4.1.3 Lithologie und Mineralogie

Untersucht wurden kaolinitische Sand- Silt und Tonsteine von insgesamt sieben Lokalitäten im Raum Omdurman (Omdurman Formation) sowie die nordöstlich gelegenen Kaoline von Salawa und vom Jebel Umm Ali (Shendi Formation)(Abb. 54).

Die Gesteine der Omdurman Formation bestehen hauptsächlich aus kiesigen, oft schräggeschichteten Sandsteinen mit Übergängen zu feinklastischen Gesteinen. Sowohl "fining-upward"- als auch "coarsening-upward"-Zyklen lassen sich in den Sedimentabfolgen beobachten (BARAZI 1989). BUSSERT (1993b) unterscheidet zwischen einer unteren feinkörnigen Einheit, die einem Ablagerungsraum mit mäandrierenden Flüssen, Überflutungsebenen und Seen zuzuordnen ist und einer oberen grobkörnigen Einheit, deren Sedimente in einem verzweigten Flußsystem abgelagert wurden. Die eingeschalteten Kaoline besitzen eine laterale Erstreckung von wenigen Zehnermetern, wie beispielsweise am Jebel Barok oder mit Unterbrechungen bis ca. 10 km am Fuße der Merkhiyat-Berge (BRINKMANN 1985). Die Mächtigkeiten liegen generell unter 5 m.

Abb. 54. Topographische Übersichtskarte für das Gebiet zwischen Omdurman und Atbara mit den untersuchten Kaolinvorkommen.

Am Jebel Merkhiyat ist weißer siltig-sandiger Kaolin in kleineren Schürfen mit ca. 2,5 m Mächtigkeit aufgeschlossen. Vertikal angeordnete violette bis ockerfarbene Flecken können als Anzeichen einer pedogenetischen Überprägung gewertet werden (GERMANN et al. 1990a).

Die Shendi Formation besitzt Mächtigkeiten von mindestens 300 m (OMER 1983a) und wird von tabularen und trogförmig schräggeschichteten Sandsteinen aufgebaut, die schließlich in Rippelschichtung oder laminierte feinkörnige kaolinitische Sand- und Siltsteine übergehen (GERMANN et al. 1990a). Marmorierte Bereiche und Wurzelstrukturen im Sediment weisen auch hier auf pedogene Bildungen hin. Wie schon in der Omdurman Formation treten geringmächtige linsenförmige Kaoline auf, die meist Teil eines "fining-upward" Zyklus sind und eine laterale Erstreckung in der Größenordnung von wenigen 100 Metern besitzen.

Die Kaoline von Salawa (nahe dem Dorf Gureif, 16°33'12''/32°59'09'') zeigen aufgeschlossene Mächtigkeiten zwischen 1,5 und 4 m, wobei der Durchmesser des linsenförmigen Körpers ca. 100 m beträgt. Die Überdeckung besteht aus Sand- und Toneisensteinen, deren Mächtigkeit zwischen 1 m und maximal 5 m liegen dürfte. In der Umgebung von Salawa lassen sich öfters kaolinitische Anreicherungen, meist im Meterbereich, an der Oberfläche beobachten. Es ist daher zu vermuten, daß weitere linsenförmige Kaolinkörper unter geringmächtiger Bedeckung vorhanden sind. In nordöstlicher Richtung (16°40'59''/33°17'34'') finden sich außerdem reliktische Karbonatkrusten zusammen mit Cherts der Hudi Formation über den kaolinisierten Sandsteinen.

Nahe der Ortschaft Umm Ali treten an der Basis der Sandsteinabfolge ca. 1,5 m mächtige, graue, feingeschichtete, relativ unverfestigte Silte auf. Neben Kaolinit und Quarz enthalten diese Sedimente auch Smektit. Im oberen Abschnitt eines nahegelegenen Hügels sind zwei Kaolinhorizonte eingeschaltet, die sich auf gleichem Niveau auch in dem benachbarten Hügel in Richtung Nil, dem eigentlichen Jebel Umm Ali, verfolgen lassen. Die beiden weißen Kaolinbänke, mit Mächtigkeiten von 0,8 m und 1,5 m, weisen partiell dünne goethitische und hämatitische Lagen oder Flecken auf. Die Kaoline werden von mehr als 10 m mächtigen Sandsteinen, deren Schichten mit geringer Neigung nach NE einfallen, überlagert.

Die mineralogische Zusammensetzung sämtlicher Kaoline des Untersuchungsgebietes besteht überwiegend aus Kaolinit und Quarz (Tab. 18). Als Nebenkomponenten treten Illit, Hämatit, Goethit, Anatas, Calcit und Aluminium-Phosphate der Crandallit-Gruppe auf. Geringe Gehalte an Feldspat und z.T. Kryptomelan lassen sich in den Kaolinen von Omdurman sowie am Jebel Umm Ali nachweisen. Letztere enthalten außerdem geringe Konzentrationen an Halit. Bemerkenswert ist die ungewöhnlich gute Kristallinität des Kaolinits im Vorkommen vom Jebel Merkhiyat. Im Dünnschliff erkennt man eine größere Anzahl parallelblättriger Aggregate (booklets), was in den anderen "Hochflutkaolinen" hingegen nicht zu beobachten ist.

In der vergleichenden Darstellung der Abb. 55 sind die durchschnittlich berechneten Mineralgehalte der Kaoline aus dem Omdurman-Gebiet, vom Jebel Umm Ali sowie von Salawa dargestellt. Die Mineralgehalte für die einzelnen Vorkommen sind im Anhang (Tab. 36-43) zu finden.

Tab. 18: Aus der chemischen Zusammensetzung berechnete durchschnittliche Mineralgehalte für Kaoline im Raum Khartoum - Atbara.

. Omdurman Umm Ali Salawa Kaolinit 38,7% 58,2% 50,9% Quarz 54,2% 34,2% 38,8% Illit 2,8% 1,8% 6,9% Hämatit/Goethit 3,2% 2,1% 1,5% Abb. 55: Vergleich der berechneten Mineralgehalte in den Kaolinen von Omdurman, Salawa und des Jebel Umm Ali.

Die durchschnittlich höchsten Kaolinitgehalte bzw. die niedrigsten Quarzanteile wurden für das Vorkommen vom Jebel Umm Ali ermittelt. Die Kaoline von Salawa enthalten mit durchschnittlich ca. 7% die höchsten Illitkonzentrationen. Außergewöhnlich ist deren homogene Zusammensetzung im Vergleich zu den anderen Vorkommen, was auch in der gleichmäßigen Verteilung von SiO₂ und Al₂O₃ im Profil der Abb. 56 zum Ausdruck kommt. Lediglich in der Profilmitte lassen sich höhere Gorceixitgehalte (Ba, Sr, P₂O₅) feststellen.

Abb. 56: Sedimentprofil bei Salawa mit ausgewählten Elementgehalten.