Damara Sequenz

6.3.1 Probe RNA16 / Hartelust II, Farm Hartelust, Vaalgras Subgroup Aufschluß und Petrologie

Der Hartelust Ignimbrit erstreckt sich in ENE-WSW Richtung parallel zum Khomas Trog über eine Länge von etwa 240km in geringer Mächtigkeit von 10-30m und wird als Top der Vaalgras Subgroup betrachtet. Das Hangende dieser Einheit ist die Kuiseb Formation mit dem Matchless Member.

Trotz der postmylonitisischen durchgreifenden thermischen Equilibrierung des Gesteins sind im Dünnschliff die Streckungshöfe des Feldspat und der trockenen, wasserarmen porphyrischen Quarzklasten zu erkennen. Ausgewalzte monokristalline Bereiche von Quarz ergeben eine 20- bis 30-fache Längung und zeigen den sehr starken Strain, dem dieser Mylonit ausgesetzt war. Die Feldspäte zeigen graphische Verwachsungen und Mikroklingitter. Fluide sind unregelmäßig verteilt und können in Entmischungstrukturen angereichert sein. Die Muscovite zeichnen die Foliation nach. Es ist überdurchschnittlich viel Erzphase enthalten.

Zirkonmorphologie

Die kurzprismatischen Zirkone sind durchsichtig klar und zeigen rosafarbene unregelmäßige Einschlüsse. Die Kanten sind schwach gerundet und die Oberflächen uneben. Die Prismen werden von Flächen nach {110} dominiert. Die Pyramiden werden durch Flächen nach {111}

gebildet. Das Längen/Breitenverhältnis ist etwa 1/1. Nach PUPIN (1980) entspricht dieses Material den Typen S20, S25 und J5.

Kathodolumineszenz (Fototafel 3)

Die Zirkone enthalten ein Altkorn mit unregelmäßig ausgebildeter Zonierung. Dieser Nucleus wird von konzentrischen Zonierungen umfaßt, welche variierende Richtungen des Wachstums zeigen. Eine postkristalline Oberflächenresorption deutet sich in den die Zonierung durchschlagenden unebenen Kristallflächen an.

U/Pb-Analytik

Die fünf Fraktionen des Hartelust Member (Abb. 6-24) ergeben ein oberes Schnittpunktalter von 1425+290-256Ma und einen unteren Schnittpunkt von 599+12-20Ma bei einem MSWD von 2,3. Da die Analyse 449 nicht dem Trend der ²⁰⁶Pb/²³⁸U-, ²⁰⁷Pb/²³⁸U- und ²⁰⁷Pb/²⁰⁶ Pb-Alter entspricht und die geringste Korrelation aufweist, wird diese Probe von der Iteration ausgeschlossen, was einen o.S. von 1632+350-306Ma und einem u.S. von 609+8-15Ma erzeugt bei einem nahezu halbierten MSWD von 1,25. Eine weitere Diskriminierung der Fraktion 448 auf Grund des hohen gewöhnlichen Bleianteils von 18% und dem zum Durchschnitt halb so hohen Urangehalt, führt weder zu einer signifikanten Verringerung des Fehlers und der Schnittpunktalter noch des MSWD. Die Urangehalte variieren von 180ppm der größten Fraktion bis zu 370ppm der kleineren Fraktionen. Der Anteil des gewöhnlichen Bleis liegt bei den kleineren Korngrößen der Fraktionen 450-452 mit 4-6% deutlich niedriger als bei den Fraktionen 448 und 449 (11 und 18%). Für die drei kleinsten Fraktionen 450-452 wird eine umfassende Neueinstellung der Isotopie im Bereich von 609Ma angenommen, während bei den größeren Fraktionen (448 und 449) die großen common lead Anteile nicht durch die Überprägung abgeführt wurden, was durch die wesentlich geringeren Korrelationskoeffizienten und größeren Fehlerellipsen in Abb. 6-24 deutlich wird.

51$DOOH)UDNWLRQHQ

06:' RKQH)UDNWLRQ 06:'

—P—P

—P—P

—P

3E8

3E8

0D

0D

Abb. 6-24: WETHERILL-Diagramm der Probe Hartelust II, Farm Hartelust, Top Vaalgras Subgroup

6.3.2 Diskussion der Zirkonmorphologie

Die Zirkone dieser Sequenz sind farblos bis stark metamikt. Durch den kurzprismatischen Habitus erreichen die L/B-Verhältnisse keine Werte >2. Die Prismen werden von Flächen nach {110} gebildet. Die Pyramiden werden durch Flächen nach {111} aufgespannt.

Die Kantenrundung durch Korrosionsvorgänge ist bei der Hartelust Probe wenig ausgeprägt.

Eine unebene Oberfläche ist ein Anzeichen für postkristalline Resorptionsvorgänge.

Eine Entstehung der Hartelust Einheit als Rhyolith ist nach Definition von SPEER (1980) ist ausgeschlossen, da das L/B Verhältnis zu klein ist.

Nach PUPIN (1980; Abb. 6-25) entsprechen die Zirkonen den Typen S20, S 25, J5 und J4.

Die Bildungstemperatur liegt bei etwa 800-900°C in einem schwächer alkalischen Milieu als in der Sinclair Sequenz.

Nach der Darstellung der Zirkonmorphologien in Abb. 6-26 sind die Zirkone der Rehoboth Sequenz eindeutig von der jüngeren Sinclair Sequenz und dem Hartelust Rhyolithen abzugrenzen. Während die Zirkonmorphologien der Rehoboth Sequenz kalkalkalischen Graniten entsprechen, können für die jüngeren Zirkone Bildungsmilieus in anorogenen Komplexen wie Bereichen von Platten-Spreading und interkontinentale Riftzonen postuliert werden (PUPIN, 1980).

(211) (101)<<(211) (10 1) < (2 11) (10 1)=(211) (10 1)>(211) (10 1)>>(211 ) (101) (301)

Abb. 6-25: Klassifikationsdiagramm für Zirkone der Damara Sequenz nach PUPIN (1980)

100

100 200 300 400 500 600 700 800

1

2: (sub)autochthone Monzogranite/Granodiorit 3: intrusive aluminöse Monzogranite/Granodiorite 4: Granitoide kalkalkaliner Serien

5: Granitoide subalkaliner Serien (Mantelherkunft) 6: Granitoide alkaliner Serien

7: Granitoide tholeiitischer Serien

6

7

Rehoboth

Sinclair

Hartelust Rhyolith/Damara-Sequenz

Abb. 6-26: Typologische Entwicklungstrends der Rehoboth, Sinclair und Damara Sequenz nach PUPIN (1980); Ordinate stellt den Temperaturindex in °C dar, Abszisse den Alkalinitätsindex

6.3.3 Diskussion der U/Pb-Analytik

Abb. 6-27 zeigt die Daten aus dem Hartelust Member.

0 0.5 1 1.5 2

100 150 200 250 300 350 400

U (ppm)

207Pb*/235U

+DUWHOXVW,,

Abb. 6-27: Darstellung der Zirkonanalysen im ²⁰⁷Pb*/²³⁵U vs. U Diagramm, Hartelust Member

Die Lage der Datenpunkte des Hartelust II zeigen keinen Zusammenhang von Diskordanz mit dem Uran Gehalt. Dies ist auch nicht zu erwarten, da von einer Neueinstellung des U/Pb-Systems ausgegangen werden muß. In diesem Fall sind aber die erheblichen Unterschiede der Uran Gehalte von 180-370ppm nicht zu interpretieren.

0 0.5 1 1.5 2

0 5 10

Pb gew. (ppm)

207Pb*/235U +DUWHOXVW,,

Abb. 6-28: Darstellung der Zirkonanalysen im ²⁰⁷Pb*/²³⁵U vs. Pb _gew. Diagramm, Hartelust Member

Die Diskordanzen des Hartelust II (Abb. 6-28) sind sich sehr ähnlich und streuen in einem engen Bereich des gewöhnlichen Blei mit geringen Gehalten von 1-5 ppm.

0 50 100 150 200 250 300 350 400

0 5 10

Pb gew. (ppm)

U (ppm)

+DUWHOXVW,,

Abb. 6-29: Darstellung der Zirkonanalysen im U vs. Pb _gew. Diagramm, Hartelust Member

In Abb. 6-29 zeigt sich eindeutig die negative Korrelation von sinkendem Uran Gehalt bei zunehmendem Gehalt von gewöhnlichem Blei. Dies wird, wie oben bereits ausgeführt, nach BECKER (1995) auf die Austragung von Uran durch die vom Uran selbstinitiierten Kristallgitterstörungen durch radioaktiven Zerfall zurückgeführt. Das gewöhnliche Blei ist an Schwächezonen in den Zirkon eingedrungen und scheint gegenüber der Austragung resistenter zu sein. Sehr deutlich wird dies auch von den Proben des Hartelust I dargestellt, welche zwar einen erheblichen Anteil an gewöhnlichem Blei beinhalten jedoch im Uran-Gehalt nur Werte von 0,6-1,3ppm aufweisen.

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Abb. 6-30: Ergebnisse der U/Pb-Datierungen und Darstellung der Probenlokationen der Rb/Sr und Sm/Nd Proben

6.4 Berechnung der Discordia im dreidimensionalen Raum nach WENDT

Im Dokument Eine Milliarde Jahre geologischer Entwicklung am NW-Rand des Kalahari Kratons (Seite 67-71)