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Vredefortkoppie: World Heritage Site Interpretation Centre

Von Hattingsrust wird der Feldweg bis Vredefort eingeschlagen. Dort fährt man auf die R59 Richtung Parys und biegt etwa 2-3 km links zum World Heritage Site Geological Interpretation Centre ein.

Abb. 9.4.1: Übersichtsbild zum Aufschluss mit World Heritage Site Geological Interpretation Centre. Foto: H-R Knoefler

Der Aufschluss zeigt Strukturen der Übergangszone von Amphibolit zu Granulitfazies (Abb. 9.2.1). Ogilvie (2008) schlägt vor, dass diese Übergangszone vor dem Impaktereignis in einer Tiefe von etwa 24-25 km lag. Abbildung 9.4.1 zeigt den Hügel, der den Aufschluss darstellt sowie das World Heritage Site Geological Interpretation Center. Das archaische Basement bestand überwiegend aus Gesteinen trondhjemitischer und granodioritischer Zusammensetzung, die in amphibolit- bis granulitfazielle Gneisse umgewandelt wurden.

Die Strukturen des Aufschlusses werden durch heterogene Deformationen und gleichzeitige charnockitische Vorkommen in verfalteten mafischen Granuliten und trondhjemitischen Gneisen bestimmt. Charnockite sind Hypersthen-führende Granite, die weiterhin Augit, Granat und Hornblende enthalten können. Diese Gesteine können als Indikator für granulitfazielle Metamorphose genutzt werden (Bates and Jacobson, 1987).

Xenolithe im Gestein können massiv oder gebändert sein. Sind sie gebändert, ist dies auf den Wechsel von mafischen und trondhjemitischen/tonalitischen Gneis (TTG)-Lagen zurückzuführen. Die mafischen Granulitxenolithe sind teilweise stark verfaltet und zeigen schlierige Texturen. Als Ausgangsgestein wird ein 3410 ± 14 Ma (SHRIMP U-Pb an Zirkonkernen) alter mafischer Gneis angenommen (Armstrong et al., 2006). Desweiteren liegen PTB-Adern mit Fließgefüge vor (Abbildung 9.4.2), deren Grundmasse im Vergleich zu den Granitoiden Nebengesteinen Si-untersättigt ist und die mafische Klasten enthalten.

Abb. 9.4.2: PTB-Adern mit Fließgefüge. Foto: H-R Knoefler

Zur Entstehung von Charnockiten gibt es zwei grundlegende Modelle: Zum Einen das Aufschmelzen eines Vorläufergesteins und zum Anderen das Einsickern von H2O-armen Fluiden in amphibolit- bis granulitfazielle Gesteine, wobei in Granulit-Terrains CO2-dominierte Fluideinschlüsse überwiegen. Flutet ein solches Fluid das Gestein, werden Subsolidus-Dehydrierungsreaktionen zu niedrigeren Temperaturen verschoben und die Schmelztemperatur heraufgesetzt. So können Granulite ohne Schmelzen entstehen. Ein solches metasomatisches Model erklärt auch die Koexistenz von hydrierten (Bt-führenden) und anhydrierten (Opx-führenden) Charnockiten in Aufschlüssen.

Ein mögliches Genesemodell der Ausgangsgesteine nach Gibson und Reimold (2008) wird im Folgenden dargestellt. Steigende Temperaturen in der TTG-Kruste bei 3.09 Ga führten zu Dehyrierungsschmelzen der Gneise, was zur Bildung Pyroxen-führender Gesteinskomplexe und Kristallisation granitischer Leukosome im Granulitfeld führte, wodurch intrusive Charnockite produziert wurden. Durch das Kristallisieren von Leukosomen wurde Wasser freigesetzt, welches die anhydrierten Phasen wieder hydrierte, wodurch Pyroxen retrograd in Biotit und Amphibol umgewandelt wurde.