Genese, Durchlicht-und Erzpetrographie der Goldskarnlagerstätte Navachab im zentralen Damara-Orogen, Namibia, unter besonderer Berücksichtigung des Mineral chemismus

Abstract

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In der südlichen Zentralzone des Damara-Orogens wurde auf den Farmen Otjimbojo und Otjakatjongo eine geologische Kartierung in den Maßstäben 1:10000 und 1:2500 aufgenommen

Die kartierten Gesteine stellen einen Ausschnitt aus der Swakop-Gruppe in der Damara-Sequenz dar. Die ältesten Gesteine im Kartiergebiet werden von der Spes-Bona-Formation aufgebaut, die jüngsten gehören zur Karibib-Formation. Desweiteren wurden hydrothermale Alterationen und ein Störungssystem an der Goldkuppe im nordöstlichen Bereich des Kartiergebiets detailliert im Maßstab 1:2500 auskartiert

Die Spes-Bona-Formation stellt eine Phase siliziklastischer Sedimentation mit Schiefern, Kalksilikatfelsen und Metaarkosen dar. Die Okawayo-Formation wird durch kalksilkatfelsführenden Marmor aufgebaut und in einer Phase regionaler Anhebung mit Bildung einer Carbonatplattform sedimentiert. Die folgenden Oberwasser-Schiefer stellen eine erneute Phase von Subsidenz mit Eintrag von Siliziklastika dar. Die Carbonate der Karibib-Formation wurden anhand lithologischer und farblicher Unterschiede in drei Einheiten geteilt: ein basaler, relativ kalksilikatfelsreicher weisser calcitdominierter Marmor, eine mittlere, braune und dolomitdominierte Einheit und ein oberer, grauer und graphitreicher Marmor. Die mittlere Einheit, der Braune Dolomit, stellt einen metasomatisch und hydrothermal entstandenen Horizont dar. Insgesamt stellt die Karibib-Formation eine erneute Hebung mit Ausbildung einer Carbonatplattform dar. Die Mächtigkeit der Karibib-Formation impliziert ein weites Vordringen der Carbonatplattform nach NE, entgegen der Ansicht eines Überganges in ein Beckenmilieu nach NE von Badenhorst (1992). Die obere Einheit zeigt aufgrund des Graphitreichtums, der Kalksilikatfelsarmut und des Auftretens von Chert deutliche Parallelen zur von Klein (1980a) postulierten Arises River Einheit in der nördlichen Zentralzone (nCZ). Die basale Einheit läßt sich mit der von Badenhorst (1992) beschriebenen kalksilikatfelsreichen Otjongeama-Einheit korrelieren

Die Strukturgenese im Kartiergebiet wird von einer polyphasen Überfaltung und der Bildung einer Scherzone an der Goldkuppe charakterisiert. Zunächst wurde die E-vergente, liegende Fl-Faltung im Sinne des Modells von Klein (1980b) progressiv deformiert. Indizien hierfür sind Entfaltungsstukturen und wurzellose Falten. Anschließend wurden die Fl-Strukturen durch eine rechtwinklig angreifende, isoklinale F2-Faltung überfaltet und Schichtung sowie Faltenachsen steilgestellt. Im Zuge zunehmender Kompression und Intrusion eines von Barnes & Sawyer (1980) als D3-Domgranit angesprochenen pegmatitischen Granits bildete sich eine großräumige reitende Falte und im NE des Kartiergebiets eine Abscherung in Form einer sinistralen Transpression aus. In dieses Stadium wird die Genese des Braunen Dolomits gestellt. Die Transpression bewirkte einen N-gerichteten tektonischen Transport und Transposition der Gefügeelemente, was durch die große Differenz der Fl nach der Rückrotation um eine B2-Achse im Gebiet der Flächen- und Detailkartierung belegt wird. Als letze Deformation kam es zu einer späten Reaktivierung der Scherzone als E-einfallende Abschiebung, was durch Chalcedonisierung und Jaspilitisierung und vorwiegend abschiebende Harnischlineare auf den Störungsflächen bestätigt wird. Erzmineralisationen im Braunem Dolomit sind auf den spättektonischen Abschiebungsflächen ausgefällt. Die Einordnung der NNE-streichenden Scherzone an der Goldkuppe und einer parallelen, östlich des Kartiergebietes verlaufenden Scherzone in einen regionalen Rahmen wird durch die Reaktivierung und durch die Auswertung der geophysikalischen Karten bestätigt. Die in dieser Arbeit postulierte Wilhelmstal-Lineamentzone zeigt das für sinistral angelegte Scherzonen in der Zentralzone des Damara-Orogen typische Streichen und verläuft parallel zu den von Corner postulierten Welwitschia- und Abbabis-Lineamentzonen

Der zweite Teil der Diplomarbeit behandelt die Genese, Erz- und Auflichtpetrographie der Goldskarnlagerstätte Navachab im zentralen Damara-Orogen. Anhand von Petrographie, Mikrosondenanylytik, Röntgendiffraktometrie und Geochemie wurde Art, Zusammensetzung und Bildungsbedingungen des Mineralbestandes ermittelt. Die Lagerstätte Navachab stellt einen reduzierten distalen Mn-reichen Goldskarn an der Basis der Okawayo-Formation in der südlichen Zentralzone (sCZ) dar. Eine zentrale Frage ist die Klärung der physikochemischen Prozesse, die zum Transport und zur Ausfällung des Goldes geführt haben. Die Genese von Skamlagerstätten wird allgemein nach Zharikov (1968) und Einaudi et al (1981) als ein dreiphasiger Prozess mit initialer isochemischer Kontaktmetamorphose, metasomatischer Skarnformation und retrograder Alteration mit Fällung des Erzes beschrieben. Wichtige Faktoren sind desweiteren die Distanz und Art einer magmatischen Quelle und die Zusammensetzung des sedimentären Edukts. Das Muttergestein besteht aus einem gebändeltem calcitischen Marmor, wobei die dunklen Lagen von Biotit dominiert werden. Durch vergleichende Messungen von Mineralphasen in Marmor, alterierten Marmor, Granat-und Clinopyroxenskarn wurde eine metasomatisch bedingte Zonierung mit einer starker Zunahme an Fe und Mn vom Marmor zum Skarn hin entdeckt. Späte hydrothermale Gänge mit umgebenden Silifizierungen sowie ein bis dahin als Hornfels beschriebener metamorph überprägter Lamprophyr camptonitischer Zusammensetzung wurden ebenfalls in die Analytik mit einbezogen. Die metasomatische Zonierung ist im initialem Stadium eduktabhängig, was sich in bevorzugten Wachstum von Granat in ehemals pelitischen Lagen und von Clinopyroxen in ehemals carbonatischer Fraktion äußert. In fast allen Mineralien wurde eine Zunahme an Fe und Mn festgestellt, so enthält z. B. Granat im Marmor einen Pyralspit-Anteil von 60 prozent, im Skarn steigt dieser auf bis über 90 prozent an. Granat zeigt im initialen Bildungsstadium eine Anreicherung von Mn und Fe3+ im Kern, die sich bei fortschreitender Metasomatose und reduzierenden Bedingungen in eine Zonierung in einen Fe2+-reichen Kern und Mn-, Fe3+ und Ca-reichen Rand wandelt

Die Erzmineralisation läßt sich in zwei Paragenesen unterteilen: die ältere mit Pyrrhotin, Chalcopyrit, Arsenopyrit, Molybdänit und Sphalerit und eine jüngere mit Pyrrhotin, Pyrit, Chalcopyrit, ged. Wismut, Bismutinit und ged. Gold. Durch Röngendiffraktometrie und Mikrosondemnessungen wurde eine tieftemperierte Invertierung ehemals hexagonalen Pyrrhotins in monokline Symmetrie nachgewiesen. Die Bildungsbedingungen der Erzmineralisation wurden anhand von Geobarothermometrie an Arsenopyrit und Sphalerit erforscht. Sphalerit bildete sich im Skarn bei einem Druck von 2. 0-2. 5 kB und 590°C, Arsenopyrit im Skarn wurde zwischen 560 und 595°C und in hydrothermalen Gängen zwischen 400 und 495°C gebildet. Die P-T-Bildungsbedingungen stimmen mit den von Puhan (1983) für die CZ ermittelten Werten gut überein. Steigende S-Fugazität- und Aktivität während sinkender Temperaturen wird durch Bismutinit-und Pyrit-Alterationen von Bismut und Pyrit belegt. Die Ausfällung des Goldes ist stark vom Ort abhängig, im Skarn beträgt die Au/Ag-Rate im Durchschnitt über 4, in den späten hydrothermalen Gängen unter 3. Die Zusammensetzung von Wismut ist hingegen von angrenzenden Mineralphasen abhängig

Durch Röntgendiffraktometrie und Geochemie wurde die Existenz eines damarazeitlichen, camptonitischen Lamprophyrs nachgewiesen. Der geringe SiO2-und hohe Volatilgehalt der geochemischen Analyse, fehlende Quarzreflexe im Röntgendiagramm und Mineralchemismus von Biotit und Hornblenden bestätigen ein orthomagmatisches Gestein. Aufgrund des Fehlens von Gold im Lamprophyr wird eine Assoziation des Goldes mit einer lamprophyrischen Schmelze abgelehnt. Die Ausfällung im Marmor am Kontakt zum Metalamprophyr impliziert hingegen eine Genese durch Neutralisation hydrothermaler goldführender Fluide