Archiv für den Monat: Mai 2020

Vänge-Granit

Der Vänge-Granit gehört zu den etwa 1,89-1,87 Ga alten mittelschwedischen Uppland-Graniten und kommt im gleichen Gebiet wie der Uppsala-Granit vor. Das Gestein ist zumindest in Brandenburg bei praktisch jedem Kiesgrubenbesuch anzutreffen, meist in größeren Blöcken, seltener in Handstückgröße.

Abb. 1: Vänge-Granit aus der Kiesgrube Horstfelde südlich von Berlin.

Als Leitgeschiebe geeignet sind grobkörnige und besonders quarzreiche Varianten dieses Alkalifeldspatgranits. Alkalifeldspat ist blassrot, seltener auch kräftig rot oder orangefarben getönt und bildet unregelmäßig begrenzte Kristalle von 1-3 cm Länge. Weißer Plagioklas ist deutlich kleiner und nur in geringer Menge enthalten (max. 10 %). Er erscheint häufig an den Rändern der Alkalifeldspäte. Quarz kommt reichlich in Form grauer bis gelblich- oder grünlich-grauer und zerdrückter („zuckerkörniger“) Massen vor. Daneben finden sich meist auch einzelne größere und trübe Quarzkörner von bläulichgrauer Farbe, die nicht zerdrückt sind. Durch den hohen Quarzgehalt „schwimmen“ die Alkalifeldspäte regelrecht in der Quarzmasse und das Gefüge wirkt auf den ersten Blick porphyrisch. Dunkle Minerale (Biotit) sind nur in geringer Menge enthalten.

Das Mineralgefüge ist insgesamt undeformiert (richtungslos-körniges Gefüge, keine länglichen Aggregate von dunklen Mineralen). Lediglich Quarz wurde weitgehend granuliert, nachdem der Granitkörper bereits erstarrt war. Nach Zandstra 1988 ist der Vänge-Granit mittelkörnig, nach Lundegardh 1956: 55 „grob mittelkörnig“. Die Alkalifeldspäte in Anstehendproben (vgl. skan-kristallin.de) sind in der Regel größer als 1 cm.

Mittelschwedische Granite verschiedener Vorkommen besitzen teilweise ähnliche Merkmale wie der Vänge-Granit. Dies betrifft den Norrtälje-/Vätö-Granit und einige Granite des Hedesunda-Massivs (s. Abb. 2). Der Vätö-Granit ist mittelkörnig, enthält weniger, zudem kräftiger rot gefärbten Alkalifeldspat und mehr dunkle Minerale. Die zerdrückten Quarze zeigen eine mittelgraue Tönung. Nur einige Varianten des Vätö-Granits besitzen blassrote Alkalifeldspäte. Proben auf skan-kristallin.de. Proben aus dem Hedesunda-Massiv (siehe skan-kristallin.de) zeigen Ähnlichkeiten zum Vänge-Granit in Farbe und Gefüge. Der Quarzanteil ist hier geringer, die Quarze sind nicht oder nicht durchgängig granuliert. Der Älö-Granit aus Nordost-Småland ist ein sehr quarzreicher Granit mit vollständig granuliertem Quarz. Im Vergleich zum Vänge-Granit bestehen Gefüge- und Farbunterschiede: mittelkörniges Gefüge, hellroter bis braunroter Alkalifeldspat, manchmal bläulicher Quarz, mehr dunkle Minerale. Proben auf skan-kristallin.de.

Die drei genannten Granite konnten bisher nicht als Geschiebe identifiziert werden. Ihr Status als Leitgeschiebe ist umstritten oder noch nicht geklärt.

Abb. 2: Herkunftsgebiet des Vänge-Granits und anderer im Text erwähnter Granit-Vorkommen.
Abb. 3: Vänge-Granit, Abschlag mit frischer Bruchfläche aus einem größeren Block  (Kiesgrube Hohensaaten, Brandenburg).
Abb. 4: Die Nahaufnahme zeigt hellroten Alkalifeldspat und gelblichgrüne Massen von zerdrücktem Quarz.
Abb. 5: Vänge-Granit, Großgeschiebe aus der Niederlausitz (Findlingshalde Steinitz bei Drebkau, Bildbreite etwa 30 cm).
Abb. 6: Gleicher Stein, Nahaufnahme. Das Gefüge besteht aus hellrotem Alkalifeldspat und kleineren weißen Plagioklaskörnern. Granulierter Quarz bildet eine grünlichgraue Masse, daneben finden sich einige größere milchig-hellgraue Quarzkörner. Stellenweise „schwimmen“ die Alkalifeldspäte in der Quarzmasse.
Abb. 7: Diese leicht angewitterte Bruchfläche eines Vänge-Granits zeigt schön die Gruppierung kleiner weißer Plagioklaskörner um hellrote Alkalifeldspäte. Geschiebe aus Merzdorf am ehemaligen Tagebau Cottbus-Nord.
Abb. 8: Vänge-Granit aus der Kiesgrube Teschendorf bei Oranienburg (Brandenburg), Aufnahme unter Wasser.
Abb. 9: Vänge-Granit mit sehr wenig Plagioklas aus der Kiesgrube Fresdorfer Heide bei Potsdam; Aufnahme unter Wasser.
Abb. 10: Heller Granit mit orangefarbenem Alkalifeldspat, mäßig hohem Quarzgehalt und wenig dunklen Mineralen. Kiesgrube Teschendorf bei Oranienburg (Brandenburg).
Abb. 11: Quarz ist vollständig granuliert; einige Plagioklase besitzen einen rötlichen Kern.
Abb. 12: Granit vom Vänge-Typ mit einem höheren Anteil dunkler Minerale. Breite 40 cm, Kiesgrube Hoppegarten bei Müncheberg (Brandenburg).
Abb. 13: Gleicher Stein, Nahaufnahme.
Abb. 14: Heller Granit mit wenig dunklen Mineralen aus dem ehem. Tagebau Cottbus-Nord, Breite 45 cm.
Abb. 15: Nahaufnahme des Gefüges. Der Granit ist nicht grob-, sondern mittelkörnig. Die übrigen Gefügemerkmale stimmen ansonsten mit denen des Vänge-Granits überein.
Abb. 16: Grobkörniger Granit mit hellrotem Alkalifeldspat und weißem bis grünlich-grauem Plagioklas. Quarz ist grünlich-grau getönt, bildet aber einzelne Körner aus und ist nicht zerdrückt (kein Vänge-Granit gemäß der Beschreibung des Leitgeschiebes). Findlingslager Steinitz am Tagebau Welzow-Süd.

Das letzte Großgeschiebe zeigt einige Merkmale des Vänge-Granits (hellroter Alkalifeldspat, grünliche Massen aus zerdrücktem Quarz, größere trübe Quarzkörner). Durch den hohen Gehalt an Plagioklas ist das Gestein aber kein Granit, sondern ein Granodiorit. Die Art des Gefüges der kleinen Plagioklaskörner erinnert an andere Uppland-„Granite“, z. B. den Uppsala-Granit. Im Vänge-Massiv kommen auch Plutonite mit intermediärer Zusammensetzung vor (Lundegardh 1956: 55). Ob das Geschiebe tatsächlich von dort stammt, lässt sich allerdings nicht mit Sicherheit feststellen.

Abb. 17: (Uppland?-)Granodiorit, Findlingslager Steinitz am Tagebau Welzow-Süd (Brandenburg), Bildbreite 30 cm.
Abb. 18: gleicher Stein, Nahaufnahme.

Literatur

Lundegårdh P-H & Lundqvist G 1956 Beskrivning kartbladet Uppsala – SGU Serie Aa 199, Uppsala.

Zandstra J G 1988 Noordelijke Kristallijne Gidsgesteenten ; Een beschrijving van ruim tweehonderd gesteentetypen (zwerfstenen) uit Fennoscandinavië –    XIII+469 S., (1+)118 Abb., 51 Zeichnungen, XXXII farbige Abb., 43 Tab., 1 sep. Kte., Leiden etc. (Brill).

Einschlussführende Diabase

1. Allgemeines
2. Geschiebetypen
3. Weitere Anstehendproben
4. Geschiebefunde
5. Lokalitäten
6. Literatur

Ein feinkörniges basaltisches Gestein mit kantigen oder runden Fremdgesteins-Einschlüssen (Xenolithe) wird schlicht als einschlussführender Diabas bezeichnet. Es entsteht, wenn basaltisches Magma bei seinem Aufstieg Quarz- und feldspathaltige Fragmente des Nebengesteins oder auch Einzelkristalle aufnimmt. Durch die hohe Temperatur basaltischer Schmelzen werden diese Fragmente leicht abgerundet, weil sie einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt besitzen, zudem einen chemischen Ausgleich mit der Schmelze anstreben. Die häufig rundlichen Formen von Einschlüssen in basaltischen Gesteinen führten wahrscheinlich zu der etwas unglücklichen Bezeichnung „Gerölldiabas“. Nur in wenigen Fällen dürfte es sich tatsächlich um Geröll-Horizonte handeln, die durch eine basaltische Schmelze aufgearbeitet wurden.

Abb. 1: Einschlussführender Diabas mit feinkörniger Grundmasse. Das Gestein enthält abgerundete Xenolithe von Alkalifeldspat und eckige Quarz-Feldspat-Fragmente. Polierte Schnittfläche eines Geschiebes aus der Kiesgrube Niederlehme bei Berlin.
Abb. 2: Die runden Feldspäte sind stark alteriert, teilweise auch zoniert durch wechselnde Anteile dunkler Minerale.

Einschlussführende Diabase können monomikt (nur eine Gesteinsart als Fremdeinschluss) oder oligomikt/polymikt (mehrere Gesteinsarten) zusammengesetzt sein. Als Einschluss kommen Plutonite und Gneise aller Art, Sandsteine und Quarzite sowie einzelne Quarze und Feldspäte in Frage. Wesentlich häufiger als einschlussführende Diabase lässt sich übrigens das umgekehrte Phänomen beobachten: Xenolithe basaltischer Gesteine in Plutoniten (Abb. 3).

Abb. 3: Basische Xenolithe (Basaltoide, Gabbro) in einem dioritischen Gestein. Kiesgrube Arendsee/Weggun, Brandenburg.

2. Geschiebetypen

In der Geschiebekunde werden mehrere Typen einschlussführender Diabase unterschieden: Björbo-Diabas, Brevik-Gerölldiabas und Ålsarp-Diabas. Neben diesen Typlokalitäten (s. Abb. 6) sind rund ein Dutzend weitere Vorkommen aus Blekinge, Mittelschweden (Grängesberg), von Bornholm sowie aus Norwegen und Finnland bekannt (Hesemann 1975, Korn 1927, Meyer 1981, Bartolomäus & Herrendorf 2003). Darüber hinaus dürfte es eine Reihe weiterer Lokalitäten mit einschlussführenden Partien innerhalb der schwarmartigen Vorkommen verschiedener Generationen von Diabasgängen geben. Die Gangschwärme nehmen jeweils größere Gebiete ein, von Bornholm bis nach Dalarna. Einschlussführende Partien treten nur lokal begrenzt und ausschließlich in kleinen Vorkommen auf. Es ist kaum möglich, hier spezifische Gesteinstypen mit einem begrenzten Herkunftsgebiet herauszustellen. Dies gilt auch für den Sandstein führenden Brevik-Typ (s. a. Bartolomäus & Herrendorf 2003). Einschlussführende Diabase sind daher nicht als Leitgeschiebe geeignet.

Abb. 4: Übersichtskarte mit einigen postorogenen Diabas-Gangschwärmen und im Text angeführten Lokalitäten.
Abb. 5: Brevik-Gerölldiabas, Foto aus skan-kristallin.de.

Der Brevik-„Gerölldiabas“ enthält eckige bis schwach gerundete Klasten von Sandsteinen aus der Almesåkra-Formation sowie bis zu 10 % Granit- und Porphyrklasten. Im Schwedischen heißt das Gestein diabaskonglomerat. Vorkommen dieses Gesteinstyps sind nicht auf das Gebiet von Brevik beschränkt (Bartolomäus & Herrendorf 2003).

Abb. 6: Björbo-Diabas aus Dalarna (4 km westlich von Björbo, K.-D. Meyer leg.) , Foto aus skan-kristallin.de.

Der Björbo-Diabas aus Dalarna besitzt eine feinkörnige bis dichte Grundmasse und runde, eigentümlich korrodierte Xenolithe aus rotem Feldspat. Quarz fehlt in dieser Probe, kann aber in den Diabasen dieses Typs zusätzlich enthalten sein. Beschreibung des Aufschlusses in Meyer KD 1981.

Abb. 7: Alsarp-Diabas, Anstehendprobe mit polierter Schnittfläche, K.-D. Meyer leg., Foto aus skan-kristallin.de.

Der einschlussführende Alsarp-Diabas besitzt eine ophitische Grundmasse und runde Xenolithe von roten Feldspäten. Foto aus skan-kristallin.de, siehe dort für eine Beschreibung und weitere Anstehendproben; siehe Abb. 14-16 für Bilder von der Lokalität Alsarp.

3. Weitere Anstehendproben

3.1. Södregården: Nördlich von Växjö wurde ein Diabasgang mit einer ungewöhnlichen Kombination von Einschlüssen aus Anorthosit und Sandstein/Quarzit beprobt (Lokalität 1). Nach Wikman 2000 (Kartenblatt Växjö NO, SGU) gibt es in diesem Gebiet weitere Aufschlüsse mit ähnlichen einschlussführenden Diabasen.

Abb. 8: Große Anorthosit-Xenolithe und kleinere quarzitartige Einschlüsse in einem Diabas an der Lokalität Södregården. Bildbreite 30 cm.
Abb. 9: Probe aus dem gleichen Aufschluss; Bruchfläche eines einschlussführenden Diabas mit quarzitähnlichen Einschlüssen, Aufnahme unter Wasser.
Abb. 10: Die Xenolithe sind Sandsteine der Almesakra-Formation, die bei der Aufnahme in das basaltische Magma aufgeschmolzen wurden. Die Sedimentite der Almesåkra-Formation dürften einst ein wesentlich größeres Gebiet eingenommen haben, da einschlussführende Diabase dieses Typs auch weit außerhalb ihrer heutigen Verbreitung gefunden wurden. Die Lokalität Södregården liegt über 40 km südlich davon.

3.2. Forserum: In der Nähe der Lokalität Brevik fanden sich einschlussführende Partien eines Diabases im Kontakt zu einem Småland-Granit (Lokalität 2). Gerundete Feldspat-Xenolithe im Diabas weisen darauf hin, dass es sich nicht um basaltische Xenolithe im Granit handelt.

Abb. 11: Einschlussführender Diabas in einem Småland-Granit (Lokalität 2).

3.3. Värlebo bei Påskallavik (Lokalität 3): Einige Vorkommen von Gangporphyren im östlichen Småland werden von Diabasen begleitet, die den gleichen Aufstiegsweg nutzten und an den Rändern der Gänge auftreten (bimodaler Magmatismus). Im Kontakt zu einem Påskallavik-Porphyr fand sich in der Nähe der Ortschaft Värlebo ein grüner Diabas, der gerundete Feldspäte und einige Blauquarze als Xenolithe führt.

Abb. 12: Graugrüner Diabas mit runden Einschlüssen von Feldspat und Blauquarz, die aus dem benachbarten Påskallavik-Porphyr stammen. Aufnahme unter Wasser.
Abb. 13: Gleicher Stein, nasse Bruchfläche.

3.4. Alsarp (Lokalität 4): Der Besuch eines Straßenaufschlusses in der Nähe der Typlokalität Alsarp in Ost-Småland war enttäuschend, weil der anstehende Diabasgang keine Einschlüsse von runden Feldspäten enthielt. Lediglich der benachbarte Småland-Granit wies Einschlüsse von Diabas sowie unterschiedliche Stadien einer Vermengung auf. Nach Meyer KD 1981 liegt der Aufschluss mit den einschlussführenden Partien 650 m weiter südwestlich (etwa 57.52943, 16.02641, s. a. Abb. 7).

Abb. 14: Småland-Granit mit Diabas-Einschlüssen vom Straßenaufschluss bei Alsarp. Breite des Abschlags ca. 15 cm.
Abb. 15: Anstehender Småland-Monzogranit mit teilweise assimilierten Diabas-Xenolithen; Aufnahme unter Wasser.
Abb. 16: Nahaufnahme einer weiteren Probe. Insgesamt handelt es sich um ein granitisches Gestein. Die Grundmasse enthält reichlich dunkle Minerale aus dem benachbarten Diabas (magma mingling).

4. Geschiebefunde

Abb. 17: Einschlussführender Diabas vom Brevik-Typ, Geschiebefund mit polierter Schnittfläche. Die feinkörnige, graue und basaltartige Matrix führt eckige bis schwach gerundete Einschlüsse von Sandstein. Die graue Matrix ist leicht magnetisch, der Sandstein nicht. Fundort: Kiesgrube Fresdorfer Heide bei Potsdam, leg. G. Engelhardt.
Abb. 18: Gleicher Stein, Nahaufnahme. Auffällig sind die schwarzen Reaktionsränder um die Sandsteinfragmente, die auf eine mineralische Veränderung des basaltischen Gesteins durch Stoffaustausch mittels Fluiden (Wasser) schließen lassen.
Abb. 19: Einschlussführender Diabas („Björbo-Typ“) mit feinkörniger Grundmasse. Geschiebe aus der Kiesgrube Penkun bei Stettin, Aufnahme unter Wasser.
Abb. 20: Nahaufnahme, runde Einschlüsse mit orangerotem Alkalifeldspat, grauem Quarz und wenigen dunklen Mineralen.
Abb. 21: Grenze eines feinkörnigen basaltischen Gesteins zu einem Rapakiwi-Quarzporphyr. Mitten im Basalt befindet sich ein einzelnes Porphyr-Fragment. Während basische Xenolithe in Rapakiwi-Graniten, z. B. Granitporphyren, regelmäßig zu finden sind, scheinen basaltische Gesteine mit Rapakiwi-Einschlüssen wesentlich seltener zu sein. Strandgeröll von Misdroy in Westpolen, Aufnahme unter Wasser.
Abb. 22: Basaltisches Gestein mit Einschlüssen granitischer Zusammensetzung; Kiesgrube Hoppegarten bei Müncheberg (Brandenburg).
Abb. 23: Einschlussführender Diabas aus der Kiesgrube Hohensaaten (Brandenburg), Aufnahme einer frischen Bruchfläche unter Wasser.

Das Gestein enthält runde Feldspat- und Blauquarz-Einschlüsse sowie feinkörnige basaltische Xenolithe. Die Einschlüsse, besonders gut erkennbar an den Quarzen, weisen einen dunklen Reaktionssaum auf. Solche Säume, wie sie auch im Aland-„Ringquarzporphyr“ auftreten, sind ein Hinweis auf unvollständige Mineralumwandlungen. Die Reaktion fand nur an der Grenzfläche zweier Minerale statt, ein chemisches Gleichgewicht konnte sich nicht einstellen, weil die Reaktion vorzeitig zum Stillstand kam.

Abb. 24: Diabas mit Einschlüssen aus rotem Feldspat und runden Ringquarzen. Polierte Schnittfläche eines Geschiebes von Mukran auf Rügen (Slg. D. Lüttich).
Abb. 25: Diabas mit runden und eckigen Feldspäten und bläulichgrauem Quarz als Einschluss. Strandgeröll von Westermarkelsdorf, Fehmarn.
Abb. 26: Einschlussführender Diabas mit großen Alkalifeldspat-Xenokristallen und runden Blauquarzen. Kiesgrube Niederlehme bei Berlin.
Abb. 27: Schweres basaltartiges Gestein mit großen Feldspat-Fragmenten. Breite 16 cm, Kiesgrube Althüttendorf (Brandenburg).
Abb. 28: Einschlussführender Diabas, Großgeschiebe vom Rand des Tagebaus Welzow-Süd in Brandenburg, Höhe 90 cm.
Abb. 29: Das Gestein enthält schwach gerundete Fragmente von Gneisen und granitischen Plutoniten.

5. Lokalitäten

Lokalität 1: Einschlussführender Diabas mit Anorthosit- und quarzitähnlichen Sandstein-Fragmenten; Diabasgang 850 m OSO Södregården, Kartenblatt Växjö NO; WGS84DD 57.20566, 14.73403.

Lokalität 2: Småland-Granit mit Partien einschlussführender Diabase; lose Steine vom Anstehenden am Wegesrand; Waldweg bei Olstorp, SW Forserum; 57.67967, 14.44153.

Lokalität 3: Einschlussführender Diabas im Kontakt zum Påskallavik-Porphyr; Bahnanschnitt 1 km NW des ehemaligen Bahnhofs Värlebo; 57.06050, 16.19424.

Lokalität 4: Diabasgang und Diabas-Xenolithe im Småland-Granit; Aufschluss an der Straße von Alsarp nach Sjunnarp (57.53253, 16.03591), Typlokalität liegt ca. 650 m weiter südwestlich (57.52943, 16.02641).

6. Literatur

Bartholomäus WA & Herrendorf G 2003 Ein großes Gerölldiabas-Geschiebe von Varel in Oldenburg – Geschiebekunde aktuell 19 (1): 1-15, 2 Taf., 6 Abb., 1 Tab., Hamburg / Greifswald.

Hesemann J 1975 Kristalline Geschiebe der nordischen Vereisungen – 267 S., 8 Taf. (1 Taf. im Anh.), 44 Abb., 29 Tab., 1 Kte., Krefeld (Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen).

Korn J 1927 Die wichtigsten Leitgeschiebe der nordischen kristallinen Gesteine im norddeutschen Flachlande ; Ein Führer für den Sammler kristalliner Geschiebe – VI+64 S., 48 farb. Abb. auf Taf. 1-6, 8 Farb-Ktn. auf Taf. 7-14, 1 Tab., Berlin (Preußische geologische Landesanstalt).

Meyer K-D 1981 Ein Vorkommen einschlußführender Diabase bei Björbo, 60 km WSW Falun, Dalarna / Mittelschweden – Der Geschiebesammler 15 (3): 93-98 (-106), 3 Taf., 3 Abb., Hamburg. Wikman H 2000 Berggrundskartan 5E Växjö NO, skala 1:50 000. Sveriges geologiska undersökning Af 201.

Karbonatite

In Nordeuropa gibt es nur kleine Karbonatit-Vorkommen. Als Geschiebe spielt der Gesteinstyp bisher keine Rolle, weil er sehr selten zu finden und wahrscheinlich nur schwer erkennbar sein dürfte. Dennoch lohnt ein Blick auf diese kuriosen Gesteine, da es sich um die einzigen Magmatite handelt, die nicht aus silikatischen, sondern aus karbonatreichen Schmelzen hervorgehen.

Karbonatite enthalten mindestens 50 % Karbonat. Häufig ist dies Calcit, aber auch Ankerit, Siderit, Dolomit oder Na-Karbonate kommen als bestimmende Karbonatphase in Frage. Verbreitet sind Varianten mit einem Anteil von 70-90% Calcit. Mittel- bis grobkörnige Calcit-Karbonatite werden als Sövit, feinkörnige als Alvikit bezeichnet. Als Begleitminerale können Glimmer (Phlogopit), Olivin, Magnetit und Apatit auftreten. Spezifische, aber nur gelegentlich enthaltene Karbonatit-Minerale sind Ägirin, Pyrochlor und Nephelin.

Abb. 1: Karbonatit (Sövit) von Alnö, grobkörniges Gefüge aus kristallinem Calcit und Dunkelglimmer. Foto: M. Bräunlich.
Abb. 2: Nahaufnahme des Gefüges.

Vorkommen des seltenen Gesteinstyps sind mit Alkaligesteinen assoziiert und an kontinentale Riftsysteme mit Hot-spot-Vulkanismus gebunden. Karbonatite bilden meist kleine subvulkanische Körper in Form von Gängen oder Stöcken. Effusive, also an der Erdoberfläche austretende Karbonatite sind nur von einer einzigen Lokalität bekannt, dem Ol Doinyo Lengai in Tansania. Dort konnten auch sehr dünnflüssige, aber nur etwa 500°C heiße und eigenartig blau glühende Lavaströme beobachtet werden (Video auf youtube, Bilder auf nationalgeographic.com).

Die Karbonatit-Schmelzen entstehen nicht etwa durch Aufschmelzung von karbonatreichen Sedimenten, sondern werden im Erdmantel gebildet. Karbonatitische Schmelze, einmal durch magmatische Differenziationsprozesse vom Mantelgestein (Peridotit) abgesondert, ist mit Silikatschmelzen nicht mehr mischbar und steigt als eigenständiger Intrusivkörper auf. Karbonatite sind eine wichtige Lagerstätte. In keinem anderen Gesteinstyp kommt es zu einer vergleichbaren Anreicherung von Elementen wie Nb, P, vor allem aber Seltenen Erden.

Aus Skandinavien sind mehrere kleine Karbonatit-Vorkommen bekannt. Im Fen-Komplex (Norwegen) treten neben Söviten auch Fe- und Mg-reiche Karbonatite auf (Abb. 4, weitere Proben auf skan-kristallin.de). Kleinere Massive existieren in Nordschweden: Alnö in Västernorrlands län (Abb. 1-3, s. a. skan-kristallin.de sowie Kresten & Troll 2018) und Kalix in Norrbottens län (Kresten et al 1981). Im Gebiet von Gävle wurde ein karbonatitisches Gestein aus einem unbekannten Vorkommen als Geschiebe gefunden (Nyström et al 1985). Auch in Finnland gibt es mehrere kleine Karbonatit-Vorkommen (O´Brien 2015)

Geschiebe könnten, wenn auch sehr selten, in den Ablagerungen eines norwegischen Eisstroms (Karbonatite aus dem Fen-Komplex) und in mittelschwedischen Geschiebegemeinschaften (Karbonatite aus Alnö) zu erwarten sein. Fundberichte liegen bislang nicht vor. Entweder sind die Gesteine zu unscheinbar, können mit Marmor verwechselt werden oder wirken als Geschiebe unattraktiv, weil sie bei der Verwitterung rostige Gesteinsoberflächen ausbilden. Marmor kann – wie Calcit-Karbonatit / Sövit – ebenfalls grobkörnig ausgebildet sein und Dunkelglimmer als Begleitmineral enthalten (s. Abb. 26 im Artikel über Marmor). Magnetit ist kein eindeutiger Hinweis auf Karbonatit, weil er hin und wieder auch in Marmor auftritt. Karbonatit-typische Minerale wie Pyrochlor, Ägirin oder Nephelin dürften erst durch eine mikroskopische Untersuchung sicher erkennbar sein.

Abb. 3: Grobkörniger Karbonatit (Sövit) von Alnö aus weißem Calcit, braunem Nephelin (laut Etikett) und wenigen dunklen Mineralen. Sammlung der BGR in Berlin-Spandau.
Abb. 4: Rødbergit, ein eisenreicher Karbonatit aus Ankerit, Calcit und Hämatit. Anstehendprobe aus dem Fen-Gebiet. Foto: M. Bräunlich.

In Süddeutschland gibt es ein größeres Karbonatitvorkommen im Kaiserstuhl. Das Gestein ist in mehreren kleinen Steinbrüchen aufgeschlossen und wurde in den 50er-Jahren versuchsweise bergmännisch abgebaut, da es lagenweise Anreicherungen des Nb-haltigen Minerals Pyrochlor (Koppit) enthält.

Abb. 5: Mittelkörniger und glimmerhaltiger Karbonatit (Sövit) aus dem Steinbruch Orberg im Kaiserstuhl. Aufnahme einer frischen Bruchfläche unter Wasser.
Abb. 6: Nahaufnahme einer weiteren Probe vom Orberg. Das Gestein reagiert nur mäßig auf einen Handmagneten. Es dürfte sich also nicht bei allen dunklen und teilweise oktaedrisch ausgebildeten Mineralkörnern um Magnetit handeln, auch Minerale der Spinellgruppe (Magnesioferrit) und/oder Pyrochlor kommen in Frage.

Literatur

Kresten P & Troll VR 2018 The Alnö Carbonatite Complex, Central Sweden – 194 S., Springer International Publishing AG.

Kresten P, Ahmann E & Brunfelt AO 1981 Alkaline ultramafic lamprophyres and associated carbonatite dykes from the Kalix area, northern Sweden. – Geologische Rundschau 70, S. 1215-1231.

Nyström JO 1985 Apatite iron ores of the Kiruna Field, northern Sweden: Magmatic textures and carbonatitic affinity – Geologiska Föreningen i Stockholm Förhandlingar, 107:2, S. 133-141, DOI: 10.1080/11035898509452625

O´Brien H 2015 Mineral Deposits of Finland, Chapter 4.1 – Introduction to Carbonatite Deposits of Finland, S. 291-303, Elsevier.

Ein ausführlicher Artikel zum Thema Karbonatite findet sich auf wikipedia.de und weitere Probenbilder auf mineralienatlas.de.

Jotnischer Sandstein

Rote Sandsteine wurden zu verschiedenen Zeiten abgelagert. unter anderem im „Jotnium“ vor etwa 1,4-1,2 Ga. Als Jotnischen Sandstein bezeichnet man rote oder violette Sandstein-Geschiebe, meist mit erkennbarer Schichtung sowie hellen und runden Entfärbungsflecken. Eine Zuordnung von Funden zu einem Herkunftsgebiet, allein anhand lithologischer Merkmale, ist nicht möglich.

In den meisten Fällen handelt es sich um Arkosen, also Sandsteine, die neben Quarzkörnern auch verwitterte Feldspat-Körner in größerer Menge enthalten (s. Abb. 4). Jotnischer Sandstein ist eines der häufigsten Sedimentärgeschiebe.

Abb. 1: Jotnischer Sandstein mit hellen Entfärbungsflecken, Geschiebe aus der Kiesgrube Hohensaaten, Brandenburg.
Abb. 2: Violetter Jotnischer Sandstein mit gelben Entfärbungsflecken, Geschiebe aus dem ehemaligen Tagebau Cottbus-Nord, Breite 35 cm.
Abb. 3: Jotnischer Sandstein mit Schrägschichtung und gelben Entfärbungsflecken. Im oberen Teil sind tonige Intraklasten („Tongallen“) erkennbar. Geschiebe aus dem ehem. Tagebau Cottbus-Nord, Bildbreite 45 cm.
Abb. 4: Kiesiger Arkose-Sandstein. Der hohe Feldspatgehalt (orangefarbene Körner) ist hier ausnahmsweise mit bloßem Auge erkennbar. Geschiebe aus der Kiesgrube Niederlehme, Brandenburg, Aufnahme unter Wasser.

Geschiebe vom Typ Jotnischer Sandstein sind in der Regel rot oder grauviolett gefärbt. Seltener kommen auch fast weiße, gelb- oder orangerote Tönungen vor. Die fein- bis mittelkörnigen Sandsteine besitzen ein kieseliges Bindemittel. Lagenweise können sich Rundung und Sortierung der Quarzkörner ändern. In feldspatarmen Partien sind die Quarze besser gerundet (Zwenger 2010). Neben Quarz und Feldspat findet sich meist auch etwas Glimmer. Die meisten Jotnischen Sandsteine sind geschichtet. Schrägschichtung oder dunkelrote intraformationelle Tonklasten („Tongallen“, Abb. 13, 14) lassen sich häufig, Kreuzschichtung (Abb. 9), Trockenrisse (Abb. 16) oder Wellenrippel eher selten beobachten. Weiterhin können kiesige bis konglomeratische Lagen mit Milchquarzen (in Ausnahmefällen bis Walnussgröße, Abb. 15) sowie Fragmente von Vulkaniten, Graniten, basischen Gesteinen, selten auch Achatgerölle vorkommen.

Die Entfärbungsflecken, manchmal auch größere helle Partien im Gestein, dürften durch Hydrolyse von enthaltenen Pyritkörnern entstanden sein. Durch Wasser- und Sauerstoffzufuhr wurde Schwefelsäure freigesetzt, die den roten Hämatit in der näheren Umgebung auflöste und diese Bereiche entfärbte.

Der Jotnische Sandstein gehört zur Gruppe der Rotsandsteine. Bei der Abtragung und Einebnung eines Gebirges sammelt sich Gesteinsschutt in intramontanen Senken. Unter ariden Klimabedingungen und fehlender Vegetation wird die Bildung von rotem Hämatit begünstigt, der sich als feiner Überzug auf den Quarzkörnern anlagert. Weil in trockenem und heißem Klima kaum eine chemische Lösungsverwitterung stattfindet, bleibt auch Feldspat erhalten.

Rotsandsteine entstanden in mehreren Epochen der Erdgeschichte. Neben dem etwa 1,4-1,25 Ga alten Jotnischen Sandstein gibt es Rotsandsteine auch im Unterkambrium (z. B. Nexö-Sandstein von Bornholm) und im Devon des Baltikums („Old-Red-Sandstein“, als Geschiebe wohl sehr selten). Mit einer variantenreichen Lithologie in Bezug auf Farbe, Korngröße, Schichtungsphänomene und Feldspatgehalt ist in allen Vorkommen zu rechnen, da die Merkmale diagenetisch bedingt und nur von beschränkter Aussagekraft sind. Zumindest ein Teil der Rotsandstein-Geschiebe dürfte weder auf ein Alter („jotnisch“), noch auf eine Herkunft zurückzuführen sein. Auch unter den verschiedenen lokalen Vorkommen Jotnischer Sandsteine (Abb. 5) lassen sich keine Merkmale herausstellen, die auf ein bestimmtes Herkunftsgebiet schließen lassen (Vinx 2016: 228f.). So sind die Entfärbungsflecken im Jotnischen Sandstein nicht etwa ein Alleinstellungsmerkmal für Dalarna, wie von Smed (2002: 162) behauptet, sondern z. B. auch aus dem Gävle-Sandstein (Lundegardh 1967 in Zwenger 2010) und aus Westfinnland bekannt. Man sollte also Rotsandstein-Geschiebe nicht als „Dala-Sandstein“ bezeichnen.

Abb. 5: Übersichtskarte der Vorkommen von Jotnischem Sandstein (nach Paulamäki & Kuivamäki 2006).

Der Jotnische Sandstein bedeckte einst größere Areale des nordischen Grundgebirgsrumpfes. Heute sind davon nur noch Relikte erhalten. Die einzelnen Vorkommen besitzen Lokalnamen (Dala-Sandstein, Mälar-Sandstein, Gävle-Sandstein usw.) und spielen für die Bestimmung von Geschieben keine Rolle. Lediglich in Geschiebezählungen kann das gemeinsame Auftreten bestimmter Kristallingeschiebe und Jotnischem Sandstein auf ein mögliches Herkunftsgebiet hinweisen. So lassen gehäufte Funde von Braunem Ostsee-Quarzporphyr und Aland-Rapakiwigraniten im Massenvorkommen von Jotnischem Sandstein bei Trebus in Brandenburg („Trebuser Sandstein“) auf eine Herkunft aus der nördlichen Ostsee oder südlichen Bottensee schließen (Abb. 19-22). Jotnische Sandsteine können bei Geschiebezählungen nach der Circle-Map-Methode (Smed) eine gewisse Aussagekraft besitzen.

Das Jotnium ist eine veraltete Zeiteinheit. Die Ablagerung der Sandsteine dürfte hauptsächlich im Ectasium vor etwa 1,4-1,2 Ga stattgefunden haben. Im Gelände eignet sich der Begriff „jotnisch“ zur groben Charakterisierung der Altersstellung von Gesteinen: den Sandstein unterlagernde magmatische Gesteine werden als subjotnisch bezeichnet. Das Ende der Sedimentationsphase markieren 1,27-1,25 Ga alte (postjotnische) Olivindiabas-Gänge, die den Sandstein durchschlagen. Nach Paulamäki & Kuivamäki 2006 wurden aber nicht alle Rotsandsteine im genannten Zeitraum abgelagert. Geophysikalische Untersuchungen in der Alandsee sprechen für eine kontinuierliche Sedimentation vom Mittel-Riphäikum bis zum Kambrium.

Abb. 6: Jotnischer Sandstein mit Entfärbungsflecken und größeren entfärbten Partien. Findlingslager Steinitz, Tagebau Welzow-Süd, Breite 70 cm.
Abb. 7: Jotnischer Sandstein mit Schrägschichtung (Kreuzschichtung). Die wulstigen Schichtungsphänomene könnten durch Auflast (convolute bedding) oder Entwässerung entstanden sein. Steinitz, Welzow-Süd, Bildbreite 50 cm.
Abb. 8: Heller Sandstein mit Schrägschichtung und kiesigen bis konglomeratischen Lagen. Tagebau Cottbus-Nord, Bildbreite 20 cm.
Abb. 9: Rotsandstein mit fein- und grobkörnigen Lagen, stellenweise mit Kreuzschichtung. Tagebau Jänschwalde, Bildbreite 35 cm.
Abb. 10: Gelb-rotbrauner Sandsteinohne Entfärbungsflecken. Steinitz, Tagebau Welzow-Süd, Breite 60 cm.
Abb. 11: Entfärbungsflecken zeigen manchmal konzentrisch schalige Strukturen (Liesegangsche Ringe). Steinitz, Tagebau Welzow-Süd, Breite 40 cm.
Abb. 12: Gleicher Stein, Detailaufnahme.
Abb. 13: Jotnischer Sandstein mit feinsandigen bis tonigen Intraklasten („Tongallen“). Tagebau Cottbus-Nord, Bildbreite 30 cm.
Abb. 14: Violetter Jotnischer Sandstein mit gelben Entfärbungsflecken und einem feinsandigen bis siltigem Intraklast. Tagebau Jänschwalde, Bildbreite 30 cm.
Abb. 15: Rotsandstein mit großen Milchquarz-Geröllen. Bildbreite 40 cm, Tagebau Cottbus-Nord.
Abb. 16: Helle Trockenrisse in einem violettgrauen Sandstein. Findlingslager Steinitz, Tagebau Welzow-Süd, Breite 110 cm.
Abb. 17: Gebogene Schichtlagen in einem Jotnischen Sandstein. Kiesgrube Hohensaaten, Brandenburg. Breite des Steins 23 cm.

Geschiebe von Jotnischem Sandstein können gehäuft bis massenhaft auftreten (s. Schulz 2003: 193). Im ehemaligen Tagebau Cottbus-Nord fanden sich zahlreiche große Blöcke. Teilweise machte der Jotnische Sandstein hier ein Drittel aller Großgeschiebe aus (Abb. 18).

Abb. 18: Ansammlung von Großgeschieben bis 60 cm Länge im ehem. Tagebau Cottbus-Nord.

Trebuser Sandstein

Das bekannteste Massenvorkommen dürfte in der Umgebung von Trebus in Brandenburg liegen. Hier wurde der rote Sandstein so zahlreich gefunden, dass man ein Vorkommen im Untergrund vermutete und im Jahre 1782 sogar eine Erkundungsbohrung vornahm (ausführliche Beschreibung in Zwenger 2010). Ein Besuch des alten Weinbergs vor Ort vermittelt eindrucksvoll, welche Mengen an Jotnischem Sandstein in diesem Gebiet einst gefunden wurden.

Abb. 19: Die Trockenmauern des alten Weinbergs unterhalb vom Restaurant „Seeblick“ in Trebus bestehen fast ausschließlich aus Jotnischem Sandstein.
Abb. 20: Nahaufnahme der Trockenmauer, Bildbreite 70 cm.
Abb. 21: Vereinzelt wurden Geschiebe von Braunem Ostsee-Quarzporphyr oder Aland-Rapakiwis in das Mauerwerk eingearbeitet.
Abb. 22: Konglomeratischer Rotsandstein mit Milchquarzen und Gesteinsfragmenten, Breite 22 cm.

Rotsandstein-Konglomerate und -Brekzien

Als Geschiebe finden sich auch Konglomerate und Brekzien mit einer Rotsandstein-Matrix. Intraformationelle, meist monomikte Bildungen entstehen in der Frühphase der Diagenese durch Fragmentierung des Sedimentkörpers (Brekzien) oder Ablagerung durch fluide Phasen. Beispiele für ein intraformationelles Konglomerat sind die runden „Tongallen“ in Abb. 13. Intraformationelle Brekzien (Sandstein in Sandstein) zeigt Abb. 23 und 24.

Extraformationelle Bildungen enthalten grobklastisches Gesteinsmaterial (z. B. Granite, Vulkanite und Gangquarze, seltener auch Achatgerölle), das durch Wasser, Eis oder Massenbewegungen seinen Weg in die sandigen Schichten fand, ohne dabei der vollständigen Verwitterung zu unterliegen. Eckige Klasten sprechen für einen kurzen, gerundete Klasten für einen weiten Transportweg. Beispiele sind das extraformationelle Konglomerat mit großen Milchquarz-Klasten in Abb. 15 und das Konglomerat in Abb. 25.

Aus Dalarna sind eine Vielzahl von Brekzien und Konglomeraten dokumentiert, die an der Grenze zwischen Dala-Sandstein und den älteren Dala-Vulkaniten auftreten, siehe die hervorragend illustrierte Dokumentation von Lundqvist & Svedlund 2009. Diese Bildungen dürften bis 1,6 Ga alt sein, teilweise sind sie „jotnisch“, teilweise gehören sie zur älteren Digerberg-Serie. Zwei bekannte Geschiebetypen sind das Digerberg-Konglomerat und das Transtrand-Konglomerat. Sie werden an anderer Stelle besprochen. Die Dala-Basalbrekzien oder vergleichbare Bildungen aus anderen Jotnischen Sandsteinvorkommen könnten auch in Norddeutschland als Geschiebe zu finden sein (Abb. 26, 27). Eine Herkunftsbestimmung dürfte in den meisten Fällen nicht möglich sein.

Abb. 23: Intraformationelle Brekzie von roten Sandsteinklasten in einem hellen Sandstein, unterlagert von massivem roten Sandstein. Strandgeröll von Misdroy (Polen).
Abb. 24: Intraformationelles Konglomerat mit orangeroten und grauvioletten Sandsteinklasten und einer hellen Sandstein-Matrix. Kiesgrube Fresdorfer Heide bei Potsdam.
Abb. 25: Konglomerat mit roter Sandstein-Matrix und Klasten aus Milchquarz, Sandstein und Porphyren. Kiesgrube Penkun (Vorpommern).
Abb. 26: Brekzie mit violetten Sandstein und gelblichen Feinsandstein-Klasten in einer Arkose-Matrix, die teilweise von einem jaspisartigen orangerotem Zement durchsetzt ist. Kiesgrube Ruhlsdorf bei Bernau (Brandenburg).
Abb. 27: Konglomerat mit Sandstein-, Granit-, Porphyr- und Basaltklasten in einer sandigen Matrix, teilweise mit jaspisartigem Zement. Kiesgrube Niederlehme bei Berlin.

Literatur

Lundegårdh P H 1967 Berggrunden i Gävleborgs län. Petrology of the Gävleborg County in Central Sweden. Med kartor i skalorna 1:200 000 och 1:75 000 – Sveriges geologiska undersökning Ser. Ba 22, S. 1-303, Stockholm.

Lundqvist T & Svedlund J-O 2009 Dokumentation av breccior och andra bergarter i norra Dalarna – SGU-Rapport 2009:01, 60 S., SGU 2009.

Paulamäki S & Kuivamäki A 2006 Depositional history and tectonic regimes within and in the margings of Fennoscandian shield during the last 1300 Million years. – Working Report 2006-43, Geological Survey of Finnland, 137 S., Olkiluoto.

Schulz W 2003 Geologischer Führer für den norddeutschen Geschiebesammler – 508 S., 446+42 meist farb. kapitelweise num. Abb., 1 Kte. als Beil., Schwerin (cw Verlagsgruppe).

Smed P & Ehlers 2002 Steine aus dem Norden – Bornträger-Verlag Stuttgart, 1. Auflage 1994, 2. Auflage 2002.

Vinx R 2016 Steine an deutschen Küsten; Finden und bestimmen – 279 S., 307 farb. Abb., 5 Grafiken, 25 Kästen, Wiebelsheim (Quelle & Meyer Verl.).

Zwenger W 2010 Der Trebuser Sandstein ‒ ein Massenvorkommen jotnischer Sandsteingeschiebe – Brandenburger Geowissenschaftliche Beiträge 17 (1/2): 77-90, 10 Abb., 1 Tab., Kleinmachnow.