Original paper

Die Zuordnung kristalliner Gerölle in Devon- und Kulmkonglomeraten zu Magmatiten und Metamorphiten innerhalb der Varisziden Deutschlands

[Crystalline components in conglomerates of Devonian and Carboniferous age, and their relation to magmatic and metamorphic complexis in the Variscian belt of Germany]

Eigenfeld, Rolf; Eigenfeld-Mende, Ilse

Kurzfassung

Die kristallinen Gerölle können aufgrund vergleichender quantitativer petrographischer und chemischer Untersuchungen von prävariskischen Grundgebirgsschwellen innerhalb der von SE nach NW fortschreitenden variskischen Wandertektonik abgeleitet werden. Sie sind durch folgende speziellen Eigenschaften charakterisiert: 1. Durch ihre betonte Na-Vormacht mit Na-reichem Orthoklasperthit sowie Albit, so daß man von Alkaligesteinen sprach, ohne daß sie Na-Pyroxene oder -Hornblende besitzen. Kerne von Oligoklas in Plagioklas sind jedoch Zeugen für ehemalige Alkali-Kalk-Magmatite. Für die erworbene Na-Vormacht hat neben spätmagmatischen Verdrängungen auch das Millionen Jahre lange Einwirken von Meereswasser den lonenaustausch von K+ und Ca++ durch Na+ begünstigt. 2. Kennzeichnend sind ferner schriftgranitische Strukturelemente, wofür ich 1933 den Begriff Graphophyrgranit prägte. Als Lieferant kommen sillartige Lagergänge des Kambrium und Tremadoc in Frage. Aus Funden von Geröllen im Ashgill ergibt sich ihre Abtragung im hohen Ordovic. 3. Palagonittuffite sowie Spilite als submarine Basalte kommen bereits im Unterems des Unterdevons vor. Im unteren Oberdevon sind im Granitkonglomerat bei Reitzenstein im Frankenwald Glasanteile aus dem benachbarten gleichaltrigen Perlit-Keratophyr enthalten. 4. Erstmals erscheinen Gneisgerölle in Unterkarbon-Konglomeraten im Raume um die Münchberger Gneismasse der Saxothuringischen Zone, wovon sie auch abzuleiten sind. Zum anderen sind die aus dem Kellerwald der Rhenoherzynischen Zone identisch mit Metamorphiten aus dem Ruhlaer Sattel des Thüringer Waldes. Dieser ist aber nicht ihr Lieferant, sondern die im NW vorgelagerten versenkten Schollen der Mitteldeutschen Kristallinschwelle. 5. Gneis- und Granit-Einschlüsse in tertiären Basalten des Habichtswaldes bei Kassel aus dem durchbrochenen kristallinen Grundgebirge beweisen trotz der erlittenen Pyrometamorphose noch den ursprünglichen Alkali-Kalkchemismus. 6. Granate in konglomeratischen Grauwacken des Kulms bei Wetzlar sowie in Schalsteinen des Mitteldevons bei Limburg deuten auf Schüttungstendenzen aus der vordevonischen metamorphen Zone (Wippra -) Taunus - Soonwald hin, wo prävariskische granatführende Quarzitgneise und Amphibolite anstehen.

Abstract

Quantitative petrographic and chemical analyses give evidence, that crystalline pebbles may be derived from rises of pre-Variscian basement being due to so-called "Wandertektonik", pro-grading from SE to NW. The pebbles in question may be characterized as follows: 1. Predominance of sodium is expressed by perthites rich in sodium as well as albites. Earlier descriptions, therefore spoke of 'alcaline rocks', although they do not bear Na-pyroxene nor Na-hornblende. Nuclei of oligoclase in albite, however, testify original alcali-calc-plutonic rocks. Ionic exchange of potassium and calcium by sodium should be due to the agency of marine waters. 2. Graphophyric structures are characteristic ('Graphophyrgranit' sensu EIGENFELD 1933). Provenance should be from sill-like intrusive sheets in Cambrian and Ordovician (Tremadoc) rocks. Pebbles within Ashgillian strata prove erosion in late Ordovician. 3. Palagonite-tuffites and spilites as submarine basalts, are encountered as early in lower Emsian (Devonian). In the lower Upper Devonian glass from neighbouring perlitic keratophyres is found in granite-bearing conglomerates in the Frankenwald respectively. 4. Pebbles of gneiss are for the first time encountered in conglomerates of the Lower Carboniferous around the 'Münchberger Gneismasse' (Saxothuringian belt), which should even be their provenance area. The metamorphic components from the 'Kellerwald' (Rhenoherynian belt) are identical with those found in the 'Ruhlaer Sattel' (Thuringian Forest), the later not being the source. These pebbles are rather to be derived from downfaulted parts of the 'Mitteldeutsche Kristallinschwelle', extending to the NW of the above cited massif. 5. Accidental inclusions of gneiss and granite in basalts of Tertiary age ('Habichtswald' near Kassel) bear witness of the original alcali-calc-composition of the crystalline basement, notwithstanding pyrometamorphism they suffered. 6. There is evidence from garnets in conglomeratic greywackes of Lower Carboniferous (Kulm) age near Wetzlar as well as greenstones ('Schalstein') of Middle Devonian age near Limburg, that Sedimentation starte from a pre-Devonian metamorphic belt along (Wippra -) Taunus - Soonwald. Pre-Variscian garnet-bearing quarzitgneisses and amphibolites are found there.

Keywords

DevonianKulmianconglomerateboulderpetrographic analysisigneous rockmetamorphic rockparagenesisoriginpalaeogeography Germany