Die vorliegende Doktorarbeit ist Bestandteil der DFG-geförderten Forschergruppe 703 RiftLink – Rift Dynamik, Hebung und Klimawandel in Äquatorialafrika (H1643-7/1). Das Ziel der Studie war die Rekonstruktion der Entwicklungsgeschichte des Albertrifts im westlichen Riftarm des Ostafrikanischen Grabensystems mittels kombinierter Untersuchungen an neogenen Riftsedimenten und rezenten Flusssanden. Im ersten Teil der Doktorarbeit wurden miozäne bis pleistozäne Riftsedimente hinsichtlich ihrer Provenienz und Ablagerungsgeschichte untersucht, um ein umfassenderes Verständnis für die dynamische und tektonisch-sedimentäre Entwicklung des Albertrifts seit dessen Initiierung imfrühen Miozän zu erlangen. Die untersuchten sedimentären Riftsequenzen sind in zwei Gebieten in Uganda in unmittelbare Nähe des Albertsees aufgeschlossen (Kisegi-Nyabusosi Region und Kaiso-Nkondo Region). Diese Gebiete repräsentieren einen distalen und proximalen Ablagerungsraum zum extrem herausgehobenen > 5000 m hohen Rwenzori Gebirge, welches einen Teilbereich der östlichen Riftflanke des Albertrifts bildet. Bei den sedimentären Ablagerungen handelt es sich vorwiegend um unverfestigte, tonige bis grobkiesige Siliziklastika, die während mehreren Riftphasen in einem fluviatil-deltaischen bis lakustrinen Milieu abgelagert wurden. Basierend auf hochauflösenden sedimentfaziellen und geophysikalischen Profilaufnahmen und Beprobungskampangen, wurden die Riftsedimente mit einer multi-proxy Analyse untersucht, welche petrographische (Leicht-und Schwerminerale), geochemische (Granat- und Rutilchemie, Gesamtgesteinsgeochemie) und geochronologische (U-Pb Zirkonalter) Untersuchungsmethoden integriert. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind in einem paläotektonischen Modell der Erosion, des Sedimenttransfers und der Riftbeckenbildung zusammengefasst, welches ein detaillierteres Bild der zeitlich-räumlichen Entwicklung des nördlichsten Sektors des westlichen Ostafrikanischen Grabensystems darstellt. Der Fokus im zweiten Teil dieser Arbeit lag auf der Untersuchung rezenter Flusssande, welche im Rwenzori Gebirge und der angrenzenden Riftschulter genommen wurden. Diese weitere Studie komplettiert die Dissertation indem sie wichtige Einblicke in gegenwärtige Sedimentations- und Erosionsprozesse im Albertrift liefert. Durch die Analyse der modernen Flusssande mit einem identischen methodischen Ansatz wie für die Riftsedimente, konnten Provenienzsignaturen für verschiedene geologische Einheiten in der Umgebung des Albertrifts definiert und anschließend in den neogenen Riftsedimenten sicher identifiziert werden. Darüber hinaus wurde anhand der Flusssande untersucht, inwieweit sich die chemische Verwitterung auf die Komposition von Sedimenten unter extremen äquatorialen Klimabedingungen auswirkt. Die Synthese aller während dieser Studie zusammengetragenen Informationen ermöglichte die Weiterentwicklung bzw. Modifizierung des bestehenden Evolutionsmodells des Albertrifts. Insgesamt konnten drei Riftentwicklungsphasen identifiziert werden, welche mit tektonischer Aktivität des Riftsektors in Verbindung gebracht werden können:

Unteres Miozän bis Unteres Pliozän (~17,0–5,0 Ma) Aufschlüsse der ältesten Riftsedimente sind nur im südlichen Teilbecken des Albertsees (Kisegi-Nyabusosi Region) bekannt. Die Daten dieser Provenanzstudie implizieren, dass der Sedimenttransport über ein westwärts gerichtetes, großskaliges Entwässerungsnetz erfolge, das über das Kongobecken in den Atlantik entwässerte. Das Liefergebiet der Sedimente erstreckt sich dabei bis zum mindestens 400 km vom Ablagerungsort entfernten neoproterozoischen Ostafrikanischen Orogen, was anhand des Vorkommens von panafrikanischen Zirkonaltern in den Sedimenten abgeleitet werden kann. Ein hoher Anteil an neoarchaischen Zirkonen zusammen mit Granat und Rutil typisch für amphibolit- bis granulitfazielle Bildungsbedingungen lassen auf den neoarchaischen Norduganda-Terran (Uganda-Kraton), welcher große Bereiche des Grundgebirges von Uganda einnimmt, als Hauptschüttungsgebiet schließen.

Unteres Pliozän bis Oberes Pliozän (~5,0–2,6 Ma) An der Grenze Miozän/Pliozän kommt es zu einer Fragmentierung des bestehenden Entwässerungsnetzes und das Albertrift geht in die Synriftphase mit verstärkter Subsidenz und verstärkter Hebung der Riftschultern und des westugandischen Plateaus über. Der Sedimenttransport erfolgt jetzt aus proximalen Liefergebieten, was hauptsächlich aus einem Wechsel in den Schwermineralspektren und dem Fehlen von neoproterozoischen Zirkonen abgeleitet werden kann. Im Süden ist dies die östliche und südliche Riftschulter mit dem Rwenzori-Gebiet, im Norden die östliche Riftschulter. In beiden Fällen wird durch ein Vorherrschen von neoarchaischen Zirkonen in Kombination mit Epidot-Amphibol-dominierten Schwermineralspektren und hochgradig metamorphem Granat und Rutil (amphibolit- bis granulitfaziell) das Norduganda-Terran als das Haupterosionsgebiet impliziert.

Unteres Pleistozän (seit ~2,6 Ma) An der Grenze Pliozän/Pleistozän um 2,6 Ma erfolgt eine weitere Phase der Riftentwicklung, welche mit der beschleunigten Heraushebung des Rwenzori-Horstes und der Riftschultern sowie zurückgehenden Subsidenzraten und sogar teilweiser Inversion einhergeht. Im Süden ist die Abkopplung und forcierte Hebung des Rwenzori-Blockes an einer geringeren Maturität der Sedimente zusammen mit einer Modifikation des Schwermineralspektrums, insbesondere durch das Fehlen granulitfazieller Granate und Rutile, zu erkennen. Umgekehrt führt im Norden Recycling aus neoproterozoischen (Meta-)Sedimenten zu reiferen Quarzsanden mit höheren Anteilen an widerstandsfähigeren Schwermineralen (Zirkon, Turmalin). Die Liefergebiete verändern sich in beiden Fällen gegenüber dem Pliozän nur wenig und der Sedimenttransport erfolgt weiterhin von der nahegelegenen Riftschulter.

Die aus der Provenienz ableitbaren Phasen einschließlich deren zeitlicher Korrelation korrespondieren sehr gut mit den großen Ablagerungszyklen der Sedimentfüllung im Albertbecken sowie den Entwicklungsphasen anderer Riftsegmente des Ostafrikanischen Rifts. Dies impliziert, dass tektonische Aktivität in Ostafrika im globalen Maßstab erfolgt. Gegenwärtig finden Sedimentbildungsprozesse im Albertrift unter tropischem Äquatorialklima in unterschiedlichen geomorphologischen Räumen, einschließlich schlecht entwässerter Ebenen des ugandischen Plateaus sowie dem stark herausgehobenen Rwenzori Gebirge, statt. In diesen werden zwei fundamentale Sedimenttypen erzeugt. Im Falle des geologisch jungen Rwenzori Gebirges herrscht aufgrund des starken Reliefs vor allem die physische Degradation vor. Die abgetragenen Sedimente sind gekennzeichnet durch einen hohen Anteil an Feldspäten und Gesteinsfragmenten sowie einer Epidot-Amphibol-betonten Schwermineralzusammensetzung. Im Gegensatz dazu sind Sedimente der mit mächtigen Lateritböden überdeckten Plateauebenendurch viele Millionen Jahre anhaltende intensive Verwitterung stark an Quarz angereichert. Die Studie an modernen Flusssedimenten demonstriert einschlägig, dass die vom Ausgangsgestein vorgegebenen Provenienzsignaturen auch in Gebieten mit extremen Klimabedingungen noch in den Sedimenten wiedergefunden werden können. Die Charakteristika des Liefergebietes werden am besten von Schwermineralspektren, Zirkonaltern, Granat- und Rutilchemie sowie geochemischen Parametern, insbesondere immobilen Elementen und Elementverhältnissen, bewahrt. Zusammenfassend verdeutlich die vorliegende Doktorarbeit das große Potential von Provenienzstudien zur Rekonstruktion der tektonisch-sedimentären Entwicklungsgeschichte von Riftbecken in tropischen Klimaregionen und untermauert zudem die Bedeutung eines Multi-Proxy-Methodenansatzes für ein umfassendes Verständnis von Sedimentationsprozessen und -produkten sowie deren Liefergebieten und Ablagerungsräumen. Die Studie an den Sedimenten im Albertrift demonstriert deutlich die Notwendigkeit einer Kombination von „traditionellen“ petrograhisch-mineralogischen Analysen mit „innovativen” geochemischen und geochronologischen Methoden für eine erfolgreiche Durchführung von Provenienzstudien. Es hat sich erwiesen, dass Varietätsstudien an Zirkon, Granat und Rutil am vielversprechendsten sind, um bestimmte Liefergebiete einzugrenzen. Während die ermittelten U-Pb Alter von Zirkonen direkt den Altern bestimmter Grundgebirgsterrane zugeordnet werden können, erlauben chemische Analysen von Granat und Rutil Rückschlüsse auf Metamorphosebedingungen während der Gesteinsbildung, sodass eine Unterscheidung von amphibolitfaziellen und granulitfaziellen Lithologien ermöglicht wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese drei Mineraltypen aufgrund ihrer hohen Beständigkeit innerhalb des sedimentären Zyklusnicht geeignet sind, um eine Sedimentanlieferung aus rezyklierten Sedimenten zu erkennen, da diese hier ausschließlich die Bildungsbedingungen ihrer ursprünglichen Lithologien reflektieren. Zur Bestimmung eines polyrezyklierten Liefergebietes sowie auch zur Ableitung von Verwitterungsszenarien eignen sich am besten Analysen des Modalbestands (Leicht- und Schwerminerale) und der Gesamtgesteinsgeochemie.