. Hier herrscht die Regionalmetamorphose
ohne die Kontaktmetamorphose der Plutone. Diese Regionalmetamorphose
ist z.T. durch aufsteigende magmatische Gase und Lösungen zu Stande
gekommen, die einen regionalen Kristallisationshof gebildet haben. Sie ist
hier besonders kl ar entwickelt, weil die mehr lokalen Einflüsse der weiter
westlichaus dem tiefliegenden Magma aufgestiegenen Plutone fehlen.
Die kristallinen Schiefer östlich der Medianzone sind aus einem Komplex
von tonigen und sandigen Gesteinen, Kalksteinen und eingeschalteten
basisch en Eruptivgesteinen hervorgegangen. In der Nähe ihrer östlichen
Grenze sind die Gesteine nur schwach metamorph. Wo die Gesteine im
westlichen Teile genauer untersucht wurden 1, 2, 3) kommen in der Nähe
der Medianzone Gneise und granathaltige Gesteine var, während weiter
. nach Osten ei ne im allgemeinen allmähliche Abnahme der Metamorphose
beobachtet wird durch das Verschwinden von Kalifeldspat, Granat und nur
sehr untergeordnet vorkommendem Biotit und durch das reichliche Auf~
treten von Chlorit.
Abbildung der Falten durch neugebildete Mineralien wird öfters beob~
achtet und in den Gneisen, die z.T. - auf einen sedimentären Ursprung
hinweisenden - Graphit enthalten, zeigt der Kalifeklspat manchmal Nei~
gung zu porphyroblastischer Entwicklung. Aber die neugebildeten farblosen
Glimmer sind öfters gebogen, wenn auch weniger als mit der Faltung
übereinstimmen würde. Auch kataklastische Erscheinungen sind verbreitet.
Es ist auffallend dasz in unsren Gesteinsproben von zwei etwa dreissig
Kilometer von einander entfernten Routen die kalifeldspathaltigen Gneise
ungefähr in gleicher Distanz von der Medianzone zum ersten Mal auftreten
untd dasz van dort nach Wesren die Gneise immer Kalifeldspat enthalten 3).
Diese Erscheinungen weisen .a uf einen nach Osten verschwindenden KaJ,i~
zufuhr aus einem tiefliegenden Magma. Dieser Zufuhr fand sta-tt als die
Gesteine schon gefaltet waren aber der Kristallisationshof ist nicht ganz
post~tektonisch denn auch nach ihrer Bildung haben noch Bewegungen
stattgefunclen.
Weil das Alter der kristalHnen Schiefer und ihrer Faltung nicht genau
bekannt ist, müssen wir uns vorläufig mit einer ersten Annäherung begnü~
gen ohne dIe aufeinander folgenden Zustände der Gesteine zeitlich aufteilen
zu können. Bei einer räumlichen Aufteilung zerfällt das Gebiet in der Nähe
der Medianzone in ein westliches Gebiet dasz durch Magmaaufstieg mit
Plutonbildung gekennzeichnet ist und ein östliches Gebiet mit Stoffzufuhr,
1) H. A. BROUWER. Gesteenten van de afdeelingen Loewoe en Paré Paré in J. DE
KONING KNIJFF. Geologische gegevens omtrent gedeelten der afdeelingen Loewoe, Paré
Paré en Boni. Jaarb. Mijnw. Ned. Indië, Verh. 1912, S. 277.
2) E. C. ABENDANON. Geologische en Geographische Doorkruisingen van MiddenCelebes. IV. S. 1391 (1917-18).
3) H. W. V. WILLEMS. Contribution to the petrology of the crystaIIine schists of
Central-Celebes. Dissertation, Amsterdam. (1937).
260
die mit der Entfernung vom Gebiete der Magmaaufstiege abnimmt. Es
fehlen Anhaltspunkte um die Bildung des Kristallisationshofs und die
westIichen Magmaaufstiege zeitIich zu verbinden aber auch für die Front
des Tiefenmagmas in der Nähe der Medianzone scheint diese mehr oder
weniger eine Trennungszone zu sein. wobei die Magmafront im Westen
höher stieg und im Osten zurückblieb.
Räumliche Charakteristik und Entwicklungsstadium des Celebes Orogens
und der indonesische Gebirgstypus.
Die zeitliche Trennung der tektonischen und magmatischen Vorgänge
in Zentral...Celebes kann bis jetzt nur in einer ersten Annäherung gegeben
werden. aber eine räumliche Trennung trUt besonders kl ar hervor. Im Osten
befindet sich ein Gebiet wo grosze Ophiolithmassen eingedrungen sind. die
charakteristisch sind für das Vorbereitungsstadium der geosynklinalen
Gebirge. Im Westen liegt ei.n Gebiet wo im allgemeinen mehr küstennahe
Sedimente abgelagert wurden und wo ein - durch wiederhalte Intrusionen
von hauptsächlich sauren Eruptivgesteinen und rege vulkanische Tätigkeit
gekennzeichnetes - magmatisches Gebirge entstanden ist. Beim Zusam~
menschub während der Gebirgsbildung wurden die Gesteine gefaltet.
wob ei es zu intensiver Verschuppung und Ueberschiebung gekommen ist.
Im westlichen Gebiet mögen die eingedrungenen Plutone allmählich eine
Versteifung der Faltungszone bewirkt haben. Nach der Erstarrung durch
Intrusion und Faltung wurde das Gebiet mehr und mehr durch Bruch~
tektonik in Blöcke zerlegt.
Die in N~S Richtung. quer durch Zentral~Celebes verlaufende mediane
Zone und andre Teile waren noch in jung~tertiärer Zeit vom Meere be~
deckt. Durch die jüngste Heraushebung der Insel wurde der ganze zentrale
Teil als eine grosze Geantiklinale über den Meeresspiegel gehoben.
während die weiter nördlich und südlich besonders im Querschnitt stark
wechselnden Bewegungen in der eigenartigen Farm der Insel mit den vier
durch tiefe Meere getrenten HalbinseIn ihren Ausdruck finden.
Obwohl ein bedeutender Zusammenschub stattgefunden hat. liegen
Hauptzonen des ursprünglichen Sedimentationsgebiets noch im Bauplan
des jetzigen Gebirges mehr oder weniger neben einander. Dadurch
unterscheidet das Gehirge sich auffalleoo von alpinen Gebirgen mit sehr
starker Querschnittsverkürzung. wo nach dem Eindringen der Ophiolite
d'ie Antiklinalzonen als Decken über einander geschoben wurden und der
Aufstieg der jungen Plutone nach der Deckenbildung in der Wurzelzone
stattfand. Die wesdiche Hauptzone des Celebes Orogens hat sich zu
einem magmatischen Gebirge weiter entwickelt und ist deshalb in dieser
Hinsicht den embryonalen Antiklinalzonen der Alpen in den Stadien geringerer Querschnittsverkürzung nicht vergleichbar.
In den durch wiederholte Transgressionen vorwiegend neritischer Fazies
am Rande eines Kontinents gekennzeichneten Entwicklung des andinen
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Gebirges der Kordilleren van Südamerika feh1t die ultrabasische Magma~
förderung. Es zeigt im allgemeinen nur schwache Faltung. Wiederholte
Schollenbewegungen wurden von intensiver Magmatätigkeit mit Pluton~
aufstieg und Oberflächenvulkanismus begleitet.
Neben eiuem andinen magmatischen Gebirgstypus und einem alpinen
Typus mit sehr starker Querschnittsverkürzung kann ein deutlich in Teilen
der Faltungsregion des ostindischen Archipels und auch anderswa ent~
wickelter Typus unterschieden werden, den wir als indonesischen Typus
bezeichnen. Dieser Typus hat sich wie der alpine aus einem Geosynklinal~
stadium mH Schwellen entwickelt. In Phasen des Zusammenschubs fand
mässige, örtlich und zeitlich auch stärkere Querschnittsverkürzung statt
und in Zusammenhang damit zeigt die Entwicklung der Fakungsregion
tektonisch und magmatisch mehr oder weniger räumlich getrennte mehr
andine und mehr alpine T eudenze.
Die genannten Typen sind durch Obergänge verbunden und es gibt
eine sehr grosse Zahl von Variationen in Bezug auf ihre Entwicklung
und ihre Aufschlusstiefe.
Proc. Ned. Akad. v. Wetenseh .. Amsterdam, Vol. XLIV, 1941.
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