DFG SPP SAMPLE: Lithosphären-skalige 3D Modellierung der passiven Kontinentalränder des Südatlantiks vor Südafrika und Argentinien

Um die tiefen Strukturen und die Entwicklungsgeschichte der konjugierten passiven Kontinentalränder vor SW Afrika und Argentinien zu verstehen, erstellen wir lithosphärenskalige 3D Strukturmodelle. Die Modelle integrieren Daten aus Bohrungen, Seismik, Seismologie und Informationen über das Schwerefeld der Erde. Sie bilden sowohl die Konfiguration als auch die physikalischen Eigenschaften der wichtigsten stratigraphischen Sedimenteinheiten, der Kruste und des lithosphärischen Mantels ab.

Aus den 3D Strukturmodellen geht hervor, dass die Beckenachsen der Sedimentbecken vor Argentinien in etwa Ost-West ausgerichtet sind und damit quer zur Achse des Atlantiks verlaufen. Dagegen verlaufen die Beckenachsen der westafrikanischen Sedimentbecken parallel zur Achse des Atlantiks in Nord-Süd Richtung.

3D Modell vom SW Afrikanischen Kontinentalrand (modified after Maystrenko et al., 2013)

Abgesehen von diesen strukturellen Unterschieden zeigen beide Seiten des Atlantiks eine ähnliche tiefe Dichte- und Temperaturverteilung. Geringe Mächtigkeits- und Dichteänderungen des lithosphärischen Mantels unter Kontinentalrand und Ozean sprechen für geringe laterale Variationen in der Wärmezufuhr zur überlagernden Kruste. Von größerer Bedeutung für das flache krustale Wärmefeld sind laterale Unterschiede in der Mächtigkeit der kristallinen Kruste, die den größten Anteil an radiogener Wärme produziert. Diese Erkenntnis steht im Gegensatz zu den Resultaten von Untersuchungen an jüngeren passiven Kontinentalrändern wie beispielsweise die des Nordatlantiks. Dort zeichnet sich der ozeanische Anteil des lithosphärischen Mantels durch bedeutend geringere Mächtigkeiten und Dichten aus, was zu höheren Temperaturen in der flachen Kruste im ozeanischen Bereich führt.

Die lithosphärenskaligen 3D Modelle werden weiterhin für die Rekonstruktion der Entwicklungsgeschichte der Sedimentbecken an den konjugierten passiven Kontinentalrändern verwendet. Die daraus resultierenden Paläotopographien für bestimmte Zeitschritte liefern Informationen über die Hebungs- und Senkungsereignisse der Kontinentalränder. Wir korrelieren diese vertikalen Bewegungen im offshore Bereich mit Studien zur Hebung/Senkung Afrikas um die tektonischen Einflüsse auf die Senkungsgeschichte zu entschlüsseln.

 

Poster

Lithosphere-scale 3D structural model of the West African continental margin

Subsidence analysis of the South Atlantic passive margins

 

Publikationen

Autin, J., Scheck-Wenderoth, M., Legering, M.J., Anka, Z., Vallejo, E., Rodriguez, J.F., Dominguez, F., Marchal, D., Reichert, C., di Primo, R., Götze, H.-J. (2013): Colorado Basin 3D structure and evolution, Argentine passive margin. Tectonophysics (in Press), doi:10.1016/j.tecto.2013.05.019

Hirsch, K.K., Scheck-Wenderoth, M. Paton, D.A., Bauer, K. (2007): Crustal structure beneath the Orange Basin, South Africa. South African Journal of Geology 110, 249-260, doi:10.2113/gssajg.110.2-3.249

Hirsch, K.K., Bauer, K., Scheck-Wenderoth, M. (2009): Deep structure of the western South African passive margin – Results of a combined approach of seismic, gravity and isostatic investigions. Tectonophysics 470, 57-70, doi:10.1016/j.tecto.2008.04.028

Hirsch, K.K., Scheck-Wenderoth, M., van Wees, J.-D., Kuhlmann, G., Paton, D.A. (2010): Tectonic subsidence history and thermal evolution of the Orange Basin. Marine and Petroleum Geology 27, 565-584, doi:10.1016/j.marpetgeo.2009.06.009

Maystrenko, Y.P., Scheck-Wenderoth, M., Hartwig, A., Anka, Z., Watts, A.B., Hirsch, K.K, Fishwick, S. (2013): Salt as a 3D element in structural modeling – Example from the Central European Basin System. Tectonophysics (in Press), doi:10.1016/j.tecto.2012.06.030

von Nicolai, C., Scheck-Wenderoth, M., Warsitzka, M., Schødt, N., Anderson, J. (2013): The deep structure of the South Atlantic Kwanza Basin – Insights from 3D structural and gravimetric modeling. Tectonophysics (in Press), doi:10.1016,/j.tecto.2013.06.016

 

Projekt Partner

- Hans-Jürgen Götze, Christian Albrecht University Kiel, Deutschland
- Christian Reichert, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover, Germany

- Yuriy Maystrenko, Geological Survey of Norway (NGU), Trondheim, Norway
- Julia Autin, EOST-IPGS, UMR7516 CNRS-University of Strasbourg, France

- Petrobras Argentina S.A.
- Inkaba ye'Africa

 

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