Petrographische Kartierung von archaischen Gesteinen im Gebel

Petrographische Kartierung von archaischen Gesteinen im Gebel
Uweinat Basement, SW-Ägypten
STEFAN BREDEMEYER
Kartierung: 85 Seiten
Kurzfassung:
Es wurden archaische Gesteine kartiert, die während der eburnischen Orogenese einer granulitfaziellen Metamorphose ausgesetzt waren. Die Paragenese Grt-Cpx-Qtz in enderbitischen
Gneisen und die Paragenese Opx-Sil-Grt in metapelitischen Gneisen sind Belege für hochtemperierte Bedingungen während der Metamorphose in der Mitteldruck-Granulitfazies. Anhand der vorliegenden Reaktionstexturen lassen sich für die metapelitischen Gneise peakmetamorphe Bedingungen im Ultrahochtemperatur-Bereich mit Temperaturen von über 900°C bei
einem Druck oberhalb von 8.5 kbar abschätzen.
Für das Uweinat Basement wurde folgende lithostratigraphische Abfolge erstellt:
tertiäre bis rezente Sanddecke
paläo- und mesozoische Sedimente
Dykes
charnockitischer & enderbitischer Gneis
Marmor + Kalksilikat & Metapelit & Banded Iron Formation (BIF) & Fuchsit-Quarzit
Metabasit
Ultramafitit
charnockitischer & enderbitischer Gneis
Es konnten drei Deformationsphasen nachgewiesen werden, von denen zwei im Kartiergebiet aufgeschlossen sind:
D1: NNE-SSW-streichende, liegende Isoklinalfalten, die später durch D2 steilgestellt
und verdreht wurden
D2: NE-SW-streichende, enge bis offene, großräumige Falten
D3: NNW-SSE-streichende, offene Falten, die aus einer Überfaltung von D2Strukturen resultieren, sowie kataklastische Deformation.
Nur im südlichen, durch D2 deformierten Teil des Kartiergebietes (BIF-Hügel, BIF-Rücken,
südlicher Hakenberg) steht direkt über dem Fuchsit-Quarzit magnetitreiches BIF an. Im nördlichen, durch D3 überprägten Teil des Kartiergebietes (Großfalte, Zwischenberg) ist das BIF
weniger magnetithaltig. Im Allgemeinen ist das BIF im Kartiergebiet nicht so regelmäßig gebändert, wie an anderen D2-Lokalitäten im Uweinat Gebiet (z.B. K-6).
Petrologie von granulitfaziellen Metapeliten aus Gebel Uweinat,
SW-Ägypten: Eburnische Ultra-Hochtemperatur-Metamorphose
des archaischen Grundgebirges
STEFAN BREDEMEYER
Laborarbeit: 66 Seiten
Kurzfassung:
Die metamorphe Entwicklung des granulitfaziellen Grundgebirges bei Gebel Uweinat kann
durch einen sogenannten clockwise P-T-Pfad beschrieben werden. Über die prograde P-TEntwicklung ist nicht viel bekannt, außer, dass Disthenrelikte in einem Fuchsit-Quarzit gefunden wurden, was die Vermutung zulässt, dass die Gesteine sich zu Beginn der prograden
Metamorphose im Stabilitätsfeld von Disthen befunden haben. Im östlichen Teil des eburnisch überprägten Gebel Uweinat Basements wurden erstmals granulitische Metapelite mit
der prograden Mineralparagenese Opx-Sil-Grt-Qtz gefunden, die neben Sapphirin und Spinell außerdem Cordierit, Biotit und Kalifeldspat als spät gebildete Mineralphasen enthalten.
Von Sapphiringesteinen ähnlicher Zusammensetzung wurden aus dem Gebiet Sonapahar
in Indien berichtet. Die Entstehung dieser Sapphiringneise beruhen auf der partiellen(!) Aufschmelzung (75-85 %) von pelitischen Schiefern mit ursprünglich durchschnittlicher Zusammensetzung. Nach der Abfuhr von Fe-Si-reichen granitischen Schmelzen sind die Sapphiringneise als Mg-Al-reiche Restite zurückgeblieben. Da in pelitischen und basischen Gneisen
von Uweinat ebenfalls Anzeichen für ein partielles Aufschmelzen der Kruste nachgewiesen
werden konnten (Leukosome und hornblende-dehydration-melting), scheint diese Interpretation auch auf die Metapelite von Uweinat zuzutreffen. Die Metamorphosebedingungen, die
zur Bildung der Opx-Sil-Grt-Qtz-Metapelite geführt haben, wurden durch Druck- und Temperaturabschätzungen mit verschiedenen Geothermo- und barometern ermittelt. Der Orthopyroxen in den Metapeliten zeigt hohe Al2O3-Gehalte (bis 8,2 wt%), die auf hohe Metamorphosetemperaturen zurückzuführen sind. Für die Mineralparagenese Opx-Sil-Grt-Qtz lassen sich
bei einem Al2O3-Gehalt von 8,2 wt.% in Orthopyroxen Drücke oberhalb von 10 kbar und
Temperaturen zwischen 950°C und 1050°C ableiten.
Die abgeleiteten extrem hohen Temperaturen von 950-1000°C in einer Krustentiefe von
30-35 km erfordern magmatische Intrusionen zur Zeit der Metamorphose als Wärmequelle.
Solche Intrusionen sind aber bisher noch nicht im Gebiet von Gebel Uweinat datiert worden.
Da die Gesteine zur Zeit der höchsten Metamorphose-Temperaturen um einige km herausgehoben wurden, war die Kruste offensichtlich durch die magmatischen Intrusion und/oder
tektonischen Vorgänge verdickt und daher nicht im isostatischen Gleichgewicht mit dem unterliegenden Mantel. Folglich wurde die Kruste um einige km herausgehoben und erodiert.
Die Krustenverdickung in Verbindung mit den extremen Metamorphose-Temperaturen sprechen also dafür, dass die archaische Kruste von Gebel Uweinat durchgreifend von der eburnischen Orogenese überprägt wurde.