Donnerstag, 10. Februar 2011

Prozesse und Produkte der chemischen Verwitterung an Karbonatitrümpfen - Beispiele aus Uganda und Tansania

So, jetzt ist sie online. Falls sich jemand außer mir für so ein seltsames Thema interessieren möchte...

Kurzfassung in deutsch

Ziel dieser Arbeit ist die Erfassung von Prozessen und Produkten chemischer Verwitterung an Karbonatitrümpfen mit Beispielen aus Uganda (Tororo und Sukulu) und Tansania (Panda Hill). Bei fehlendem Drainagenetz und hoher Evaporation wird das Gesteinsgefüge der Karbonatite durch verrinnende und evaporierende meteorische Wässer durch Bildung von Kalk-Mikritkrusten zementiert. Diese Mikrite stellen bei nachfolgenden Regenfällen Lösungspuffer dar. Als Folge wird der Karbonatit als Härtling nahezu gleichmäßig eingerumpft. Petrographische Inhomogenitäten können die Bildung von Karstspalten begünstigen, welche als Sedimentfallen dienen. Diese Sedimente repräsentieren die Erosionsgeschichte des ehemals höher und weiter reichenden karbonatitischen Vulkankomplexes. Hierbei haben auch Sedimentbildungen überdauert, zu deren Bildung ein anderes Milieu und andere Grundwasserbedingungen nötig waren. Pyrochlor als relativ verwitterungsbeständiges Mineral reichert sich in den Sedimenten an, unterliegt aber selber ebenfalls tropischer Verwitterung. Dabei werden deutliche Fehlstellen auf der A-Position toleriert. Es konnten verschiedene Stufen des Überganges von Pyrochlor hin zu Ferrocolumbit (Austausch Ca gegen Fe(II)) und Bariopyrochlor (Ca gegen Ba) dargestellt werden. Verlust und Austausch der Elemente in A-Position markieren den Beginn der Verwitterung. In späteren Phasen fortschreitender Verwitterung werden auch die Elemente der B-Position das Mineral verlassen. Hierbei zeigen sich Ti und Nb deutlich mobiler als Ta. Im Austausch können Fe(III) und eventuell auch Si die frei gewordenen B-Positionen besetzen. Zusammen mit der primärmagmatischen Varianz im Chemismus wird so eine Abgrenzung verschiedener Pyrochlorpopulationen in den relevanten Sedimenten und auch Hinweise auf unterschiedliche Ausgangsgesteine ermöglicht. Das hohe Angebot an gelöstem Karbonat im Karbonatit führt zu einer jahreszeitlich bedingten Übersättigung der Verwitterungslösung. Dadurch wird die Porosität des Gesteins während der Verwitterung nicht, wie bei silikatischen Gesteinen, erweitert. Biotite als silikatische Minerale verdeutlichen das unterschiedliche Verwitterungsverhalten von silikatischen Gesteinen und Karbonatiten. Die Vorgänge spielen sich im vadosen Bereich ab. Es entsteht keine Bleichzone und keine Trennung von Al und Si. Aus diesem Grund können sich kein Kaolin, kein Gibbsit und auch kein sekundärer Quarz bilden. Bei der Verwitterung von Sulfiden wie z.B. Pyrrhotin wird Schwefelsäure frei, zu deren Neutralisation Karbonatminerale gelöst werden. Zusätzlich bilden sich bei der Verwitterung dieser Minerale noch sekundäre Produkte wie Fe-Hydroxide und Gips, die über ihren Kristallisationsdruck zu einer Erweiterung des Porenraumes führen.

http://www2.sub.uni-hamburg.de/opus/volltexte/2011/4997/
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