Paläozoische source to sink-Beziehung im nördlichen Trans-Gondwana Gebirgsgürtel (Ostafrika, Arabien)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt diente dazu, das Modell großer Sedimentfächer („super-fan“-Modell) zu testen, die vom neoproterozoischen Ostafrikanischen Gebirge, oder Trans-Gondwana Gebirgsgürtel, im späten Neoproterozoikum und frühen Paläozoikum Sediment in Richtung der Kontinentalränder transportiert haben sollen. Provenienzdaten, wie Schwermineralzusammensetzungen, mineralchemische Daten und U/Pb-Alter detritischer Zirkone liegen für einige paläozoische Sandsteinformationen Nordafrikas vor, jedoch kaum für Saudi-Arabien und nicht für Äthiopien. Diese Datenlücke konnte mit diesem Projekt geschlossen werden und die Ergebnisse konnten regional korreliert werden. Die Untersuchung erfolgte entlang eines Quellen-Senken Transekts von Äthiopien bis zur Arabischen Plattform. Alexander Bassis analysierte hierfür paläozoische Sandsteine in Saudi-Arabien in einer stratigraphischen Abfolge vom Kambrium bis zum Perm. Anna Lewin beschäftigte sich mit dem Paläozoikum in Äthiopien, das hier nur aus zwei Formationen aus dem Oberordovizium und dem Karbon-Perm besteht. Diese sind Ablagerungen aus den beiden großen Gondwana-Vereisungen. Bei der Untersuchung der Proben wurde ein Multiparameter-Ansatz gewählt, da nur durch eine Kombination verschiedener Methoden der Provenienzanalyse aussagekräftige Ergebnisse erzielt werden können. Angewandt wurden Dünnschliffpetrographie, geochemische Analysen des Gesamtgesteins (XRF, ICP-MS), konventionelle Schwermineralanalyse, mineralchemische Analysen an Rutil und Granat und U/Pb-Datierung detritischer Zirkone. Mit den Ergebnissen dieser Studie konnten Provenienzmuster im Paläozoikum Saudi-Arabiens und Äthiopiens korreliert werden. Aufgrund der großen Ähnlichkeit der Sedimente im Frühpaläozoikum kann von einem weiträumigen Sedimentsystem ausgegangen werden, in dem es zu regionaler Homogenisierung des Materials kam. Die hohe Reife der Sedimente weist auf intensive chemische Verwitterung im Liefergebiet oder während temporärer Lagerung und einen langen Transport hin. Das „super-fan“-Modell kann also bestätigt werden. Eine Änderung des Liefergebietes mit Einsetzen der oberordovizischen Vereisung hat vermutlich nicht stattgefunden; die Gletscher arbeiteten eher bereits vorhandenes Material auf. Im späten Paläozoikum unterscheiden sich die Provenienzdaten der Sandsteine aus Saudi-Arabien und Äthiopien signifikant. Mehrere Indikatoren deuten auf den Arabisch- Nubischen Schild als lokalere Quelle des Materials hin. Denkbar ist, dass tektonische Aktivität im Zusammenhang mit der Bildung der Zagros-Riftzone zu lokaler Hebung des Grundgebirges im Raum Ostafrika-Arabische Halbinsel führte, das dann abgetragen werden konnte. Auf der Arabischen Halbinsel sind tektonische Bewegungen durch eine prominente Diskordanz belegt (Hercynian Unconformity).
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2015): Provenance of Saudi Arabian Palaeozoic sandstones using whole rock and single grain geochemistry. GeoBerlin, 5–7 October 2015
Bassis, A., Hinderer, M. & Meinhold, G.
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(2016). Did the Gondwana super-fan system reach Saudi Arabia? In: Ortner, H. (Ed.), Abstract Volume of GeoTirol2016 - Annual Meeting of DGGV and PANGEO Austria, Innsbruck, 25–28 September 2016
Meinhold, G., Bassis, A., Lewin, A., Hinderer, M., Berndt, J.
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(2016): New insights into the provenance of Saudi Arabian Palaeozoic sandstones from heavy mineral analysis and single-grain geochemistry. Sedimentary Geology 333, 100-114
Bassis, A., Hinderer, M., Meinhold, G.
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(2016): Petrography and geochemistry of Palaeozoic quartz-rich sandstones from Saudi Arabia: implications for provenance and chemostratigraphy. Arabian Journal of Geosciences 9:400
Bassis, A., Hinderer, M., Meinhold, G.
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(2017): Distribution and sediment composition of two Gondwana glaciations in Ethiopia. GeoBremen, 24–27 September 2017
Lewin, A., Meinhold, G., Hinderer, M., Dawit, E.L., Bussert, R.
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(2017): Sediment provenance during two Gondwana glaciations in Ethiopia: Insights from petrography, geochemistry, and heavy minerals. IAS meeting Toulouse, 10–12 October 2017
Lewin, A., Meinhold, G., Hinderer, M., Dawit, E.L., Bussert, R.
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(2016): Sediments of the decaying Transgondwanan Supermountain: Petrography and geochemistry of Palaeozoic sandstones in northern Ethiopia. Programme and Abstracts, 3rd Meeting "Working Group on Sediment Generation", Leuven, Belgium, 4–6 July 2016
Lewin, A., Meinhold, G., Dawit, E.L., Hinderer, M.
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(2018): Provenance of sandstones in Ethiopia during Late Ordovician and Carboniferous–Permian Gondwana glaciations: Petrography and geochemistry of the Enticho Sandstone and the Edaga Arbi Glacials. Sedimentary Geology 375, 188-202
Lewin, A., Meinhold, G., Hinderer, M., Dawit, E.L., Bussert, R.
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(2018): Sediments of two Gondwana glaciations in Ethiopia: Integrated provenance analysis based on bulk and single-grain techniques. GeoBonn, 2–6 September 2018
Lewin, A., Meinhold, G., Hinderer, M., Bussert, R., Dawit, E.L.
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(2018): Sediments of two Gondwana glaciations in Ethiopia: Provenance information from heavy minerals and detrital zircon ages. Programme and Abstracts, 4th Meeting "Working Group on Sediment Generation", Dublin, Ireland, 27–29 June 2018
Lewin, A., Meinhold, G., Hinderer, M., Dawit, E.L., Bussert, R.
