Transsahara-Gürtel

Der Transsahara-Gürtel^[1] stellt in der regionalen Geologie Afrikas ein System aus Falten- und Überschiebungsorogenen mit mehr als 3.000 Kilometer (km) Länge dar. Es beginnt im Norden in Algerien südlich des marokkanischen Antiatlas und reicht bis an die Südatlantikküste von Benin im Süden.

Die geologisch-tektonische Entwicklung ereignete sich in einem Ozean zwischen dem östlichen Kontinentalrand des Westafrika-Kratons und der westlichen Flanke des Sahara-Metakratons^[2]. Infolge dessen Subduktion entstanden neue, unterschiedliche Krustenblöcke, wie magmatische Inselbögen, Forearc- und Backarc-Becken. Die fortschreitende Verengung des Ozeans führte zu Kollisionen und teilweise Überschiebungen auf die Kontinentalränder mit orogener Auffaltung der Krusteneinheiten, Entwicklung von magmatischen Plutonen und Vulkanen sowie vulkano-sedimentären Ablagerungen. Heute sind große Gürtelbereiche unter sedimentären Schichten der Sahara, der Sahelzone und anderen Gebieten verborgen.

Die Hauptphase der Entwicklung fällt in die Zeit der Pan-Afrikanischen Orogenese und reicht von vor rund 800 bis 550 Millionen Jahren (mya).

Der Transsahara-Gürtel erstreckt sich mit einer Länge von ca. 2600 km durch das westliche Nordafrika und Westafrika, beginnend am südlichen marokkanischen Antiatlas, an das Algerien anschließt über Mali, Niger, Nigeria, Benin, Togo bis Ghana im Süden, wo er an der Südatlantikküste endet. Dabei durchquert er mit einer Länge von ca. 1.500 km die dortige Sahara, von der der Gürtel seinen Namen erhielt. Südlich der Sahara durchquert der Transsahara-Gürtel die Sahelzone und das Band des sich südlich ausbreitenden tropischen Regenwaldes.

Die geologisch-tektonische Evolution des Transsahara-Gürtels kann bis in die Entwicklungsphasen des Superkontinents Rodinia zurückverfolgt werden. In der Konstellation um ca. 900 mya bestand eine Landfläche mit den Kontinentalblöcken aus dem damals noch vereinten Kongo-Kraton-São Francisco Kraton^[3] und dem Sahara-Metakraton sowie dem Ahaggar (Hoggar) und dem Borborema-Krustenblock^[4] einerseits und dem Amazonas-Kraton^[5], dem Westafrika-Kraton mit dem angrenzenden São Luís-Kraton^[6] andererseits. Während des Zerfalls Rodinias bildete sich ab ca. 800 mya ein Ozean zwischen diesen beiden Kontinentalblöcken. Er wird als Goiás-Pharusischer Ozean bezeichnet^[7]. Die Schließung dieses Ozeans erfolgte im Neoproterozoikum mit Kollision der Landmassen und Formierung Westgondwanas zwischen ca. 620 und 600 mya während der Panafrikanischen-Brasiliano-Orogenese. Ausdruck dieses Kollisionsprozesses ist das Transbrasiliano-Kandi-Lineament, das sich in das südliche Transbrasiliano-Lineament und das nördliche Kandi-Lineament gliedert, welche jeweils etwa dem südamerikanischen Goias-Ozean bzw. dem afrikanischen Pharusischen Ozean entsprechen. Letzterer bildet die Grundlage des Transsahara-Gürtels. Auch formte sich in den weiteren plattentektonischen Entwicklungphasen Westgondwana, bestehend aus den südamarikanischen und afrikanischen Landmassen.

Der Pharusische Ozean und damit auch der Transahara-Gürtel wurde nördlich durch den paläozoischen Antiatlas im heutigen Südwesten Marokkos begrenzt. Der Antiatlas war ursprünglich ein tiefes intrakratonisches Becken am Kontinentalrand des Westafrika-Kratons. Während der Variszischen Orogenese zwischen dem Oberkarbon und Unterperm schloss sich das Becken. Dabei entstanden Antiklinalen und Antiklinalen mit Längen zwischen ca. 100 Meter und 10 Kilometer und Auffaltungen bis zu ca. 2500 Meter Höhe. geomorphologische Merkmale vom Antiatlas lassen sich mit denen der Appalachen im heutigen Osten Nordamerikas korrelieren.^[8]

Der Transsahara-Gürtel ist geprägt durch mehrere geologische Schilde und Orogene.

Der Tuareg-Schild wird als eine Ansammlung komplexer paläoproterozoischer kratonartiger sowie neoproterozoischer juveniler (neu gebildete) 23 Terrane interpretiert, die sich während der neoproterozoischen Pan-Afrikanischen Orogenese infolge Kollisionen und Kompressionen unter Schließung von Ozeanen zwischen dem Westafrika-Kraton im Westen und dem Sahara-Metakraton im Osten bildeten, und die entweder durch subvertikale Scherzonen oder durch Überschiebungsfronten getrennt sind. Diese Terrane unterscheiden sich durch petrologische, metamorphe, magmatische, sedimentäre und tektonische Merkmale. Aufgeschlossen sind im Wesentlichen ca. 550.000 Quadratkilometer (km²) vom Ahaggar (Hoggar) im südlichen Algerien, ca. 250,000 km² vom Adrar des Ifoghas im nordöstlichen Mali sowie ca. 84,000 km² vom Aïr im nördlich-zentralen Niger. Das Altersspektrum der Gesteine reicht von ca. 3300 bis zu 522 mya. Die geologisch/tektonische Entwicklung vom Tuareg-Schild erfolgte zeitlich von ca. 870 bis 520 mya.

Der Pharusische Gürtel (pharusian belt oder pharusian terran) ist ein orgener Gürtel und stellt aus geologisch/tektonischer Sicht ein Terran dar. Er ist Bestandteil des Tuareg-Schildes. In diesem nimmt er eine mittlere Position ein und verläuft in nordsüdlicher Richtung von Algerien bis Mali. Wie der gesamte Tuareg-Gürtel bildete sich dieser Gürtel zwischen dem Westafrika-Kraton und dem Sahara-Metakraton, die sich aufeinander zubewegten und die dazwischen liegenden kontinentalen Krustenteile komprimierten und dadurch tektonisch/geologisch stark beeinflussten. Verbunden damit war eine Ost-West-Verkürzung mit Auffaltung und Bildung von vulkanischen und verschiedenartigen klastischen Sedimentsequenzen sowie großer Batholithe und Plutone. Diese Prozesse erfolgten zeitlich zwischen ca. 690 und 523 mya.

Der Benin-Nigeria-Schild, auch Togo-Benin-Nigeria-Schild genannt ist ein Krustenblock. Er enthält eine Ansammlung verschiedenartiger archaischer Gneise, paläoproterozoische und neoproterozoische Granitoide sowie orogene Gürtel kristalliner Schiefern (Schist), vulkanisch-sedimentärer Zusammensetzung. Namengebend für diesen Schild sind die Vorkommen in Benin und Nigeria. Tektonisch wird er begrenzt im Westen durch das Kandi-Lineament vom anschließenden Dahomeyide-Gürtel, im Osten durch den südwestlichen Rand des Sahara-Metakratons. Südlich davon erstreckt sich der Zentralafrikanische Gürtel, der wiederum an den Kongo-Kraton angrenzt. Das Altersspektrum der Gesteine reicht von ca. 3600 mya von Gneisen im Grundgebirge bis zu ca. 580 mya in granitoiden Intrusionen.

Der Dahomeyide-Gürtel ist ein in nord-südlicher Richtung verlaufender orogener Gürtel in den afrikanischen Ländern Togo und Benin. Im Westen grenzt er an das ghanaische Volta-Becken, welches am südöstlichen Rand des Westafrika-Kratons entstand. Die östliche Begrenzung bildet der Benin-Nigeria-Schild. Zwischen den beiden erstreckte sich der Pharusische Ozean. Dieser wird vom Kandi-Lineament durchzogen. Obwohl der Dahomeyide-Gürtel am Südatlantik ausläuft kann er in der Borborema-Provinz im brasilianischen Bundesstaat Ceará nachvollzogen werden, da der Benin-Nigeria-Schild und die Borborema-Provinz infolge der Pan-Afrikanischen Orgenese und der Brasiliano-Orogenese tektonischen Kontakt hatten. Diese Orogenesen führten zur Formierung Westgondwanas. Deren Trennung erfolgte während der Öffnung des Südatlantiks in der frühen Kreide ab ca. 135 mya.

• R. Caby, JML Bertrand und R. Schwarz: Chapter 16 Pan-African Ocean Closure and Continental Collision in the Hoggar-Iforas Segment, Central Sahara. In: Developments in Precambrian Geology, Volume 4, 1981, Pages 407-434.

• K. Attoh und L. D. Brown: [1] The Neoproterozoic Trans-Saharan/Trans-Brasiliano shear zones: Suggested Tibetan Analogs In: American Geophysical Union, Spring Meeting 2008, abstract id. S51A-04.

• E. L. Klein und C. A. V. Moura: Sao Luis Craton and Gurupi Belt (Brazil): possible links with the West African Craton and surrounding Pan-African belts In: Geological Society, London, Special Publications, 2008.

• M. J. De Wit, B. B. De Brito Neves, R. A. J. Trouw und R. J. Pankhurst: PDF Pre-Cenozoic correlations across the South Atlantic region: ‘the ties that bind’ In: Geological Society, London, Special Publications, 294, 1-8.

• Márcio M Pimentel, Reinhardt Fuck, Hardy Jost, Cesar Fonseca Ferreira Filho und S.M. Araújo: The basement of the Brasília Fold Belt and the Goiás Magmatic Arc. In: Tectoni Evolution of South America, P 195 – 225/Rio de Janeiro, 2000.

• Abderrahmane Soulaimani, Hassan Ouanaimi, Omar Saddiqi, Lahssen Baidder und André Michard: [ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1631071318300725 The Anti-Atlas Pan-African Belt (Morocco): Overview and pending questions.] In: Comptes Rendus Geoscience, Volume 350, Issue 6, September–October 2018, Pages 279-288.

1. ↑ Babatunde Joseph Fagbohun, Ayotunde Allen Omitogun, Oluseyi Adunola Bamisaiye und Femi Joshua Ayoola: Gold potential of the Pan African Trans-Sahara belt and prospect for further exploration. In: Ore Geology Reviews, Volume 116, January 2020, 103260.
2. ↑ Mohamed G. Abdelsalama,*, Jean-Paul Lieegeoisb, Robert J. Stern: The Saharan Metacraton. In: Journal of African Earth Sciences, 34 (2002) 119–136.
3. ↑ Monica Heilbron, Umberto Giuseppe Cordani und Fernando Alkmim: The São Francisco Craton and Its Margins. In: São Francisco Craton, Eastern Brazil, Buchauszug, (pp.3-13), December 2017.
4. ↑ Autorenkollektiv: Toward an integrated model of geological evolution for NE Brazil-NW Africa: The Borborema Province and its connections to the Trans-Saharan (Benino-Nigerian and Tuareg shields) and Central African orogens.
5. ↑ Umberto Giuseppe Cordani, Wilson Teixeira, M.S. D'Agrella-Filho und Ricardo I F Trindade: The position of the Amazonian Craton in supercontinents. In: Gondwana Research, 15(3):396-407, June 2009.
6. ↑ Evandro L. Klein, Candido A.V. Moura und Bruno L.S. Pinheiro: Paleoproterozoic Crustal Evolution of the São Luís Craton, Brazil: Evidence from Zircon Geochronology and Sm-Nd Isotopes. In: Gondwana Research, Volume 8, Issue 2, April 2005, Pages 177-186.
7. ↑ Umberto Giuseppe Cordani, Marcio Pimentel, Carlos E. Ganade und andere: Was there an Ediacaran Clymene Ocean in central South America? In: American Journal of Science, 313(6):517-539, June 2013.
8. ↑ Martin Burkhard, Séverine Caritg, Urs Helg und Charles Robert-Charrue und Abderrahmane Soulaimani: Tectonics of the Anti-Atlas of Morocco. In: Comptes Rendus Geoscience, 338(s 1–2):11–24, January 2006.