Description: Der Bushveld-Komplex in Südafrika ist die größte Magmenintrusion der Welt und auch die reichste in Bezug auf Erzlagerstätten. Abgesehen von seiner Größe ist das auffälligste Merkmal dieser Intrusion ein starker lithologischer Lagenbau. Trotz vielen Untersuchungen wird der Ursprung des Lagenbaus noch kontrovers diskutiert. Ziel dieses Projektes ist es, ein vielversprechendes neues Modell zu testen, das wiederholte Einschübe von kristallreichen Magmen- 'Schlämme' aus einer externen Magmenkammer postuliert. Diese Vorstellung wurde aus detaillierten Untersuchungen an Bohrkernprofile durch die Main Zone im nördlichen Bereich des Complexes entwickelt. Das vorliegende Projekt soll ein vergleichbar detailliertes Profil durch die Main Zone (2700 Meter) im östlichen Bereich liefern, basierend auf Bohrkernen, die dem ICDP-Projekt von der Firma Implats zur Verfügung gestellt werden. Das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens besteht darin, zu prüfen, ob die im nördlichen Bereich entdeckten, rythmischen Lagen ein allgemeines Merkmal der Main Zone sind und wenn ja, ob es Unterschiede in der Anzahl der Lagen und / oder in deren Mächtigkeiten und Beschaffenheiten gibt, die neue Einblicke auf die Entstehehung der Lagen helfen können. Als Arbeitshypothese wird die Bushveld Main Zone als das Resultat von mehreren, nacheinderfolgenden Intrusionen aufgebaut. In Anlehnung an Beobachtungen im nördlichen Bereich werden Hinweise für eine Mehrfachintrusion in den physikalischen Eigenschaften der Gesteinsabfolge (z.B. Dichte) sowie in den stofflichen Variationen der beteiligten Mineralien (An-Gehalt von Plagioklas, Mg von Pyroxen) und im Gesamtgesteinsproben (Elementgehalte, Sr-isotopenverhältnisse) gesucht. Darüber hinaus wendet das Projekt neue Methoden an, wie die Plagioklas-Pyroxen Austauschthermometrie und die Quantifizierung des Korngefüges. Diese Methoden werden systematisch entlang des vertikalen Profils angewendet. Sollten die Ergebnisse aus Geochemie und Thermometrie sowie aus den Gefügedaten auf nur eine oder sehr wenige, große Intrusionen hinweisen, geben sie immer noch wertvolle Informationen über die der Intrusion nachfolgenden Differenzierungs- und Kristallisationsprozesse. Die beantragte Untersuchungen umfassen mehrere komplementäre Hauptthemen: (1) Überprüfung des Konzepts von vielen Magmenschübe in der Main Zone; (2) Bewertung der Veränderung in Mineralchemie und Gefüge der Gesteine während der Abkühlung; und (3) Ermittlung der Äquilibrierungstemperaturen zwischen den Hauptmineralphasen und daraus die Ableitung von Abkühlungsraten auf verschiedenen Höhen im Profil.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Main
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Geochemie
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Ingenieurgeologie
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Lagerstätte
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Südafrika
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Bohrkern
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Erz
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Geologie
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Kristallisation
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Mineralogie
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Paläontologie
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Vertikalprofil
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Bohrung
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Infrastruktur
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Kühlung
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Mineral
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Gestein
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Änderung
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Gesteinskunde
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Region:
Brandenburg
Bounding boxes:
13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2020-01-01 - 2025-08-17
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: How was the Bushveld complex assembled? Pulsed intrusions, crystallization conditions and the origin of layering in the Main Zone
Description: The Bushveld complex in South Africa is the largest igneous intrusion on earth and the richest in terms of mineral wealth. Apart from its size, the most striking feature of the complex is the strong lithologic layering. Although studied for decades, the origin of layering is still debated. The aim of this project is to test a promising recent concept of multiple intrusions of a crystal-rich magma 'slurry' from an external magma chamber. This was inspired by detailed study of vertical drillcores in the Main Zone of the Bushveld north limb. The present project will provide the first detailed and nearly- continuous vertical profile (2700 meters) of the same horizon in the eastern Limb, based on drill cores that were donated to the ICDP project by Implats mining company. The overarching objective is to test if the layering patterns discovered in the northern limb are a general feature of the Main Zone, and if so, whether differences in the number of layers and/or variations in their thickness and composition can help reveal how the layering formed. The working hypothesis is that the Main Zone was assembled by repeated, separate magma injections from a deeper 'staging' chamber. By analogy with the northern limb, evidence of the new injections should be preserved in physical properties of the rock succession (density variations) and in compositional features of the minerals involved (An-content of plagioclase, Mg of pyroxenes) and in the bulk-rock geochemistry and Sr-isotope ratios. In addition to these parameters we will apply new approaches to the problem of the Main Zone assembly (and cooling) by determining the equilibration temperatures of REE and Ca-Mg in coexisting minerals and evaluating of degree of textural maturity (grain boundary geometries). These methods will be applied systematically along the vertical profile. If evidence for repeated intrusions is not found and the Main Zone is deduced to have formed from just one or two intrusive pulses, the results will still provide a record of the subsequent magma differentiation and crystallization of the Main Zone. The research proposed will focus on several complementary topics: (1) Testing for evidence of one or more intrusive pulses in the Main Zone by density and mineral-chemistry variations; (2) Evaluate the degree of chemical and textural re-equilibration of the rocks and the vertical variations in those properties, taking account lithologic layering and (if present) intrusive cycles; (3) Calculate equilibration temperatures of rock-forming minerals and estimate cooling rates at different levels in the 2700 meter-thick sequence.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1085350
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