Minette (eine Lamprophyr-Art) aus Jáchymov in der Tschechischen Republik

Lamprophyre (vom altgriechischen λαμπρός ( lamprós ) „ hell “ und φύρω ( phúrō ) „ mischen “ ) sind seltene, kleinvolumige, ultrapotassische magmatische Gesteine, die vorwiegend als Gänge , Loplothe , Lakkolithe , Stöcke und kleine Intrusionen vorkommen . Es handelt sich um alkalische , kieselsäureuntersättigte mafische oder ultramafische Gesteine ​​mit hohem Magnesiumoxid- , >3 % Kaliumoxid- , hohem Natriumoxid- sowie hohem Nickel- und Chromgehalt .

Lamprophyre kommen in allen geologischen Zeitaltern vor . Archaische Beispiele sind häufig mit Golderzlagerstätten vergesellschaftet . Känozoische Beispiele umfassen magnesiumreiche Gesteine ​​in Mexiko und Südamerika sowie junge ultramafische Lamprophyre aus Gympie in Australien mit 18,5 % MgO bei einem Alter von etwa 250 Millionen Jahren.

Petrologie

In der modernen Wissenschaft wird der Begriff Lamprophyr als Sammelbegriff für ultrapotassische mafische magmatische Gesteine ​​verwendet , deren primäre Mineralogie aus Amphibol oder Biotit besteht und die Feldspat in der Grundmasse aufweisen.

Lamprophyre lassen sich aufgrund ihrer besonderen Mineralogie weder nach modalen Anteilen, wie dem QAPF- System , noch nach Zusammensetzungsdiagrammen, wie dem TAS-System , klassifizieren, da ihre Geochemie ungewöhnlich ist. Sie werden gemäß der IUGS- Nomenklatur für magmatische Gesteine ​​(Le Maitre et al., 1989) separat klassifiziert. Dies liegt vor allem daran, dass sie selten sind, eine besondere Mineralogie aufweisen und nicht in klassische Klassifizierungsschemata passen. Beispielsweise ist das TAS-Schema ungeeignet, da die Mineralogie durch Kalium und nicht durch Calcium oder Natrium bestimmt wird.

Mitchell [1] hat vorgeschlagen, dass Gesteine ​​der „Lamprophyr-Fazies“ durch das Vorhandensein von Einsprenglingen aus Glimmer und/oder Amphibol sowie geringeren Mengen an Klinopyroxen und/oder Melilith in einer Grundmasse charakterisiert sind, die (einzeln oder in verschiedenen Kombinationen) aus Plagioklas , Alkalifeldspat , Feldspatoiden , Karbonat , Monticellit , Melilith, Glimmer, Amphibol, Pyroxen, Perowskit , Fe-Ti-Oxiden und Glas bestehen kann.

Zur korrekten Beschreibung der Lamprophyren könnten Klassifizierungssysteme erforderlich sein, die genetische Informationen einbeziehen (Tappe et al., 2005).

Genesis

Rock [2] betrachtete Lamprophyre als Teil einer Gesteinsgruppe mit ähnlicher Mineralogie, Textur und Genese. Lamprophyre ähneln Lamproiten und Kimberliten . Obwohl Orangeite, Lamproite und Kimberlite in der modernen Literatur als eigenständige Gesteinsarten angesehen werden, haben die meisten Lamprophyre einen ähnlichen Ursprung wie diese anderen Gesteinstypen (Tappe et al., 2005).

Mitchell betrachtete die Lamprophyre als eine „ Fazies “ magmatischer Gesteine, die unter bestimmten Bedingungen entstanden (im Allgemeinen späte, hochflüchtige Differentiate anderer Gesteinsarten). Beide Modelle können auf einige, aber nicht alle Vorkommen und Variationen der breiteren Gesteinsgruppe der Lamprophyre und Melilithe zutreffen.

Abgesehen von komplexen petrogenetischen Argumenten sind die wesentlichen Komponenten der Lamprophyre-Genese:

  • hohe Schmelztiefe, wodurch mafischere Magmen entstehen;
  • geringe Grade der partiellen Aufschmelzung, wodurch Magmen entstehen, die reich an Alkalien (insbesondere Kalium) sind;
  • Anreicherung lithophiler Elemente (K, Ba, Cs, Rb), hohe Ni- und Cr-Werte
  • hohe Kalium- und Natriumkonzentrationen (Siliziumdioxid-Untersättigung ist häufig)
  • eine Form der Anreicherung mit flüchtigen Bestandteilen, um die Mineralogie von Biotit ( Phlogopit ) und Amphibol ( Pargasit ) zu liefern
  • Mangel an fraktionierter Kristallisation (im Allgemeinen; es gibt Ausnahmen)
  • hoher Mg#-Wert (MgO/(FeO + MgO))

Einzelne Beispiele können daher eine große Vielfalt an Mineralogie und Entstehungsmechanismen aufweisen. Lamprophyre gelten als Gesteine, die durch tiefe, flüchtige Stoffe getriebene Schmelzprozesse in Subduktionszonen entstanden sind. Andere, wie beispielsweise Mitchell, sehen sie als späte Ausläufer von Plutonen usw., was sich jedoch schwer mit ihrer primitiven Schmelzchemie und Mineralogie vereinbaren lässt.

Petrographie

Mikroskopische Aufnahme (lange Seite 2 mm) eines Dünnschliffs von Minette vom Colorado-Plateau. Magnesiumreiche Biotit- (P, Phlogopit) und Klinopyroxen- (C) Einsprenglinge in einer Grundmasse aus Alkalifeldspat, Pyroxen und Eisen-Titan-Oxiden.

Lamprophyre sind eine Gruppe von Gesteinen , die Einsprenglinge , meist aus Biotit und Amphibol (mit hellen Spaltflächen) sowie Pyroxen , aber nicht aus Feldspat enthalten . Sie unterscheiden sich dadurch von Porphyren und Porphyriten, in denen der Feldspat in zwei Generationen auskristallisiert ist. Es handelt sich im Wesentlichen um Ganggesteine , die als Gänge und dünne Lagergänge auftreten und auch als Randfazies plutonischer Intrusionen vorkommen. Aufgrund des hohen Gehalts an ferromagnesischen Silikaten sind sie meist dunkel gefärbt, weisen eine hohe Dichte auf und neigen zur Zersetzung. Aus diesen Gründen werden sie als Melanokrat-Serie (reich an dunklen Mineralen ) bezeichnet und treten häufig zusammen mit einer komplementären Leukokrat-Serie (reich an den weißen Mineralen Feldspat und Quarz ) wie Apliten , Porphyren und Felsiten auf . [ 1 ]

Biotit (meist Phlogopit ) und Amphibol (meist Pargasit oder andere magnesiumreiche Hornblende ) sind panidiomorph; alle sind idiomorph und gut ausgebildet. Feldspat beschränkt sich auf die Grundmasse . In vielen Lamprophyren treten die hellen Quarz- und Feldspatbestandteile tendenziell in runden Flecken, sogenannten Ocellen , auf, in denen eine fortschreitende Kristallisation von den Rändern zum Zentrum hin stattgefunden hat. Diese Flecken können aus strahlenförmigen oder pinselartigen Feldspäten (mit etwas Phlogopit und Hornblende) oder aus Quarz und Feldspat bestehen. Ein zentrales Areal aus Quarz oder Analcit stellt wahrscheinlich einen ursprünglich miarolitischen Hohlraum dar , der später verfüllt wurde. [ 1 ]

Das Vorhandensein oder Fehlen der vier dominanten Minerale Orthoklas, Plagioklas, Biotit und Hornblende bestimmt die Mineralart: [ 2 ]

  • Minette enthält Biotit und Orthoklas. [ 3 ]
  • Kersantit enthält Biotit und Plagioklas.
  • Vogesit enthält Hornblende und Orthoklas.
  • Spessartin enthält Hornblende und Plagioklas.
  • Monchiquit enthält keinen Feldspat, hat eine glasige oder feldspatoidhaltige Grundmasse und enthält Amphibol-Einsprenglinge.

Jede Lamprophyr-Varietät kann und enthält oft alle vier Mineralien, wird aber nach den beiden vorherrschenden benannt. [ 1 ]

Diese Gesteine ​​enthalten außerdem Eisenoxide (meist titanhaltig), Apatit , gelegentlich Titanit , Augit und Olivin . Hornblende und Biotit sind braun oder grünlich-braun, und ihre Kristalle sind in der Regel, selbst in kleinen Mengen, sehr perfekt und verleihen den Dünnschliffen ein leicht erkennbares Erscheinungsbild. Grüne Hornblende kommt in einigen dieser Gesteine ​​vor. Augit existiert als idiomorphen Kristall von blassgrüner Farbe, oft zonal angeordnet und leicht verwitterbar. Frisches Olivin ist selten; es bildet gerundete, korrodierte Körner; in vielen Fällen ist es zu grüner oder farbloser Hornblende in strahlenförmigen Nestern (Pilit) zersetzt. Plagioklas tritt als kleine, rechteckige Kristalle auf; Orthoklas kann ähnliche Formen aufweisen oder faserig sein und in bündelartigen Aggregaten gruppiert sein , die in der Mitte schmal und zu beiden Enden hin breit sind. Da alle Lamprophyre der Verwitterung unterliegen, findet sich in ihnen üblicherweise eine große Menge an Sekundärmineralien; die wichtigsten sind Kalzit und andere Karbonate , Limonit , Chlorit , Quarz und Kaolin . [ 1 ]

Ocellarstruktur ist häufig; die Ocellen bestehen hauptsächlich aus Orthoklas und Quarz und können einen Durchmesser von bis zu einem Viertel Zoll erreichen. Ein weiteres Merkmal dieser Gesteine ​​ist das Vorkommen großer Fremdkristalle, sogenannter Xenokristalle , aus Feldspat und Quarz. Ihre Formen sind abgerundet, was auf eine teilweise Resorption hindeutet, und der Quarz kann von Korrosionssäumen aus Mineralen wie Augit und Hornblende umgeben sein, die dort entstehen, wo das Magma den Kristall angreift. [ 1 ]

Lamprophyre (einschließlich Minette) wurden traditionell wie folgt definiert: [ 4 ]

  • normalerweise als porphyrische Gänge auftreten
  • enthaltende Matrix- beschränkte Feldspäte und/oder Feldspatoide, falls vorhanden
  • Biotit oder Phlogopit ist eine essentielle Mineralphase
  • im Allgemeinen stark hydrothermal verändert
  • kann primären Kalzit, Zeolithe und andere typischerweise hydrothermale Mineralien enthalten.
  • höhere als normale Gehalte an K₂O und / oder Na₂O , H₂O , CO₂ , S , P₂O₅ und Ba

Rein chemisch betrachtet, könnte ein extrusiver Lamprophyr (Sp. Minette ) mithilfe des Gesamtalkali-Kieselsäure-Diagramms (siehe TAS-Klassifikation ) als kaliumreicher Trachybasalt , Shoshonit oder Latit klassifiziert werden . Alternativ käme eine Klassifizierung, die mitunter für kaliumreiche Laven verwendet wird, als Absarokit, Shoshonit oder Banakit infrage. Solche chemischen Klassifizierungen vernachlässigen jedoch die charakteristischen Gefüge und Mineralogie von Lamprophyren.

Nomenklatur

Die Benennung und Klassifizierung der Lamprophyre wurde mehrfach überarbeitet und war Gegenstand zahlreicher Diskussionen innerhalb der geologischen Fachwelt. Nicholas Rock und seine Kollegen widmeten sich eingehend der Entwicklung eines komplexen beschreibenden Nomenklatursystems, das auf einer Reihe von Nomenklaturen basierte, die sich an regionalen Beispielen der sehr vielfältigen mineralogischen Ausprägungen der Lamprophyre orientierten. Dieses System basierte auf einer eher provinziellen, ländlichen Benennung nach französischen Dörfern in der Nähe, in denen die ersten beschriebenen Exemplare verschiedener Lamprophyrarten gefunden wurden (die Vogesen sind hierfür das bekannteste Beispiel).

Die moderne Nomenklatur entstand aus dem Versuch, einige genetische Parameter der Lamprophyr-Genese einzugrenzen. [ 5 ] Dies führte weitgehend dazu, dass die früheren regionalen Namen der Lamprophyr-Arten zugunsten einer mineralogischen Bezeichnung aufgegeben wurden. Die alten Namen werden aus praktischen Gründen weiterhin verwendet.

Vogesite

Vogesit wurde erstmals in den Vogesen in Frankreich beschrieben, wo Gesteine ​​dieser Art (eigentlich Minette) Anfang des 20. Jahrhunderts beschrieben wurden.

Minette

Ein Minette-Gang in der Nähe von Shiprock , Navajo-Vulkanfeld

Eine historische Betrachtung der Minette lieferte Johannsen (1937). Er schrieb, dass der Name „… von den Bergleuten in den Vogesen offenbar für oolithisches oder körniges Eisenerz verwendet wurde und möglicherweise vom Tal der Minkette abgeleitet ist, wo es vorkommt…“.

Beispiele hierfür sind Minetten im Navajo-Vulkanfeld (z. B. Gänge in der Nähe von Shiprock und Mitten Rock, New Mexico) des Colorado-Plateaus [ 6 ] und im mexikanischen Vulkangürtel. [ 7 ]

Kersantit

Kersantit ist nach dem Dorf Kersanton in der Bretagne (Frankreich) benannt, wo das Gestein erstmals entdeckt wurde. Eine veraltete Bezeichnung für Kersantit ist Kersanton. [ 8 ]

Verteilung

Lamprophyre treten üblicherweise in Verbindung mit umfangreichen Granodiorit- Intrusionen auf. [ 9 ] Sie kommen als Randfazies einiger Granite vor, meist jedoch als Gänge und Lagergänge, die Granite und Diorite umgeben und durchschneiden. [ 10 ] In anderen Gebieten mit hohem Granitvorkommen sind keine Gesteine ​​dieser Klasse bekannt. Es ist selten, dass nur ein Vertreter der Gruppe vorkommt; Minetten, Vogesite, Kersantite usw. treten jedoch auf, und es gibt üblicherweise Übergangsformen. [ 1 ]

Lamprophyre sind bekanntermaßen räumlich und zeitlich mit Goldmineralisierungen, beispielsweise orogenen Goldlagerstätten, verknüpft . [ 11 ] Rock ( 1991 ) hielt Lamprophyre für mögliche Ausgangsgesteine ​​des Goldes, [ 9 ] diese Ansicht findet jedoch keine allgemeine Zustimmung. Die plausiblere Erklärung für die Korrelation ist, dass Lamprophyre, die „feuchte“ Schmelzen der Asthenosphäre und des Mantels darstellen , mit einer Phase starken Fluidflusses vom Mantel durch die Kruste während der Subduktionsmetamorphose korrelieren, wodurch die Goldmineralisierung angetrieben wird. [ 12 ]

Nicht-melilitische Lamprophyre kommen in vielen Gebieten vor, in denen Granite und Diorite vorkommen, wie beispielsweise in den schottischen Highlands und Southern Uplands [ 13 ] [ 14 ] , im Lake District im Nordwesten Englands, in Irland , in den Vogesen in Frankreich, im Schwarzwald und im Harz in Deutschland, in Mascota, Mexiko , in Jamaika [ 10 ] und an bestimmten Orten in British Columbia , Kanada. [ 15 ]

Referenzen

  1. ^ a b c d e f Flett 1911 , S. 135.
  2. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). „Die IUGS-Systematik magmatischer Gesteine“. Journal of the Geological Society . 148 (5): 825–833 . Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX :  10.1.1.692.4446 . doi : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID  : 28548230 .
  3. ^ Johannsen, A., 1937, Eine beschreibende Petrographie der magmatischen Gesteine: Band III, Die intermediären Gesteine. University of Chicago Press, Chicago, Illinois
  4. ^ Le Maitre, RW (Hrsg.), 2002, Magmatische Gesteine: Eine Klassifikation und ein Glossar der Begriffe. Empfehlungen der Internationalen Union der Geologischen Wissenschaften, Unterkommission für die Systematik magmatischer Gesteine. Cambridge University Press.
  5. ^ Mitchell, RH, 1994b. Vorschläge zur Überarbeitung der Terminologie von Kimberliten und Lamprophyren aus genetischer Sicht. In: Proc. Fifth Int. Kimberlite Conf. 1. Kimberlites and Related Rocks and Mantle Xenoliths (HOA Meyer & OH Leonardos, Hrsg.). Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (Brasilia), Spec. Publ. 1/A, 15–26.
  6. ^ Roden, MF und Smith, D., 1979, Feldgeologie, Chemie und Petrologie des Buell Park Minette-Diatrems, Apache County, Arizona: In Kimberlite, Diatreme und Diamanten: Ihre Geologie, Petrologie und Geochemie, Boyd, FR und Meyer, HOA, Hrsg., American Geophysical Union: Proceedings of the Second International Kimberlite Conference, Bd. 1, S. 364–381.
  7. ^ Wallace, P., und Carmichael, ISE, 1989, Minette-Laven und zugehörige Leucitite vom westlichen Rand des mexikanischen Vulkangürtels: Petrologie, Chemie und Entstehung. Beiträge zur Mineralogie und Petrologie, Bd. 103, S. 470–492.
  8. ^ Le Maitre, RW (Hrsg.). (13. Januar 2005). Magmatische Gesteine: Eine Klassifizierung und ein Glossar der Begriffe . Cambridge University Press. S. 97. ISBN 9780521662154Abgerufen am 7. Oktober 2020 .
  9. ^ a b Rock, NMS, 1991, Lamprophyres, Blackie, Glasgow, UK ISBN 978-0442303969
  10. ^ a b Jackson, TA, Lewis, JF, Scot, PW, Manning, PAS, 1998, Die Petrologie von Lamprophyrgängen im Granitoid der oben genannten Gesteine, Jamaika: Hinweise auf Riftbildung über einer Subduktionszone im frühen Tertiär. Caribbean Journal of Science , Band 34, Nr. 1-2, S. 1-11, 1998.
  11. ^ Müller D., Groves DI (2019) Kaliumreiche magmatische Gesteine ​​und die damit verbundene Gold-Kupfer-Mineralisierung (5. Auflage). Mineral Resource Reviews. Springer-Verlag Heidelberg, 398 S.
  12. ^ Kenworthy, Shane; Hagemann, Steffen G. (2005). Mineral Deposit Research: Meeting the Global Challenge . Springer, Berlin, Heidelberg. S.  987–990 . doi : 10.1007/3-540-27946-6_252 . ISBN 978-3540279464Die
  13. ^ Thorpe RS, Gaskarth JW & Henney PJ, 1993. Zusammengesetzte ordovizische Lamprophyr-(Spessartin-)Intrusionen um den Midlands-Mikrokraton in Mittelbritannien. Geological Magazine , Band 130, S. 657–663, 1993.
  14. ^ Rock, NMS, Gaskarth JW, Rundle CC, 1986. Spätkaledonische Gangschwärme in Südschottland: Eine regionale Zone primitiver kaliumreicher Lamprophyre und zugehöriger Hydrothermalquellen. Journal of Geology , Band 94, S. 505–522, 1986.
  15. ^ Adams, M., Lentz, DR, Shaw, C., Williams, P., Archibald, DA, Cousens, B., 2005. Eozäne Lamprophyrgänge im Monashee-Komplex, BC: Petrochemische und petrogenetische Beziehungen zur vulkanischen Sequenz der Kamloops-Gruppe. Canadian Journal of Earth Sciences, Bd. 42, S. 11–24.
  • Dieser Artikel enthält Text aus einer gemeinfreien Publikation : Flett  , John Smith (1911). „ Lamprophyres “. In: Chisholm, Hugh (Hrsg.). Encyclopædia Britannica . Band 16 (11. Aufl.). Cambridge University Press. S.  135–136 .
  • Tappe, S., Foley, SF, Jenner, GA und Kjarsgaard, BA, 2005. Integration ultramafischer Lamprophyre in die IUGS-Klassifikation magmatischer Gesteine: Begründung und Implikationen. Journal of Petrology, 46(9): 1893-1900.