Chemostratigraphy of a Paleoproterozoic BIF-MnF succession - the Voelwater Subgroup, Transvaal Supergroup, South Africa
Final Report Abstract
Gebänderte Eisenformationen sind chemische Präzipitate, deren Bildung unter speziellen Ablagerungsbedingungen stattfand und auf das Präkambrium beschränkt ist. Trotz langjähriger Forschungen sind die Ablagerungsbedingungen im Detail nur unvollständig verstanden. Dies gilt in besonderem Maße für die wechsellagernden Eisen- und Manganerzformationen der ca. 2.2 Milliarden Jahre alten Hotazel Formation im Kalahari Manganerzfeld, Südafrika, die mit Blick auf das Mangan ca. 80% der landbasierten Manganerzvorkommen repräsentieren. Aber auch vor dem Hintergrund der Grundlagenforschung ist ein detailliertes Verständnis der Ablagerungsbedingungen von großer Bedeutung. Ziel des Forschungsvorhabens war es, über detaillierte geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen die Ablagerungsbedingungen dieser paläoproterozoischen Hotazel Formation, einer BIF-MnF-Abfolge aus der Transvaal Supergroup zu charakterisieren. Der geplante chemostratigraphische Ansatz zur Untersuchung dieser einzigartigen Abfolge sollte die bisher vollkommen ungeklärten Zusammenhänge der Präzipitation und räumlichen Trennung von gebänderten Eisen- und Manganerzvorkommen der Hotazel Formation und den Flachwasserkarbonaten der überlagernden Mooidraai Formation (gemeinsam bilden sie die Voëlwater Subgroup der Transvaal Supergroup) beleuchten. Dieses sollte im Kontext der Ozean-Atmosphären-Entwicklung während des Archaikum-Proterozoikum-Übergangs erfolgen, im Speziellen im Hinblick auf die Entwicklung der Sauerstoffkonzentration des Atmosphäre-Ozean-Systems. Petrographische, röntgenographische, geochemische und isotopengeochemische Untersuchungen sowohl der gebänderten Eisen- und Manganerzformationen als auch der überlagernden Karbonate belegen räumlich-zeitliche Variationen in der Ablagerung dieser chemischen Sedimente. Vor allem die räumlich-zeitliche Entwicklung in der Bildung der Feund Mn-haltigen Sedimente wird scheinbar gesteuert durch Abhängigkeiten von der Karbonatverfügbarkeit im Ablagerungsraum, von den Eh-pH-Bedingungen, aber auch von der komplexen Beckengeometrie. Die Präzipitation der BIF/MnF Ablagerungen erfolgte aus unterschiedlichen Wassermassen, wie vor allem durch die stabilen C-Isotopen der diversen Karbonate (Calcit, Dolomit, verschiedenste Fe- und Mn-Karbonate) aufgezeigt wird. Die Sr- Isotopie der Karbonate belegt einen generellen hydrothermalen Einfluss auf die Meerwasserzusammensetzung. Die Nd-Isotopie der chemischen Präzipitate zeigt Unterschiede innerhalb des Ablagerungsraumes, die die regionalen Einflüsse (proximale versus distale Ablagerung) widerspiegeln. Die vorliegenden Erkenntnisse verdeutlichen die Bedeutung lokaler-regionaler Einflussfaktoren auf die Zusammensetzung dieser BIF-MnF-Karbonat-Abfolge vor dem Hintergrund der übergeordneten globalen Veränderungen im Archaikum-Proterozoikum-Übergang.
Publications
- (2009) Spatial and temporal variability of δ13Ccarb and δ13Ocarb of the Voëlwater Subgroup, South Africa. V.M. Goldschmidt Konferenz, Davos
Tripke, C., Strauss, H., Mezger, K., Gutzmer, J., Beukes, N.J.
