Expedition zum Oldoinyo Lengai

Für meine Diplomarbeit in Tansania am einzigen aktiven Karbonatitvulkan der Welt

Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai
Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai

Feldarbeit in Tansania mit Thommy und Jogi: für meine Diplomarbeit arbeite ich an den Gesteinen, die in der fast 500 m hohen Bruchstufe des Ostafrikanischen Grabens im Gebiet des Natronsees aufgeschlossen sind. Es handelt sich um alkaline Flutlaven (Alkalibasalte, Basanite, Nephelinite), die kurz vor der Bildung der Verwerfung (1,2 Ma) gefördert wurden.

Flutlaven der Bruchstufe, im Hintergrund Oldoinyo Lengai
Flutlaven der Bruchstufe, im Hintergrund Oldoinyo Lengai

Ich helfe auch Jogi bei seiner Arbeit am Oldoinyo Lengai. Dieser Vulkan („der Berg Gottes“, 2960 m) erhebt sich rund 10 km südlich von meinem Arbeitsgebiet in der Grabenebene.

Oldoinyo Lengai
Oldoinyo Lengai

Er ist geologisch einmalig, denn es handelt sich nicht nur um den einzigen aktiven Karbonatit-Vulkan der Erde, sondern gleichzeitig um das einzige Vorkommen von Na-Karbonatit.

Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai
Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai

Karbonatite sind sozusagen „magmatische Kalksteine“. Meist bestehen sie überwiegend aus Calcit oder Dolomit, manchmal auch aus Fe-Karbonaten. Auch im Kaiserstuhl kommen Karbonatite vor, sie bestehen hier aus Calcit, mit geringen Mengen von Magnetit und Pyrochlor. Karbonatite können abbauwürdige Lagerstätten von Nb, Ta und SEE bilden.

Krater des Oldoninyo Lengai mit strombolianischer Eruption an einem Hornito
Krater des Oldoninyo Lengai mit strombolianischer Eruption an einem Hornito

Karbonatitische Magmen können entweder direkt in einem Karbonat-haltigen Erdmantel entstehen, oder eine im Erdmantel gebildete silikatische Schmelze, die etwas Karbonat enthält, führt zur Bildung von Karbonatit-Schmelze durch Entmischung (wie Wasser und Öl) oder durch Fraktionierung.

tz12-03

Die eigentümlichen Karbonatit-Laven des Oldoinyo Lengai bestehen vor allem aus den Mineralen Gregoryit Na2CO3 und Nyerereit Na2Ca (CO3)2 (vereinfachte Formeln, beide Minerale enthalten noch deutliche Mengen an K, Ca, Sr und Ba). Die Laven sind extrem dünnflüssig, obwohl sie mit Temperaturen wenig über 500°C wesentlich kälter sind, als silikatische Laven. Dadurch bilden sich oft winzige Lavaströmchen, die wie Rinnsale aus den Hornitos fliessen. Grössere Ströme können es auch mal über den Kraterrand schaffen. Während unserer Arbeit war die Aktivität allerdings untypisch, mit strombolianischen Fontänen.

Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai
Hornitos im Krater, Oldoinyo Lengai

Frisch geförderte Lava ist schwarz, doch sie nimmt leicht Wasser auf und verwittert innerhalb weniger Tage zu weissen Staub.

Doch die Karbonatite machen nur einen kleinen Teil der geförderten Magmen aus: mehr als 90 % des Berges bestehen aus hoch entwickeltem Nephelinit und Phonolith. Immer wieder gab es in der Geschichte des Berges grössere silikatische Ascheneruptionen.

Kleine strombolianische Eruption
Kleine strombolianische Eruption

Auch die Nephelinite sind eine Besonderheit: sie enthalten so viel Alkalien gegenüber Al, dass sie Mineralien wie Wollastonit und den exotischen Combeit enthalten.

1613

In der Umgebung des Oldoinyo Lengai befindet sich eine ganze Reihe von Maaren und Tuffkegeln, die oft primitive Olivin Melilitite gefördert haben. Dabei handelt es sich vermutlich um die primitiven Magmen, aus denen sich durch Fraktionierung die hochentwickelten Schmelzen des Lengai bildeten.

Meru: Im durch einen Flankenkollaps entstandenen Amphitheater hat sich ein neuer Kegel gebildet
Meru: Im durch einen Flankenkollaps entstandenen Amphitheater hat sich ein neuer Kegel gebildet

Zu guter letzt endlich Urlaub! Wie es sich für Vulkanologen gehört, erklimmen wir zunächst noch einen Vulkan, den 4560 m hohen Meru. Im unteren Bereich, mit Wiesen und Bergwald, begegnen uns Büffel und Giraffen. Weiter oben blicken wir in das grosse Amphitheater, dass sich durch einen Flankenkollaps gebildet hat.

Meru: Socialist Peak
Meru: Socialist Peak

Wir besuchen auch die weiten der Serengeti und den Manyara Nationalpark, sehen Löwen und Leoparden, Zebras, Büffel und Gnus, Antilopen und Flusspferde….

2232

2223

2109

Ngorongoro
Ngorongoro

Die Calderen Ngorongoro und Empakai sind nochmal geologische Höhepunkte, Zebras haben wir ja inzwischen schon einige gesehen… Empakai beeindruckt mit einer Tiefe von fast 1000 m, Ngorongoro mit einem Durchmesser von 27 km.

Links

Oldoinyo Lengai bei Stromboli Online
Die Geschichte der Erforschung des Oldoinyo Lengai
www.oldoinyolengai.org Seite von Fred Belton
Oldoinyo Lengai im Global Volcanism Program (Smithsonian Institution)
vulkane.net hat auch einiges dazu

Literatur

Neukirchen, F., Finkenbein, T., Keller, J. (2010). The Lava sequence of the East African Rift escarpment in the Oldoinyo Lengai – Lake Natron sector, Tanzania. Journal of African Earth Science 58, 734-751.

Klaudius, J, Keller, J (2006). Peralkaline silicate lavas at Oldoinyo Lengai, Tanzania. Lithos 91, 173-190.

Keller, J., Zaitsev, A.N., Wiedenmann, D. (2006). Primary magmas at Oldoninyo Lengai: the role of olivine melilitites. Lithos 91, 150-172.

Dawson, JB (1989). Sodium carbonatite extrusions from Oldoinyo Lengai, Tanzania: implications for carbonatite complex genesis. In: Bell, K (ed.), Carbonatites. Genesis and Evolution. Chapman & Hall, London.

Zaitsev, A.N., Keller, J. (2006). Mineralogical and chemical transformation of Oldoinyo Lengai natrocarbonatites, Tanzania. Lithos 91, 191-207.

Keller, J., Klaudius, J, Kervyn, M, Ernst, G. G. J., Mattson, H. B. (2010). Fundamental changes in the activity of the natrocarbonatite volcano Oldoinyo Lengai, Tanzania. I. New magma composition during the 2007–2008 explosive eruptions Bulletin of Volcanology 72, 893-912.

Mitchell, R (2005). Carbonatites and Carbonatites and Carbonatites. Canadian Mineralogist 43, 2049-2068.

Weiterlesen