The Geomorphic Response of the Passive Continental Margin of Northern Namibia to Gondwana Break-Up and Global Scale Tectonics

Abstract

Apatit-Spaltspurendaten liefern direkte und unabhängige Informationen zu räumlichen und zeitlichen Variationen von Denudation Onshore. Die Methode ermöglicht es, Hauptabtragungsgebiete über Zeit zu identifizieren. Mit dieser Information kann man nicht nur die Abkühlungsgeschichte rekonstruieren, sondern auch die Krustenversätze und Phasen von verstärkter Denudation und deren Verteilung entlang von Kontinentalrändern identifizieren. Wenn Vertikalprofile analysiert werden können, kann darüberhinaus auch der paläogeothermische Gradient berechnet werden. Die vorliegende Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der Tieftemperaturentwicklung des passiven Kontinentalrands von Namibia mit Apatit-Spaltspurenthermochronologie bei. Die Studie präsentiert eine detaillierte regionale Auswertung von 158 Apatit-Spaltspurendaten, die die Temperatur- und Denudationsentwicklung seit der Öffnung des Südatlantiks enthüllt. Die Proben sind in der Weise ausgewertet worden, dass sie das Abkühlungsmuster der Kruste in ein- (Kapitel 4), zwei- (Kapitel 5) und dreidimensionalem Raum (Kapitel 6) beschreiben. Um lokale Informationen über die Abkühlungsgeschichte zu erhalten, wurden drei Vertikalprofile analysiert. Die Temperatupfade, die aus diesen Daten extrahiert wurden, erlauben die Berechnung von Denudationsraten (120 m/m.y. in der Oberkreide), absoluten Beträgen lokaler Abtragung und des paläogeothermischen Gradienten (Kapitel 4). Die Bedeutung dieses Kapitels liegt in der Berechnung des paläogeothermischen Gradienten (22-26°C/km), und eliminiert dadurch die bestehenden Unsicherheiten durch Extrapolieren von heutigen Gradienten in die geologische Vergangenheit. Diese Information ist insofern wichtig, als dass sie die benötigten und bisher unbekannten Parameter zur Berechnung der Abtragung liefert. Daraus ergibt sich eine totale Abtragung für die zentrale Damarazone von 4-5 km seit der Oberkreide (Brandberg und Okenyenya). Denudationnsbeträge für das Hochland von Namibia in der Windhoekgrabenregion bewegen sich in der Grössenordnung von 3.5 km. Ein Schlüsselergebnis in der Anwendung der Apatit-Spaltspurenanalysen entlang einer 550 km langen Traverse über die Hauptstrukturen in Nordnamibia ist die Bestimmung von Zeitpunkt und Höhe eines vertikalen Krustenverstzes des Omaruru Lineaments (Kapitel 5). Der vertikale Krustenversatz konnte auf mindestens zwei Kilometer bestimmt werden. Ein besonders wertvolles Ergebnis dieser Untersuchungen war die Anwendung thermischer Modellierungstechniken, die bewiesen haben, dass ein Phase verstärkter Denudation in der Oberkreide das gesamte Untersuchungsgebiet beeinflusst hat. Modellierungstechniken haben in Kapitel 6 gezeigt, dass sie ideal geeignet sind, um grossmassstäbliche Trends, Denudationsmuster und -raten dreidimensional in Nordnamibia herausarbeiten zu können. Die Ergebnisse haben nicht nur die ohnehin für passive Kontinentalränder erwartete Signatur gezeigt, sondern auch die Komplexität in der zentralen Damarazone, in der tief angelegte Scherzonen die Basementstruktur dominieren. Die in Appendix E mitgelieferten Animationen bieten eine optimale Lösung, sich die gesamte Tieftemperatur- und Denudationsentwicklung anzusehen. Die in dieser Arbeit herausgearbeiteten Ergebnisse repräsentieren einen bedeutenden Fortschritt im allgemeinen Verständnis der Kontinentalrandentwicklung Nordnamibias. Sie habe insbesondere den Einfluss von präexistierenden Strukturen auf das Muster und die Höhe von Denudationsereignissen gezeigt, die das heutige Landschaftsbild geprägt haben.