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Gefüge und Geochemie des spätpaläozoischen Freiberg-Frauensteiner Rhyolithganges (Osterzgebirge, Sachsen): Fließdifferentiation vs. Magmenzusammensetzung

[Texture and geochemistry of the Late Paleozoic Freiberg-Frauenstein rhyolite dike (East Erzgebirge, Saxony): flow differentiation vs. magma composition]

Freymark, Jessica; Lapp, Manuel; Breitkreuz, Christoph; Altenberger, Uwe; Stanek, Klaus; Grund, Klaus

Jahresberichte und Mitteilungen des Oberrheinischen Geologischen Vereins Band 97 (2015), p. 269 - 300

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published: Mar 11, 2015
published online: Mar 24, 2015

DOI: 10.1127/jmogv/97/0012

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Kurzfassung

Der spätpaläozoische NW–SE streichende Freiberg-Frauensteiner Rhyolithgang intrudierte im Rahmen der postkollisionalen Ausgleichsbewegungen nach der variszischen Orogenese in die Gneise des östlichen Erzgebirges. Der Rhyolithgang ist bis zu ca. 30 m breit und in Streichrichtung über 23 km zu verfolgen. Die untersuchten Proben stammen aus der Reichen Zeche und dem David-Richtschacht (beides Bergwerke der Himmelfahrtfundgrube) sowie einem alten Steinbruch an der Freiberger Kläranlage im Münzbachtal. Im Rahmen der Arbeit wurden orientierte genommene Proben granulometrisch, petrographisch und geochemisch untersucht. Ziel war es Aussagen über die Platznahme des Ganges zu treffen sowie regionale Korrelationen vorzunehmen. Die granulometrischen Untersuchungen ergaben, dass die Einsprenglinge wahrscheinlich durch Scher-Sortierung in der intrudierenden Schmelze zum Gangzentrum hin angereichert worden sind. Außen im Abschreckungsrand und direkt im Gangzentrum blieb die ursprüngliche Einsprenglingskonzentration dagegen erhalten. Auch in der Geochemie zeigt sich eine Variation im Querprofil des Ganges, die vermutlich ebenfalls durch die Scher-Sortierung erklärt werden kann. Durch die im fließenden Magma eingeregelten Einsprenglinge ließ sich eine Intrusionsrichtung von SE nach NW ermitteln. Aus den petrographischen und geochemischen Analysen ergaben sich außerdem Ähnlichkeiten des einsprenglingsarmen Freiberg-Frauensteiner Rhyolithganges (Typ B) zu dem NE–SW streichenden Sayda-Berggießhübeler Gangschwarm und den Rhyoliten des Altenberg-Teplice-Vulkankomplexes. Eventuell besitzen sie eine gemeinsame Magmenquelle, wobei der Freiberg-Frauensteiner Rhyolithgang etwas weniger stark differenziert zu sein scheint als die anderen spätpaläozoischen Rhyolithe des Osterzgebirges. Der einsprenglingsreiche Typ A könnte nach den vorliegenden geochemischen Daten mit den Vulkaniten aus dem Becken von Schönfeld-Altenberg der basalen Abfolge des Altenberg-Teplice-Vulkankomplexes in Verbindung gebracht werden.

Abstract

The NW–SE trending Late Paleozoic Freiberg-Frauenstein rhyolite dike (FFR) intruded during postcollisional extensional movements after the Variscan orogeny in the eastern Erzgebirge. The dike has a maximum thickness of 30 m and can be traced over 23 km. Oriented samples from the mines Reiche Zeche and David-Richtschacht, and from an abandoned quarry in the Münzbachtal near Freiberg have been studied granulometrically, petrographically and geochemically. The study aimed at a reconstruction of the emplacement mode and at improvement of correlation with neighboring igneous centres. The granulometric investigations revealed that in the intruding melt the phenocrysts were transported into the center of the dike presumably by grain-dispersive pressure (flow differentiation). In the outer quenched margin and in the central part of the dike the original phenocryst concentration remained. Also the geochemistry shows a variation across the dike, which may be explained by flow differentiation. The orientation of phenocrysts suggests an intrusion direction from southeast to northwest. The petrographic and geochemical analyzes of the phenocryst-poor FFR (type B) show compositional similarities with the NE–SW-trending Sayda-Berggießhübel dike swarm and with the rhyolites of the Altenberg-Teplice Volcanic Complex pointing to a common magma source. In comparison, the FFR seems to be somewhat less differentiated than the other late Paleozoic rhyolites of the eastern Erzgebirge. The phenocryst-rich type A of the FFR shows a chemical composition comparable to the volcanic rocks of the basin of Schönfeld-Altenberg, the basal sequence in the Altenberg-Teplice Volcanic Complex.

Keywords

FließdifferentiationGranulometriePetrographieeinsprenglingsarmer RhyolithFlow differentiationgranulometrypetrographyphenocryst-poor rhyolitegermanylate paleozoic