Original paper

Petrologie unterkarbonischer Spilite der NE-Lahnmulde/Rheinisches Schiefergebirge

[Petrology of Lower Carboniferous Spilites of the NE-Lahn Syncline/Rheinisches Schiefergebirge]

Tanumihardja, Suwardi; Strauss, Karl W.; Müller, Georg

Kurzfassung

Spilitisierte effusive und intrusive Tholeiitbasalte des Unterkarbons der Lahnmulde (Rheinisches Schiefergebirge) wurden petrologisch untersucht. Die Spilite weisen Relikte eines basaltischen Mineralbestandes auf, der aus Olivin, Ortho- und Klinopyroxen, Plagioklas, Apatit, Titanomagnetit, Ilmenit und akzessorischem Biotit besteht. Durch ein System hydrothermaler Konvektionszellen, das die Geosynklinalabfolgen durchsetzte, reagierte der basaltische Mineralbestand dia- bis epigenetisch mit erheblichen Mengen an Sauerstoff- und CO2-reichem Wasser. Dabei bildeten sich polymineralische Aggregate, die aus Chloriten + Albit + Calcit ± Quarz ± Analcim bestehen und örtlich den Mineralbestand der Basalte verdrängt haben. Andererseits wurden diskrete Mineralneubildungen beobachtet: Olivin und Orthopyroxen zersetzten sich gänzlich zu Chloriten + Serpentin + Quarz, basischer Plagioklas zu Albit + Calcit ± Serizit sowie Ilmenit und Titanomagnetit zu Leukoxen. Klinopyroxen wurde partiell in Chlorit umgewandelt. Alle vorgenannten primären und sekundären Mineralphasen wurden mit der Mikrosonde analysiert, so daß eine Diskussion der verschiedenen Stufen chemischer Umwandlung, die durch die Metasomatose bewirkt wurden, möglich ist. Bedingt durch die Versenkung und die oberkarbonische Regionalmetamorphose reagierte Chlorit mit Calcit und Quarz, wodurch Mineralparagenesen gebildet wurden, die Pumpellyit, Prehnit, Epidot und Aktinolith enthalten. Die Temperaturen dieser Metamorphose lagen zwischen 350 und 420 °C, die Drücke waren < 2 Kbar PH2O.

Abstract

Spilitized effusive and intrusive tholeiites of Lower Carboniferous age, occuring in sedimentary piles of the Lahn Syncline (Rheinisches Schiefergebirge), were re-examined. The magmatic-formed mineral set is represented by relics of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, plagioclase, apatite, titanomagnetite, ilmenite ± biotite. Due to hydrothermal convection systems in volcano-tectonic zones of the Lahn Syncline the tholeiitic rocks have been dia- and epigenetically affected by strong metasomatic supply of oxidized and CO2-rich water. Aggregates of chlorites + calcite + albite ± quartz ± analcite were formed by this metasomatism. Vigorous mineral reactions are visible in thin sections as the transformation of olivine and orthopyroxene to chlorite + serpentine + quartz, the replacement of Ca-rich plagioclases by albite + calcite ± sericite and of titanomagnetite and ilmenite by leucoxene. Clinopyroxene has been partially replaced by chlorite. All above-mentioned primary and secondary-formed minerals have been analysed by use of a microprobe. In this way a discussion of the distinct steps of chemical mineral alterations under metasomatism becomes possible. Caused by burial and metamorphism during the Upper Carboniferous chlorite reacted by dehydration with calcite and quartz and new mineral assemblages, consisting of pumpellyite prehnite, epidote, and actinolite, were formed at temperatures of 350--420 °C and pressures PH2O < 2 kbars.

Keywords

Tholeiitic basaltsspilitizationLower Carboniferousrelictic mineral compositionhydrothermal alterationtransformationsecondary mineralsmetasomatismburial metamorphismregional metamorphismP-T conditions Rhenish MassifHesse TK 25: Nr. 53