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[[Datei:Duluthcomplexmap.png|mini|Das schattierte Reliefbild zeigt den Duluth-Komplex, der sich bogenförmig von Duluth zum Pigeon Point zieht und dabei die [[Mesabi Range]] und die [[Gunflint Range]] unterbricht]]

Der '''Duluth-Komplex''', der damit verbundene '''Beaver-Bay-Komplex''' (der oft als Bestandteil des Duluth-Komplexes betrachtet wird),<ref name="Green">John Green: {{Webarchiv |url=http://mgmudrey.brinkster.net/Compressed/ILSG%2050%202004_FieldTrips_Final.CV.pdf |text=''Volcanic and Sedimentary Rocks of the Southwestern Sequence of the North Shore Volcanic Group. Field Trip Guidebook'' |wayback=20110821211644}}. In: ''Proceedings of the 50th Annual Meeting, Institute on Lake Superior Geology.'' Band 2, 2004, S. 47–52 (PDF; 32,9 MB).</ref> und die zugehörige '''North Shore Volcanic Group''' (auch ''North Shore Volcanics'') sind Gesteinsformationen, die einen großen Teil des [[Grundgebirge]]s im Nordosten des [[US-Bundesstaat]]s [[Minnesota]] aufbauen.<ref name="jira2000">Mark Jirsa, David Southwick: [http://www.mngs.umn.edu/mnpot/dcmplx.html ''Mineral potential and geology of the Duluth Complex.''] In: ''Mineral Potential and Geology of Minnesota'', Minnesota Geological Survey, University of Minnesota, 12. Oktober 2000 (englisch).</ref> Duluth- und Beaver-Bay-Komplex sind [[Intrusion (Geologie)|intrusive]] Gesteine, die während des so genannten ''Midcontinent-Rift'' (auch ''Keweenawan Rift'') entstanden, bei dem sich vor 1,1 Milliarden Jahren im [[Mesoproterozoikum]] im nordamerikanischen Kontinent ein [[Grabenbruch]] öffnete. Die Intrusivkomplexe grenzen an die [[Vulkanismus|vulkanischen]] Gesteine der ''North Shore Volcanic Group'', die während des gleichen Ereignisses entstanden. Die drei geologischen Einheiten sind Teil der [[Physiogeographie|physiogeographisch]]en Region des [[Vereinigte Staaten|amerikanischen]] [[Superior Upland]]s, das mit dem [[Laurentian Upland]] des [[Kanadischer Schild|Kanadischen Schildes]] – dem Herz des [[Laurentia (Kontinent)|Nordamerikanischen Kratons]] – verbunden ist.<ref name="tapestry">{{Webarchiv |url=http://tapestry.usgs.gov/physiogr/physio.html |text=''Physiographic Regions'' |wayback=20080509101048}}. In: ''A Tapestry of Time and Terrain: The Union of Two Maps – Geology and Topography.'' [[United States Geological Survey]] (englisch).</ref>

== Lage ==
Der Duluth-Komplex nimmt einen großen Teil der nördlich des [[Lake Superior]] liegenden und wie eine Pfeilspitze geformten ''Arrowhead Region'' von Minnesota ein. Vom Westende nahe [[Duluth (Minnesota)]] zieht er bogenförmig nach Norden und Nordosten bis etwa zum 48. Breitengrad südlich des [[Knife Lake (Minnesota)|Knife Lake]], läuft von dort aus nach Osten, etwa 5 bis 20 Kilometer südlich und parallel der [[kanadisch]]en Grenze, berührt sie schließlich am [[Pigeon River (Oberer See)|Pigeon River]] (Minnesota-Ontario), um sich schließlich entlang der Grenze bis zum Lake Superior zu erstrecken.<ref name="jira2000"/><ref name="Heinselman">{{Literatur |Autor=Miron Heinselman |Titel=The Boundary Waters Canoe Area Wilderness Ecosystem |Verlag=University of Minnesota Press |Ort=Minneapolis |Datum=1996 |ISBN=0-8166-2804-1 |Seiten=12–14, 200, plate 1}}</ref>

Nahe dem Lake Superior vermischen sich die Gesteine des Duluth- und Beaver-Bay-Komplexes mit denen der ''North Shore Volcanics'' zu einem komplexen geologischen Mosaik.<ref name="Geologic Map"/> Die beiden Komplexe erstrecken sich noch eine kurze Strecke unter den Lake Superior südlich der heutigen Uferlinie, werden jedoch zum größten Teil entlang des Ufers von den Gesteinen der ''North Shore Volcanics'' überlagert.<ref name="Ojakangas+Matsch1982">{{Literatur |Autor=Richard W. Ojakangas & Charles L. Matsch |Titel=Minnesota's Geology |Verlag=University of Minnesota Press |Ort=Minneapolis |Datum=1982 |ISBN=0-8166-0953-5 |Seiten=49–57 |Online=[http://books.google.de/books?id=ZiBS4yhTt2wC&pg=PA49 Google Books]}}</ref>

== Bildung ==
[[Datei:SawtoothMtnsMN3.JPG|mini|Die [[Sawtooth Mountains]] am [[Lake Superior]]]]
[[Datei:Palisade, Shovel Point (cropped).jpg|mini|''North Shore Volcanics'': [[Palisade Head]] im Vordergrund vor Shovel Point, beides [[rhyolith]]ische Gesteine des ''Midcontinent-Rift''s; am Horizont die Sawtooth Mountains]]

Vor etwa 1100 Millionen Jahren ([[Mya (Zeitskala)|mya]]) begann der Nordamerikanische [[Kraton]] am ''Midcontinent-Rift'' auseinanderzubrechen.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/><ref name="tapestry"/> Über einen Zeitraum von etwa 15 – 22 Millionen Jahren stieg Magma in der Erdkruste auf, trennte die älteren Gesteine am Rand des [[Grabenbruch|Rift]]s und bildete neues Gestein aus.<ref>{{Literatur |Autor=D. A. Schneider, D. K. Holm and V. Chandler |Titel=A Superior Swath: Proterozoic Geology of the North American Midcontinent |Sammelwerk=American Geophysical Union |Datum=2006 |bibcode=2006AGUFM.T42A..06S}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=R. W. Ojakangas, G. B. Morey und J. C. Green |Titel=The Mesoproterozoic Midcontinent Rift System, Lake Superior Region, USA |Sammelwerk=Sedimentary Geology |Band=141–142 |Datum=2001 |Seiten=421–442 |DOI=10.1016/S0037-0738(01)00085-9}}</ref> Die Gesteinsabfolgen, die während dieses Ereignisses entstanden, werden unter der Bezeichnung ''Keweenawan Supergroup'' zusammengefasst. Dazu gehören nicht nur ''North Shore Volcanics'', Duluth- und Beaver-Bay-Komplex mit mehr als 20.000 m [[Mächtigkeit (Geologie)|Mächtigkeit]], sondern auch mehr als 10.000 m, vorwiegend rotgefärbte, kontinentale [[Sedimente und Sedimentgesteine|Sedimente]].<ref>{{Literatur |Autor=Richard W. Ojakangas, Albert B. Dickas |Titel=The 1.1-Ga Midcontinent Rift System, central North America: sedimentology of two deep boreholes, Lake Superior Region |Sammelwerk=Sedimentary Geology |Band=147 |Nummer=1–2 |Verlag=Elsevier Science B.V. |Datum=2002-03-01 |Seiten=13–36 |DOI=10.1016/S0037-0738(01)00185-3}}</ref>

=== Die North Shore-Volcanics ===
Die ''North Shore Volcanics'' entstanden ca. 1109–1096 mya<ref name="Naldrett"/> aus hunderten von einzelnen [[Lava]]-Ergüssen, die sechs unterscheidbare, teilweise überlappende Plateaus von mehr als 8000 m Mächtigkeit bilden. Diese [[Einfallen|fallen]] zum Zentrum der [[Synklinale|Mulde]] unter dem Lake Superior ein. Dies wird deutlich etwa in den [[Sawtooth Mountains]], deren Oberfläche diese einheitliche Einfallen abbildet (s. Bild). In der Mehrheit handelt es sich um [[Basalt]]e, untergeordnet kommen [[Rhyolith]]e und andere [[Vulkanit|vulkanische Gesteine]] vor.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> Als Teil der Keweenawan Supergroup sind die ''North Shore Volcanics'' eines der ältesten und größten sowie gut erhaltenen Beispiele für [[Flutbasalt|Plateaubasalte]].<ref>{{Literatur |Autor=S. Th. Schmidt |Titel=Regional and local patterns of low-grade metamorphism in the North Shore Volcanic Group, Minnesota, USA |Sammelwerk=Journal of Metamorphic Geology |Band=11 |Nummer=3 |Verlag=Blackwell Synergy |Datum=1993-05 |Seiten=401–14 |DOI=10.1111/j.1525-1314.1993.tb00157.x}}</ref><ref name="Green"/>

=== Der Duluth-Komplex ===
Die Vulkanite bilden das Wirtsgestein für die Platznahme der [[mafisch]]en Bildungen des Duluth-Komplexes. Dies bildeten sich nach 1102 mya,<ref name="Green"/><ref name="Naldrett">{{Literatur |Autor=Anthony J. Naldrett |Titel=Magmatic Sulfide Deposits: Geology, Geochemistry and Exploration |Verlag=[[Springer Science+Business Media|Springer-Verlag]] |Ort=Berlin |Datum=2004 |ISBN=3540223177 |Seiten=244 (Fig. 4.49), 246}}</ref> wobei die ältesten Teile in der Nähe von Duluth aufgeschlossen sind, und die jüngeren im Nordosten nahe [[Tofte Township (Minnesota)|Tofte]].<ref>{{Literatur |Autor=Martin Frey, Doug Robinson |Titel=Low-Grade Metamorphism |Verlag=Blackwell Science |Ort=Oxford |Datum=1999 |ISBN=978-0632047567 |Seiten=157–158}}</ref> Das aufgestiegene Magma kühlte sich als etwa 16 Kilometer mächtiger [[Lagergang]] langsam ab<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> und bildete grobkristalline Gesteine aus, vorwiegend [[Gabbro]] mit nicht unerheblichen Anteilen von [[Anorthosit]] sowie andere, intermediäre bis [[granit]]ische Gesteine.<ref name="jira2000"/><ref>{{cite web |first=Lynn |last=Topinka |url=http://vulcan.wr.usgs.gov/LivingWith/VolcanicPast/Places/volcanic_past_minnesota.html |title=America's Volcanic Past: Minnesota |publisher=United States Geological Survey |date=2003-01-26 |language=en |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090110104310/http://vulcan.wr.usgs.gov/LivingWith/VolcanicPast/Places/volcanic_past_minnesota.html |archivedate=2009-01-10 |accessdate=2024-04-19 }}</ref><ref name="Geologic Map"/>

Der Duluth-Komplex ist eine der größten Intrusionen gabbroider Gesteine der Erde,<ref>{{Literatur |Autor=George M. Schwartz & George A. Thiel |Titel=Minnesota's Rocks and Waters |Verlag=University of Minnesota Press |Ort=Minneapolis |Datum=1963 |Seiten=114 |Kommentar=LOC 54-6370}}</ref> und eine der größten bekannten [[Layered Intrusion]]s. Seine Fläche beträgt 4715 km<sup>2</sup>.<ref name=Guilbert>{{Literatur |Autor=John M. Guilbert und Charles F. Park, Jr. |Titel=The Geology of Ore Deposits |Verlag=Freeman |Datum=1986 |ISBN=0-7167-1456-6 |Seiten=314-346}}</ref> Der untere Teil der Intrusion am nordwestlichen Rand des Komplexes besteht aus [[ultramafisch]]en [[Kumulat]]en mit Absonderungen von [[Nickel]], [[Kupfer]] und [[Platinmetalle]]n. Die oberen, [[Magmatische Differentiation|differenzierten]] Teile führen [[Ilmenit]]-haltige [[Labradorit]]-Anorthosite.<ref name=Guilbert/>

Entlang seiner Nordgrenze stößt der Duluth-Komplex an die ältere Gesteinsformation der [[Archaikum|archaischen]] ''Ely-[[Grünsteingürtel|Greenstones]]'', von denen man früher annahm, dass sie die ältesten aufgeschlossenen Gesteine der Erde darstellten.<ref>{{cite web |author=Chandler |url=http://homepages.spa.umn.edu/~marshak/dusel_b_appendices/IUS-DUSEL_Appendix_B4.pdf |title=A Geophysical Investigation of the Ely Greenstone Belt in the Soudan Area |date=2005 |language=en |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100713153556/http://homepages.spa.umn.edu/~marshak/dusel_b_appendices/IUS-DUSEL_Appendix_B4.pdf |archivedate=2010-07-13 |accessdate=2024-04-19 }}, S. 4–5.</ref> Heute kennt man ältere Gesteine aus Minnesota ([[Morton-Gneiss]]), Grönland ([[Isua-Gneis]]), Nordwest-Territorien ([[Acasta-Gneis]]) und Québec ([[Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel]]).<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> Außerdem grenzt der Komplex an die erzführende [[Mesabi Range]] und die [[Gunflint Range]], die während der [[Penoke-Orogenese]] gebildet wurden, eine Gebirgsbildung des [[Paläoproterozoikum]]s.<ref name="LaBerge"/><ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> Die beiden Gebirgsketten bildeten früher wahrscheinlich eine zusammenhängende Einheit, bis sie durch die Platznahme des Duluth-Komplexes unterbrochen wurden.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/>

Im Süden nahe dem Lake Superior liegen die Schichten des Duluth- und Beaver-Bay-Komplexes unter den ''North Shore Volcanics'' oder vermischen sich mit diesen.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> Der Beaver-Bay-Komplex nimmt das Zentrum der ''North Shore Volcanics'' ein und ist mit etwa 1096 mya etwas jünger als der Duluth-Komplex.<ref name="Geologic Map">{{cite web |author=J.D. Miller, J.C. Green, M.J. Severson, V.W. Chandler, D.M. Peterson |url=http://conservancy.umn.edu/bitstream/183/3/m119plt1.pdf |title=Geologic Map of the Duluth Complex and Related Rocks, Northeastern Minnesota |format=PDF; 5,6 MB |publisher=University of Minnesota |date=2001 |language=en |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090226210156/http://conservancy.umn.edu/bitstream/183/3/m119plt1.pdf |archivedate=2009-02-26 |accessdate=2024-04-19 }}</ref> Früher wurde angenommen, dass die Vulkanite und jüngeren Gesteine unter dem Lake Superior und auch auf der anderen Seite des Sees in [[Wisconsin]] – wo ebenfalls Gabbro-Formationen existieren – vollständig vom Duluth-Komplex unterlagert werden.<ref name="LaBerge">{{Literatur |Autor=Gene L. LaBerge |Titel=Geology of the Lake Superior Region |Verlag=Geoscience Press |Ort=Tucson, AZ |Datum=1994 |ISBN=0-945005-15-6 |Seiten=157–160}}</ref> Der Komplex wurde als ein gigantischer [[Lopolith]] angesehen, eine linsenförmige Struktur mit einem vertieften Zentrum, die die Gabbro-Formationen zu beiden Seiten des Sees miteinander verbinde. Tatsächlich galt der Duluth-Komplex als der Archetypus eines Loplithen. Heute ist bekannt, dass er sich nur wenige Kilometer über das Seeufer hinaus nach Süden erstreckt, und keine Verbindung zu den Vorkommen auf der anderen Seite aufweist.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> Er ist also kein Lopolith, sondern ein sehr großer Lagergang.

== Heutige Landformen ==
[[Datei:Enger Tower 10-24-05.jpeg|mini|[[Enger Tower]] in Duluth, aus lokalem Keweenawan-Gestein erbaut, auf einer Gabbro-Kuppe (Vordergrund)<ref name="Sansome">{{Literatur |Autor=Constance Jefferson Sansome |Titel=Minnesota Underfoot: A Field Guide to the State's Outstanding Geologic Features |Verlag=Voyageur Press |Ort=Stillwater, Minnesota |Datum=1983 |ISBN=0-8965-8036-9 |Seiten=20–25}}</ref>]]
[[Datei:View from Eagle Mountain Minnesota.jpg|mini|Die zerklüfteten [[Misquah Hills]]]]
Das [[Präkambrium|präkambrische]] Grundgestein des Duluth-Komplexes und der ''North Shore Volcanics'' sind nicht unter jüngeren Gesteinen begraben, wie dies weiter südlich der Fall ist, sondern liegen nahe oder an der Oberfläche. Gletscher schürften frühere Böden ab, und die neuen sind dünn und ertragsarm, wie dies typisch für den Kanadischen Schild ist, da sie sich aus dem Festgestein entwickeln mussten anstatt aus mächtigen Lagen von [[Geschiebelehm]], der in der gesamten Region nur unregelmäßig und dünn vorkommt.<ref name="Heinselman"/> Aus diesem Grund ist das Festgestein meistens gut aufgeschlossen, nur in den Einzugsgebieten von [[Saint Louis River|Saint Louis]] und [[Cloquet River]] im Westen kommen jüngere Ablagerungen und Geschiebelehme vor.<ref>{{cite web |url=http://conservancy.umn.edu/bitstream/183/4/m119plt2.pdf |title=Generalized Density of Bedrock Outcrops and Drill Holes in Northeast Minnesota (Karte) |format=PDF; 3,2 MB |date=2001 |language=en |archive-url=https://web.archive.org/web/20110720092212/http://conservancy.umn.edu/bitstream/183/4/m119plt2.pdf |archive-date=2011-07-20 |access-date=2024-04-19 }}</ref>

[[Aufschluss (Geologie)|Aufschlüsse]] von Gabbro bilden beide Enden des Komplexes und dominieren die Stadt, die dem Komplex den Namen gab.<ref name="Sansome"/><ref name="Ojakangas & Matsch">{{Literatur |Autor=Richard W. Ojakangas & Charles L. Matsch |Titel=Minnesota's Geology |Verlag=University of Minnesota Press |Ort=Minneapolis |Datum=1982 |ISBN=0-8166-0953-5 |Seiten=161, 167–168 |Online=[http://books.google.de/books?id=ZiBS4yhTt2wC&pg=162 Google Books]}}</ref> Sie sind auch Bestandteil des [[Pigeon Point (Minnesota)|Pigeon Point]], dem östlichsten Punkt von Minnesota. Zwischen den Gabbro-Aufschlüssen liegt das Nordufer des Lake Superior, das von Duluth bis zur Grenze als zusammenhängender Aufschluss vulkanischer Gesteine bezeichnet wurde,<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/> auch wenn es von Teilen des Beaver Bay-Komplexes wie den [[Anorthosit]]-Klippen und Basaltergüssen am [[Split Rock Lighthouse]] unterbrochen wird.<ref>{{cite web |url=http://www.dnr.state.mn.us/state_parks/split_rock_lighthouse/narrative.html |title=Split Rock Lighthouse State Park Info |work=State Parks |publisher=[[Minnesota Department of Natural Resources]] |date=2009 |language=en |archive-url=https://web.archive.org/web/20090211163459/http://www.dnr.state.mn.us/state_parks/split_rock_lighthouse/narrative.html |archive-date=2009-02-11 |access-date=2024-04-19 }}</ref>

Herausragende Reste der Vulkanite umfassen etwa die Rhyolithklippen am [[Palisade Head]], die basaltischen Lavaergüsse bei [[Gooseberry Falls]] und die Sawtooth Mountains weiter im Osten. Am Strand des Sees sind Funde von [[quarz]]-gebändertem [[Thomsonit]]en und [[Achat]]en möglich, die durch Mineralfüllungen von Gasblasen bei der Abkühlung der Lava entstanden sind.<ref name="Ojakangas+Matsch1982"/>

Im Innern des Komplexes, entfernt vom See, werden [[Eagle Mountain (Minnesota)|Eagle Mountain]], [[Misquah Hills]], der östliche Teil des [[Superior National Forest]] und seine [[Boundary Waters Canoe Area Wilderness]] (BWCA) von an der Oberfläche [[Anstehendes Gestein|anstehendem]] präkambrischen Grundgestein gebildet.<ref name="Geologic Map"/> Hier finden sich viele der charakteristischen Merkmale der Region. Die kleineren Seen auf den Gabbrointrusionen liegen in Hohlformen, die durch die unterschiedliche Widerständigkeit der Gabbroschichten gegenüber der [[Erosion (Geologie)|Erosion]] entstanden, vor allem der [[Gletscher]]<nowiki>erosion</nowiki>. Die ausgeschürften Niederungen wurden durch vom Eis zurückgelassenen [[Moräne]]nmaterial aufgestaut und bildeten die unregelmäßigen Seen mit felsigen Ufern aus, die das Kennzeichen der Canoe Area Wilderness sind.<ref name="Ojakangas & Matsch"/><ref name="Heinselman"/>

== Siehe auch ==
* [[Geologie von Minnesota]]
* [[Coldwell-Komplex]]

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [https://conservancy.umn.edu/bitstream/183/4/m119plt2.pdf Geologische Karte des Duluth-Komplexes] (PDF-Datei; 3,04 MB)

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[[Kategorie:Geologie Amerikas]]
[[Kategorie:Geographie (Minnesota)]]
[[Kategorie:Vulkangebiet in den Vereinigten Staaten]]
[[Kategorie:Plutonismus]]

Duluth-Komplex - Versionsgeschichte

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