Westgondwana

mini|Karte Westgondwanas mit afrikanischen und südamerikanischen Kratonen und Orogenen Westgondwana war der westliche Bestandteil des Großkontinents Gondwana. Er bestand aus Kontinentalmassen, die während der Pan-Afrikanischen Orogenese und der Brasiliano-Orogenese zu den afrikanischen und südamerikanischen geologischen Einheiten zusammengefügt wurden. Beide Orogenesen werden auch als Pan-Afrikanische-/Brasiliano-Orogenese bezeichnet, da sie tektonische Einflüsse aufeinander ausübten. Sie erfolgten zeitlich zwischen ca. 1000 und 480 mya. Der damalige Kontinent Afrika nahm dabei eine zentrale paläogeographische und geologische Schlüsselposition ein, an der auch der Zusammenschluss mit Ostgondwana zu Gondwana erfolgte.

Um 100 mya trennten sich die beiden geologischen Einheiten wieder, woraus letztlich die heutigen Kontinente Afrika und Südamerika hervorgingen.

Hinweis: Sofern nicht anders vermerkt, beziehen sich die hier aufgeführten Bezeichnungen für die paläogeographischen, geologischen, klimatischen und sonstigen Merkmale der Kontinente und Ozean auf die jeweils behandelten Zeiträume.

Erdgeschichtliche Situation vor Westgondwana

Die Formierung Westgondwanas basiert auf plattentektonischen Vorgängen globalen Ausmaßes, beginnend mit dem Auseinanderbrechen von Lithosphärenplatten (Kontinentalplatten) und dem Öffnen von intra-kontinentalen Grabenbrüchen und Ozeanbodenspreizungen bis hin zum Schließen der sich gebildeten Ozeane bzw. Meere mit subduktionsbedingten Orogenbildungen. Diese Prozesse, die dem Wilson-Zyklus entsprechen, lassen sich mindestens zurückverfolgen bis zum Mesoproterozoikum mit dem ca. 1800 Millionen alten hypothetischen Superkontinent Columbia, in dem bereits frühe Kontinentalmassen von Westgondwana mit dem Kalahari-Kraton, dem Westafrika-Kraton und Amazonia-Kraton vorhanden waren.

Nach dem Zerfall Columbias führten verschiedene Orogenesen zwischen 1300 und 900 mya zur Bildung Rodinias, dessen Kontinentalmassen sich schwerpunktmäßig südlich des Äquators bis zum Südpol gruppierten. Rodinia war vom Mirovia-Ozean umgeben. Ab 825 mya bildeten lang andauernde, großräumige Plumes kontinentale Grabenbrüche und weit verbreitete Ozeanbodenspreizungen, die zwischen 780 und 550 mya zur Fragmentierung Rodinias führten.

Die Lithosphärenplatten, die später zu Afrika zusammengefügt wurden, umfassten mehrere größere archaische bis proterozoische kratonisierte Kerne: den Westafrika-Kraton, den Sahara-Metakraton, den Kongo-Kraton, der noch vor Rodinia mit dem São Francisco-Kraton verbunden war (abgekürzt Kongo-SF), den Tansania-Kraton und den Kalahari-Kraton mit dem Kaapvaal-Kraton, dem Simbabwe-Kraton und dem paläoproterozoischen Faltengürtel. Hinzu kommen einige kratonisierte Krustenblöcke, wie der Bangweulu-Block, der Benin-Nigeria-Schild und der Tuareg-Schild.

Die Kontinentalplatten, aus denen später Südamerika hervorging, bestanden insbesondere aus den paläoarchaischen Kratonen Amazonia, São Francisco (als Teil des Kratons Kongo-SF) und Rio de la Plata. Des Weiteren existierten kleinere Terrane, wie die Paranapanema-, die Rio Apa-, Nico Perez, Apiaí-, Luiz Alves- und Parnaíba- Mikroplatten sowie das Goiás-Massiv.

mini|150px|Der Iapetus-Ozeans zwischen den Kontinenten Laurentia und Westgondwana vor 550 mya

Der Zerfall Rodinias war auch verbunden mit der Öffnung neuer Ozeane und teilweiser Schließung des Mirovia-Ozeans. In dem hier betrachteten Kontext öffnete sich zuerst der Puncoviscana-Ozean von 750 bis 700 mya zwischen Laurentia und West-Amazonia. Es folgte die Öffnung des Iapetus-Ozeans zwischen Laurentia und Baltica im Zeitraum von 590 bis 550 mya.

Zwischen den westgondwanischen kontinentalen Bruchstücken hatten sich insbesondere folgende Ozeane bzw. Meere geöffnet:

Der Mosambik-Ozean (Mozambique Ocean) erstreckte sich zwischen den östlichen Rändern des Sahara-Metakratons, Kongo-SF-Kratons und Kalahari-Kratons einerseits und den westlichen Rändern von Groß-Indien und Ostantarktika. Der Khomas-Ozean bzw. das Khomas-Meer, war ein Grabenbruch mit Ozeanbodenspreizung im Khomas-Trog zwischen dem Kongo-SF-Kraton, Tansania-Kraton und Kalahari-Kraton. Der Pharusische Ozean separierte den Westafrika-Kraton vom Sahara-Metakraton. Der Adamstor-Ozean lag zwischen den Kratonen Kongo-SF und Kalahari einerseits sowie dem Río de la Plata-Kraton, der Luís Alves-Mikroplatte und der Adamastoria-Arachania-Encantades-Mikroplatte andererseits. Der Brazilide-Ozean trennte den Amazonia-Kraton vom Paranapanema-Block. Der Goianides-Ozean breitete sich zwischen dem Kraton Kongo-SF und Paranapanema Block aus. Der Goiás-Ozean öffnete sich zwischen dem Amazonia-Kraton einerseits und den Rio de la Plata- und Kongo-SF-Kratonen andererseits. Der Chaurra-Ozean trennte den Rio de la Plata-Kraton von der Nico Perez-Mikroplatte. Der Clymene-Ozean befand sich zwischen dem Amazonia-Kraton einerseits und den Rio de la Plata-, Kongo-SF- und Westafrika-Kratonen andererseits.

Formierung Westgondwanas

Die geodynamische Formierung Westgondwanas lässt sich zurückverfolgen auf die Reorganisation von Fragmenten des zerfallenden Superkontinents Rodinia. In einem langwierigen und großräumigen Zyklus von tektonischen, magmatischen, metamorphen und sedimentären Prozessen mit Gebirgsbildungen bzw. Auffaltung bildeten sich orogene Gürtel unter Schließung von Ozeanen. Sie resultierten im Wesentlichen aus destruktiven plattentektonischen Kollisionsprozessen infolge von Subduktionen ozeanischer Krusten und Schließung der Ozeane und Meere. Die dabei entstandenen orogenen Gürtel trugen wesentlich zur Bildung Westgondwanas bei. Diese Orogene werden synonym auch als mobile Gürtel (mobile belts) bezeichnet im Gegensatz zu sehr alten, stabilen und meist kratonisierten Krustenblöcken.

Diese Prozesse können zusammengefasst werden in die Pan-Afrikanische Orogenese und die Brasiliano-Orogenese. Erstere Orogenese vereinigte afrikanische, letztere südamerikanische Kratone bzw. Krustenblöcke. Beide werden zusammengefasst als Pan-Afrikanisch-Brasiliano-Orogenese bezeichnet. Der Kontinent Afrika nahm eine geographische und geologische zentrale Position ein, an dem auch der Zusammenschluss mit Ostgondwana erfolgte.

Pan-Afrikanische Orogenese

mini|200px|Topografie des heutigen Afrikas

Die Pan-Afrikanische Orogenese umfasst die gebirgsbildenden Prozesse im östlichen Teil Westgondwanas. Sie erzeugte zwischen 890 und 539 mya die zentrale und größte zusammenhängende Kontinentalmasse Westgondwanas, aus der das heutige Afrika hervorging.

Gürtel Ostafrikas

Der Gürtel Ostafrikas dominiert das Ostafrikanische Orogen. Es war der größte Orogenkomplex, das sich vom Neoproterozoikum bis zum frühen Kambrium entwickelte. Es verläuft mit einer Länge von etwa 6000 km in Nordsüd-Richtung im Osten vom heutigen Afrika und im angrenzenden Teil Vorderasiens, beginnend im Süden Israels bis nach Mosambik. Es umfasst den Arabisch-Nubischen Schild, den Mosambik-Gürtel und große Bereiche von Madagaskar als Bestandteil Groß-Indiens. Während der Schließung des Mosambik-Ozeans kollidierten diese zwischen 890 und 580 mya mit dem westlich liegenden Sahara-Metakraton und dem südlich anschließenden Tansania-Bangweulu-Kraton. Von 600 bis 500 mya stieß Groß-Indien mit dem zuvor gebildeten Orogen während der Malagasy-Orogenese zusammen. Abschließend trat zwischen 600 und 480 mya eine post-orogene Dehnungsphase ein.

Transkontinentale Gürtel Südafrikas mini|150px|Verlauf des Kuunga-Orogens, rot markiert Im südlichen Bereich Afrikas verlaufen transkontinentale Gürtel in nahezu Ostwest-Richtung. Sie erstrecken sich von Mosambik-Gürtel bis hin zur Ostküste des Südatlantiks mit einer Länge von ca. 2000 km. Die Orogenese dieser Gürtel kann dem afrikanischen Abschnitt der Kuunga-Orogenese zugeordnet werden, die sich um 530 mya ereignete und auf die Kollision von Ostantarktika mit Ostafrika und Groß-Indien zurückzuführen ist: Der Sambesi-Gürtel erstreckt sich vom südlichen Sambia bis zum nördlichen Simbabwe, wo er an den Mosambik-Gürtel anschließt. Geologisch wird er im Norden begrenzt durch den Kraton Kongo-SF und im Süden durch den Simbabwe-Kraton. Ab mya bildeten sich intra-kontinentale aulakogene, nicht zu Ozeanbodenspreizungen führende Grabenbrüche, die zum Khomas-Ozean wurden. Vor 670 mya begann deren Schließung, die während der Kuunga-Orogenese zwischen 557 und 555 mya mit der Kollision der Kratone weitgehend abgeschlossen war. Die Geosutur der Mwembeshi Shear Zone entwickelte sich. Sie trennt u. a. den Sambesi-Gürtel vom Lufilian-Bogen. Der Lufilian-Bogen verläuft vom Nordwesten von Sambia bis zum östlichen Angola. Umgeben ist er nördlich vom Kraton Kongo-SF und Bangweulu-Block sowie südlich vom Kalahari-Kraton. Die geologische und zeitliche Entwicklung des Lufilian-Bogens verlief ähnlich wie die des Sambesi-Gürtels. Die orogene Phase erstreckte sich zeitlich von 800 bis 540 mya. Während der Kuunga-Orogenese unterlag dieser Bogen um 530 mya weiteren Deformationen. Teil des Lufilian-Bogens ist der Copperbelt mit bedeutenden Vorkommen an Kupfer-, Cobalt- und anderen Erzen.

Der Damara-Gürtel schließt südlich an den Kaoko-Gürtel an und kann von der Ostküste des Südatlantiks bis ins Landesinnere von Namibia nach verfolgt werden. Östlich wird er von jüngeren Sedimenten der Kalahari bedeckt. An der Atlantikküste reicht der nördliche Bereich bis zur Kunene-Region, im Süden bis zur namibischen Stadt Lüderitz in der Region ǁKaras. Der Damara-Gürtel erstreckt sich zwischen dem südwestlichen Bereich des Kratons Kongo-SF und dem nordwestlichen Rand des Kalahari-Kratons. Zwischen beiden bildete sich der Khomas-Ozean aus, der zwischen 595 und 540 mya wie der Adamastor-Ozean wieder geschlossen wurde. Diese Kollisionsphase des Khomas-Ozeans wird der Kuunga-Orgenese zugeordnet. Der Matchless Amphibolit Members im Khomas-Ozeans dokumentiert eine Ozeanbodenspreizung. Sie steht vermutlich in Verbindung mit der Mwembeshi-Scherzone im Sambesi-Gürtel und im Lufilian-Bogen. Um 496 mya wurde die Tektonische Decke der Naukluftberge auf den nördlichen Rand des Kalahari-Kratons aufgeschoben. Spätorogene Intrusionen ereigneten sich um 480 mya.

Gürtel Südwestafrikas Entlang der Ostküste des Südatlantiks entwickelten sich orogene Gürtel, die mit der Öffnung und der erneuten Schließung des Adamastor-Ozeans zwischen den Kratonen Kongo-SF und Kalahari einerseits und dem Río de la Plata-Kraton andererseits zusammenhängen. Dieser Ozean öffnete sich zwischen 780 und 640 mya, während die Schließung von 600 bis 590 mya erfolgte. mini|150px|Falschfarben-Satellitenaufnahme eines Teils vom Zerrissene Turbidite System Der Kaoko-Gürtel erstreckt sich in quasi Nordnord-West-Richtung entlang der heutigen atlantischen Ostküste von der namibischen Kunene-Region bis nach Südwest-Angola. Er schließt nördlich an den Damara-Gürtel an. Mit der Schließung des Adamastor-Ozeans entstand mit dem Coastal-Terran ein Inselbogen-komplex, in dem zwischen 656 und 625 mehrere magmatische Ereignisse auftraten. Dieses kollidierte ab 580 mya mit dem Kraton Kongo-SF unter transpressiven Deformationen, Auffaltungen, Metamorphosen und Intrusionen, die bis 520 mya anhielten. Ein besonderes Merkmal ist das komplexe Zerrissene Turbidite System mit einem Alter zwischen 573 und 530 mya. Einige geologische Merkmale im Kaoko-Gürtel sind auch in den südamerikanischen Ribeira - und Dom Feliciano-Gürteln nachweisbar. Dies lässt auf eine gemeinsame tektonische Entwicklung schließen.