University, Diss., 2007--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2006.

Zugl.: Kiel, University, Diss.

Stuttgart, Univ., Diss., 2004.

The Mesosaurus Inland Sea covered, in the Late Paleozoic, vast areas (~5 Mio km2) of the SW-Gondwanan continental interior. Major depocentres are represented by the Karoo basins of SW-Africa and the Paraná Basin in South America. These areas were interconnected prior to the break-up of Gondwana and the subsequent opening of the South Atlantic Ocean. In Namibia and South Africa deposits of the Mesosaurus Inland Sea are preserved in the successions of the glacial Dwyka Group and the postglacial Ecca Group (Karoo Supergroup). These deposits comprise the major part of a 60-70 Ma depositional cycle and are the main focus of this study. The large-scale transgressive part of this cycle started in the Late Carboniferous with continental glacial deposits followed by marine glacial and postglacial inland sea deposits. During the Early Permian the Mesosaurus Inland Sea reached its greatest extent, which was accompanied by widespread deposition of Corg-rich sediments. The large scale regressive part is recorded by successions ranging from deep water offshore pelites and turbidite sandstones to shallow water shoreface and deltaic sandstones, deposited in a brackish environment. Shallow water inland sea sediments are in turn overlain by fluvio-lacustrine deposits, which are assigned to the Beaufort Group and form the upper part of the cycle. This successive change in the depositional environment from marine to brackish to freshwater is also reflected in the fossil record. During Dwyka times a marine association of the Gondwana faunal province was able to colonize parts of the Mesosaurus Inland Sea. Later, during lower Ecca times, the connection to the Panthalassan Ocean became insufficient to retain normal marine conditions, leading to strong faunal endemism in an isolated and brackish inland sea environ¬ment. The most well-known and widespread representatives of this endemic fauna are mesosaurid vertebrates and megadesmid bivalves. Numerous altered tuffs occur as interlayers within argillaceous sediments of the Dwyka and Ecca Group of southern Namibia. The vast majority of these altered tuffs are represented by soft and crumbly to hard and indurated, clay-mineral-rich, bentonitic layers. Another, much rarer type is represented by very hard, chert-like tuff layers, which are predominantly albitic in composition. Furthermore, tuff layers within the Gai-As Formation of the Huab area are rich in potassium feldspar and have a porcelain-like appearance. The diagenetically modified matrix is mainly crypto- to microcrystalline. Polished tuff specimen show, in some tuffs, plane lamination or bedding with two or more subunits forming a tuff layer. Some display a weakly developed lamination. Only in very rare cases were structures reminiscent of sedimentary micro-cross lamination observed. The sedimentary textures and structures of the tuffs indicate that they have been deposited mainly as distal ash-fall layers by suspension settling in water. Some may have also been deposited or modified under the influence of weak bottom currents. The primary, pyroclastic macro-components of the tuffs are mainly represented by crystals of quartz, plagio¬clase, and biotite. In some thin sections pseudo¬morphs after pyroxene or hornblende were observed. Euhedral zircon and apatite crystals were observed in almost every tuff. Vitric or formerly vitric macro-components are very rare. The matrix of the majority of the investigated tuffs is predominantly composed of clay minerals. However, the matrix of the tuffs originally consisted most probably of fine vitric ash particles. Soon after deposition the volcanic ash was diagenetically altered to smectitic clay minerals. At a later stage smectite was progressively replaced by illite under prograde conditions. Nowadays the matrix of the bentonitic tuffs is strongly illite-dominated and only in the softer tuff layers a minor smectite content can be detected. Both the primary macrocrystic components as well as the geochemistry of the altered tuffs indicate that their source magmas were mainly of intermediate composition. The abundance of splintery quartz and feldspar crystal fragments within the tuffs hints at a highly explosive plinian or phreatoplinian eruption style of the source volcanoes, which were most probably located within a subduction-related volcanic arc region along the southern margin of Gondwana. New single zircon U-Pb SHRIMP datings of tuff layers provide a much more reliable age control of the investigated sedimentary succession. U-Pb SHRIMP ages for tuff layers from the glaciogenic Dwyka Group in southwestern Africa range from 302.0 ± 3.0 to 297.1 ± 1.8 Ma. The basal part of the early post-glacial Prince Albert Formation is dated at around 290 Ma. SHRIMP ages for tuff layers from the upper part of the Prince Albert Formation, the Whitehill Formation, and the middle part of the Collingham Formation indicate that the Mesosaurus Sea reached its greatest extent at around 280 Ma. / Während des Spätpaläozoikums waren riesige Areale (~5 Mio km2) Südwest-Gondwanas vom Mesosaurus Inlandmeer bedeckt. Die Karoo Becken Südwest-Afrikas sowie das Paraná Becken Südamerikas stellen dabei die Hauptablagerungsbereiche dar. Diese Gebiete waren vor dem Auseinanderbrechen Gondwanas und der darauf folgenden Öffnung des Südatlantiks miteinander verbunden. In Namibia und Südafrika sind die Ablagerungen des Mesosaurus Inlandmeeres in den Abfolgen der glazialen Dwyka Gruppe und der postglazialen Ecca Gruppe überliefert. Diese Sedimente umfassen den größten Teil eines etwa 60-70 Ma langen Ablagerungszyklus. Der transgressive Teil dieses Zyklus begann im späten Karbon mit der Ablagerung von kontinentalen Glazialsedimenten, auf die marine Glazial- und Post-Glazialablagerungen des Mesosaurus Inlandmeeres folgten. Während des frühen Perms erreichte dieses Inlandmeer seine größte Ausdehnung. Der regressive Teil ist durch Abfolgen gekennzeichnet, die von Tiefsee-Peliten und Turbiditen zu Küsten- und Delta-Sandsteinen reichen, welche in einem brackischem Milieu abgelagert wurden. Auf die Flachwasser-Sedimente dieses Inlandmeeres folgen fluvial-lakustrine Ablagerungen, die in die Beaufort Gruppe gestellt werden und die den oberen Teil des Ablagerungszyklus bilden. Diese Wechsel in den Ablagerungsmilieus von Salzwasser über Brackwasser zu Süßwasser spiegeln sich auch in den Fossilfunden wider. Zur Zeit der Dwyka konnten marine Vertreter der Gondwana-Faunenprovinz Teile des Mesosaurus Inlandmeeres besiedeln. Später, während der frühen Ecca-Zeit, konnten die marinen Bedingungen aufgrund der stark eingeschränkten Verbindung zum Panthalassischen Ozean nicht aufrecht erhalten werden, was schließlich zu einem ausgeprägten Faunen-Endemismus in einem nahezu abgeschnittenen Brackwasser-Inlandmeer führte. Die bekanntesten Vertreter dieser endemischen Fauna sind mesosauride Wirbeltiere und megadesmide Muscheln. In der Dwyka und Ecca Gruppe treten im südlichen Namibia zahlreiche alterierte Tuffe als Zwischenlagen auf. Die überwiegende Anzahl dieser Tuffe bilden tonmineralreiche, bentonitische Lagen. Sie können sowohl weich und bröckelig als auch stärker verfestigt und härter ausgebildet sein. Ein viel seltenerer Typ ist durch harte, chert-artige, albitische Tufflagen gekennzeichnet. Desweiteren treten in der Gai-As Formation des Huab Gebietes porzellanartige, weiße Tufflagen auf, die reich an Kalifeldspat sind. Die diagenetisch veränderte Matrix der Tuffe ist hauptsächlich krypto- bis mikrokristallin. Polierte Handstücke lassen in einigen Fällen Horizontal-Schichtung oder eine oft undeutliche Lamination erkennen. Die Sedimentgefüge der Tuffe lassen darauf schliessen, daß diese hauptsächlich subaquatische Suspensionsablagerungen distalen Aschenfalls darstellen. Einige wenige können auch unter dem Einfluss schwacher Bodenströmungen ab- oder umgelagert worden sein. Quarz-, Plagioklas- und Biotitkristalle bilden den Hauptteil der primären, pyroklastischen Makrokomponenten der Tuffe. In einigen Dünnschliffen konnten auch Pseudomorphosen nach Pyroxen oder Hornblende beobachtet werden. Idiomorphe Zirkon- und Apatitkristalle wurden in nahezu jedem Tuff beobachtet. Glasige oder entglaste Makrokomponenten sind dagegen sehr selten. Die Matrix der meisten untersuchten Tuffe ist überwiegend aus Tonmineralen aufgebaut. Ursprünglich setzte sich die Matrix der Tuffe jedoch wahrscheinlich aus feinkörnigen, glasigen Aschenpartikeln zusammen, die schon bald nach Ablagerung diagenetisch zu smektitischen Tonmineralen umgewandelt wurden. Zu einem späteren Zeitpunkt wurde dann Smektit zunehmend von Illit unter höhergradigen Bedingungen verdrängt. Heute ist die Matrix der bentonitischen Tuffe stark Illit-dominiert und nur in den weicheren Tufflagen lassen sich noch geringe Smektitgehalte nachweisen. Sowohl die primär-pyroklastischen Makrokristallkomponenten als auch die Geochemie der alterierten Tuffe weisen darauf hin, daß ihre Ursprungsmagmen hauptsächlich von intermediärer Zusammensetzung waren. Das zahlreiche Auftreten von splittrigen Quarz- und Feldspat-Kristallfragmenten weist auf einen hochexplosiven, plinianischen oder phreatoplinianischen Eruptionsstil der Herkunftsvulkane hin, die höchstwahrscheinlich in einer vulkanischen Bogenregion am Südrand Gondwanas gelegen waren. Neue U-Pb Einzelzirkon SHRIMP-Datierungen von vulkanischen Aschenlagen ermöglichen nun eine wesentlich verlässlichere Alterskontrolle der untersuchten Sedimentabfolge. U-Pb SHRIMP-Alter für Tufflagen aus der glazialgeprägten Dwyka Gruppe aus Südnamibia und SW-Südafrika reichen von 302.0 ± 3.0 to 297.1 ± 1.8 Ma. Der Basalbereich der früh-postglazialen Prince Albert Formation ist auf etwa 290 Ma datiert. SHRIMP-Alter von Tufflagen im oberen Bereich der Prince Albert Formation, innerhalb der Whitehill Formation und im mittleren Teil der Collingham Formation belegen, daß das Mesosaurus Inlandmeer seine größte Ausdehnung vor etwa 280 Ma erreichte.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2005

Zugl.: Heidelberg, Universiẗat, Diss., 2005. / Zsfassung in engl. Sprache.

Tübingen, University, Diss., 2009.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Braunschweig.

Rifting and breakup of Westgondwana in the Late Jurassic/ Early Cretaceous initiated the formation of the South Atlantic and its conjugated pair of passive continental margins. The Walvis Basin offshore NW-Namibia is an Early Cretaceous to recent depositional centre with a typically wedge-shaped postrift sedimentary succession covering an area of 105000km2. A 2D model transect across the central Walvis Basin and adjacent onshore areas is used as a case study to investigate quantitatively the denudational history of the evolving passive margin and the related contemporaneous depositional postrift evolution offshore. The database for both the onshore and offshore part of the model traverse is well constrained by own field work, published data as well as by seismic and well data supported by samples. The ultimate goal of this project is to present an integrated approach towards a quantitative link between surface processes and internal processes in terms of a mass and process balance. / Die Entstehung des Südatlantiks und seiner konjugierten passiven Kontinentalränder begann im späten Jura und der frühen Kreide mit dem Rifting und Auseinanderbrechen Westgondwanas. Das Walvis Becken vor der Küste NW-Namibias ist seitdem Sedimentationsraum und nimmt eine Fläche von 105000km2 ein. Die Sedimente dieses passiven Kontinentalrands weisen den für Postrift Ablagerungen typischen keilförmigen Querschnitt auf. Eine 2D Traverse über das zentrale Walvis Becken und die angrenzenden Küstenbereiche dient als Fallbeispiel, um die Abtragungsgeschichte des sich entwickelnden Kontinentalrands quantitativ mit der zeitgleichen Schelfsedimentation zu verknüpfen. Sowohl für den Schelfbereich als auch für den kontinentalen Bereich der Modelltraverse besteht eine solide Datenbasis, die sich aus Ergebnissen eigener Geländearbeit, publizierten Daten und aus seismischen Schnitten und Bohrungsdaten zusammensetzt, die zudem durch Bohrlochproben ergänzt werden. Ziel vorliegender Arbeit ist es, einen integrativen Ansatz für eine quantitative Verknüpfung von Oberflächenprozessen mit krustalen Prozessen im Sinne einer Massen- und Prozessbilanz zu liefern.

Cette étude est dédiée à la période charnière que constituent lEifélien et la base du Givétien en Belgique et les régions limitrophes, entre le Dévonien inférieur caractérisé par des dépôts détritiques et linstallation dune plate-forme carbonatée au Givétien. Létude sédimentologique détaillée que nous avons entreprise est le résultat de lintégration de différentes techniques danalyses : sur le terrain (levé et description banc par banc), en lame mince (pétrographie et microfaciès) et sur les échantillons (susceptibilité magnétique et analyses chimiques). Dans le cadre de ce travail, ce sont 14 coupes qui ont été levées, représentant une épaisseur totale de 1650 mètres. Les études de terrain ont permis de mettre en évidence une grande variété de faciès carbonatés, détritiques ou mixtes. Cette variété illustre parfaitement la variabilité latérale qui est la règle au sein de ces niveaux. Les analyses pétrographiques qui ont été menées sur 3352 lames minces, confirment cette diversité et aboutissent à la définition de 71 microfaciès. Ces microfaciès sont répartis sur un modèle de plate-forme et sur 6 modèles de rampe. Ces différents modèles de rampe se distinguent les uns des autres par une influence terrigène plus ou moins marquée, le développement ou non de bioconstructions ou encore la présence ou non de shoals. Les analyses de susceptibilité magnétique on permis de mettre en évidence trois paramètres sédimentologiques principaux linfluençant : lapport détritique (le continent étant la source principale des minéraux porteurs du signal), lagitation (qui peut empêcher le dépôt de ces mêmes minéraux) et la productivité carbonatée (qui peut diluer ces minéraux). Les analyses chimiques quant à elles permettent de clairement dégager 4 pôles parmi les minéraux présents dans les échantillons, chacun ayant sa contribution propre à la valeur de susceptibilité magnétique. Le premier est le contenu en carbonates qui est directement lié à la productivité carbonatée. Outre le quartz détritique, lapport terrigène comporte de son côté deux pôles distincts : lun sous forme dargiles et lautre sous forme de minéraux ferromagnétiques primaires. Le dernier pôle correspond à linfluence de la diagenèse par la dolomitisation et la cristallisation de pyrite, dhématite et éventuellement de magnétite. De par la répartition générale des trois paramètres sédimentologiques cités ci-dessus sur les profils de plate-forme et de rampes, trois types dévolution des courbes de susceptibilité magnétique se dessinent quand on la compare à lévolution des microfaciès. Certaines coupes ne montrent aucun lien entre les deux types de courbes, la susceptibilité magnétique restant relativement constante. Ensuite, un parallélisme peut sobserver entre les deux types de courbes (à une baisse de niveau marin, correspond une hausse de valeurs de susceptibilité magnétique et inversement). Enfin, une opposition peut être observée entre les deux types de courbes (à une baisse de niveau marin, correspond une baisse de valeurs de susceptibilité magnétique et inversement). Une fois identifiés, ces comportements relativement cohérents permettent lutilisation de la susceptibilité magnétique à des fins de corrélation. Lintégration de lensemble des données et interprétations aboutit à la proposition dun canevas de stratigraphie séquentielle. La généralisation de ce canevas à lensemble du bord Sud du Synclinorium de Dinant permet une meilleure compréhension du passage latéral entre la Formation de Couvin et la Formation de Jemelle et de linstallation de la plate-forme carbonatée à la transition Eifélien-Givétien.