Grünsteingürtel haben, wie ihr Name verrät, einen grünlichen Farbton, den sie dem metamorphen Chlorit, Aktinolith und anderen grünen Amphibolen verdanken. Es sind Muttergesteine vieler wichtiger Lagerstätten von Gold, Silber, PGE, Nickel, Kupfer, Blei, Chrom, Zink, Eisen und weiteren seltenen Metallen, z.B. dem Schwermetall Indium.
Grünsteingürtel (engl. greenstone belt) sind typischerweise 100 bis einige tausend Kilometer lang. Es sind Zonen unterschiedlich metamorpher, vulkanischer Gesteine, die zusammen mit Sedimentgesteinen in archaischen und proterozoischen Kratonen zwischen Granit– und Gneis-Komplexen auftreten, siehe untere Grafik links. Grünsteingürtel sind während der ganzen Erdgeschichte entstanden. Hier betrachten wir nur die Ältesten! Sie werden als zusammenhängende stratigraphische Gruppe betrachtet. Der Anteil ultramafischer und basischer Gesteine – sei es als Layered Intrusion oder als Komatiit – ist in den archaischen Grünsteingürteln sehr hoch.
Grünsteingürtel in Südafrika links und rechts in Simbabwe
Bekannte Grünsteingürtel in Afrika:
- Barberton (Südafrika), der bekannteste und best untersuchteste Grünsteingürtel der Welt!
- Pietersberg (Südafrika)
- Gwanda (Simbabwe)
- Lake Victoria (Ostafrika)
- Boromo-Goren (Westafrika)
Die archaische Kruste
Die archaische Kruste besteht im wesentlichen aus niedrig metamorphem Granit-Grünsteingürtel und hochgradig metamorphem Granulit-Terran.
Barberton Grünsteingürtel: Kissen Lava mit einem Rand aus Glas, was auf Kontakt mit Wasser hinweist, © Eugene Grosch; Komatiite, Südafrika, ©CSIRO
Typisch sind basaltische Laven (z.B. Kissen-Laven), die vor 3.5 Milliarden Jahren auf dem ehemaligen Ozeanboden ausbrachen und die aus dem Erdmantel stammenden, ultramafisch vulkanischen Komatiite.
Es sind die Komatiite, die sehr viel über das Archaikum verraten.
Komatiite entstanden nur während des Archaikums, was darauf zurückgeführt wird, dass der Erdmantel langsam abkühlte und aufgrund der höheren Häufigkeit radioaktiver Elemente im frühen Erdmantel von 4,5 bis 2,6 Milliarden Jahre um bis zu 500 °C heisser war als heute. Komatiite besitzen sehr niedrige SiO2-, K2O– und Al2O3-Gehalte, aber einen hohen bis sehr hohen Anteil an MgO.
Komatiitische Lava besass bei der Eruption Eigenschaften eines überkritischen Fluids, nämlich die Viskosität eines Gases, aber die Dichte eines Gesteins. Im Vergleich zu dem Basaltlaven von Hawaii, die mit einer Temperatur von ~1200 °C und der Zähigkeit von Sirup oder Honig austreten, flossen sie mit grosser Geschwindigkeit über die Oberfläche und haben extrem dünne, bis 10 mm dicke Lavaschichten hinterlassen.
Die Thematik findet ihre Fortsetzung. Schöne Woche!