Morphogenese der Flusseinzugsgebiete von Nyong und Ntem in Süd-Kamerun unter Berücksichtigung neotektonischer Vorgänge

Morphogenesis of Nyong and Ntem catchment areas in Southern Cameroon considering the neo-tectonic impact

  • Durch die vorliegende Arbeit wird die Genese von Nyong- und Ntem-Einzugsgebiet seit der Öffnung des Südatlantiks unter Berücksichtigung neotektonischer Vorgänge nachgezeichnet. Die Ergebnisse unterstützen die Identifikation geeigneter Sedimentfallen als Proxydatenarchive zur Paläoumweltrekonstruktion. Mithilfe von Fernerkundung und Geländearbeit wird der Formenschatz in den Einzugsgebieten hinsichtlich ihrer Morphogenese untersucht. Vier Formengesellschaften werden unterschieden: (1) Rumpfflächen und Inselberge, (2) ‚demi-oranges’ und ‚bas-fonds’, (3) anastomosierender Flusslauf und (4) Rumpfstufe mit Inselgebirge und Kerbtälern. Sie werden morphodynamisch-genetisch interpretiert. (1) Ein Pisolithhorizont unter einer hillwash-Decke wird als Ferricretresiduum einer Paläooberfläche gedeutet und als Ergebnis der Pedimentierung gewertet. Die Morphogenese eines Inselbergs ergänzt die Diskussion zur Einrumpfung. Die Entwicklung zweier Altarme zeigt einen dritten Prozess, der vermutlich LGM-zeitlich die Region veränderte. Die Kuppe eines Inselbergs gibt ein ehemaliges Flächenniveau wieder. Durch die rückschreitende Verlagerung einer Stufe wurde er herauspräpariert. (2) In den oberen Einzugsgebieten liegen zwischen polykonvexen Hügeln breite Auen. Es wird angenommen, dass sich der Formenschatz durch Lateralerosion nach einer initialen Eintiefung gebildet hat. Flussanzapfungen reduzieren das obere Einzugsgebiet des Nyong. Eine Klassifikation in drei Klassen ist anhand der Überformung der Anzapfungen möglich: Die erste ist durch eine Talwasserscheide und Anzapfungsknie definiert. Bei der zweiten ist das Erscheinungsbild überprägt, die Orientierung zum ehemaligen Vorfluter ist jedoch eindeutig zu erkennen. Die dritte Klasse lässt nur noch aufgrund der Flussbettphysiognomie eine Anzapfung vermuten. (3) Im Ntem-Binnendelta wurden weitflächig Schotter und Gesteinsbruchstücke abgelagert und durch Mangan- und Eisenoxid zu einem Fanglomerat ausgehärtet. Das Gewässernetz bildet die geologischen Strukturen ab. Es wird angenommen, dass sich das Binnendelta primär durch eine gestaffelte Abschiebung entlang E-W verlaufender Brüche gebildet hat. Die Sedimentfallen wurden vom Ntem mit spätpleistozänen bis holozänen Sedimenten verfüllt. Ein ursprünglich flächenhaft ausgebildetes Ferricret wurde durch E-W verlaufende Brüche unterteilt. (4) Unterhalb des Binnendeltas überwindet der Ntem in einem Kerbtal entlang einer NNE-SSW-Struktur mit zwei linearen Störungen die Rumpfstufe. Es erinnert an einen Graben mit zwei Transformstörungen. Entlang des Tals wurden weitflächig Gesteinsbruchstücke und Schotter abgelagert, die zu einem Fanglomerat aushärteten. Gesteinsschnitte geben verschiedene Prozesse wieder, die die Bildung des Kerbtals als Graben belegen. Ergänzend wird eine Lineamentanalyse durchgeführt. Es werden vier Cluster herausgearbeitet, die die linearen Einheiten primär der panafrikanischen Orogenese zuordnen. Archaische Strukturen konnten nicht eindeutig zugewiesen werden. In der Synthese wird versucht, die Einzelergebnisse auf die Fläche zu extrapolieren. Die Arbeit bietet einen breiten Einblick in die tropische Geomorphologie mit der genetischen Diskussion unterschiedlicher Formengesellschaften. Es werden primär die strukturellen Richtungen N-S, E-W und NE-SW hervorgehoben, entlang derer eine neotektonische Remobilisation stattfand. Hebungen, die sich seit dem Miozän verstärkt haben, sind Auslöser für geomorphologische Modifikationen und Extensionsbrüche. Die Nähe zur aktiven Cameroon Volcanic Line und die Kompression des Kongokratons durch Riftprozesse lösen die tektonischen Ereignisse aus. Die wiederholte tektonische Erneuerung durch Hebungen des zentralafrikanischen Hinterlands führte zu einer Umgestaltung des Drainagenetzes.
  • In the present thesis the evolution of the catchment areas of the Nyong and the Ntem was shaped since the opening of the South Atlantic with regard to neo-tectonic processes. The results maintain the identification of suitable sediment traps as proxy data archives for the reconstruction of the palaeoenvironment. With remote sensing and field work geomorphologic forms were investigated with regard to the morphogenesis of the catchment areas. Four geomorphologic formations were defined: (1) Peneplains and inselbergs, (2) ‚demi-oranges’ and ‚bas-fonds’, (3) anastomosing river course, and (4) peneplain step with inselberg range and V-shaped valleys. In relation to these geomorphologic formations the derived data was interpreted morphodynamic-genetically. (1) A horizon of pisolits below hillwash as a result of pedimentation was discussed concerning the geomorphologic form of peneplains and inselbergs. Research on an inselberg complemented the discussion about pedimentation. The formation of two abandoned channels shows a third process which altered the region probably during the LGM. The top of the inselberg represents a former peneplain level. According to the regressive erosion of a scarp along the Ntem faults the inselberg was shaped out of the basement. (2) In the upper catchment areas broad alluvial plains (bas-fonds des regions humides) are framed by poly-convex hills (demi-oranges). It is assumed that this formation was shaped by lateral erosion after an iniating incision. Particularly the upper Nyong catchment was reduced by river captures. Due to the modification since the capturing they can be classified into three classes: The first class is defined by a distinct valley watershed and an elbow of stream capture. The habit of the river capture is already modified in the second class. However, the orientation to the receiving stream is still visible. The third class is defined by a river capture which only becomes visible by the orientation of the river’s source. (3) Situated in front of a peneplain step several locations give information about the evolution of the Ntem interior delta. Extensive banks of gravels and rock fragments were accumulated and cemented by manganese and iron oxyde into a fanglomerate. The drainage network distinctly shapes the geological structures of the region. It is assumed that the interior delta was formed by a step fault along E-W oriented fractures. The sediment traps were filled up by the Ntem River. Late Pleistocene sediments along the major faults give an idea of the age of the forms. A former broadly laid out ferricret was seperated along E-W oriented faults. (4) Below the interior delta the river passes the peneplain step through a V-shaped valley. It aligns itself along a NNE-SSW structure with two linear N-S fractures. This physiognomy is a reminiscent of a graben with two transform faults. The river drains across a waterfall into the valley. At its foot and along the valley broad accumulations of rock fragments and gravels are deposited which are hardened to a fanglomerate. The interpretation of rock cuts reflect processes which have led to the evolution of the V-shaped valley. A connection with the palaeo-climatic data of the region hints at Late Pleistocene times in which the evolution occurred. Additionally a lineament analysis was conducted along the peneplain step. Four cluster regions were identified. They are defined by different lineaments reflecting structural directions primarily allocating to the pan-African orogeny. Clues to Archaic structures like the Ntem faults are not confirmed entirely. In the synthesis it was tried to extrapolate the results of the different sites to the whole region. This thesis gives a broad insight into tropical geomorphology with its different forms interpreted with regard to the evolution of the Ntem and Nyong catchment areas. The combination of remote sensing and field work helps to emphasize the directions of geological structures of N-S, E-W, and NE-SW along which the most remobilisation has taken place. In the Nyong’s floodplain also a NNW-SSW direction is documented which originates in the context of neo-tectonic offsets. Uplifts which have increased since Miocene times due to the collision of Africa with Eurasia are the reason for geomorphological modifications as incision or denudation on the one hand and extensional fractures at the rise of the Congo craton on the other hand. Probably the vicinity of the active Cameroon Volcanic Line and also the compression of the Congo craton by the East African, South Atlantic and Southwest Indic Rift triggered the tectonic events. The repeated renewal of the central African hinterland by uplift led to a re-arrangement of the drainage network. The probably sub-recent river capture of the Nyong catchment area by the Sanaga River emphasizes the continuous evolution by uplift and erosion along the Cameroonian hinterland.

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Metadaten
Author:Joachim EisenbergORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hebis:30-72504
Referee:Jürgen RungeGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2009/11/18
Year of first Publication:2009
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2009/07/06
Release Date:2009/11/18
Tag:Lineamentanalyse; Ntem; Nyong; Sanaga
Cameroon; Lineament analysis; Morphogenesis; Neo-tectonics; Tropics
GND Keyword:Tektonische Geomorphologie; Geomorphogenese; Tropen; Tropischer Regenwald; Kamerun <Süd>; Kamerun; Rumpffläche; Neotektonik
HeBIS-PPN:218170521
Institutes:Geowissenschaften / Geographie / Geographie
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht