Geologie und Gesteine der Seychellen

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2 Geologie und Gesteine der Seychellen 1. Einführung 1 2. Historische Geologie 1 3. Inselgruppen der Seychellen Inner Islands Outer Islands 2 4. Gesteine der Seychellen Plutonite Vulkanite Subvulkanite Gesteinsvarietäten Subvulkanische Intrusionen Gänge Verwitterung von Granit Laterit Endprodukt der Verwitterung Quellenverzeichnis 15

3 1. Einführung Die Seychellen umfassen insgesamt 115 Inseln, die im Indischen Ozean auf einer Fläche von etwa km² verteilt liegen. Gegliedert werden sie in zwei primäre Inselgruppen: die Inner Islands und die Outer Islands. Zu den Inner Islands zählen unter anderen die Inseln Mahé, Praslin, La Digue, Silhouette, North Island, Frégate, Aride, Bird Island und Denis Island. Die Amiranten mit der Hauptinsel Desroches und die Alphonse Gruppe, die Farquhar Gruppe und die Aldabra Gruppe (Aldabra Atoll und Cosmoledo Atoll) sowie die isoliert liegende Southern Coral Group (Inseln Platte und Coëtivy) bilden zusammen die Outer Islands ( Alle Inseln befinden sich südlich des Äquators im Norden von Mauritius und Madagaskar und östlich des Afrikanischen Kontinents. Während die Inner Islands zum Großteil aus verschiedenen granitoiden Gesteinen bestehen, werden die Outer Islands hauptsächlich aus Kalkgesteinen und Kalksanden verschiedenen Ursprungs aufgebaut. Der Grund dafür liegt in der Entstehungsgeschichte der Seychellen. 2. Historische Geologie und Entstehung Als vor etwa 150 Millionen Jahren im Mittleren Jura der Superkontinent Pangäa zu zerbrechen begann, wurde der nördliche Teil der Landmassen (Laurasia) von den Südlichen (Gondwana) getrennt. Gondwana umfasste damals die Kontinentalmassen des heutigen Südamerikas, Afrikas, Australiens, Indiens, der Antarktis und die der arabischen Halbinsel. Im weiteren Zuge der Kontinentaldrift zerbrach Gondwana in einen westlichen (Südamerika, Afrika und arabische Halbinsel) und einen östlichen Teil (Indien, Australien und Antarktis). Vor ca. 90 Millionen Jahren (Späte Kreide) trennte sich dann der indische Subkontinent von Madagaskar. Dabei entstand, vereinfacht formuliert, ein kleiner Bruchsplitter der Mikrokontinent Seychellea. Dieser löste sich im Frühen Paläozän (65 bis 50 Millionen Jahre) vollständig vom indischen Subkontinent ab. Während die Großkontinente im Laufe der Zeit weiterhin von der Kontinentaldrift in ihre heutige Position bewegt wurden, wanderten Madagaskar und Seychellea nur noch geringfügig weiter und erreichten früh ihre heutige, von Afrika isolierte Position im indischen Ozean (GOSLIN & PATRIAT 1984). Deshalb bestehen viele Inseln der Seychellen aus kontinentalem Gestein: Verschiedenen Graniten mit einem Alter von rund 750 Millionen Jahren (Spätes Präkambrium) (TORSVIK et al. 2001). Aber nicht alle Inseln bestehen aus diesem granitischen Urgestein. Innerhalb der Seychellen gibt es auch Inselgruppen vulkanischen Ursprungs und Koralleninseln. 3. Inselgruppen der Seychellen 3.1. Inner Islands Zu den Inner Islands gehören insgesamt 43 Inseln, wovon 41 aus Granitgestein bestehen. Hierzu gehören: Mahé, Praslin, La Digue, Cerf, Chauve Souris, Cousin, Cousine, Frégate, North Island, Round Island (Praslin), Round Island (Mahé), Silhouette, St. Anne, Anonyme, Aride, Conception, Curieuse, Félicité, Grand Soeur, Petite Soeur, Ile Cocos, Long Island, Moyenne, Ile St. Pierre, Thérèse, Ile aux Vaches, Seche, Ile aux Rats, Les Trois Dames, Roche Tortue, L Ilot, La Fouche, Pointe Sud, Cachée und zahlreiche kleinere 1

4 Gesteinsgruppierungen wie Grand Rocher und Albert Rock. Die flachen Koralleninseln Bird Island und Denis Island sind die nördlichsten Inseln der Seychellen und gehören ebenfalls zu den Inner Islands ( Von geologischer Seite gesehen, finden sich in den Inner Islands eine Vielzahl verschiedener Granite unterschiedlicher Zusammensetzung. BAKER (1963) manifestierte vier Haupttypen: Grey Granite, Pink Granite, Northern Granite und Porphyritic Granite. Nach aktuellen wissenschaftlichen Ergebnissen von TORSVIK et al. (2001) finden sich nur auf Mahé alle vier Granittypen. Praslin, La Digue und Frégate sowie alle kleineren Inseln sind hauptsächlich aus Pink Granite aufgebaut und zeigen nur untergeordnet andere Granitvarietäten. St. Anne und Cerf wiederum bestehen nur aus Northern Granite. Geochemischen Datierungen zufolge zeigen die Granite ein Alter zwischen 748 und 764 Millionen Jahren (proterozoisches Alter). Die Doleritdikes wurden ebenfalls geochemisch datiert und weisen ein Intrusionsalter von ziemlich genau 750 Millionen Jahren auf. Dies deutet an, dass die Dolerite gleichzeitig oder kurz nach der Entstehung der Granite eingedrungen sind (TORSVIK et al. 2001). Jünger ist nur der Pink Granite, der vor rund 703 Millionen Jahren entstand. Eine Besonderheit innerhalb der Inner Islands stellen Silhouette und North Island dar. Sie bestehen nicht wie die restlichen Inner Islands aus proterozoischen Graniten, sondern aus wesentlich jüngeren Gesteinen mit einem Alter von etwa 63 Millionen Jahren (paläozänes Alter). Auch die Gesteine unterscheiden sich deutlich, denn Silhoutte und North Island bestehen vornehmlich aus einem vulkanogenem Gesteinskomplex, der sehr Na- und K-reiche Syenite, Trachyte und Granite führt (TORSVIK et al. 2001) Outer Islands Über die Outer Islands ist vergleichsweise wenig bekannt, nur selten finden sich stichhaltige Informationen zur Geologie in Literatur und Medien. Die Ursache hierfür ist, dass die meisten der Inseln aus korralinem Sand oder trocken gelegten Riffen bestehen und die Sockel der Inseln in der Tiefe des Meeres verborgen liegen. Amiranten und Desroches Die Amiranten umfassen insgesamt 26 Inseln, die Hauptinsel ist Desroches. Von diesen 26 Inseln sind acht Inseln Sandbänke (5 flache Sandbänke und 3 hohe Sandbänke). Die restlichen Inseln zeigen einen Atollcharakter und umfassen Desroches (1 Insel), das St. Josephs Atoll (14) und das Poivre Atoll (3). Atolle haben in der Regel einen vulkanischen Sockel und sind ringförmig angeordnet. Diese Anordnung entspricht in etwa dem Kraterrand des ertrunkenen Vulkans. Auf dem ehemaligen Kraterrand wachsen Riffe, die im Laufe der Zeit zu Inseln werden ( (STODDART & COLE 1979). Alphonse Group Zur Alphonse Group gehören das St. François Atoll mit der Insel Bijoutier und das Alphonse Atoll. Ähnlich wie die Amiranten haben wohl auch diese Inseln einen vulkanischen Unterbau (Seychelles GeoCenter Map). Farquhar Group Zwei Atolle mit mehreren Inseln und eine separate Insel gehören zur Farquhar Group. Einerseits das Providence Atoll mit der gleichnamigen Insel Providence und der weiteren 2

5 Insel Bancs Providence. Andererseits das Farquhar Atoll mit sechs kleinen Inseln. St. Pierre liegt bereits außerhalb des eigentlichen Atollrings, wird aber trotzdem der Farquhar Group zugeordnet ( Aldabra Group Besonders die Aldabra Group zeigt den typischen ringförmigen Atollcharakter. Gegliedert wird sie in zwei Atolle, das Cosmolédo Atoll mit insgesamt neun Inseln und das Aldabra Atoll mit sechs Inseln. Südlich des Cosmolédo Atolls befindet sich die Insel Astove, die ihrerseits ein einzelnes kleines Atoll mit nur einer Insel darstellt. Im Süden des Aldabra Atolls liegt die Insel Assomption ( Southern Coral Group Zur Southern Coral Group werden lediglich zwei größere Sandbänke gezählt: Plate Island und Coëtivy Island ( 4. Gesteine der Seychellen Allgemein unterscheidet man drei Gruppen von Hauptgesteinen. Magmatite, Metamorphite und Sedimente. Die Seychellen sind dabei hauptsächlich aus Magmatiten aufgebaut. Magmatite sind sogenannte Tiefengesteine, die aus einer Schmelze (Magma) entstehen. Das heiße, flüssige Material steigt aus dem Erdmantel in die kühlere Erdkruste auf, die einzelnen Komponenten kristallisieren aus und das Magma erstarrt zum Gestein. Innerhalb der Magmatite unterscheidet man zwei Gruppen: Die Plutonite und die Vulkanite. Auf den Seychellen finden wir Gesteine beider Gruppen sowie einige Übergangsformen Plutonite: Plutonite entstehen aus Magmen, die langsam aufsteigen und bereits unterhalb der Erdoberfläche erstarren. Dieser Prozess verläuft sehr langsam und die einzelnen Kristalle haben dabei genug zeit zu wachsen, so dass man sie später mit blossem Auge gut erkennen kann. Plutonite werden nach ihrem Gehalt an dunklen Mineralen (Fe und Mg reiche Minerale) in drei Haupttypen unterteilt: Granit, Diorit und Gabbro. Dabei hat Granit den geringsten Anteil an dunklen (auch mafischen) Mineralen und Gabbro den höchsten. Auf den Seychellen finden wir fast ausschließlich Granite. Diorite und Gabbros kommen nur untergeordnet vor. Dennoch können wir Diorit und Gabbro auf North Island finden. Auch bei Port Glaud auf Mahé gibt es Gabbro zu sehen. Gabbro Diorit Granit Ein weiteres Tiefengestein, den Syenit, gibt es auf Silhouette und North Island. 3

6 4.2. Vulkanite: Vulkanite entstehen wenn Magma schnell aufsteigt und oberhalb der Erdkruste in Form von Lava austritt. Dabei wird die Lava durch den starken Temperaturunterschied abgeschreckt und erstarrt sehr schnell. Die Kristalle haben kaum Zeit zu wachsen und sind meist so klein, dass sie mit blossem Auge kaum noch erkennbar sind. Auch die Vulkanite werden nach ihrem Gehalt an mafischen (dunklen) Mineralen in drei Haupttypen unterteilt: Rhyolit, Andesit und Basalt. Rhyolit hat dabei den geringsten, Basalt den höchsten Anteil an mafischen Mineralen. Auf den Seychellen gibt es nur zwei Gesteine, welche tatsächlich oberhalb der Erdkruste erstarrt sind und daher als Vulkanit bezeichnet werden dürfen. Den Grey Rhyolit bei Pointe Larue auf Mahé und Trachyt bei Pointe Zeng Zeng auf Silhouette. Basalt Andesit Rhyolit 4.3. Subvulkanite (Übergangsform): Häufig passiert es auch, dass das Magma (noch bevor es die Erdoberfläche erreicht) in den umliegenden Gesteinen so stark abgekühlt wird, dass es an Ort und Stelle erstarrt. Da dies oft sehr nahe an der Erdoberfläche geschieht kann man nicht mehr von einem Plutonit sprechen, ein richtiger Vulkanit ist dieses Gestein aber auch noch nicht. Deswegen wird ein solches Fast-an-der-Oberfläche-erstarrtes Gestein als Subvulkanit bezeichnet. Dabei bahnt sich das Magma seinen Weg nach oben meist entlang von Schwachzonen, wie beispielsweise Klüfte oder andere Bruchstellen im Gestein. Erstarrt das Magma innerhalb einer solchen Bruchstelle, spricht man von einem Gang (z.b. Doleritgang im Granit). Gänge können immer dann beobachtet werden wenn Magma in bereits erstarrte Gesteine eindringt und darin auskristallisiert. Vertikale Gänge werden auch als Dikes bezeichnet, horizontale als Sills. Auf den Seychellen können wir hauptsächlich zwei Arten von Gängen beobachten. Helle Gänge, so genannte Aplite und dunkle Gänge, die hauptsächlich aus gröberkörnigem Basaltgestein- so genanntem Dolerit- bestehen. Aplitgang im Granit Doleritgang im Granit 4

7 4.4. Gesteinsvarietäten: Gesteine unterscheiden sich im Wesentlichen aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung (Haupt-, Neben- und Spurenminerale) und anhand ihres Gefüges (makroskopisch sichtbare Gesteinsstruktur). Granit: Granite bestehen primär aus Feldspat (Gerüstsilikat), Quarz (Oxid) und Glimmer (Schichtsilikat). Chemisch unterscheidet man Granitvarietäten je nach Art und Menge der variablen Hauptminerale (unterschiedliche Feldspäte und Glimmer), der Nebenminerale (z.b. Hornblende) und optisch nach der Korngröße der einzelnen Kristalle. Foto: 5

8 Granite können verschiedene Farben annehmen, dafür verantwortlich sind meist die Feldspäte. Auf den Seychellen finden sich folgende Farbvarianten: Pink Granite Grey Granite Red Granite White Granite (La Digue & Mahé) (Praslin & Mahé) (Praslin) (Praslin & Frégate) Zusätzlich gibt es eine weitere Variante des Granits auf den Seychellen. Den Porphyritic Granite. Dieser zeichnet sich durch besonders große Feldspatkristalle aus, die Quarze und Glimmer wirken dagegen sehr klein. Dieser Granit ist farbunabhängig, d.h. er kann vielerlei Farben annehmen. Porphyritic Granite (Mahé) Diorit: Diorit enthält deutlich weniger Quarz und Glimmer als Granit und ist nie gefärbt. Hauptbestandteile sind Feldspäte, Amphibole (Bandsilikate) und Pyroxene (Kettensilikate). Letztere zählen zu den dunklen (mafischen) Mineralen. Diorit (North Island) Eine Übergangsform zwischen Granit und Diorit wird als Granodiorit bezeichnet. Ein solches Gestein tritt auf Mahé, St. Anne und Cerf Island auf. In der Literatur wird jener Granodiorit als Northern Granite benannt. Granodiorit/Northern Granite (Mahé, St. Anne, Cerf Island) 6

9 Gabbro: Gabbro ist in den meisten Fällen quarzfrei und weist als helle Minerale nur noch Feldspäte auf. Den überwiegenden Anteil im Gestein bilden die dunklen Minerale wie Amphibole, Pyroxene, Glimmer und Olivin (Inselsilikat) oder Augit (Kettensilikat). Porphyritic Gabbro (North Island) Hornblende Gabbro (auch mit den Mineralen Olivin und Augit) (Port Glaud, Mahé) Syenit: Syenit besteht hauptsächlich aus Alkalifeldspat (Na-, K- reiche Feldspäte), Quarz und dunkle Minerale kommen nur untergeordnet vor. Syenit hat ein vulkanisches Äquivalent- den Trachyt. Syenit (Silhouette & North Island) Rhyolit: Rhyolit ist das vulkanische Äquivalent zum Granit, die chemische Zusammensetzung ist dabei identisch. Nur die einzelnen Kristalle im Gestein sind wesentlich kleiner, so dass der Rhyolit optisch homogener wirkt, als der Granit. Grey Rhyolite (Pointe Larue, Mahé) 7

10 Basalt: Basalt ist das vulkanische Äquivalent zum Gabbro. Wie auch der Gabbro besteht der Basalt vor allem aus Ca-reichem Feldspat (auch Plagioklas genannt) und mafischen Mineralen. Der Quarzanteil ist, wie beim Gabbro, sehr gering. Basalt lässt sich aufgrund seiner dunklen Farbe gut erkennen. Basalt (Grand Anse, Mahé & Providence Quarry, Mahé) Trachyt: Trachyt ist das vulkanische Äquivalent zum Syenit. Na-, und K- reiche Feldspäte bilden den Hauptanteil der Minerale in diesem Gestein. Trachyt (Pointe Zeng Zeng, Silhouette) Aplit: Aplit ist ein Subvulkanit mit einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung wie der von Granit. Dunkle Minerale fehlen jedoch größtenteils. Erstarrt das granitische Magma langsam in der Erdkruste, bilden sich Abkühlungsklüfte im oberen Bereich (Dach) des aufsteigenden Magmenkörpers (auch Pluton oder Intrusionskörper genannt). In diesen Klüften erstarrt nun die Restschmelze des Magmenkörpers, die noch nicht auskristallisiert ist. Es entstehen Aplite, die durch eine sehr helle Farbe und Feinkörnigkeit gekennzeichnet sind. Aplit (hier als Gang im Granit) (La Digue & Frégate) 8

11 Dolerit: Dolerit gleicht in seiner Zusammensetzung annähernd dem Gabbro und Basalt. Jedoch ist er grobkörniger als der Basalt, aber feinkörniger als der Gabbro. Er tritt meist in kleineren subvulkanischen Intusionen, wie Dikes und Sills auf. Dolerit (dunkler Gang in hellerem Granit) (Wasserbausteine Bel Ombre, Mahé) Mega Porphyritic Dolerite (Port Launay, Mahé) 4.5. Subvulkanische Intrusionen Gänge Wie bereits erwähnt können subvulkanische Intrusionen bestimmte Formen annehmenhorizontale und vertikale Gänge, die sich Sills und Dikes nennen. Dabei folgt das eindringende Magma den bereits vorhandenen Schwachzonen (Klüften) im Wirtsgestein. Diese Schwachzonen entstehen zum einen bei der Abkühlung des Wirtsgesteins oder durch Bewegungen der Erdplatten (Tektonik), die das Gestein unter Spannung setzen und es somit zerbrechen oder deformieren. Viele Gänge zeigen dabei so genannte Horned Offsets, kleine Vorsprünge entlang des Intrsuionsgesteins. Ebenso kann es vorkommen, dass Teile des Wirtsgesteins vom Intrsuionsgestein mitgerissen werden. Diese mitgerissenen Komponenten heissen Xenolithe. Horned Offsets und Xenolith im Doleritgang, Bel Ombre, Mahé 9

12 Schema zur räumlichen Darstellung von Gängen: Dolerit-Sill im Granit (Anse Takamaka, Mahé) Teilweise kann es vorkommen, dass Gänge durch heisses, zirkulierendes Porenwasser so stark verändert werden, dass sich Gesteinsfarbe und Mineralzusammensetzung verändern können. Dies geschieht meist im Zusammenhang mit der Intrusion selbst und nennt sich hydrothermale Alteration. 10

13 4.6. Verwitterung von Granit Auf den Seychellen kann die typische Verwitterungsform von Graniten besonders gut beobachtet werden, da die Gesteine oftmals vegetationslos vorliegen. Sie wird als Wollsackverwitterung bezeichnet und zeigt eine sehr weiche und sanfte Gesteinsmorphologie auf. Die Granite wirken dabei abgerundet und sackförmig. Nur selten findet man abgebröckelte, spitze oder scharfkantige Gesteinsfragmente umherliegen, wie es beispielsweise für Kalkgesteine typisch ist. Weiche Gesteinsmorphologien (Anse du Riz, Mahé) Granit, als einheitlich entstandenes Tiefengestein, zeigt in jede Richtung die gleiche Härte und Verwitterungsresistenz. Das liegt zum einen an der großräumigen Homogenität des Gesteins und zum anderen daran, dass Granite im Vergleich zu Sedimentgesteinen wie Kalken, keine interne Schichtung aufweisen. Dies bedeutet, dass die Erosion (z.b. durch Meerwasser, Wind und Regen) an allen exponierten Flächen des Granits gleich stark wirkt. In der Regel verwittert der Granit gleichmäßig von außen nach innen, wobei sich ein so genannter Verwitterungssaum bildet, der bei weiterer Beanspruchung durch erosive Kräfte letztlich abplatzt. Verwitterungssaum im Granit (Anse Takamaka, Mahé) Der Verwitterungssaum umfasst den gesamten Granitblock 11

14 Ist ein Granit jedoch geklüftet, z.b. durch starke Abkühlung des Intrusionskörpers, greift die Verwitterung verstärkt in den Klüften und Rissen an. Der einst einheitliche Granit wird somit in einzelne Blöcke zerlegt und die fortschreitende Verwitterung kann nun den ganzen Block erfassen. Granitblöcke (Copolia, Mahé) Die Kombination aus Wollsackverwitterung und Verwitterung entlang von Kluftflächen führt zur einzigartigen Gesteinssilhouette der Seychellen. Auffällig sind auch längliche Rillen, die besonders an den Graniten auftreten, die sich direkt am oder im Meer befinden. Sie entstehen durch das stetig einwirkende Meerwasser, welches besonders erosiv wirkt. Bereiche im Gestein, die einen etwas höheren Anteil an Quarz besitzen, sind etwas resistenter. Die quarzärmeren Partien wittern stärker zurück. Sichtbar wird eine wellige, fast rillenartige Gesteinsoberfläche. Verwitternde Granite mit Rillenstruktur bei Anse Source D Argent, La Digue 12

15 Typische Gesteinsilhouette der Seychellen (hier Anse Cocos, La Digue) 4.7. Laterit Endprodukt der Verwitterung Die auf den Seychellen vorkommenden, auffällig rot gefärbten Böden, werden auch als Laterit bezeichnet. Laterite kommen vor allem in den Tropen und Subtropen vor. Dabei werden die Ausgangsgesteine unter dem Einfluss hoher Temperaturen und starker Niederschläge tiefgründig zersetzt. Auf den Seychellen bildet hauptsächlich Granit das Ausgangsgestein. Während der Verwitterung wird zuerst der Glimmer zersetzt, das gelöste Eisen des Glimmers wird zu Eisenoxid umgewandelt, welches die typische Rotfärbung verursacht. Eisenoxide färben den angewitterten Granit rot (hier bei Copolia, Mahé) Anschließend werden die Feldspäte zersetzt, dabei werden die leichter löslichen Elemente wie K, Na, Ca, Si und Mg mit dem Niederschlagswasser abgeführt. Es kommt zur starken 13

16 Anreicherung von Fe und Al (Ferralitisierung). Aus den zersetzten Feldspäten bilden sich Tonminerale, die eine pulvrige bis schmierige Konsistenz aufweisen und den Hauptanteil im Laterit bilden. Lateritboden (hier bei Sans Souci, Mahé) Die Quarzkristalle werden als letztes aufgelöst. Häufig finden sich deshalb Anschwemmungen ausgewaschener Quarzkörner eines ehemaligen Granits, nachdem Glimmer und Feldspäte bereits zersetzt wurden. Residuale Quarzkörner (hier bei Copolia, Mahé) Erfährt der Lateritboden eine erneute Verfestigung entsteht ein lateritisches Residualgestein, das auf Grund seiner Festigkeit sogar als Baustein verwendet werden kann. 14

17 5. Quellenverzeichnis Textquellen: GOSLIN, J. & PATRIAT, P. (1984): Absolute and relative plate motions and hypotheses on the origin of five aseismic ridges in the Indian Ocean. Tectonophysics, 101: STODDART, D.R. & COLE, M.J. (1979): Geography and Ecology of D Arros Island. Atoll Research Bulletin, 223: TORSVIK, T.H.; ASHWAL, L.D.; TUCKER, R.D. & EIDE, E.A. (2001): Neoproterozoic geochronology and paleogeography of the Seychelles microcontinent: the India link. Precambriam Research, 110: Internetquellen: Kartenmaterial: Seychelles Holiday Map, GeoCenter, ISBN: Bildquellen:

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