Prozesse und Produkte lateritischer Verwitterung in Oberkretazischen Sedimenten Oberägyptens und des Nordsudan

Am Beispiel der Sedimentserien der Nubischen Gruppe in Südägypten und dem Nordsudan werden lagerstättenbildende Prozesse und Produkte lateritischer Verwitterung untersucht, die für kratonale und marginal-marine Sedimentationsräune unter warm-humiden Klimabedingungen, wie sie in der Oberkreide geherrscht haben, typisch sind. Als Produkte lateritischer Verwitterung sind in den Untersuchungsgebieten Saprolithe auf dem Grundgebirge, aber auch auf den in die kretazischen Sedimente eingeschalteten bzw. sie überlagernden tertiären Vulkaniten, Paläoböden bzw. meist pedogen überprägte Kaolinit-Akkumulationen in Form von Hochflut ab Lagerungen, Kaoline, Flintclays und Böhmit-führende Laterite sowie lateritische Eisenkrusten und oolithische Eisenerze anzutreffen. Die Umlagerungsprodukte der lateritischen Verwitterung können als Sedimente einer "Laterite Derivative Facies" (LDF) angesehen werden. Am Beispiel der Bauxitmineral-führenden pisolithischen Latente und Flintclays des oberägyptischen Wadi Kalabsha werden die polygenetischen Prozesse untersucht, die nach der Umlägerung zur Ausbildung eines Latosolprofiles infolge einer weiteren in situ-Lateritisierung führten. Eine ähnliche Genese kann auch für die erstmals beschriebenen Böhmit-führenden Laterite des Gebiet Tawiga angenommen werden. Mit Hilfe multivariater statistischer Methoden (Faktoren-, Cluster- und Diskriminanzanalyse) kann eine genetisch interpretierbare Klassifizierung der lateritischen Verwitterungsprodukte auf geochemischer Basis vorgenommen werden. Sechs aus dem Laterit- und Kaolinitcluster extrahierte Probengruppen werden im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung verglichen und einer Saprolith -Gruppe gegenübergestellt. Dabei zeigt sich der für die lateritische Verwitterung typische Anreicherungstrend der Elemente Al2O3, TiO2, Zr, Cr und V bzw. dier Abreicherungstrend vor allem der Alkali- und Erdalkalielemente sowie des SiO2 . Die jeweils unterschiedliche Verwitterungsgrade repräsentierenden Gruppen lassen sich auch mit Hilfe des TiO2 /SiO2 - Verhältnisses differenzieren. Der chemische Edukt-Charakter der LDF-Sedimente kann durch das Titan/Zirkonium-Verhältnis rekonstruiert und durch Verwendung weiterer Elementbeziehungen (wie z.B. Zr/TiO2 zu Nb/Y-Verhältnis) bestätigt werden. Die in den kretazischen Sedimenten und reliktisch in situ auf dem Grundgebirge vorhandenen Produkte lateritischer Verwitterung sind Zeugen eines klimatischen Optimums, das bei der äquatorialen bis subäquatorialen Lage NE-Afrikas zur Ausbildung tiefgründiger lateritischer Verwitterungsdecken führte. Nachfolgende Zeiten starker tektonischer Aktivität führten zur fast vollständigen Erosion der Verwitterungsdecken auf dem Grundgebirge und Umlagerung in Sedimentationsräume einer küstennahen bzw. flachmarinen Schelffazies. Auf dem Festland konnte der lateritische Stoff bestand nur selten konzentriert werden, da morphologisch geeignete Ablägerungsräume weitgehend fehlten. Das Lagerstättenpotential der Untersuchungsgebiete ist demzufolge in den überwiegend durch kontinentale Sedimente geprägten Untersuchungsgebieten insgesamt eher als gering einzuschätzen.

By the example of Late Cretaceous sediment series of the Nubian Group in Upper Egypt and the Northern Sudan, characteristic processes and products of ore formation under lateritic weathering conditions in cratonic basins and marginal marine environments have been studied. As products of lateritic weathering saprolites on basement rocks and Cretaceous and Tertiary volcanics, paleosols, pedogenetically affected kaolinitic overbank deposits, kaolins, flintelays, and boehmite- bearing laterites occur in the investigated areas. Lateritic ironcrusts and oolitic ironstones belong to these weathering products too. The reworked lateritic weathering products are sediments of a "Laterite Derivative Facies" (LDF). Pisolitic laterites and flintclays at Wadi Kalabsha in Upper Egypt were investigated with respect to their polygenetic formation, which included reworking and alteration in situ during a second phase of lateritization, leading to a bauxite-mineral-bearing latosol profile. A similar genesis can be supposed for the first time described boemite-bearing laterites of the Gebel Tawiga area in NW-Sudan. The main and trace element composition of the lateritic products has been interpreted by multivariate statistical procedures including factor-, cluster- and discriminant analysis. Cluster analysis yields a genetically interpretable grouping and classification of lateritic weathering products. Six groups of reworked weathering products have been extracted from two - the kaolinite and laterite-clusters and compared with a saprolite group. Trends of enrichment during lateritic weathering processes are shown for the elements Al2O3, TiO2, Zr, Cr and V, whereas the alkalis, alkaline earths and SiO2 are normally dissolved and removed. The possible source rock of the LDF sediments can be reconstructed by elemental ratios (e.g. Ti/Zr or Zr/TiO2 versus Nb/Y) which are stable under lateritic weathering conditions. Products of lateritic weathering, both those resting in situ on basement rocks and the reworked ones are indicative of a warm-humid climatic optimum in Late Cretaceous times. At this time NE -Africa was in an equatorial to subequatorial position, where thick weathering profiles could develop under a warm and moist climate during phases of tectonic stability. Parts of these weathering crusts were eroded during subsequent periods of tectonic activity and redistributed in both continental and marginal marine environments. On the continent, these products rarely could be concentrated, as depressions, suitable for accumulation, were frequently missing. For this reason the ore potential of the Late Cretaceous sediments in the investigated area is low.