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Eine reiche ≪Erzader der Welt≫ – der Great Dyke in Simbabwe

05.04.2016

Der Great Dyke in Simbabwe ist eine NNE-SSW verlaufende, 550 Kilometer lange und 4 bis 11 Kilometer breite, schmale Linie aus mehrheitlich ultramafischen Magmatiten. Er ist wie der Bushveld-Komplex in Südafrika – von dem in einem kommenden Beitrag die Rede sein wird – reich an Mineralen und Erzen.

Bushveld-Komplex, SA und Great Dyke, Simbabwe   Geologische Karte: Great Dyke und Bushveld-Komplex

l.: Die beiden ca. 2.6 Milliarde Jahre alten grossen Strukturen im südlichen Afrika: der Great Dyke in Simbabwe und der Bushveld-Komplex in Süd-Afrika; r.: geologische Situation der Grossstrukturen dieses Gebietes.

Im 19. Jh. wurde der Great Dyke als Ganggestein beschrieben und danach benannt. Ein Dyke bildet sich durch Intrusion von flüssigem Magma in bereits gebildetes Gestein und durchschneidet es diskordant. Heute weiss man, dass der Great Dyke, – wie auch der Bushveld-Komplex – ein Lopolith ist und vor etwa 2,6 Milliarden Jahren gebildet wurde. Ein Lopolith entsteht durch Intrusion magmatischer Schmelzen basisch- bis ultrabasischer Zusammensetzung und hat eine schüsselförmige Form. Die Intrusion ist konkordant zu den umgebenden Schichten. Die Aufstiegswege des magmatischen Materials sind entweder schlotförmig oder als Dykes ausgebildet, siehe Grafik unten links.

Lopolithe sind vom Erdaltertum bis zur Neuzeit vertreten. Sie sind geschichtet wie bei Sedimenten und sehr ausgedehnt. Eine solche Struktur nennt sich „layered complex“ oder Schichtkomplex, wofür der Great Dyke wie auch der Bushveld Komplex eindrückliche Beispiele sind.

Der langgezogene Great Dyke besteht aus vier Schichtkomplexen, die Musengezi, Hartley, Selukwe and Wedza Komplexe, siehe Grafik unten rechts.

Lopolith-Intrusion Arten   Great_Dyke

l.: verschiedene Intrusionsarten: 1. Lakkolith (Magma wölbt das Darüberliegende und ist an der Basis schichtparallel), kleine Strukturen, 2. kleiner Dyke, Gang, 3. Batholith oder Pluton, 4. Dyke, senkrechter Gesteinsgang, 5. Sill, Schichtparalleler Gang, Lagergang, 6. Schlot, 7. Lopolith (Magma breitet sich  schichtparallel aus und verformt das Liegende zu einer Wanne),  © Motilla, Wikimedia /  r.: Geologie des Great Dyke, © 11th Platinum Symposium, rev. Judith Kinnaird

Die Metalle Gold, Silber, PlatinChromNickel, und Zinn, werden hier gefördert.

Lagenartig auftretende Chromerzvorkommen, sogenannte Chromite zählen zu den bedeutendsten Lagerstätten der Welt. In den ultramafischen, sulphidreichen Schichten, der „Main Reef Zone“ liegen auch bedeutende PGE (PlatinGruppenElemente, Pt, Os, Ir, Rh, Ru, Pd) Vorkommen; es sind über 400 Millionen Tonnen Erz.

Die Bedeutung der PGE Metalle ist aus der vielseitigen Verwendung in der chemischen Industrie, bei der Erdölraffinerie, in der Zahnheilkunde, der Schmuckindustrie und in Katalysatoren zur Abgasreinigung in Benzinmotoren, ersichtlich. 48% der Weltproduktion an PGE ging 1997 in diese Art der Verwendung. Das industrielle Interesse wird weiterhin steigen, was das internationale Interesse an und die Suche nach Platinlagerstätten angekurbelt.

 


Aufzeitmessungen – 150 Kilogramm Stahl bringen den Boden zum Vibrieren

01.04.2016

Im Standortgebiet Zürich Nordost wurden seit Mitte März fünf Aufzeitbohrungen erstellt. In diesen Bohrlöchern führte die Firma DMT nun im Auftrag der Nagra seismische Aufzeitmessungen zur Bestimmung der seismischen Geschwindigkeiten in der Lockergesteinsschicht durch. Zum Einsatz kam dabei das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht.

Die Spezialisten der Firma DMT waren wieder für die Nagra im Einsatz. Diesmal nicht mit den grossen weissen Vibrationsfahrzeugen, sondern mit zwei Pick-ups und einem kleinen Anhänger. Für die seismische Charakterisierung der Lockergesteinsschicht (Aufzeitmessungen) braucht es nur wenig Material: im Wesentlichen eine Messsonde mit Messcomputer, ein Fallgewicht und ein Bohrloch durch die Lockergesteinsschicht hindurch bis in den Fels. Die Sonde besteht aus einem Geofon, das Schwingungen in alle Raumrichtungen registriert.

Geofon registriert Schwingungen im Bohrloch

Die Sonde ist über ein Kabel mit dem Messcomputer verbunden und wird in das blaue PVC-Rohr eingeführt, das im Bohrloch steckt. Via Dreibein kann sie mit der Winde auf die gewünschte Tiefe gebracht werden. Gemessen wird alle 2,5 Meter auf der gesamten Länge des Bohrlochs. Ein ausklappbarer Arm drückt die Sonde während den Schwingungsmessungen fest gegen das PVC-Rohr und stellt die Ankopplung mit dem umliegenden Gestein sicher. Die Schwingungen werden von einem Fallgewicht erzeugt, das auf dem Anhänger transportiert wird. Das 150 Kilogramm schwere Fallgewicht wird aus rund 2 Meter Höhe Richtung Boden beschleunigt. Starke Gummibänder verleihen ihm zusätzliche Energie. Mit einem trockenen «Klack» prallt das Fallgewicht auf eine Metallplatte im Boden und bringt diesen leicht zum Vibrieren. Wie das tönt, hört man im Kurzvideo.

Regentropfen haben keinen Einfluss auf Aufzeitmessungen

In Dachsen regnete es während den Aufzeitmessungen. Da das Geofon im Bohrloch gut geschützt war, hatten die Regentropfen keinen Einfluss auf die Messungen. Bei der 3D-Seismik oder den LVL-Messungen, einer zweiten Methode zur seismischen Charakterisierung der Lockergesteinsschichten, hätte man mit den an der Erdoberfläche liegenden Geofonen aber die Regentropfen durchaus «detektieren» können.
Mittlerweile sind im Standortgebiet Zürich Nordost alle fünf Aufzeitmessungen auf Zürcher Kantonsgebiet abgeschlossen. Ausstehend sind noch die beiden Aufzeitbohrungen auf Schaffhauser Kantonsgebiet.