mini|Reliefkarte Namibias mini|Traditionelles Siedlungsgebiet der Damara und Nama in Namibia
Der Damara-Gürtel () ist in der regionalen Geologie Südwestafrikas ein Falten- und Überschiebungskomplex, der infolge der Kollision zwischen dem damals noch intakten Kraton Kongo-São Francisco (abgekürzt Kongo-SF) und dem Kalahari-Kraton entstand.
Der Name dieses Gürtels lehnt sich an die Bezeichnung für die afrikanische Volksgruppe Damara ab, die ursprünglich ihr Siedlungsgebiet im zentralen Westen Namibias hatte.
Der Damara-Gürtel ist der intra-kontinentale Zweig des Damara-Orogens. Beide gehören dem neoproterozoischen (vor 1.000 bis 541 Millionen Jahren, abgekürzt mya) Pan-Afrikanischen Orogensystem an, das wesentlicher Bestandteil der Formierung des Superkontinents Pannotia war.
Der Orogenese des Damara-Gürtels ging ab 780 mya die Trennung des Kratons Kongo-SF von den Kalahari- und Río de la Plata-Kratonen voraus. Ursächlich waren Superplume-Ereignisse, die zum Zerfall des Superkontinent Rodinias führten.
Die Hauptphase der orogenen Entwicklung des Damara-Gürtels erfolgte von 560 bis 510 mya mit der Kollision der Kratone Kongo-SF und Kalahari. Spätorogene Intrusionen ereigneten sich um 480 mya. Starke Hebungsvorgänge fanden bis zur Trias/Jura-Grenze statt.
Die Evolution des Damara-Gürtels vom Auseinanderbrechen des Superkontinents Rodinia über die Bildung von Grabenbrüchen mit Ozeanen bzw. Meeren und deren anschließender Schließung infolge Subduktion entspricht dem Wilson-Zyklus.
Lage und Ausdehnung
Der Damara-Gürtel kann von der Westküste des Südatlantiks bis ins Landesinnere von Namibia über eine Länge von ca. 530 Kilometer (abgekürzt km) bestimmt werden. Östlich wird er von jüngeren Sedimenten der Kalahari mit unregelmäßiger Ausdehnung bedeckt. An der Atlantikküste schließt der nördliche Bereich des Damara-Gürtels in der Kunene-Region an den Kaoko-Gürtel mit dessen Ugab-Zone an. Im Süden grenzt der Damara-Gürtel in der Region ǁKaras bei der namibischen Stadt Lüderitz an den Gariep-Gürtel. Diese Erstreckung beträgt ca. 600 km und stellt den Bereich des Damara-Gürtels im engeren Sinn dar. Hinzu kommen noch ca. 350 km für die nach Norden reichende Nördliche Plattform sowie ca. 450 km für das im Süden liegende Nama-Vorlandbecken.
Aus geologischer Sicht hat der Damara-Gürtel eine von Südwest nach Nordost Streichung (Längsachse) auf dem südwestlichen Bereich des Kratons Kongo-SF und nordwestlichen Rand des Kalahari-Kratons. Aufgeschlossen liegt er in Zentral- und Süd-Namibia. Unter Deckschichten verläuft er weiter in Richtung Botswana.
Anhand von ähnlichen tektonischen Entwicklungen, strukturellen und metamorphen Eigenschaften wird vermutet, dass der Damara-Gürtel Teil eines größeren Orogenkomplexes ist, der sich quer durch das südliche Afrika zieht. Dieser Komplex verläuft vom westlich liegenden Damara-Gürtel weiter Richtung Osten zum Lufilian-Bogen, dem Sambesi-Gürtel bis zum Mosambik-Gürtel und dem Lurio-Gürtel bzw. zu der Lurio-Scherzone.
Geodynamische Entwicklung
mini|Geologische Krustenarchitektur des Damara-Gürtels im Damara-Orogen, Prinzipdarstellung links|mini|Tektonische Evolution des Damara-Gürtels im Damara-Orogen, Prinzipdarstellung
Die Rekonstruktion der tektonischen Evolution des Damara-Gürtels ist derzeit noch geprägt durch einige Unsicherheiten und Unklarheiten. Diese betreffen insbesondere die Konfiguration bzw. Lage von Kontinenten und Kratonen (hier betreffend Kongo-SF und Kalahari), die Ausbildung von intra-kontinentalen Grabenbrüchen und Ozeanbodenspreizungen, die Bildung, Erstreckung und Größe von Ozeanen bzw. Meeren, die die Landmassen trennten sowie die Subduktionsrichtungen und -geschwindigkeiten der Ozeane (hier betreffend den Adamastor-Ozean und das Khomas-Meer).
Auf der Grundlage der bisherigen geologischen Untersuchungsergebnisse sowie diversen Annahmen über die noch nicht geklärten Unsicherheiten existieren zum Teil unterschiedliche Hypothesen über die Entwicklung des Damara-Gürtels. Eine davon wird im Folgenden dargestellt.
Die geodynamische Entwicklung des Damara-Gürtels hängt mit der Bildung und dem Zerfall des Superkontinents Rodinia zusammen. Als dieser sich um 900 mya gebildet hatte, waren u. a. die Kratone Kalahari, Río de la Plata sowie der Kongo-Kraton zu einer Landmasse verbunden. Der Kongo-Kraton war mit dem São Francisco-Kraton verbunden (abgekürzt Kongo-SF).
mini|Triple Junction am Beispiel des Afar-Dreiecks, Ostafrika
Im Zeitraum von 780 bis 740 mya entstanden von den Superplume-Ereignissen initiierte intra-kontinentale Grabenbrüche (engl. Rifts) entlang eines Triple Junction (Tripelpunkt) zwischen dem Kraton Kongo-SF sowie den Kalahari- und den Río de la Plata-Kratonen. Erste größere magmatische Ereignisse können als Vorzeichen von Plume-Entwicklungen angesehen werden. Zwischen ihnen bildete sich der Adamastor-Ozean aus.
An den westlichen Rändern der sich spreizenden Kratone Kongo-SF und Kalahari entwickelten sich lang andauernde extensionsbezogene Plutone aus Granitoiden, Syeniten und Dioriten sowie Vulkanite mit rhyolithischen Lavaflüssen und Aschetuffe. Dabei wurden mehrere Kilometer mächtige Schichten abgelagert. Sie bilden die basalen Lagen der sedimentären Nosib-Gruppe.
links|mini|Prinzipdarstellung von Horst-Graben- (oben) und Halbgraben- (unten) Verwerfungen
In der weiteren Folge entstanden zwischen den Kongo-SF- und Kalahari-Kratonen zwei annähernd parallele intra-kontinentale Grabenbrüche. Die Grabenbrüche bildeten Becken, in denen sich verschiedene Graben-Horst-Systeme, Halbgraben (engl. Half-graben), Rücken und Verwerfungen entwickelten.
mini|Schematischer Schnitt durch ein Seebecken
Zuerst öffnete sich ein nördlicher Grabenbruch gefolgt von einem südlichen Grabenbruch. Aus ihnen entstand die heutige tektono-stratigraphische Aufteilung des Damara-Gürtels von der Nördlichen Randzone bis zur Südlichen Randzone. Aus einer Abschiebung im südlichen Grabenbruch bildete sich mit zunehmender Spreizung eine progressive Subsidenz (Krustenabsenkung), in der das Khomas-Rift entstand, welche auch als Khomas-Trog bezeichnet wird. Die anhaltende Krustenabsenkung führte zur Flutung der beiden Becken mit Meereswasser aus dem Adamastor-Ozean. Im nördlichen Grabenbruch bildete sich das Outjo-Meer, im südlichen das Khomas-Meer.
Wahrscheinlich entstand im Khomas-Trog ein Mittelozeanischer Rücken und eine Ozeanbodenspreizung. Als Hinweis einer Ozeanbodenspreizung wird der etwa 350 Kilometer lange Matchless Amphibolite Member (siehe → Matchless Amphibolit Member) angesehen. Dieser erstreckte sich nach heutiger geografischer Lage ostwärts von der nördlich liegenden Walvis Bay (Walfischbucht) an der West-Atlantikküste über den Lufilian-Bogen, den Sambesi-Gürtel, den Katanga-Kupfergürtel (Copperbelt) bis zum Lurio-Gürtel im Mosambik-Gürtel von Mittel-Mosambik.
Für mehrere Millionen Jahre dienten die Grabenbrüche als Sammelbecken für unterschiedlichstes Sedimentmaterial, das vor allem von Fließgewässern transportiert und als Fluviatiles Sedimente (Flussablagerungen) abgelagert wurde. Das Gesteinsspektrum besteht überwiegend aus Siliziklastika mit geringfügiger Ablagerung von vulkano-sedimentären Schichten.
Während der Grabenbruchphase traten mehrere Eiszeiten auf. Die erste war die Kaigas-Eiszeit um 750 mya. Ihr folgte um etwa 730 mya die Sturtischen Eiszeit, die möglicherweise globale Ausmaße erreichte, was als Schneeball Erde bezeichnet wird. Nachfolgende Eiszeiten waren die Marinoische Eiszeit, ab etwa 635 mya, ebenfalls mit globaler Vereisung und die Gaskiers-Eiszeit, um 580 mya. Mit den Eiszeiten, insbesondere bei der Sturtischen Eiszeit, kam die Sedimentation zum Erliegen bzw. wurde stark verringert. Während und nach den Gletscherbildungen veränderte sich der Meeresspiegel drastisch weltweit (siehe auch →Eustasie). Mit dem Abschmelzen der mächtigen Eisdecken kam es durch die enormen Mengen an Schmelzwasser zu großräumigen Überschwemmungen, im Zuge deren Calciumcarbonate und weitere Sedimente als glazigene Diamiktit- bzw. Tillit-Ablagerungen gebildet und teilweise weit verfrachtet wurden. Diese Eiszeiten bzw. deren nachweisbare Auswirkungen auf geologische und klimatische Prozesse stellen wichtige Marker zur Rekonstruktion der geochronologischen Entwicklung der Erdgeschichte dar.
Ab 655 mya folgte auf die Divergenz- die Konvergenzphase zwischen den kratonischen afrikanischen und südamerikanischen Kontinentalschollen. Zwischen 595 und 560 mya schloss sich der nördliche Adamastor-Ozean, und zwischen 550 und 540 mya war auch der südliche Teil des Adamastor-Ozeans westwärts unter den Rio de la Plata-Kraton subduziert. Dadurch kollidierten die Kratone Río de la Plata und Kalahari.
Zwischen 595 und 575 mya begann das Khomas-Meer nordwärts unter den Kraton Kongo-SF zu subduzieren. Von 560 bis 540 mya kollidierten die Kratone Kongo-SF und Kalahari in einer sinistralen, d. h. linksgerichteten Blattverschiebung (engl. Strike-slip fault), und das Khomas-Meer hatte sich um 540 mya geschlossen. Auf dem Kraton Kongo-SF bildeten sich nordwest-vergent geneigte Falten und Überschiebungen, während sich auf dem Kalahri-Kraton südost-vergente Strukturen ausbildeten. Es wird angenommen, dass der Kalahari-Kraton teilweise unter den Kraton Kongo-SF subduzierte. Mit der Blattverschiebung ging eine Ausdehnung der Krusten in Nordost-/Südwest-Richtung einher, die diverse Störungen und Scherzonen erzeugte.
mini|Naukluftberge von der Siedlung Sesriem aus gesehen
Von 520 bis 510 mya erfuhr der Kraton Kongo-SF eine mächtige Verdickung im Bereich der Kollisionszone um bis zu 24 km mit entsprechender Anhebung seiner Kruste relativ zur Südlichen Zone. Die zuvor abgelagerten Sedimente wurden komprimiert, zu einem hohen Faltengebirge verformt und teilweise auf den Kraton Kongo-SF aufgeschoben. Sie bildeten das noch rezente Khomashochland. Der Naukluft Nappe Complex hatte sich als Deckenüberschiebung auf den nördlichen Kontinentalrand des Kalahari-Kratons geschoben.
Begleitet wurden diese Kompressionsvorgänge von Intrusionen mächtiger Plutone in nördlichen und zentralen Bereichen des Damara-Gürtels sowie Deformationen und Metamorphosen von Krustenbereichen, die bis 460 mya anhielten. Danach hatte sich der Damara-Gürtel weitgehend konsolidiert.
Mit dem Auseinanderbrechen von Gondwana und der Öffnung des Südatlantiks ab der frühen Kreide intrudierten auf der südamerikanischer und afrikanischer Seite mächtige Vulkanite. Im Damara-Gürtel waren es u. a. das Erongogebirge, das Brandbergmassiv, die Spitzkoppe, der Messum-Krater, der Brukkaros und der Groot Paresis sowie etliche andere magmatische Intrusionen, wie Dykes, Lagergänge und Kimberlit-Schlote (jedoch ohne Diamanten).
Ende der Kreide lagerten sich im Kalahari-Becken die Sedimente der heutigen Kalahari ab. Diese reichen u. a. von Botswana westwärts bis etwa in die Mitte des Damara-Gürtels.
Vermutlich entwickelte sich zwischen 16 und 15 mya die Wüste Namib. Ursache war wahrscheinlich die Ausbildung des Antarktischen Zirkumpolarstroms und die Planetarische Zirkulation des Subtropischen Hochdruckgürtels, die nennenswerte Niederschläge über der Namib verhinderten.
Die Entwicklungen, die im Damara-Gürtel vom Auseinanderbrechen bis zur Neukonfiguration von kontinentalen Landmassen einschließlich dem Entstehen und Schließen von Ozeanen bzw. Meeren, stattfanden, werden zusammengefasst als Wilson-Zyklus bezeichnet.
Tektono-stratigraphische Gliederung
mini|Damara-Orogen mit geologischen Einheiten des Damara-Gürtels. Abkürzungen: NZ Northern Zone; AF Autseib Fault; CZ Central Zone; OmSZ Omaruru Shear Zone; SZ Southern Zone; OkSZ Okahandja Shear Zone; SMZ Southern Margin Zone