Nordamerika und Grönlan

Als eines der potentielle Liefergebiete fü die Sedimente im Arktischen Ozean gel- ten die teilweise auch heute noch vergletscherten Regionen des Kanadischen Ark- tischen Archipels sowie N-Grönland (z.B. Darby et al. 1989, Bischof et al. 1996). Im Kanadischen Arktischen Archipel könne anhand tektonischer und stratigraphi- scher Zuordnungen vier geologische Hauptprovinzen ausgehalten werden (Abb.

32). Das ältest Material bildet das Kanadische Schild mit kristallinen Gesteinen und proterozoischen Sediment- und sedimentär-vulkanogene Gesteinen (Abb.

32). Die meisten Vorkommen liegen im südliche Teil des Archipels (Thule Ba- sin~W-Grönland N- u. W.-Baffin Island, Minto ArchIVictoria Island).

Abb. 32: Geologische Provinzen des Kanadischen Arktischen Archipels und N- Grönland (nach: Trittin 1991 b; Bischof et al, 1996, persl. Mittig. 1995).

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Am Rand des Kanadisch-Grönländisch Schildes könne die Sedimente der in- neren Plattform und der ehemaligen Schelfregion (hauptsächlic Karbonatge- steine) von den Gesteinen des sogenannten "Franklinian Mobile Belts" unterschie- den werden, der das komplette Gesteinsinventar eines ehemaligen geöffnete Ozeans enthäl (Kambrium bis Mittleres Devon). Währen die Karbonatgesteine in ihrem weiträumigste Vorkommen auf Victoria Island, King Williams Island und an-

Abb. 33; Karte der nordamerikanischen und der östliche russischen Gebiete der Arktis und Mineralvergesellschaftungen ausgewählte Liefergebiete. Die Mineral- anteile werden in den Summendiagrammen im Uhrzeigersinn in der Reihenfolge Quarz, Feldspat, Karbonat, Tonminerale, Pyroxen, Epidoth, Evaporite dargestellt.

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4. Mineralveraesellschaftungen potentieller Liefergebiete grenzendem Kanadischen Festland zu große Teilen dolomitisiert sind, enthalten die Einheiten auf Ellesmere Island und N-Grönlan eine größe Vielfalt an Karbo- nat- (flach-marin bis Bioherm) und Evaporitgesteinen (bis zu Halit, meistens aber als Anhydrit verwittert) im Wechsel mit klastischen Sedimenten (Transgression-/

Regressionszyklen). Die Evaporite sind an einigen Stellen auf der westlichen und südliche Ellesmere Island und auf Devon Island aufgeschlossen und sorgen im Untergrund fü Salztektonik.Die glazigenen Ablagerungen von N-Grönland Elles- mere, Victoria und Banks Island und Oberflächensediment aus dem Kanada-Bek- ken spiegeln direkt die Mineralvergesellschaftungen der benachbart anstehenden Gesteinen wider (Abb. 33). Die Geschiebemergel auf Victoria und Banks Island enthalten groß Mengen an Karbonatmineralen, insbesondere Dolomit (Abb. 33:

VH81060; VH75074). Sie stammen von den ausgedehnten paläozoische Platt- formkarbonaten (Abb. 32), die die Rände des Kanadischen Schildes bedecken.

Ausgedehnte Untersuchungen an glazigenen Sedimenten der westlichen Victoria Island ergaben Karbonatgehalte bis 81 % (Nixon 1988). Die Karbonate dienen in paläozeanographische Rekonstruktionen fü das Amerasische Becken als deutli- cher Hinweis fü den Transport mit Eisbergen und Meereis aus dem Kanadischen Arktischen Archipel in den Arktischen Ozean (2.B. Clark et al. 1980; Darby et al.

1989; Bischof et al. 1996; Grantz et al. 1996).

Abb. 34: Geologische Karte mit der Aufgliederung der Gesteine der Franklinian Becken Sequenz in N-Grönlan (aus: Higgins et al. 1991).

Währen des Devons wurde der Schelf von Quarz-reichen klastischen Sedimenten überschütte die heute auf Bathurst und Melville Island aufgeschlossen sind. Da- nach setzte eine Deformation im Zuge der Ellesmere Orogenese ein (oberes De-

von-unteres Karbon). Es folgt die Ablagerung von Schwarzschiefern, Kieselschie- fern, Rotschiefer mit Caliche, Kaolinit-reicher Schiefer und Kohle als Ausdruck einer typischen orogenen Entwicklung unter tropischen, subtropischen und späte humi- den Klimabedingungen (Embry 1991). In N-Grönlan werden diese Sedimente währen des Devons deformiert. Nach Norden hin nimmt die Deformation zu und erreicht die untere Amphibolfazies, d.h. die Gesteine sind hier völli umkristallisiert.

Die vulkanisch-sedimentär Zone auf Ellesmere und Axel Heiberg Island enthäl einige hundert Meter mächtig silurische Vulkanite, z.B. basaltische Andesite und subalkaline Basalte in Sills und Tuffen, die typisch fü eine Subduktionszone sind (Trettin et al. 1991). Das Pearya Terrane enthäl Sedimente und Vulkanite aus ei- nem an das Kanadisch-Grönländisc Schild angeschweißte Krustenstuck, das stark metamorphisierte, vermutlich auch ozeanische Kruste aus einer Region nörd lich des "Franklian Mobile Belts" beinhaltet (Abb. 31, 32, 34; N-Ellesmere Island;

mittel-proterozoisch bis oberes Silur; Granite, Gneise und mafisch-ultramafische Gesteine in Grünschieferfazies)

Glazigene Sedimente in diesen Regionen enthalten erhöht Anteile an Glimmern zusammen mit Chlorit und Mineralen aus metamorphen Gesteinen wie Zeolith, Granat, Epidot, Amphibol und Pyroxen (Abb. 33: Proben EI-E81 Ellesmere Is., Pro- ben 22*1 N-Grönland) Dazu kommen typische Minerale fü basische Magmatite wie Klinopyroxen, Olivin und Hämati (Probe E5). Oberflächensediment auf dem Elles- mere Island vorgelagerten Alpha-Rücke weisen einen erhöhte Anteil an Chlorit in der Tonfraktion auf (Clark et al. 1980). Nach Bischof et al. (1996) und Darby & Bi- schof (1996) könne eistransportierte Materialien aus diesen Gesteinen in Sedi- menten des Amerasischen Beckens festgestellt werden und somit an der pa- läozeanographische Rekonstruktion mitwirken.

Als nächst Einheit folgt die mehrere 1000 m mächtige Füllun des Sverdrup Beckens (Abb. 32). Sie besteht fast vollständi aus klastischen Folgen von Silt- und Tonsteinen, denen auch Kohlen und Gesteine mit Pflanzenresten zwischenge- schaltet sind (Embry 1991). In der initialen Phase des Sverdrup Beckens (Unteres Karbon bis Perm) wurden Evaporite, Rotschiefer und Schiefer abgelagert, die heute auf NW-Ellesmere und Axel Heiberg Island aufgeschlossen sind. Fü eine Krusten- dehnung typische Vulkanite sind ebenfalls auf Axel Heiberg und NW-Ellesmere Is- land zu finden. Im Perm sind außerde Karbonate, Kieselschiefer und glaukoniti- sehe Gesteine entstanden. Glaukonitische Sandsteine treten wiederholt an der Diskordanz zwischen zwei Transgrssionsl Regressions-Zyklen auf (Trias bis Kreide). In kretazischen Silt- und Tonsteinen kommen meterdicke Bentonitschich- ten vor (Nufiez-Beletu et al. 1994). Die Füllun des Sverdrup Beckens wird im Eo- zä beendet (Miall 1991). Sedimente aus dieser Region enthalten erhöht Anteile an Quarz, Feldspat und Phyllosilikaten (Abb. 33: Proben 86200-18, 87027-28). Die Tonmineralvergesellschaftung verzeichnet erhöht Kaolinit- und Smektitgehalte (Dalrymple & Maass 1987).

Der Wechsel zwischen Silikat-reichen und Karbonat-reichen Sedimenten am be- nachbarten Alpha-Rücke gilt als Hinweis auf die klimaabhängige Veränderun gen in der Vergletscherung des Kanadischen Arktischen Archipels (Dalrymple &

Maass 1987; Bischof et al. 1996; siehe Kap. 7.2.3).

In der unteren Kreide macht sich die beginnende 0ffnung des Amerasischen Bek- kens mit der Intrusion von basaltischen Gänge bemerkbar, die heute auf der nörd lichen Axel Heiberg und vereinzelt auf Ellesmere und Island N-Grönlan aufge-

schlossen sind (Soper & Higgins 1991). Das Vorkommen von Siderit (Abb. 33: Pro- be 223228) steht möglicherweis im Zusammenhang mit spätkreidezeitliche Gän gen. Im Folgenden ist das Kanadische Arktische Archipel hauptsächlic Erosions- gebiet. Im Norden lagert sich die aus schwach zementierten Konglomeraten und Sandsteinen bestehende Miozän Beaufort Formation ab, die den siliziklastischen Schutt des Erosionsgebietes enthäl (Abb. 32). Diese Sedimente sind extrem Quarz-reich (Abb. 33: Proben VH83014, VH85045). Da auch im Hinterland der

"Northern Territories" silikat-reiche mesozoische Sedimente vorkommen, wird die gesamte Region von Quarz-, Feldspat- und Phyllosilikat-reichen Mineralvergesell- schaftungen dominiert. Sie stellt das meiste Ausgangsmaterial fü den Beaufort- Schelf und damit fü die Turbitide im Amerasischen Becken @.B. Goldstein 1983;

Grantz et al. 1996).

Im späte Tertiä bis frühe Quartä setzt die Vergletscherung des Archipels ein (Hodgson 1991). Die wenig verfestigten und zementierten Gesteine des Sverdrup Beckens verwittern zu Sand, Silt und Tonen, währen die beständigere Gesteine des "Franklian Mobile Belts" und der Arktischen Plattform wesentlich gröbere Schutt produzieren,

Die hier untersuchten Oberflächensediment des Amerasischen Beckens liegen nicht im Einflußbereic der Turbiditsedimentation im zentralen Kanada-Becken, die vom Sedimenteintrag des MacKenzies gesteuert wird (Campbell & Clark 1977;

Goldstein 1983). Daher geben sie hauptsächlic den Eintrag von eistransportiertem Material aus Meereis und Eisbergen wieder (Clark & Hanson 1983; Goldstein 1983). Das Sediment der Ellesmere Island am nächste liegende Probenposition FL545 zeigt einen geringen Gehalt an Pyroxenen und verringerte Karbonatgehalte.

Die übrige ausgewählte Oberflächensediment enthalten ein untereinander wenig unterschiedliches Gemisch von Quarz, Feldspäten Karbonaten (höchste Gehalt an der Chukchi-Schwelle) und Tonmineralen (Abb. 33).