Regionale Geologie Archaeikum

7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum

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Regionale Geologie der Erde

Vorlesung WS 2006/07Do 10.00 – 12.30

E. Wallbrecher

Teil 2 : Archäikum



Informationen über

das Planetensystem

Informationen über

das Planetensystem



Die neun Planeten desSonnensystems



Größenvergleich der Planeten



Meteoriten

L-Chondritenlow iron content

H-Chondritenhigh iron content

LL-Chondritenlow iron, low metal

600 –750°C

Chondriten

Chondrit

Minerale: Olivin, Pyroxen

400 –600° C

MetamorphoseTemperatur

750 – 1000°C

Chondrulen



SNC-Meteoriten

Die 12 SNC-Meteoriten stammen aus den inneren Planeten,

sie werden als Mars-Material angesehen.



Aus: Ozima 1987

Das Alter der Erde (der Planeten)



Rb-Sr-Isochrone der SNC- (Mars)-Meteoriten

4.55 Ga

httcp://www.mpch-mainz.mpg.de/mpg-deutsch/jahrbuch-2002.pdf



Das Hadäikum (4500 – 3800 Ma)

httcp://www.ucmp.berkeley.edu/precambrian.html



Das Archäikum (3800 – 2500 Ma)



Entwicklung der Atmosphäre

A t m o

s p h ä r e

u n b e k

a n n t

4.5 4 3 2 1Milliarden Jahre

100

75

50

25

0 P r o z e n t

d e r G a s e i n d e r A t m o s p h ä r e

Methan, Ammoniak

Stickstoff

Kohlendioxid

Wasserdampf

Sauer-stoff



Die archäische Kruste

2 verschiedene Krustentypen:1) hochgradig metamorphe Granulit-Terrane

2) niedrig metamorphe Granit-Grünstein-Gürtel

2 verschiedene Krustentypen:1) hochgradig metamorphe Granulit-Terrane

2) niedrig metamorphe Granit-Grünstein-Gürtel



Aus: Condie 1981

archäische Terrane



Isua-Gesteine

Kalksilikate Isua-Pillow

Felsische Gänge im Zentralgneiss Deckenüberschiebung (Tonalit)

http://www.denison.edu/geology/greene/greenland.html



allgemeine Ausbildung der

archäischen hochgradigen Terrane



Suprakrustale Gesteine der Granulit-

TerraneQuarziteQuarzite

Karbonatschiefer Karbonatschiefer

felsische Tuffefelsische Tuffe

KonglomerateKonglomerate

Banded Iron Formation(Itabirite)

Banded Iron Formation(Itabirite)



Archäische Terrane in Nordeuropa

www.ngu.no/Kola/geolmap.gif



Profil durch Karelien und KolaHalbinsel

umgezeichnet nach www.geofys.uu.se/eprobe/Projects/svekal/Fig5_2b.gif



Konglomerate der Vochelambia-Scherzone, Kola-Halbinsel

Itabirite der Kola-Halbinsel

Suprakrustale Gesteine auf Kola

H h d f i G i



Migmatite in der Vochelambia-Scherzone

Hoch deformierte Gesteine,

Kola-Halbinsel



Duktile Scherzone,

Vochalambia

Falte in der Vochalambia

Scherzone

Futteral-Falte

Kola-Halbinsel

hochduktile Gefüge, Kola-Halbinsel

Belomoriden



Belomoriden

http://www.natires.com/eau_karel.html



Belomoriden-Gneise, Weißmeerküste südlich Kandalakcha

Weißmeer-Gneise, Russland

Migmatite aus den Belomoriden mit zwei Generationen



Migmatite aus den Belomoriden mit zwei Generationenvon Leukosom



Westeuropa



Archäisch- proterozoische

Terrane inSchottland

Hebriden

häi h T i W



Aus: Windley 1986

Verbreitung desScourian in Schottland

archäische Terrane in Westeuropa



Lewisian in Schottland

rechts:älteste high grade

Gesteine

links: proterozoischüberprägte Gesteine

http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/nws/loc-scourie.html

T l k lität S i i NW S h ttl d



Typlokalität Scourie in NW-Schottland



Gesteine des Scourian

http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/nsw/loc-scourie.html

Mafite und Ultramafite

felsische Gneise

Pegmatite

S i



Scouriemore

Ultramafit

Ganggesteine des Sco rian



Ganggesteine des Scourian

Schottland-Exkursion Institut für Geologie & Paläontologie KFU Graz, 2003

High-strain und low-strain Zonen im Scourian Gneis



Umgezeichnet nach Windley, 1986

Die low strained Bereichesind Reste eines undefor-mierten Tonalites.

Basische Gänge sind indie Foliation der hochde-formierten Bereiche in-trudiert.

High-strain und low-strain Zonen im Scourian Gneis

West Grönland




West-Grönland

Alter der Amitsoq Gneise



Alter der Amitsoq-Gneise

http://www.onafaraway.com/Radiogenic/Ch5/Ch5-5.htm

Der Fiskanaesset-Komplex (West-Grönland)




Grün: AnorthositeSchwarz: Metavulkanite

Der Fiskanaesset Komplex (West Grönland)



Nordamerika



Aus: Windley, 1986)

Archäische und proterozoische Terrane im Nordatlantik-Schild

Die Archäischen Provinzen Nord-Amerikas



Umgezeichnet nach Eisbacher, 1988

G.H. Eisbacher: Nordamerika

(Geologie der Erde)176 S. Enke 1988ISBN 3 432 96901 5

Geologie der Provinz Ontario



Geologie der Provinz Ontario

http://www.mndm.gov.on.ca/mndm/mines/resgeol/provgeo_e.asp

Terrane des Superior-Kratons



Umgezeichnet nach Eisbacher, 1988



Archäische Terrane in Nordamerika

Aus: Eisbacher, 1988

Geologische KarteDer Slave-Provinz,

KanadaAus: Condie, 1981

Yellow Knife SupergroupYellow Knife Supergroup

Die Yellowknife-Supergroup



Die Yellowknife Supergroup

http://www.nwtgeoscience.ca/wl/bedrock_geology.html

M d ll häi h



Modell archäischer

Plattentektonik (Slave Provinz)

http://www.cseg.ca/conferences/2000/2000abstracts/917.PDF



Südafrika

Geologische Karte Südafrikas



Geologische Karte Südafrikas

archäische Terrane

Archaisches Terran in Südafrika



c a sc es e a Süda a



Aus: Windley, 1986

Südafrika

archäische Sedimente in Südafrika



Pillow-Lava der Onverwacht-Gruppe



pp

Stromatolithen der Fig Tree Group



Stromatolithen der Fig Tree Group

http://cushforams.niu.edu/Stromato/html

Botanischer Garten Witwatersrand



http://www.users.skynet.be/ougseurope/Johannesburg.html

Limpopo-Orogen als Beispiel eines archäischen Kollisions-Orogens



Orogens



Westafrika

Die Kratone Afrikas



Westafrika



Auflagerung des proterozoischenTaoudeni-Beckens (Sedimente)auf archäischem Basement

Aus: Dallmeyer, R.D.; Lécorché, J.P. & Dia, O. (1987): Geotraverse Excursion across the Central Mauretanide Orogen

Dorsale de Léo

Dorsale de Réguibat

Landschaft auf dem Réguibat Schild



Landschaft auf dem Réguibat-Schild

http://www.sadroilandgas.com

Das Taoudeni-Becken



http://www.bgs.ac.uk/mmi/english/dmg/taoudeni.html

Der natürliche Reaktor Oklo (Gabon)



Aus: Ozima, 1987

Minoru Ozima:GeohistoryGlobal Evolution of theEarth165 S. Springer 1987

ISBN 0-387-16595-9

http://www.ans.org/pl/np/oklo

Beweis:

Kein235

U,obwohl das Verhältnis235U/238U immerkonstant ist.



Australien

Geologische



Karte vonAustralien

Yilgarn-Kraton

Pilbara-Kraton

Geologische Karte der Yilgarn-Provinz (West-



Aus: Condie, 1981

Yilgarn Provinz (West

Australien)

Akkretion:

2.94 – 2.63 Ga

Akkretion:

2.94 – 2.63 Ga

Der Pilbara-Kraton



20S

24S

28S

116E 120E 124E

Yilgarn

PilbaraarchäischesBasement

archäischeSedimente

20S

24S

28S

116E 120E 124E

Yilgarn

PilbaraarchäischesBasement

archäischeSedimente

3.6 Ga : 1. Tektonischer Zyklus

3.3 Ga : Granitintrusionen3.25 Ga: Scherzonen

Granit-Grünsteingürtel:Warrawoona-Group

Profile durch den Pilbara-Komplex



http://www.geo.uu.nl/research/sedimentology/staff/wnijman/wnres1.html



AsienAsien

Das archäische



Dharwar Terran(Indien)

http://www.userpage.fu-berlin.de/~dobmeier/english/egb-fig.1.jpg

Der zusammengesetzte Kraton „Cathaysia“ in China



Umgezeichnet nach Goodwin 1996



Granit-GrünsteingürtelGranit-Grünsteingürtel

Granit-Grünstein-Gürtel



AfrikaKaapvaalZimbabweLiberia

Zentralafrika

AfrikaKaapvaal

ZimbabweLiberia

Zentralafrika

AustralienPilbaraYilgarn

AustralienPilbara

Yilgarn

NordamerikaSuperior SlaveWyoming

NordamerikaSuperior

SlaveWyoming

SüdamerikaSao Francisco

SüdamerikaSao Francisco

AsienS-Indien

AsienS-Indien

EuropaKola

Ukraine

EuropaKola

Ukraine

Idealisierter Granit-Grünstein-Gürtel



Aus: Condie, 1981

Die Kola-Halbinsel (Grünstein-G.)



Zeichnung: V. Alekseev

Granit-Grünstein-Gürtel in Europa



Kola-Halbinsel

Ukraine

Aus: Condie, 1981

Archäische ozeanische Gesteine



Pillow-Laven bei Nikel (Kola-Halbinsel, Russland)



Nordamerika Nordamerika

Grünstein-



Gürtel inManitoba

(Kanada)

http://geology.about.com/library/bl/maps/blmanitobaecmap.htm



Superior ProvinzUmgezeichnet nachEisbacher, 1988

Abitibi-Grünstein-Gürtel

Umgezeichnet nach Windley1986

Pillow-Laven im Eli-Grünsteingürtel(Minnesota, USA)



( , )

http://maps.unomaha.edu/maher/plate/week11/pillows.jpeg



Südafrika

Granit-Grünstein-Gürtel in Simbabwe



Umgezeichnet nachWindley, 1986

Verteilung wichtiger Goldbergbaue in Beziehung auf dieStratigraphie der Grünstein-Gürtel in Simbabwe




Sebakwian

Der Baberton-Granit-Grünsteingürtel



Aus: Windley, 1986

Baberton: Pillow-Lava in Komatiiten



www.rz.uni-karlsruhe.de/~ea19/SA/Exkursionsfuehrer/image087b.jpg

Baberton: Banded Iron Formation



www.rz.uni-karlsruhe.de/~ea19/SA/Exkursionsfuehrer/8_Baberton_Greenstone_Belt



ZentralafrikaZentralafrika

Verteilung der Grünstein-Gürtel in Zentralafrika



Aus: Condie, 1981



Gemeinsamkeiten der

Granit-Grünsteingürtel

Gemeinsamkeiten derGranit-Grünsteingürtel

Hypothetische stratigraphische Abfolge ineinem archäischen Granit-Grünstein-



Aus: Windley, 1986

Gürtel

Komatiite: Nach dem Komati-Fluß in den

Barberton-Mountains (Hoher Mg-Gehalt)

Komatiite: Nach dem Komati-Fluß in denBarberton-Mountains (Hoher Mg-Gehalt)

Spinnifex-Textur Spinnifex-Textur

Komatiite aus dem YilgarnKraton, Australien



Spinnifex-Texturen (Mondgestein)

Schmelztemperaturen vonKomatiiten



www.mantleplumes.org/Komatiites.html

G ld 1) k f l i h fi h

G ld 1) k f l i h fi h

Vererzungen in Grünstein-Gürteln



Gold: 1) am Kontakt felsisch – mafisch2) Exhalation in Sedimenten3) basische Magmatite

4) alkaline Intrusionen

Gold: 1) am Kontakt felsisch – mafisch2) Exhalation in Sedimenten3) basische Magmatite

4) alkaline Intrusionen

Eisen:Banded Iron Formation1) Oxide

2) Karbonate3) Silikate4) Sulfide

Eisen:Banded Iron Formation

1) Oxide

2) Karbonate3) Silikate4) Sulfide

Umgezeichnet nach Windley 1986

Wichtigste Erze der Granit-Grünstein-GürtelUltramafite

Ch i

Ultramafite

Ch i

Mafisch –

f l i h V lk i

Mafisch –

f l i h V lk i



Chromit NickelAsbest

MagnesitTalk

Chromit NickelAsbest

MagnesitTalk

felsische VulkaniteGoldSilber Kupfer Zink

felsische VulkaniteGoldSilber

Kupfer Zink

SedimenteEisenMangan

Baryt

SedimenteEisenMangan

Baryt

GraniteLithiumTantal

BerylliumZinnMolybdän

Wismut

GraniteLithiumTantal

BerylliumZinnMolybdän

Wismut



EntstehungEntstehung

Ältere Modelle zur Entstehung der Granit-Grünstein-GürtelEinsinken in instabile Kruste



Aus Windley 1986

Kontinentaler Graben

Entstehung eines Granit-Grünstein-Gürtels aus einem Randbecken



Aus: Ozeane und Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)

Plattentektonische Modelle zur EntstehungDer Granit-Grünstein-Gürtel



Aus: Windley 1986



Aus: M. de Wit et al., 1992

Erklärung eines Greenstone-Gürtels durchOzeanboden-Spreizung und Obduktion

Zusammenfassung der Alter verschiedener Granit-Grünstein-Provinzen



Umgezeichnet nach Windley 1986

Typische archäische Gesteine



Sedimentation



Sedimentationsmilieu:

Epikontinentale Plattformen

Schelf Flachwasser

Keine Turbidite

d.h. stabile tektonische Verhältnisse

Sedimentationsmilieu:

Epikontinentale Plattformen

Schelf Flachwasser Keine Turbidite

d.h. stabile tektonische Verhältnisse

:Australien: Yilgarn: Tonalite 3.35 Ga

Grünsteine 2.8-2.6

Alter archäischer Terrane



Pilbara: KarbonatePillows 2.95

KalkalkalineTholeiiteKomatiite 3.6-3.5

Indien: Dharwar Supergroup 3.0-2.5

Amerika: Superior, Slave Provinz 2.8-2.6klastischeSedimentefelsische Pyroklastika

Tholeiite

10-17 km

Gemeinsamkeiten archäischer Terrane



Nach Windley, 1986

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