Zirkone der Metaplutonite und schwach vergneisten Granitoide

Die statistische Auswertung der LangerdBreiten-Verhältniss von Zirkonen aus den Augengneisen Milorgfjellas (KF 41, KS 12, 36, KJ 08, 15) ergab mittlere Elongati- onsweste zwischen 2,72 und 2,93 (Tab. 3.-5). Diese hohen Werte kennzeichnen nach dem Elongations-Ksiterium von POLDERVAART (1955, 1956) Zirkonpopulationen ostho- gener Herkunft. Die Gröà der Zirkone schwankt zwischen einer Läng von 130 bis 330 pm und einer Breite von 50 bis 150 pm bei mittleren Länge von 184 bis 247 pm und mittleren Breiten von 69 bis 92 pm je Probe (Tab. 3.-5).

Abb. 3.-12a-p: Durchlichtmikroskopische Aufnahmen; der Abbildungsmaßsta ist fü alle Zirkone gleich.

a: Zirkon mit reliktischer KernlMantel-Struktur. KF 55;

b: Zirkon mit abgerundeten Pyramiden, KF 55:

C: idiomorpher Zirkon ohne Zonarbau, K F 55:

d: detritischer Zirkon. K F 47:

e: detritischer Zirkon. KF 55:

f: Zirkon ohne Zonarbau, KS 33;

g: idiomorpher Zirkon mit betontem Pyramidenwachstuni. KS 33;

h: idiomorpher Zirkon mit Einschlüssen KF 24:

i: metamikter Zirkon mit klarem Mantel. KF 64:

J : Zirkon mit Trachtwechsel zwischen metaniiktem Kern und transparentem Mantel, K F 64;

k: wie i, sehr große Individuum, Probe KF 64;

I: idiomorpher Zirkon mit Zonarbau, KJ 15;

m: einschlußreiche Zirkon mit Trachtwechsel zwischen Kern und Mantel, KJ 08;

n: Zirkon mit Trachtwechsel zwischen Kern und Mantel. K S 36;

o: zerbrochener und verheilter Zirkon. KS 36;

p: Zirkon mit Zonarbau, äuße Schalen mit {211 }-Pyramide, K F 41.

Abb. 3 - 1 3a-d: REM-Aufnahnien von Zirkonen:

a: idiomorpher Zirkon Typ P I , KS 12;

b: idiomotpher Zirkon Typ S24. der abgeplatzte Mantel rechts offenbart den Sclialenbau des Kristalls. KS 12;

C: detritischer Zirkon, K F 47;

d: idiomorpher Zirkon Typ S4; Mantel neukristallisiert, mit Wachstumsbehinderungen an den Prismenflä

chen, K S 55.

a) ^pyramids b, pyramids

Abb. 3.-14a-d: Zirkontrachtdiagraninie von Proben der vulkanosedimentäre Serie. Legende siehe Abb.

3-15.

Bei den Untersuchungen zur Kristalltracht wurden in allen Augengneisproben neben- einander hypidiomorphe und idiomorphe Zirkone festgestellt. Die Rundung von Zirko- nen in metamorphen Orthogesteinen ist ein seit langem bekanntes Phänome (HOPPE 1963). MAGER (1 981) nennt als Ursache der Rundung Resorptions-, Foliierungs-, Rekri- stallisations- und Wachstumsvorgange. Die hypidiomorphen Zirkone der Augengneise sind im Gegensatz zu detritischen Zirkonen nur unvollständi gerundet. Man findet sowohl kantengerundete Exemplare als auch Individuen, deren Rundung sich auf die Pyramiden beschränkt Die durch aquatischen Transport verursachten und fü detriti- sehe Zirkone als charakteristisch beschriebenen Schlag- und Abrasionsmarken (HAVERKAMP 1991) fehlen.

In den Abb. 3.-1 ja-c sind die an idiomorphen Zirkonen durchgeführte Trachtindizie- rungen nach PLIPIN (1980) wiedergegeben. Die Zirkone der Augengneise zeigen in ihrer

Trachtausbildung im Vergleich zu ihrer relativ einheitlichen Kornform eine deutlich größe Variabilität Bei der Prismenausbildung findet man sowohl (KS 12) die Bevor- zugung der { 1 1 0}

-

als auch (KJ 15) der { 1 OO} -Flächen Bei den Zirkonpopulationen der Proben KS 12, KS 36 und KJ 15 dominiert die {l01}-Pyramide. In der Probe KJ 08 wurde bei der Kristallisation vorrangig die {211 }-Pyramide entwickelt. Die Mittelwerte der A- und T-Indizes der Zirkonpopulationen aus Augengneisen plotten in dem modifi- zierten Trachtdiagramm nach SCHERMAIER et al. (1992) im Feld der I-Typ-Granitoide (Abb. 3.-17). Nur der Mittelwert der Probe KJ 08 liegt im Feld der S-Typ-Granitoide.

a) ^pyramids

Abb. 3.-15a-C: Zirkontrachtdiagramme von Augengneis-Proben Milorgfjellas,

Hinsichtlich des inneren Aufbaus der Zirkone lassen sich bei allen Augengneis-Proben drei Gruppen unterscheiden:

Die erste Gruppe ist durch einen kontinuierlichen Zonarbau gekennzeichnet, der von MAGER (1981) als gemeinsames Merkmal der Tiefengesteinszirkone interpretiert wird.

Diese Form des Zonarbaus führ entweder zu regelmäßige allseitiger Zonierung oder zu bevorzugtem zonierten Wachstum der Pyramidenfläche (Abb. 3.-12 1).

In der zweiten Gruppe sind Zirkone mit einem deutlich erkennbaren Kern und einer Hüll zusammengefaßt Der Kern ist meist idiomorph und unterscheidet sich von der Hüll durch seine abweichende Farbe oder den Metamiktisierungsgrad. Kern und Hüll weisen die gleiche Tracht auf, so da der Kern ein frühe Kristallisationsstadium und keinen aus Fremdgesteinen übernommene Altbestand repräsentiert

a, ^pyramids

Abb. 3.-16a-C: Zirkontrachtdiagramme von Granitoid-Proben Milorgfjellas. Legende siehe Abb. 3.-15

Die dritte Gruppe schließ Zirkone ein, die ebenfalls einen Kern aufweisen, deren Hüll jedoch eine vom Kern abweichende Tracht zeigt. In Folgenden wird bei abweichender

Tracht der äußer Hüll von einem "Mantel" gesprochen.

Die Ausbildung eines Mantels ist in den Augengneis-Zirkonen der häufigst Fall. Bei den Kernen ist ausschließlic die flache {l01}-Pyramide entwickelt, währen im Mantel zusätzlic die {2 1 1 }-Pyramide ausgebildet ist (Abb. 3 .- 12m,n,p). Aus diesen Befunden läà sich fü die Augengneise ein mehrphasiges Zirkonwachstum ableiten.

Aus einer alkalibetonten, I-Typ-granitischen Schmelze kristallisierten zunächs die Zirkonkerne. Um diese Kerne wurden in einem zweiten Stadium Hülle mit gleicher Trachtausbildung angelagert. In einem spätmagmatische Stadium kam es zu einer Veränderun des Magmenchemismus. Die Tracht der zuletzt abgeschiedenen Zirkon- mänte zeigt einen Al-betonteren Chemismus an, der vermutlich auf eine Aufschmel- zung krustalen Nebengesteins bei der Intrusion zurückzufuhre ist. Dadurch wurde der A-Index der Probe KJ 08 soweit erniedrigt, da der Mittelwert in das Feld der S-Typ- Granite fallt (Abb. 3.-17).

Die Elongation von Zirkonen aus der Gruppe der schwach vergneisten Granitoide (KF 24, 64, KS 33) ist variabel. Die Zirkone der Probe KF 24 weisen bei einer mittleren Elongation von 4,27 einen ausgesprochen langstengeligen Habitus auf. Sie stellen mit einer durchschnittlichen Läng von 130 pm und einer Breite von 32 pm zugleich die kleinsten Individuen aller untersuchten Proben (Tab. 3.-5).

Die Elongation von Zirkonen des grobkörnige M4yenknatten-Granits (KF 64) und des Aplits (KS 33) gleicht der Elogation von Zirkonen aus den Augengneisen. Mit einer durchschnittlichen Läng von 262 pm und einer mittleren Breite von 102 pm sind die Zirkone der Probe KF 64 aber deutlich größ als die Zirkone der Augengneise. Die mittlere Elongation der Proben KF 64 und KS 33 liegt bei 2,64 bzw. 2,35. Somit zeigen gerade die eindeutig orthogenen Zirkone des Aplits die niedrigsten Elongationen aller Metaplutonit- und Granitoid-Proben.

Die Trachtentwicklung der Zirkone aus den schwach vergneisten Granitoiden folgt dem von PUPIN (1 985) beschriebenen Pfad kalkalkalischer Granitoide, bei denen die { 10 1 }- Pyramide bevorzugt ausgebildet ist. Probe KF 24 besitzt ein prägnante Maximum bei den Zirkontrachten G und P l , die mit einer niedrigen K.ristallisationstemperatur um 600° korreliert werden (Abb. 3.-16a). Die Zirkone des Aplits KS 33 deuten auf höhertemperiert Kristallisationsbedingungen um 850° hin. Es dominiert der Neben- typ S25, d.h. die {211}- und {l01}-Pyramiden in Kombination mit dem {100}-Prisma sind bevorzugt entwickelt. Die von den Zirkonen der Probe KF 64 ausgebildeten Trachten weisen eine breite Streuung in der Prismenentwicklung auf, die eine Zirkon- kristallisation übe einen ausgedehnten Temperaturbereich zwischen 850 bis 650 OC anzeigt. Zirkon ist zwar ein Frühkristallisat in relativ wasserreichen Magmen kann sich jedoch der Kristallisationsprozeà bis in ein spätmagmatische Stadium mit der Ausbil- dung von Hydrozirkonen fortsetzen (HOPPE 1963). Die Hydrozirkone sind aufgrund ihres hohen Gehaltes an radioaktiven Elementen instabil und werden stark metamikt.

I n d e x A

100 200 300 400 500 600 700

Augengneise Metavulkanite

0 Granitoide 0 Metatuffit Metatexit

Abb. 3.-17: mean point Diagramm fur die untersuchten Populationen idiomorpher Zirkone. Grenzen zwischen den Granitoid-Typen nach SCHERMAIER et al. (1992).

Aufierdem offenbaren die große Zirkone des Granits KF 64 eine zweiphasige Genese.

Stark metamikte. fast undurchsichtige Kerne sind von transparenten, hellbraunen Manteln umgeben (Abb. 3 .- 12i-k). Durch die fortgeschrittene Kristallgitterzerstörun sind kerninterne Strukturen mit Ausnahme von Rissen nicht mehr zu erkennen. Die Risse greifen nicht auf die Mänte Über Zwischen den Kernen und den zonar aufge- bauten Mäntel ist ein Trachtwechsel zu beobachten. Währen der Kern nur {101}- Pyramiden aufweist. ist fü den Mantel die zusätzlich Ausbildung der {211}-Pyramide charakteristisch (Abb. 3.-12j-k). Fü dieses Gestein lä sich zunächs ein Zirkon- wachstum aus einer alkalibetonten. hei§e Schmelze postulieren. In einem fortgeschrittenen Kristallisationsstadiun~ ändert sich der Magmenchemismus, z. B.

durch Kontamination mit Krustenmaterial. in Richtung auf eine kalkalkalische Schn~elze.

Im Dokument Strukturentwicklung und Petrogenese des metamorphen Grundgebirges der nördliche Heimefrontfjella (westliches Dronning Maud LandIAntarktika) (Seite 75-82)