Sedimentologie, Lithofazies und Petographie der Etjo-Formation an der Typuslokalität Mt. Etjo sowie am Gamsberg Namibia
©2002
Diplomarbeit
95 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Sedimentologie, Lithofazies und Petrographie der Etjo-Formation in Zentral-Namibia sollen in der vorliegenden Arbeit dokumentiert werden. An der Typuslokalität der Etjo-Formation, dem Mt. Etjo sowie am Gamsberg wurden zu diesem Zweck jeweils zwei sedimentologische Profile aufgenommen. Gleichzeitig wurden Proben für nachfolgende Laboruntersuchungen gewonnen.
Am Mt. Etjo wird die unterjurassische Etjo-Formation von der triassischen Omingonde-Formation unterlagert. Allerdings ist am Mt. Etjo der Kontakt beider Formationen von mächtigem Blockschutt verdeckt, d.h. nicht aufgeschlossen. Am Gamsberg überlagert die Etjo-Formation etwa 1,1 - 1,2 Ga alte Granite der Gamsberg-Granit-Suite (Sinclair Sequenz). Beide Profile bestehen nahezu ausschließlich aus kompositionell und strukturell reifen Fein- bis Mittelsandsteinen, die zum größten Teil fluvio-äolisch sedimentiert wurden.
Am Mt. Etjo wie auch am Gamsberg dominieren großdimensional schräggeschichtete Sandsteine, welche Ablagerungen von Dünen darstellen, die Abfolge. Die Schichtenfolge beinhaltet vier weitere Lithofaziestypen, denen ein äolischer Ablagerungsmechanismus zugrunde gelegt werden kann. Im Profil G-1 am Gamsberg sind aber auch Hinweise für eine fluviatile Sedimentation zu finden. Beide Abfolgen bestehen demnach aus rein terrestrischen Ablagerungen, die in einem ariden bis semi-ariden Milieu sedimentiert wurden.
Die Petrographie der Sandsteine wurde mittels Dünnschliff-Mikroskopie untersucht. Die Mehrzahl der Sandsteine sind als Quarzarenite (im Sinne der Klassifikation von FOLK, 1974) zu bezeichnen. Eine Ausnahme bilden die klastenführenden Sandsteine an der Basis der Abfolge am Gamsberg; sie sind als Sublitharenite bzw. Litharenite zu bezeichnen. Der Hauptbestandteil aller Sandsteine sind monokristalline Quarze. Daneben treten vor allem Feldspat und Gesteinsfragmente als weitere Komponenten auf. Als Zement liegt stets Quarz in Form von Anwachssäumen auf detritischen Quarz-Körnern (quartz overgrowth) vor. Die Sandsteine vom Gamsberg besitzen einen höheren Zementationsgrad, eine etwas höhere strukturelle, aber eine leicht geringere kompositionelle Reife als die Sandsteine vom Mt. Etjo.
An den Sandsteinen der Etjo-Formation vom Mt. Etjo und vom Gamsberg wurde außerdem der Anteil der nutzbaren Porosität mittels der Tetrachlorkohlenstoff-Methode bestimmt. Die Sandsteine am Mt. Etjo besitzen demnach eine nutzbare Porosität von 6,6 - 13,3 Vol.-%. Am Gamsberg ergaben […]
Sedimentologie, Lithofazies und Petrographie der Etjo-Formation in Zentral-Namibia sollen in der vorliegenden Arbeit dokumentiert werden. An der Typuslokalität der Etjo-Formation, dem Mt. Etjo sowie am Gamsberg wurden zu diesem Zweck jeweils zwei sedimentologische Profile aufgenommen. Gleichzeitig wurden Proben für nachfolgende Laboruntersuchungen gewonnen.
Am Mt. Etjo wird die unterjurassische Etjo-Formation von der triassischen Omingonde-Formation unterlagert. Allerdings ist am Mt. Etjo der Kontakt beider Formationen von mächtigem Blockschutt verdeckt, d.h. nicht aufgeschlossen. Am Gamsberg überlagert die Etjo-Formation etwa 1,1 - 1,2 Ga alte Granite der Gamsberg-Granit-Suite (Sinclair Sequenz). Beide Profile bestehen nahezu ausschließlich aus kompositionell und strukturell reifen Fein- bis Mittelsandsteinen, die zum größten Teil fluvio-äolisch sedimentiert wurden.
Am Mt. Etjo wie auch am Gamsberg dominieren großdimensional schräggeschichtete Sandsteine, welche Ablagerungen von Dünen darstellen, die Abfolge. Die Schichtenfolge beinhaltet vier weitere Lithofaziestypen, denen ein äolischer Ablagerungsmechanismus zugrunde gelegt werden kann. Im Profil G-1 am Gamsberg sind aber auch Hinweise für eine fluviatile Sedimentation zu finden. Beide Abfolgen bestehen demnach aus rein terrestrischen Ablagerungen, die in einem ariden bis semi-ariden Milieu sedimentiert wurden.
Die Petrographie der Sandsteine wurde mittels Dünnschliff-Mikroskopie untersucht. Die Mehrzahl der Sandsteine sind als Quarzarenite (im Sinne der Klassifikation von FOLK, 1974) zu bezeichnen. Eine Ausnahme bilden die klastenführenden Sandsteine an der Basis der Abfolge am Gamsberg; sie sind als Sublitharenite bzw. Litharenite zu bezeichnen. Der Hauptbestandteil aller Sandsteine sind monokristalline Quarze. Daneben treten vor allem Feldspat und Gesteinsfragmente als weitere Komponenten auf. Als Zement liegt stets Quarz in Form von Anwachssäumen auf detritischen Quarz-Körnern (quartz overgrowth) vor. Die Sandsteine vom Gamsberg besitzen einen höheren Zementationsgrad, eine etwas höhere strukturelle, aber eine leicht geringere kompositionelle Reife als die Sandsteine vom Mt. Etjo.
An den Sandsteinen der Etjo-Formation vom Mt. Etjo und vom Gamsberg wurde außerdem der Anteil der nutzbaren Porosität mittels der Tetrachlorkohlenstoff-Methode bestimmt. Die Sandsteine am Mt. Etjo besitzen demnach eine nutzbare Porosität von 6,6 - 13,3 Vol.-%. Am Gamsberg ergaben […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 5422
Jooß, Wilfried: Sedimentologie, Lithofazies und Petographie der Etjo-Formation an der
Typuslokalität Mt. Etjo sowie am Gamsberg Namibia / Wilfried Jooß -
Hamburg: Diplomica GmbH, 2002
Zugl.: Würzburg, Universität, Diplomarbeit, 2002
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Kurzfassung
2
Sedimentologie, Lithofazies und Petrographie
der Etjo-Formation an der Typuslokalität Mt. Etjo
sowie am Gamsberg, Namibia.
W
ILFRIED
J
OO
ß
J
OO
ß
, W. (2002): Sedimentologie, Lithofazies und Petrographie der Etjo-Formation an der Typuslokalität Mt.
Etjo sowie am Gamsberg, Namibia. - Diplomarbeit, Inst. für Geol., Univ. Würzburg: 93 S., 30 Abb., 4 Tab.,
1 Taf., 4 Säulenprofile; Würzburg.
Kurzfassung
Sedimentologie, Lithofazies und Petrographie der Etjo-Formation in Zentral-Namibia
sollen in der vorliegenden Arbeit dokumentiert werden. An der Typuslokalität der Etjo-
Formation, dem Mt. Etjo sowie am Gamsberg wurden zu diesem Zweck jeweils zwei
sedimentologische Profile aufgenommen. Gleichzeitig wurden Proben für nachfolgende
Laboruntersuchungen gewonnen.
Am Mt. Etjo wird die unterjurassische Etjo-Formation von der triassischen
Omingonde-Formation unterlagert. Allerdings ist am Mt. Etjo der Kontakt beider
Formationen von mächtigem Blockschutt verdeckt, d.h. nicht aufgeschlossen. Am Gamsberg
überlagert die Etjo-Formation etwa 1,1 - 1,2 Ga alte Granite der Gamsberg-Granit-Suite
(Sinclair Sequenz). Beide Profile bestehen nahezu ausschließlich aus kompositionell und
strukturell reifen Fein- bis Mittelsandsteinen, die zum größten Teil fluvio-äolisch sedimentiert
wurden.
Am Mt. Etjo wie auch am Gamsberg dominieren großdimensional schräggeschichtete
Sandsteine, welche Ablagerungen von Dünen darstellen, die Abfolge. Die Schichtenfolge
beinhaltet vier weitere Lithofaziestypen, denen ein äolischer Ablagerungsmechanismus
zugrunde gelegt werden kann. Im Profil G-1 am Gamsberg sind aber auch Hinweise für eine
fluviatile Sedimentation zu finden. Beide Abfolgen bestehen demnach aus rein terrestrischen
Ablagerungen, die in einem ariden bis semi-ariden Milieu sedimentiert wurden.
Kurzfassung
3
Die Petrographie der Sandsteine wurde mittels Dünnschliff-Mikroskopie untersucht.
Die Mehrzahl der Sandsteine sind als Quarzarenite (im Sinne der Klassifikation von F
OLK
,
1974) zu bezeichnen. Eine Ausnahme bilden die klastenführenden Sandsteine an der Basis der
Abfolge am Gamsberg; sie sind als Sublitharenite bzw. Litharenite zu bezeichnen. Der
Hauptbestandteil aller Sandsteine sind monokristalline Quarze. Daneben treten vor allem
Feldspat und Gesteinsfragmente als weitere Komponenten auf. Als Zement liegt stets Quarz
in Form von Anwachssäumen auf detritischen Quarz-Körnern (quartz overgrowth) vor. Die
Sandsteine vom Gamsberg besitzen einen höheren Zementationsgrad, eine etwas höhere
strukturelle, aber eine leicht geringere kompositionelle Reife als die Sandsteine vom Mt. Etjo.
An den Sandsteinen der Etjo-Formation vom Mt. Etjo und vom Gamsberg wurde
außerdem der Anteil der nutzbaren Porosität mittels der Tetrachlorkohlenstoff-Methode
bestimmt. Die Sandsteine am Mt. Etjo besitzen demnach eine nutzbare Porosität von 6,6 -
13,3 Vol.-%. Am Gamsberg ergaben die Messungen einen Anteil am Gesamtgestein von 2,2 -
6,7 Vol.-%.
Inhaltsverzeichnis
4
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung ... 2
Inhaltsverzeichnis ... 4
1
Einleitung... 6
1.1
Aufgabenstellung und Ziele der Arbeit... 6
1.2
Geographischer Überblick ... 7
1.3
Geologischer Überblick ... 9
1.4
Stratigraphie, Alter und Verbreitung der Etjo-Formation... 17
1.5
Das Ablagerungsmilieu der Etjo-Formation... 20
2
Die Etjo-Formation am Mt. Etjo & am Gamsberg... 22
2.1
Allgemeines ... 22
2.2
Profile am Mt. Etjo ... 28
2.2.1
Kontakt zur Omingonde-Formation ... 31
2.2.2
Spurenfossilien am Mt. Etjo ... 31
2.3
Profile am Gamsberg ... 32
2.3.1
Konkretionäre Bildungen in den Sandsteinen am Gamsberg ... 33
2.3.2
Sediment-gefüllte Spalten am Gamsberg ... 36
2.3.3
Ablagerungen auf dem Plateau des Gamsbergs... 38
2.4
Paläotransportrichtungen ... 39
3
Lithofaziesanalyse... 41
3.1
Allgemeines ... 41
3.2
Lithofaziestypen... 41
3.2.1
Lithofaziestypen am Mt. Etjo ... 41
3.2.1.1
Großdimensional schräggeschichtete Fein- bis Mittelsandsteine (Sgs) ... 43
3.2.1.2
Horizontalgeschichtete Fein- bis Mittelsandsteine (Sh)... 46
3.2.1.3
Massige Fein- bis Mittelsandsteine (Sm) ... 47
3.2.1.4
Fein- bis Mittelsandsteine mit Wickelschichtung (Sw) ... 48
3.2.1.5
Vergleich mit weiteren Etjo-Vorkommen
in der Waterberg-Erongo-Region ... 50
3.2.2
Lithofaziestypen am Gamsberg ... 51
3.2.2.1
Klastenführende, ungeschichtete Sandsteine (kSx)... 52
3.2.2.2
Großdimensional schräggeschichtete Fein- bis Mittelsandsteine (Sgs) ... 55
3.2.2.3
Horizontalgeschichtete Fein- bis Mittelsandsteine (Sh)... 56
3.2.2.4
Mittelsandsteine mit trogförmiger Schrägschichtung (Sts)... 57
3.2.2.5
Fein- bis Mittelsandsteine mit Wickelschichtung (Sw) ... 58
3.2.2.6
Vergleich mit Etjo-Vorkommen in der Waterberg-Erongo-Region... 59
Inhaltsverzeichnis
5
4
Sandsteinpetrographie... 60
4.1
Allgemeines ... 60
4.2
Methodik... 60
4.3
Dünnschliff-Analyse... 62
4.3.1
Mt. Etjo... 62
4.3.1.1
Allgemeines... 62
4.3.1.2
Dünnschliff-Beschreibung... 62
4.3.1.3
Interpretation ... 65
4.3.1.4
Unterschiede zwischen den Lithofaziestypen ... 66
4.3.2
Gamsberg... 67
4.3.2.1
Allgemeines... 67
4.3.2.2
Dünnschliff-Beschreibung... 67
4.3.2.3
Interpretation ... 70
4.3.2.4
Unterschiede zwischen den Lithofaziestypen ... 71
4.3.2.5
Sublitharenite / Litharenite... 71
4.3.3
Vergleich Mt. Etjo / Gamsberg... 72
5
Porositätsmessungen... 75
5.1
Allgemeines ... 75
5.2
Methodik... 75
5.3
Mt. Etjo ... 77
5.4
Gamsberg ... 78
5.5
Vergleich Mt. Etjo / Gamsberg... 79
5.6
Waterberg... 79
6
Zusammenfassung ... 81
7
Danksagung ... 85
8
Literaturverzeichnis ... 87
Anhang... 91
Verzeichnis der Proben... 91
1 Einleitung
6
1 Einleitung
Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen des Graduiertenkollegs
,,Geowissenschaftliche Gemeinschaftsforschung in Afrika" der Julius-Maximilians-
Universität Würzburg. Geologische Untersuchungen fanden an der Typuslokalität der Etjo-
Formation am Mt. Etjo sowie am Gamsberg statt.
1.1 Aufgabenstellung und Ziele der Arbeit
Die vorliegende Diplomarbeit hatte die lithofazielle und petrographische
Charakterisierung der Etjo-Formation Namibias an ihrer Typuslokalität am Mt. Etjo im
nördlichen Zentral-Namibia zum Ziel. Darüber hinaus sollte ein Vergleich mit dem
Vorkommen karoozeitlicher Äolianite am Gamsberg erfolgen.
Ein Schwerpunkt der Arbeit war die Aufnahme von sedimentologischen Profilen:
Jeweils zwei Profile wurden an der Typuslokalität der Etjo-Formation am Mt. Etjo (Profile E-
1 & E-2) sowie am Gamsberg (Profile G-1 & G-2) aufgenommen. Die Profilaufnahme am
Gamsberg diente dem Ziel, die Profile vom Mt. Etjo und vom Gamsberg miteinander zu
vergleichen und eventuell zu korrelieren. Außerdem wurden an beiden Lokalitäten Proben für
weitergehende Laboruntersuchungen entnommen.
Im Rahmen der Profilaufnahme erfolgte die Identifikation der verschiedenen
Lithofaziestypen der Etjo-Formation. Anschließend erfolgte die Beschreibung der
Lithofaziestypen und eine Interpretation in Bezug auf die jeweiligen
Ablagerungsmechanismen bzw. milieus.
Eine petrographische Beschreibung der Äolianite erfolgte anhand der Dünnschliff-
Mikroskopie. Dabei wurden generelle Merkmale wie Komponentenbestand, Reifegrad und
Bindemittel untersucht.
Ein kleinerer Teilaspekt der Arbeit widmete sich dem Grad der Porosität der
Sandsteine. An einigen Proben der Profile E-1 und G-1 wurde die nutzbare Porosität mittels
Tetrachlorkohlenstoff (CCl
4
) gemessen, um Größenordnungen für den Grad der nutzbaren
Porosität an der Typuslokalität der Etjo-Formation und am Gamsberg zu erhalten.
1 Einleitung
7
1.2 Geographischer Überblick
Einen Überblick über die Lage der Arbeitsgebiete vermittelt die Abbildung 1.
Abb. 1: Verbreitung von Karoo-Sedimentgesteinen und Karoo- & Etendeka-Flutbasalten im Onshore-Bereich
Namibias mit Lage der Arbeitsgebiete ,,Mt. Etjo" und ,,Gamsberg" (umgezeichnet nach S
TOLLHOFEN
, 1999).
1 Einleitung
8
Zwei sedimentologische Profile wurden an dem im nördlichen Zentral-Namibia
gelegenen Tafelberg Mt. Etjo aufgenommen. Der sich mit einer maximalen Höhe von 2085 m
ü. NN etwa 600 m über die Umgebung des zentralen Binnenhochlandes erhebende Mt. Etjo
befindet sich ca. 175 km NNW der Landeshauptstadt Windhoek (Abb. 1). Die Farmen in der
näheren Umgebung des Mt. Etjo sind relativ leicht zu erreichen, indem man von Windhoek
der Teerstraße B1 nach Norden folgt, und nach den Omatako-Bergen nach Westen auf die
Distriktstraßen D2404 (S des Mt. Etjo) bzw. D2483 (N des Mt. Etjo) abbiegt (vgl. Abb. 3).
Die Besteigung des Mt. Etjo selbst ist jedoch sehr mühselig, da kein einziger Weg auf das
Plateau führt.
Das Plateau des Tafelbergs besitzt in NE-SW-Richtung eine Länge von gut 11 km bei
einer maximalen Breite von knapp 2 km. Dabei besitzt das Plateau ungefähr im mittleren
Bereich eine Stelle, die von Einheimischen auch ,,Sattel" genannt wird (aufgrund der
Ähnlichkeit mit einem Pferdesattel) eine kleine Einmuldung. Dort ist die Etjo-Formation
bereits vollständig erodiert worden. Es steht in diesem Bereich die obere Omingonde-
Formation an.
Die zweite Lokalität, an der Profile aufgenommen wurden, ist der Große Gamsberg.
Der Große Gamsberg ist ebenfalls ein Tafelberg. Er befindet sich am Rande der Großen
Randstufe (great escarpment), etwa 135 km SW von Windhoek (Abb. 1). Zum Gamsberg
gelangt man, indem man von Windhoek der Straße C26 in Richtung Walvis Bay via
Gamsberg Pass folgt. Nachdem man die Farm Hohenheim passiert hat, biegt man links ab und
folgt der Straße D1278 bis zur Farm Weener 193. Von dort führt eine kleine Straße zum Fuß
des Gamsbergs. Den Weg auf das Plateau darf man jedoch gewöhnlich nicht befahren.
Der Große Gamsberg besitzt eine maximale Höhe von 2347 m ü. NN. Das in NE-SW-
Richtung knapp 3 km lange und durchschnittlich etwa 750 m breite Plateau ist leicht nach
Osten geneigt, weshalb die NE-Ecke des Gamsberges nur 2339 m ü. NN erreicht (W
ITTIG
,
1976). Östlich des Großen Gamsberges befindet sich der Kleine Gamsberg (2326 m ü. NN),
der ebenfalls noch eine Bedeckung von karoozeitlichen Äolianiten aufweist.
1 Einleitung
9
1.3 Geologischer Überblick
Neben den in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Lokalitäten existieren in Namibia
Aufschlüsse der Etjo-Formation im Owambo-Becken, im Waterberg-Becken, im Hardap-
Gebiet und in der Umgebung des Gross Brukkaros.
Abb. 2: Geologische Übersichtskarte des Waterberg-Beckens im nördlichen Zentral-Namibia mit der
Verbreitung der Etjo-Formation (umgezeichnet nach H
OLZFÖRSTER
, 2000). Nicht dargestellt sind kretazische
Plutonite, Ganggesteine und Vulkanite.
1 Einleitung
10
Einen Überblick über die Verbreitung der Etjo-Formation im Waterberg-Becken
(Waterberg-Erongo-Region) gibt die Abbildung 2 (s. oben). Die detaillierteren Abbildungen 3
und 4 illustrieren die Verbreitung der Etjo-Formation an der Typuslokalität Mt. Etjo (Abb. 3)
sowie am Großen und Kleinen Gamsberg (Abb. 4).
Nachfolgend soll für die nähere Umgebung der beiden Arbeitsgebiete Mt. Etjo und
Gamsberg ein kurzer geologischer Überblick gegeben werden.
Mt. Etjo:
Die Ablagerung der triassisch-jurassischen Sedimente in Namibia erfolgte in der sich
nach N progressiv aufweitenden Prä-Südatlantik-Riftzone.
Der Mt. Etjo befindet sich im sogenannten Waterberg-Becken (Abb. 3) im nördlichen
Zentral-Namibia. Die Beckenentwicklung hängt eng mit der das Becken im NW
begrenzenden Waterberg-Omaruru-Störungszone zusammen (S
TOLLHOFEN
, 1999,
H
OLZFÖRSTER
, 2000). Letztere gehört zu einer Reihe von NE-SW-streichenden
Störungszonen in Namibia, welche orthogonal zur Südatlantik-Riftachse angeordnet sind. Sie
kontrollierten die nordwärtige Aufweitung und anschließende Spreizung und Ozeanisierung
der Riftzone. Diese Strukturen ,,werden als Transfer-Störungszonen gedeutet, denen eine
Scharnierfunktion zwischen den sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten und mit variierenden
Beträgen aufweitenden Segmenten der Riftzone zukommt" (S
TOLLHOFEN
, 1999). Entlang
dieser Störungszonen entwickelten sich lokale Ablagerungsräume, so z.B. das karoozeitliche
Waterberg-Becken entlang der Waterberg-Omaruru-Störungszone.
Im Waterberg-Becken sind hauptsächlich Sedimentgesteine der triassischen
Omingonde- und der unterjurassischen Etjo-Formation aufgeschlossen (vgl. Abb. 2). Im
östlichen Teil des Beckens wurden außerdem in Bohrkernen Sedimentgesteine nachgewiesen,
die mit der oberkarbonen Dwyka-Gruppe und der permischen Tevrede-Formation korreliert
werden (G
UNTHORPE
, 1987). Außerdem sind karoozeitliche Ganggesteine und Flutbasalte
(Rundu-Formation) vorhanden. Im Bereich des Klein Etjo-Berges sind darüber hinaus
unterkretazische, basaltische Gänge aufgeschlossen (J
OO
ß
, 2001). Im E und SE werden die
Karoo-Sedimentgesteine weiträumig von jüngeren Sedimenten der känozoischen Kalahari-
Gruppe überdeckt.
1 Einleitung
11
Abb. 3: Geologische Übersichtskarte der näheren Umgebung des Mt. Etjo mit Lage der Profile E-1 und E-2
(vereinfacht nach der Geologischen Karte von Namibia 1:250.000, Blatt 2016 Otjiwarongo und 2116 Okahandja;
mit eigenen Ergänzungen im NW-Bereich des Klein Etjo-Berges).
Der Tafelberg Mt. Etjo besteht aus söhlig lagernden Sedimentgesteinen der
Omingonde- und der Etjo-Formation, in die besonders intensiv im Bereich des ,,Sattels"
(vgl. Kap. 1.2) basaltische Ganggesteine vermutlich unterkretazischen Alters intrudiert sind.
Der überwiegende Teil des Berges besteht aus der hier etwa 500 m (S
MITH
& S
WART
, 2000,
1 Einleitung
12
H
OLZFÖRSTER
, 2000) mächtigen Omingonde-Formation. Die Omingonde-Formation ist eine
von fluviatilen Rotsedimenten dominierte Abfolge, bestehend aus geröllführenden Arkosen
und Sandsteinen, roten Ton- und Siltsteinen sowie untergeordnet sandigen Kalksteinen. Sie
wird überlagert von der am Mt. Etjo maximal etwa 60 m (H
OLZFÖRSTER
, 2000) mächtigen
Etjo-Formation. Diese wiederum besteht am Mt. Etjo ausschließlich aus orange-roten, gut
sortierten, äolisch sedimentierten Sandsteinen. Die Lithofazies dieser Sandsteine ist
vergleichbar mit den Ablagerungen der oberen Etjo-Formation von H
OLZFÖRSTER
et al.
(1999) (vgl. Abb. 9). Damit scheint an der Typuslokalität Mt. Etjo nicht das komplette
Spektrum an Ablagerungsmilieus, wie sie zur Zeit der Sedimentation der Etjo-Formation in
der Waterberg-Erongo-Region existierten, entwickelt zu sein. Ob nun zwangsläufig zwischen
der Omingonde- und der Etjo-Formation am Mt. Etjo ein Hiatus besteht oder ob am Mt. Etjo
fluviatile Ablagerungsprozesse im Gegensatz zur Etjo-Formation des Waterberg Plateau
National Parks nicht stattfanden und die Sedimentation der Etjo-Formation am Mt. Etjo mit
äolischen Sandsteinen einsetzte, ist bisher nicht eindeutig geklärt, da die Ausbildung des
Kontaktes zwischen Omingonde- und Etjo-Formation unklar ist.
Eine Winkeldiskordanz zwischen Omingonde- und Etjo-Formation ist eindeutig am
Klein Etjo-Berg nachweisbar (W
ANKE
, 2000, J
OO
ß
, 2001). Am Mt. Etjo dagegen kann es sich
aber nicht um eine Winkeldiskordanz handeln, da dort sowohl Omingonde- als auch Etjo-
Formation söhlig lagern. K
EYSER
(1973) postulierte eine Erosionsdiskordanz zwischen
Omingonde- und Etjo-Formation am Mt. Etjo (vgl. Kap. 1.4). Eine nicht näher differenzierte
Diskordanz wird auch in einem Exkursionsführer der Geologischen Gesellschaft von Namibia
angedeutet (S
MITH
& S
WART
, 2000: Abb. 3, S. 6). Das Zeitintervall einer eventuellen Nicht-
Sedimentationsphase zwischen Omingonde- und Etjo-Formation kann aufgrund der zeitlichen
Einstufung beider Formationen (u.a. S
TOLLHOFEN
, 1999, H
OLZFÖRSTER
et al., in Vorb.) aber
nicht allzu groß sein.
Die Sandsteine der Etjo-Formation bilden das steile Kliff am Top des Tafelberges. Die
Erosion und Abtragung geschieht hier vorwiegend durch randliches Abbrechen von teilweise
mehreren m
3
großen Blöcken, welche sich als mächtiger Schutt am Fuße des Sandstein-
Plateaus und an den Hängen des Mt. Etjo ansammeln, wo sie allmählich durch physikalische
Verwitterung sowie gravitativ bedingtes Herabrollen und -stürzen weiter zerkleinert werden.
Diese Erosions- und Verwitterungsphänomene treten ebenso am Gamsberg auf (s. unten), mit
der Einschränkung, daß dort der Hangschutt gewöhnlich nicht ganz so mächtig ist wie am Mt.
Etjo.
1 Einleitung
13
Gamsberg:
Der Große und der Kleine Gamsberg befinden sich am Rande der Großen Randstufe
(great escarpment), E der Namib-Tiefebene.
Abb. 4: Geologische Übersichtskarte des Gamsberg-Gebiets (umgezeichnet nach W
ITTIG
, 1976; mit
Ergänzungen nach M
ILLER
& S
CHALK
, 1980).
In der näheren Umgebung des Gamsbergs stehen überwiegend präkambrische
Metamorphite und Plutonite an (Abb. 4). Dabei läßt sich das präkambrische Grundgebirge in
zwei Großeinheiten gliedern: Nördlich des Großen Gamsberges streichen überwiegend
jungproterozoische Damara-Metasedimente aus. Im Süden steht mit der etwa 1,7 1,8 Ga
(B
ECKER
, 1995) alten Gaub-Valley-Formation (Rehoboth-Sequenz) sowie der zwischen 1,1
1 Einleitung
14
1,2 Ga (Z
IEGLER
& S
TOESSEL
, 1991) alten Gamsberg-Granit-Suite (Sinclair Sequenz)
prädamarazeitliches Grundgebirge an.
Der Große und Kleine Gamsberg bestehen zum Großteil aus Gesteinen der Gamsberg-
Granit-Suite (sog. ,,Gamsberg-Granit"). Es handelt sich dabei um porphyrische,
kalifeldspatreiche Metagranite (V
IETOR
, 1999). Die Granite besitzen ein ausgeprägtes
planares Gefüge, das etwa NE-SW streicht und mit ca. 45° nach NW einfällt (S
CHALK
, 1983).
Nach V
IETOR
(1999) ist dieses planare Gefüge ,,ein im Verlauf der panafrikanischen Damara-
Orogenese früh angelegtes Gefüge". Der ,,Gamsberg-Granit" besitzt nach Z
IEGLER
&
S
TOESSEL
(1991) ein Alter von etwa 1,1 1,2 Ga.
Der ,,Gamsberg-Granit" wird diskordant von äolischen Sandsteinen überlagert, die mit
der Etjo-Formation korreliert werden und am Großen Gamsberg bis zu 30 m mächtig werden
können (W
ITTIG
, 1976). Der Kleine Gamsberg trägt ebenfalls eine Bedeckung von Äolianiten,
allerdings von etwas geringerer Mächtigkeit. Wie am Mt. Etjo lagern auch hier die Sandsteine
söhlig und bilden das steile Kliff am Top des Tafelberges (Abb. 5).
Abb. 5: Der Ostteil des Großen Gamsbergs mit dem Weg zum Plateau und der Lage der Profile G-1 und G-2.
Eine steilwandige Platte bestehend aus harten, kieselig gebundenen Sandsteinen (Etjo-Formation) überlagert
diskordant den ,,Gamsberg-Granit" (Blick nach Süden. Skizze aus W
ITTIG
, 1976; mit eigenen Ergänzungen).
W
ITTIG
(1976) berichtet weiterhin von Sediment-gefüllten Spalten am Gamsberg (vgl.
Kap. 2.3.2), die er auch als Sedimentgänge (im Sinne von S
TRAUCH
, 1966) bezeichnet. Die
1 Einleitung
15
Spalten entstanden nach W
ITTIG
(1976) im Zusammenhang mit fossilen Erdbeben. Die
Ursache dieser Erdbeben sieht er in der Extensionstektonik im Zusammenhang mit der
Öffnung des Südatlantiks. Sediment-gefüllte Spalten sind sowohl in der Etjo-Formation als
auch im unterlagernden ,,Gamsberg-Granit" vorhanden. Dabei fand W
ITTIG
(1976) derartige
Spalten noch 245 m unterhalb der Sandstein-Basis, wobei er noch tiefer reichende Spalten
nicht ausschließt.
Auf dem Plateau des Gamsberges finden sich lokal Anhäufungen von unverfestigten,
gut gerundeten Quarzgeröllen. S
CHALK
(1983) interpretiert sie als Reste von fluviatilen
Ablagerungen von wahrscheinlich ,,jungkretazischem oder alttertiärem Alter". Diese
Ablagerungen sind in der Karte der Abbildung 4 nicht dargestellt.
Abschließend sei nochmals auf die wesentlichen Unterschiede zwischen Mt. Etjo und
Gamsberg hingewiesen: Die Ausdehnung des Plateaus und die Mächtigkeit der Etjo-
Formation sind am Mt. Etjo größer als am Gamsberg. Das Plateau am Gamsberg ist völlig
eben (Abb. 6). Am Mt. Etjo ist es von tiefreichenden Klüften und Spalten durchsetzt und
weist dadurch ein ausgeprägtes Kleinrelief auf (Abb. 7). Am Mt. Etjo wurden soweit
bekannt in der Etjo-Formation noch keine Sediment-gefüllten Zerrspalten nachgewiesen.
Abb. 6: Erscheinungsbild des Gamsberg-Plateaus. Im Gegensatz zum Mt. Etjo (vgl. Abb. 7) ist das Plateau des
Gamsbergs nahezu völlig eben (Blick Richtung SE).
1 Einleitung
16
Abb. 7: Blick vom Top des Mt. Etjo in Richtung SW. Im Bildvordergrund ist die Oberfläche des Mt. Etjo-
Plateaus zu erkennen, welches im Gegensatz zum Gamsberg (vgl. Abb. 6) tief zerklüftet ist und ein deutliches
Relief aufweist. In der linken unteren Bildecke stehen großdimensional schräggeschichtete Fein- bis
Mittelsandsteine an. Rechts davon sind ebenfalls Fein- bis Mittelsandsteine aufgeschlossen, an denen aufgrund
tiefgreifender Verwitterung aber keine Schichtung mehr zu erkennen ist (aufgenommen SW des ,,Sattels", bei
S21°06.590
/E16°28.550).
Der wesentlichste Unterschied besteht jedoch im Alter der Formationen im Liegenden
der Etjo-Formation. Am Mt. Etjo besteht keine oder eine nur einen relativ kurzen
Zeitabschnitt umfassende Schichtlücke zwischen Omingonde- und Etjo-Formation. Am
Gamsberg hingegen besteht zwischen ,,Gamsberg-Granit" und Etjo-Formation ein Hiatus von
mehreren hundert Millionen Jahren.
Gemeinsam ist beiden Bergen hingegen das morphologische Erscheinungsbild; beide
sind Tafelberge. Zudem ist bei beiden Bergen die jüngste, noch überlieferte stratigraphische
Einheit, die aus diagenetisch verfestigten Gesteinen besteht, die Etjo-Formation.
1 Einleitung
17
1.4 Stratigraphie, Alter und Verbreitung der Etjo-Formation
Die Etjo-Formation Namibias wird als potentielles lithofazielles Äquivalent der
Clarens-Formation (Stormberg-Gruppe, Karoo-Supergruppe) des Großen Karoo-Beckens in
Südafrika angesehen (S
TOLLHOFEN
, 1999, s.a. Abb. 8). Die Typuslokalität der Etjo-Formation
ist der ca. 45 km südöstlich von Kalkfeld in der Waterberg-Region gelegene Tafelberg Mt.
Etjo (S.A.C.S., 1980; vgl. Abb. 3).
Die Etjo-Formation gehört der Karoo-Supergruppe an. Letztere ist eine Abfolge aus
Sedimentgesteinen und Flutbasalten, welche einen Zeitabschnitt vom späten Karbon bis in
den frühen Jura (J
OHNSON
et al., 1996) repräsentieren. Einen kurzen Überblick über die
Karoo-Supergruppe in Südafrika sowie die in der Waterberg-Erongo-Region in Namibia
aufgeschlossenen Karoo-Äquivalente gibt H
OLZFÖRSTER
(2000).
Der Begriff ,,Etjo Sandstein" taucht erstmalig auf einer von R
EUNING
(1923)
publizierten geologischen Karte der Waterberg-Erongo-Region auf. Der Autor bezeichnete
damals noch die gesamte sedimentäre Abfolge SE der Waterberg-Omaruru-Störungszone als
,,Etjo Sandstein". Detailliertere Untersuchungen von G
EVERS
(1936) führten zur Unterteilung
der sedimentären Abfolge in eine untere Gruppe (,,Lower Etjo Beds") und den im Hangenden
folgenden ,,Etjo Plateau Sandstone". K
EYSER
(1973) postulierte eine Erosionsdiskordanz
zwischen den ,,Lower Etjo Beds" und dem ,,Etjo Plateau Sandstone" aufgrund von
biostratigraphischen Korrelationen anhand neuer Vertebraten-Knochenfunde am Nordhang
des Mt. Etjo und den am Klein Etjo-Berg (ein nach W verkippter Tafelberg, etwa 7 km NW
des Mt. Etjo, s. Abb. 3) überlieferten Dinosaurierspuren. Deshalb schlug K
EYSER
(1973) vor,
die ,,Lower Etjo Beds" als eigene Formation zu behandeln und führte den Begriff
,,Omingonde-Mudstone-Formation" ein. Der ,,Etjo Plateau Sandstone" wurde später in ,,Etjo-
Sandstone-Formation" umbenannt (S.A.C.S., 1980). In der jüngeren Literatur (u.a.
S
TOLLHOFEN
, 1999, H
OLZFÖRSTER
,
2000) wird
für die Äolianite am Mt. Etjo und im
Waterberg Plateau National Park anstatt ,,Etjo-Sandstone-Formation" der Begriff Etjo-
Formation genutzt; diese Namensgebung wird in der vorliegenden Arbeit übernommen.
H
OLZFÖRSTER
et al. (1999) gliedern die Etjo-Formation in drei Untereinheiten (s. Abb.
9). Mit diesen Einheiten korrespondieren drei Lithofaziesassoziationen, die im Waterberg
Plateau National Park (vgl. Abb. 2) am vollständigsten entwickelt sind. Eine detaillierte
Beschreibung dieser Faziesassoziationen und deren Interpretation in Bezug auf
Ablagerungsmilieus lieferten H
OLZFÖRSTER
et al. (1999).
1 Einleitung
18
Abb. 8: Vergleich von schematischen Profilen der Karoo und ihrer Korrelativa aus (a) dem Paraná-Becken, (b)
der Huab-Region, (c) vom Gamsberg, (d) aus der Waterberg-Region, (e) von West-Botswana und (f) aus dem
Großen Karoo-Becken in Südafrika (umgezeichnet nach S
TOLLHOFEN
, 1999). Die Sedimentgesteine am
Gamsberg werden mit der Etjo-Formation aus der Waterberg-Region korreliert. Die genaue zeitliche Einstufung
der Etjo-Formation am Gamsberg, wie sie sich aus dem schematischen Profil ergibt, ist jedoch nur vermutet.
1 Einleitung
19
Die Korrelation der Etjo-Formation mit der Clarens-Formation Südafrikas (s. Abb. 8)
bedingt ein unterjurassisches Alter für die Etjo-Formation. Dies ergibt sich aus der zeitlichen
Einstufung der Clarens-Formation, die nach J
OHNSON
et al. (1996) im unteren Jura, eventuell
sogar bereits in der späten Trias zur Ablagerung kam.
Biofazielle Korrelationen sind wegen des Mangels an Fossilien in der Etjo-Formation
schwierig. Dennoch wurden vor allem die im Waterberg Plateau National Park und am Klein
Etjo-Berg überlieferten Vertebraten-Spurenfossilien zur Datierung genutzt (u.a.
VON
H
UENE
,
1925, G
EVERS
, 1936, K
EYSER
, 1973, H
OLZFÖRSTER
et al., in Vorb.). Sie ergaben ebenfalls ein
spättriassisches bis unterjurassisches Alter für die Etjo-Formation. H
OLZFÖRSTER
et al. (in
Vorb.) beschreiben den Erstfund eines Teilskelettabdruckes eines Dinosauriers der Ordnung
Saurischia in der mittleren Einheit der Abfolge aus dem Waterberg Plateau National Park.
Biostratigraphisch ist folglich der Mittelteil der Etjo-Formation am Waterberg aufgrund des
als Massospondylus identifizierten Skelettabdrucks in den unteren Jura zu stellen.
Abb. 9: Übersichtsprofil der Etjo-Formation in der Waterberg-Erongo-Region (umgezeichnet nach
H
OLZFÖRSTER
et al., 1999).
Bisher wurden ,,alle äolischen Ablagerungen im Liegenden mesozoischer Flutbasalte
...mit der jurassischen Etjo-Formation korreliert und sind mit einer einheitlichen Signatur in
der geologischen Karte Namibias (vgl. M
ILLER
& S
CHALK
, 1980) dargestellt" (S
TOLLHOFEN
,
1999). Aufgrund von jüngeren Arbeiten (u.a. S
TOLLHOFEN
, 1999) ist diese stratigraphische
Einstufung jedoch nicht mehr korrekt. Als Etjo-Äquivalente gelten, neben den Vorkommen
1 Einleitung
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am Mt. Etjo und am Waterberg, nur noch die äolischen Ablagerungen im Owambo-Gebiet,
am Gamsberg sowie zwei kleine Vorkommen im Hardap-Gebiet und am Gross Brukkaros.
Die Äolianite im Huab-Gebiet, am Albinrücken und im Kaokoland sind nach S
TOLLHOFEN
(1999) wesentlich jünger und werden ,,als eigenständige, unterkretazische Twyfelfontein-
Formation (S
TANISTREET
& S
TOLLHOFEN
, 1999) von der Etjo-Formation der Typuslokalität
abgegrenzt" (S
TOLLHOFEN
, 1999). Auf diese Tatsache ist beim Studium der Literatur, auch
jüngeren Erscheinungsdatums, explizit zu achten. Veröffentlichungen über die Äolianite der
oben genannten Vorkommen unterscheiden nämlich häufig noch nicht zwischen Etjo- und
Twyfelfontein-Formation.
Die Verbreitung der Etjo-Formation im Waterberg-Becken, an der Typuslokalität Mt.
Etjo sowie am Gamsberg ist in den Abbildungen 2-4 dargestellt (vgl. Kap. 1.3).
1.5 Das Ablagerungsmilieu der Etjo-Formation
Schon zu einem frühen Zeitpunkt in der Erforschung der Karoo-Sedimentgesteine
Namibias wurden die Sandsteine der Etjo-Formation als äolisches Sediment interpretiert (u.a.
G
EVERS
& F
ROMMURZE
, 1929, G
EVERS
, 1936). Dabei ist davon auszugehen, daß die
jeweiligen Autoren primäre lithofazielle Merkmale wie strukturelle und texturelle Reife der
Sandsteine sowie die mächtigen Schrägschichtungskörper als Argumente für die
Interpretation der Sandsteine als äolische Ablagerung anführten. Auffälligerweise wird in der
für die stratigraphische Einstufung wichtigen Arbeit von K
EYSER
(1973) der äolische
Ursprung der Sedimentgesteine der Etjo-Formation am Mt. Etjo nicht anerkannt.
Detailliertere Studien der Ablagerungen der Etjo-Formation wurden erst in jüngerer
Zeit gemacht (H
OLZFÖRSTER
et al., 1999). In der Waterberg-Erongo-Region unterscheiden
H
OLZFÖRSTER
et al. (1999) in der Etjo-Formation mehrere Ablagerungsmilieus wie z.B.
Dünenablagerungen oder trockene und feuchte Interdünenablagerungen in den oberen Teilen
des Profils. Speziell im unteren und mittleren Profilbereich konnten H
OLZFÖRSTER
et al.
(1999) zumindest im Bereich des Waterberg Plateau National Parks aber auch anhand
entsprechender Sedimentgesteine fluviatile Transport- und Ablagerungsprozesse nachweisen.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Sandsteine der Etjo-Formation durch
fluviatile und äolische Sedimentationsmechanismen in einem relativ ,,feuchten"
Halbwüstenmilieu (S
TOLLHOFEN
, 1999) zur Ablagerung kamen. Allerdings können nicht an
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2002
- ISBN (eBook)
- 9783832454227
- ISBN (Paperback)
- 9783838654225
- DOI
- 10.3239/9783832454227
- Dateigröße
- 31.8 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg – unbekannt
- Erscheinungsdatum
- 2002 (Mai)
- Note
- 1,0
- Schlagworte
- geologie porosimetrie
