Die mafischen Gäng der Read Mountains

Die Auswertung von 36 Dünnschliffe aus insgesamt 11 mafi- sehen Gänge der Read Mountains führt ähnlic wie bei den Gänge der nördliche und nordwestlichen Gebiete, zu einer Untergliederung in zwei weitere Basaltgruppen. Deren Ab- grenzung sowohl untereinander als auch von den Basalt- gruppen I - I11 (vgl. Kapitel 2 . 1 . 2 . ) erfolgt aufgrund ihrer Primär und Sekundärmineralisationen z.T. auch auf- qrund verschiedener Gefugemerkmale. Den vorgenannten Ba- saltgruppen folgend wird eine Aufteilung in

und

- Basaltgruppe IV

-

Basaltgruppe V vorgenommen.

Das Gesteinsgefüg der Dykes beider Basaltgruppen ist ma- krokristallin, wechselkörni und kann als subophitisch be- zeichnet werden. Fein- bis mittelkörnig Minerale sind richtungslos angeordnet und meist hypidiomorph bis xeno- morph ausgebildet. Lediglich Erzminerale und Plagioklas, seltener auch Augit und einzelne Akzessorien könne idio- morph sein. In einigen Fälle läà die starke sekundare Überprägu des Probenmaterials die urprüngliche Mine- ralformen nicht mehr erkennen.

Basalte der Gruppe IV besitzen ein Gerüs aus Plagioklas- leisten mit Kantenlänge bis zu 3 mm, die sich häufi gegenseitig durchdringen, z.T. auch sphärolithisc ver- wachsen sind. Die Zwischenraume sind mit deutlich kleinkör nigeren, in der Regel xenomorphen Augiten ausgefüll (Abb.

17). Im Unterschied hierzu sind in Basalten der Gruppe V um die Plagioklasleisten herum mittelkörnige idiomorphe bis hypidiomorphe Augit-Individuen mit Durchmessern bis zu 2,5 nun kristallisiert und umschließe die Plagioklase 2.T.

vollständi (Abb. 18).

Das Gefüg beider Basaltgruppen ist im allgemeinen homo- gen, vereinzelt treten Gasblasen oder Kluftrisse auf, die mit Sekundärminerale ausgefüll sind.

Chilled margins sind lediglich in den Dykes 1 und 5 ausgebildet. Das Material innerhalb dieser Abschreckungs- kontakte besitzt eine porphyrische Struktur aus devitrifi- zierter, mikrokristalliner, sehr feinkörnige Grundmasse mit makrokristallinen, fein- bis kleinkörnigen meist idio- morphen Plagioklas- und Erzmineraleinsprenglingen.

2.1.3.1. Gesfceinsbildende ~ilikatminerale und sekundare Ãœberpragun der Dykes

Eine Übersich übe Primär und Sekundärmineralisatione gibt Tabelle 7 (vgl. hierzu auch Anhang A). Einzelheiten werden im folgenden angeführt

a) Basaltgruppe IV

Dieser Gruppe werden die Dykes 1, 2, 3, 7, 8, 9 , 11, 12 und 13 zugeordnet.

Hauptkomponenten sind Plagioklas (21 - 50 Val.-%), Augit (15 - 39 Vo1.-%), in einigen Gänge auch Arnphibol (bis zu 13 Vo1.-%; primä als Hornblende, zum Teil jedoch sekundä

aus der Uralitisierung des Pyroxens hervorgegangen). Ortho- pyroxen (bis zu 3,3 Vo1.-%) und opake Minerale (1,2 - 8 , 5

Vo1.-%) treten Überwiegen als Nebenkomponenten auf. Akzes- sorisch könne Biotit, Olivin, Kalifeldspat, Titanaugit und Apatit vorhanden sein. Der Grund fü die hohen Diffe- renzen zwischen den Volumenanteilen insbesondere von Pla- gioklas und Augit ist weniger eine unterschiedliche primär magmatische Zusammensetzung, sondern vielmehr die unter- schiedlich intensive sekundär Überprägu und der dadurch bedingte Ersatz durch Sekundärmineral (vgl. Tab. 7 ) -

Abb. 17: Subophitisches Gefüg einer Probe der Basalt- gruppe IV. Ein Gerüs aus Plagioklasleisten um- schließ xenomorphe Augit-Kristalle. (Nicols ge- kreuzt, unterer Bildrand = 3,18 mm)

Abb. 18: Subophitisches Gefüg einer Probe der Basaltgrup- pe V. Mittelkörniger idiomorpher bis hypidiomor- pher Augit umschließ idiomorphen Plagioklas.

(Nicols gekreuzt, unterer Bildrand = 3,18 mrn)

Tab. 7: Primärmagmatische Mineralbestand und Sekundärmine ralisation der Basaltgruppen IV und V. Dargestellt sind die primärmagmatische Minerale (obere Zei- le), deren Volumenanteil und deren Umwandlungspro- dukte (X). (Erläuterung Plag. = Plagioklas; 0 -

Pyr. = Orthopyroxen; K-Fsp. = Kalifeldspat;

*

⁼

epizonales mikrokristallines Mineralgemenge, wel- ches aus Quarz, Talk, Kalzit, Chlorit, Epidot u.a.

bestehen kann; Amphibol und sekundäre Uralit sind teilweise nicht unterscheidbar, der Wert fü Amphi- bol ist dann eingeklammert.)

Der Anorthitgehalt der Plagioklase schwankt zwischen 15 und 65 Mol.-%. Andesin Ãœberwieg in den meisten Proben, Oligoklas und Labrador treten deutlich untergeordnet auf.

Währen Oligoklas ausschließlic in intensiv überprägt Gänge zu finden ist, zeigt sich gerade bei den Andesinen

eine deutliche zonare Auslöschung welche auf eine fort- schreitende Albitisierung zurückzuführ ist. Dieser Albi- tisierungsprozess führ im fortgeschrittenen Stadium zur Bildung der Anorthit-ärmere Oligoklase.

Dicktafeliger bis leistenförmiger teilweise zonierter Pla- gioklas ist nach dem Albit-Gesetz verzwillingt; häufi finden sich Kombinationen mit Karlsbader, seltener mit Periklin-Zwillingen. Fortgeschrittener Ersatz durch Sekun- därmineral macht das Erkennen von Zwillingslamellen und damit die genaue Bestimmung der Plagioklase in einigen Schliffen unmöglic (Dyke 3).

Einschlusse, z.T. feinkörnige Apatit oder mikrokristalli- nes Erz, sind häufig Dyke 13 enthäl myrmekitische, anti- perthitische Verwachsungen.

Augit ist meist xenomorph zwischen Plagioklasen einge- schlossen (Abb. 17). Einige Individuen sind zoniert oder einfach verzwillingt. Teilweise zeigen sich Ummantelungen aus Aegirinaugit, Orthopyroxen oder sekundäre Arnphibol, höher Fe-Gehalte könne zu einer randlichen blau-grüne Verfärbun führen Selten sind Pigeonit-Lamellen zu beob- achten (Dyke 13).

Der Volumenanteil des Arnphibols schwankt zwischen < 1 und

3,3 % . Im Ausnahmefall (Dyke 3) ergaben Auszählunge an

mehreren Dünnschliffe Volumina bis zu 13 %. Das intensive Ausmaà sekundäre Mineralumwandlungen, erkennbar in allen Dünnschliffe dieses Ganges, läà allerdings vermuten, da ein große Teil des Amphibols auf eine Umwandlung des Augits zurückgeht Durch diesen Uralitisierungsprozess bil- det sich sowohl Aktinolith als auch Hornblende; eine Unter- scheidung zwischen Primär und Sekundärminerale ist häu fig nicht möglich Nur in wenigen Fälle lassen Kopfbilder Pseudomorphosen nach Pyroxen erkennen.

Eine auf verschiedene Prozesse zurückgehend Umwandlung der Primärmineral (die Indizes sekundäre Mineralumwand- lung schwanken zwischen 1,1 und 6 , 8 , liegen jedoch in den meisten Fälle unter 4, vgl. Abb. 19) hat zu einer Viel- falt an Sekundärminerale geführ (vgl. Tab. 7). Auf auto- und/oder fremdhydrothermale Einflüss zurückgehen sind Se- rizitisierung (<I - 1 0 Vo1.-%), Kaolinitisierung (<1 - 5 Vo1.-%) und Saussuritisierung des Plagioklas. Auf Saussuri- tisierung ist die Bildung von Prehnit (<I Vo1.-%), Kalzit (<1 - 4,7 Vo1.-%), Klinozoisit (<1 Vo1.-%) und Epidot (<1 Vo1.-%) zurückzuführe Kalzitisierung und Epidotisierung

sind darüberhinau auch in Pyroxen und Hornblende zu beob- achten. Uralit und Seladonit (<I - 2,4 Vo1.-%) sind weite- re häufig Umwandlungsprodukte des Augits (Abb. 20). Häu figstes Sekundärmineral hervorgegangen aus Pyroxenen, Bio- tit und Hornblende, ist Chlorit. Je nach Intensitä der Mineralumwandlung kann Chlorit einen Großtei dieser Pri- märmineral ersetzten und so in wenigen Fälle Volumenan- teile bis zu > 30 % erreichen. Chrysotil (<1 - 7,5 Vo1.-%) ist im wesentlichen auf hydrothermale Umwandlung des Pyro- xens zurückzuführe Selten auftretender Olivin zeigt ne- ben Iddingsitisierung ebenfalls Chrysotilbildung entlang von Spaltrissen.

Abb. 20s Uralitisierter Augit (Bildmitte) einer Probe der Basaltgruppe IV. Der primärmagmatisch Augit, nur noch in Resten erhalten (dunkle Bereiche inner- halb des Korns), ist nahezu vollständi uraliti- siert (hell). (Nicols gekreuzt, unterer Bildrand

= 1,3 mm)

dann in ein feinkörnige Mineralgemenge zerfällt welches aus Talk, Chlorit, Epidot, Quarz und Kalzit bestehen kann (Dyke 9). In Hohlräume kann neben Quarz (<1 - 3,7 Vo1.-%) Kalzit, Chlorit und Serpentin auch Pumpellyit als typi- scher Vertreter einer sehr niedriggradigen Metamorphose auskristallisiert sein (Dyke 9).

b) Basaltgruppe V

Basalte der Gruppe V, zu diesen gehöre die Dykes 5 und 6 , weichen in ihrer mineralogischen Zusammensetzung deutlich von denen der Gruppe IV ab. Neben einem höhere Volumenan- teil opaker Minerale (9 - 16 Vo1.-%, vgl. Kapitel 2.1.3.2.) zeichnen sie sich durch einen höhere Gehalt an Biotit (1 - 1,8 Vo1.-%) und - allerdings vollständi serpentinisiertem

-

Olivin (erkennbar an der Kornform) aus. Der Augit-Anteil ist dagegen mit 6 - 13 Vo1.-%

niedriger. Orthopyroxen erreicht bis zu 1,9 Vo1.-%, Horn- blende und Apatit treten akzessorisch auf (vgl. Tab. 7).

Indizes sekundäre Mineralumwandlung < 3 und < l (Abb. 19) weisen auf die intensive sekundär Umwandlung des Gesteins

hin. I

Abgesehen von grobkörnigere Augit (S.O.) unterscheiden

sich die primärmagmatische Minerale in ihrer Ausbildung nicht wesentlich von denen der Basaltgruppe IV. Plagioklas mit bis zu 2 mm Kantenläng liegt mit Anorthitgehalten zwischen 30 und 55 Mol.-% meist als Andesin, seltener als Labrador vor. Oligoklas wurde nicht identifiziert.

Biotit tritt in beiden Dykes in Korngröß bis maximal 0,5 mm auf. Teilweise könne opake Minerale eingeschlossen sein. Olivin, ursprünglic ebenfalls in beiden Basaltgan- gen enthalten, ist vollständi hydrothermal serpentini- siert (Abb. 21). Chrysotil-Pseudomorphosen bis zu 0,6 nun maximaler Durchmesser sind in allen Schliffen vorhanden.

Chrysotil erreicht Volumenanteile zwischen 5 und 20 %,

jedoch geht ein Teil dessen auch auf partielle Serpentini- sierung des Orthopyroxens zurück

Abb. 21: Pseudomorpher Ersatz des Olivins durch Chrysotil (Bildmitte) einer Probe der Basaltgruppe V. Das Ausgangsmineral ist anhand der Kornfonn identifi- zierbar. (Nicols gekreuzt, unterer Bildrand = 1,3

-1

Serizit (<I

-

^{3 Val.-%), Kaolinit ( < 1} - 2,4 Val.-%), selten auch Prehnit ( < 1 Vo1.-%) sind auto- und fremdhydro- thermale Umwandlungsprodukte des Plagioklas. Augit ist teilweise chloritisiert, gelegentlich seladonitisiert.

Chlorit als häufigste Umwandlungsmineral mafischer Kompo- nenten (neben Augit kann auch Hornblende chloritisiert sein) erreicht hohe Volumenanteile zwischen 5,5 und

-

ⁱⁿ

Abb. 22: Durch fortgeschrittene Maghemitisierung aufgewei- tete Schrumpfungsrisse in Titanomagnetiten (helle Körner einer Probe der Basaltgruppe IV. (Nicols parallel, unterer Bildrand = 0,87 nun)

risse durch Korrosionsbuchten unterbrochen. Wie bereits in Kapitel 2.1.2.2. beschrieben, ist auch hier häufi eine anisotrope Felderung des Magnetits zu beobachten (Abb.

23). Die röntgendiffraktometrisch Untersuchung einer Pro- be aus Dyke 5 bestätig jedoch auch in diesem Fall Magne- tit und/oder Maghemit neben Ilmenit als anteilmäß wich- tigste Erzminerale.

Hydrothermale Mineralumwandlung ist in den Titanomagneti- ten besonders deutlich ausgeprägt Diese zeigt sich in Granulation und einem pseudomorphen Ersatz des Magnetits durch nicht-opake Minerale ("Leukoxen") sowie Titanohäma tit (Abb. 24, 25) und kann bis zur vollständige Unwand- lung des gesamten primärmagmatische Magnetits fortge- schritten sein (Abb. 26, 27). Letzteres ist fü die ge- steinsmagnetischen Untersuchungen von besonderer Bedeu- tung, da mit einer vollständige Umwandlung des primärmag matischen Magnetits auch die Träge einer primären wäh rend der Abkühlun der Intrusion erworbenen thermoremanen- ten Magnetisierung zerstör werden (vgl. Kapitel 2.4).

Betroffen sind insbesondere die Dykes 2, 6, 7, 9, 11 und 12. Auch Ilmenit-Lamellen innerhalb des Titanomagnetits haben hydrothermale Umwandlung zu nicht-opaken Mineralen (Fe-haltiger Titanit) erfahren und sind 2.T. nur in Resten erhalten (Abb. 27). Dyke 1 enthäl neben dem beschriebenen Titanomagnetit feinkörnigen xenomorphen (Titano?-) Magne- tit, der keinerlei Anzeichen einer Oxidation bzw. hydro-

Abb. 23s Entmischter Titanomagnetit (HTO 2 - 3) in einer Probe der Basaltgruppe IV. Die dunklen Flecken innerhalb der Magnetit-Komponente sind auf aniso- trope Eigenschaften des Minerals zurückzuführe

(Nicols gekreuzt, unterer Bildrand = 0,87 mm)

Abb. 24s Pyrit (weiß Korner), Ilmenit (dunkelgraue Kor- ner) und entmischter (HTO 2 - 3 ) , durch hydrother- male Prozesse granulierter Titanomagnetit (mittelgraue Körner in einer Probe der Basalt- gruppe IV. (Nicols gekreuzt, unterer Bildrand =

0,87 mm)

Abb. 25: Titanomagnetit (Bildmitte und rechts) der HTO 2 - 3 und Ilmenit in einer Probe der Basaltgruppe V.

Währen Ilmenit (Entmischungslamellen und Einzel- körner z.B. oberer Bildrand) gut erhalten ist, ist der entmischte Magnetit weitgehend hydrother- mal granuliert oder durch Titanohämati ersetzt.

(Nicols gekreuzt, unterer Bildrand = 0,87 nun)

Abb. 26: Ehemaliger Titanomagnetit und Ilmenit in einer Probe der Basaltgruppe IV. Titanomagnetit ist nahezu vollständi durch nicht-opake Minerale er- setzt. (Nicols gekreuzt, unterer Bildrand = 0,87 mm

Abb. 27: Granulierter, z.T. durch nicht-opake Minerale er- setzter Titanomagnetit in einer Probe der Basalt- gruppe IV. Ilmenit-Entmischungslamellen sind häu fig durch schwarzen (Fe-haltigen) Titanit ersetzt und nur teilweise erhalten. (Nicols gekreuzt, un- terer Bildrand = 0,87 m r n )

thermalen Umwandlung aufweist. Ebenfalls z.T. unverändert (Titano?-)Magnetit-Anwachssäum an partiell oder vollstän dig hydrothermal umgewandelten Titanomagnetitkörner wur- den in den Gesteinen der Dykes 7, 9 und 12 beobachtet.

Auffälli sind Magnetit-Neubildungen innerhalb chloriti- sierter Augite des Dykes 5; feinkörnig Magnetitkörne in große Anzahl finden sich dort gemeinsam mit Hämati und Pyrit.

Tab. 8 zeigt die Ergebnisse der Mikrosonde-Messungen an Titanomagnetiten jeweils einer Probe der Basaltgruppen IV und V. Ebenso wie an den Proben der Basaltgruppen I und I1 wurde auch an der Probe der Basaltgruppe IV sowohl grobkör niger, oxidierter primärmagmatische Titanomagnetit als auch feinkörniger offensichtlich sekundä gebildeter Mag- netit gemessen. Währen oxidierte Titanomagnetit-Körne TiOz-Gehalte zwischen 19 und 25 Gew.-% aufweisen, sind die feinkörnige Neubildungen mit TiO2-Gehalten < 0,3 Gew.-%

nahezu titanfrei. Weitere Unterschiede bestehen auch hier in geringeren FeO- und MnO-, dagegen deutlich höhere FezO3-Gehalten der Ti-armen Magnetite. Messungen an Titano- magnetiten einer Probe der Basaltgruppe V ergaben TiOz- Gehalte zwischen 11 und 28 Gew.-%. Auch hier kann angenorn- men werden, da die ebenfalls vorhandenen, jedoch aufgrund ihrer Feinkörnigkei nicht gemessenen, vermutlich sekundä

Tab. 8: Ergebnisse der Mikrosonde-Messungen an Titanomagne- titen jeweils einer Probe der Basaltgruppen (BG) IV und V (Angaben in Gew.-%).

ren Magnetit-Körne ähnlich Unterschiede irn Chemismus auf- weisen wie diejenigen in den Proben der übrige Basaltgrup- pen

.

Ilmenit ist ebenso wie Titanomagnetit ein häufiges in allen Basaltgänge vertretenes Erzmineral (Abb. 24, 25).

Z.T. feinkörnig meist jedoch mittel- bis grobkörnig lei- stenförmig tafelig oder als Anwachssaum an Titanomagnetit auftretend, sind in der Regel stellenweise hydrothermale Umwandlungen (schwarzer, Fe-haltiger Titanit) zu beobach- ten. Allgemein ist Ilmenit jedoch deutlich weniger durch Sekundärmineral ersetzt als Titanomagnetit.

Pyrit (Abb. 24) ist mit Ausnahme von Dyke 7 in den Proben aller Read Mountains-Dykes vorhanden. Mittel- bis grobkör niger, hypidiomorpher Pyrit ist jedoch nur in Dyke 1 und 11 enthalten. Darüberhinau ist der Pyrit in Form fein- bis mittelkörniger xenomorpher Individuen oder aber größer zusammenhängende Aggregate ausgebildet.

Insgesamt zeigen die Erzminerale der Basaltgruppen IV und V, insbesondere Titanomagnetit (als wichtigster Träge einer remanenten Magnetisierung), bedingt durch eine inten- sivere hydrothermale Einwirkung, z.T. auch durch höhergra dige Tieftemperaturoxidation, stärker Umwandlungserschei- nungen als die Erzminerale der Basaltgruppen I und 11.

Insofern lassen neben den Dünnschliffbefunde auch die Ergebnisse der erzmikroskopischen Untersuchungen vermuten,

da die mafischen Gäng der Read Mountains nach ihrer postintrusiven Abkuhlung zumindest einer weiteren Aufhei- zung, möglicherweis unter sehr niedriggradig bis niedrig- gradig metamorphen Bedingungen, ausgesetzt waren.

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