Das Oslogebiet in Südnorwegen beheimatet eine Vielfalt von Gesteinen mit besonderen Eigenschaften. Die Magmatite in dieser als Oslograben bezeichneten Gesteinsprovinz zeichnen sich durch einen hohen Alkaligehalt und vergleichsweise ungewöhnliche Gefüge aus. Vulkanite, Plutonite und Ganggesteine nehmen eine Fläche von etwa 200 x 60 km ein und entstanden im Zuge magmatischer Tätigkeit während der Öffnung eines Kontinentalgrabens im Karbon/Perm vor etwa 300 Millionen Jahren. Sie sind damit deutlich jünger als die proterozoischen Gesteine des benachbarten Grundgebirges. Eine Reihe von Oslo-Magmatiten ist als Geschiebe erkennbar, darunter Rhombenporphyr (Abb. 1) und Larvikit (Abb. 2) als wichtigste Leitgeschiebe.
Anlass zur Vorstellung der wichtigsten Oslo-Gesteine aus geschiebekundlicher Sicht bot die Übernahme von Teilen der umfangreichen Sammlung von Henrik Arildskov (Hjørring, N-Dänemark) durch das Eiszeit Haus Flensburg. Henrik hat im Laufe von Jahrzehnten unzählige Anstehendproben, Nahgeschiebe und Geschiebe, u. a. von Gesteinen aus dem Oslograben zusammengetragen. Im mehreren Artikeln wird eine Auswahl aus diesem reichhaltigen Fundus gezeigt. In naher Zukunft können Teile der Sammlung Arildskov im Lager des Eiszeit-Hauses Flensburg eingesehen werden.
1. Die geologische Entwicklung des Oslograbens
Die geologische Geschichte des Oslograbens beginnt vor etwa 300 Millionen Jahren mit der Bildung eines kontinentalen Grabenbruchs innerhalb des präkambrischen Grundgebirges (RAMBERG et al. 2008, LARSEN et al. 2008). An einer lang gezogenen tektonischen Schwächezone kommt es zu einer Dehnung und Einsenkung (Grabenbildung) der Erdkruste. Damit verbunden ist eine Verdünnung der Kruste und ein Nachlassen des Auflastdrucks krustaler Gesteine, was die Bildung magmatischer Schmelzen an der Kruste-Mantel-Grenze, sog. Dekompressionsschmelzen ermöglicht. Im Verlauf des Riftings steigen Schmelzen an tief in die Kruste reichenden Störungen und Verwerfungen auf und erreichen als Vulkanite die Erdoberfläche oder bleiben als Plutonite in der oberen Erdkruste „stecken“.
In kontinentalen Rift-Zonen gebildete Dekompressionsschmelzen zeichnen sich durch einen relativ hohen Alkaligehalt aus. Kennzeichnend für die meisten Vulkanite, Subvulkanite und Plutonite der Eruptivprovinz des Oslograbens ist ihr Na-Reichtum, verbunden mit dem Auftreten von ternären Feldspäten (Anorthoklas) sowie Alkalipyroxenen (Ägirin) und Na-reichen Hornblenden (z. B. Arfvedsonit). Der Ursprung der Magmen wird mantelplumes.org diskutiert. Die magmatische Tätigkeit im Oslograben beginnt im Perm und erstreckt sich über den Zeitraum vor 310-241 Ma bis in die frühe Trias. Intensiver Vulkanismus und das eigentliche Rifting nehmen eine Dauer von 20-30 Millionen Jahren ein.
Die heutige Verbreitung der Oslo-Magmatite an der Oberfläche ist das Ergebnis von rund 250 Millionen Jahren Erosion und Abtragung. Im Süden des Oslograbens stehen verbreitet monzonitische Plutonite (Kjelsåsit, Larvikit) an, im zentralen Teil Drammen- und Finnemarka-Granit, im Norden (Hurdalen) überwiegen Syenite und Alkaligranite (Nordmarkit, Ekerit). Das Krogskogen-Plateau im Norden und das Vestfold-Gebiet weiter südlich sind die zwei großen Gebiete mit Rhombenporphyr-Vulkaniten. Kleinere Vorkommen von Basalten, Rhyolithen und weiteren Gesteinen finden sich verstreut im gesamten Oslogebiet.
Zur SSW-NNE-streichenden Grabenstruktur des Oslo-Rifts gehören neben den Magmatiten auch Relikte kambrischer bis silurischer Sedimentgesteine, meist Tonschiefer und Kalke, ab dem Obersilur auch rote und graue Sand- und Siltsteine (Ringerike-Sandstein). Im Kontaktbereich aufsteigender Plutonite zu Sedimentgesteinen kam es zu Bildung von Hornfelsen.
Die magmatische Entwicklung im Oslograben lässt sich in 6 Phasen skizzieren und (RAMBERG et al. 2008, LARSEN et al. 2008):
1. Bildung eines Sedimentbeckens mit dem Abtragungsschutt des Kaledonischen Gebirges. Unmittelbar vor Einsetzen des Riftings (308-305 Ma) kommt es zum Aufstieg erster Magmen. Syenitische (z. B. Maenait) bis basische (z. B. Camptonite) Ganggesteine durchschlagen paläozoische Sedimentgesteine und bilden Lagergänge mit Mächtigkeiten bis 10 m.
2. Den Beginn des Riftings (300-292 Ma) markiert basaltischer Vulkanismus an verschiedenen Orten des Oslogebietes. Diese als B1 bezeichneten Basalte, Alkali-Olivin-Basalte, Basanite sowie Melilithe und Nephelinite erreichten Mächtigkeiten bis 1.500 m.
3. Höhepunkt des riftgebundenen Magmatismus mit Spalteneruptionen von Rhombenporphyr-Lava (292-275 Ma), untergeordnet setzt sich der basaltische Vulkanismus fort. Die Rhombenporphyr-Lava war sehr heiß und dünnflüssig, ihr Ausfließen vollzog sich vergleichsweise „ruhig“. Etwa alle 250.000 – 600.000 Jahre kam eine weitere Rhombenporphyr-Lage dazu. Zwischen den Rhombenporphyr-Lagen treten gelegentlich Ablagerungen von Sedimenten aus Phasen vulkanischer Inaktivität auf (u. a. Rhombenporphyr-Konglomerate). Die magmatische Entwicklung verlagerte sich vom Krogskogen-Gebiet (RP1-RP12) allmählich nach Süden nach Vestfold (RP12c-RP26). Die Lavaplateaus der Rhombenporphyre bedeckten einst große Flächen und erreichten Mächtigkeiten bis 3.000 m, das Volumen an ausgeflossener Lava wird auf etwa 1.000 km³ (!) geschätzt.
Zum Ende der dritten Phase, ab etwa 280 Ma, kommt es zum Aufstieg larvikitischer Batholithe in die oberen Bereiche der Erdkruste. Die Gesteinsfolge der Larvikit-Serie beginnt mit dem Kjelsåsit, einer Ca-reichen Variante des Larvikits, und führt über quarz- bis nephelinführende Larvikite (mit Tönsbergit als roter Variante) zu Nephelinsyeniten, darunter der riesenkörnige Lardalit und der mittelkörnige Foyait.
4. In der Reifephase des Riftings (280-265) entstehen große basaltische Zentralvulkane (hauptsächlich Alkali-Olivin-Basalte), während sich die Eruption von Rhombenporphyren mit verminderter Aktivität fortsetzt.
Die Entleerung der basaltischen Magmakammern hinterlässt ein gas- und SiO2-reiches Rest-Magma. Mit seinem Aufstieg erreicht der Vulkanismus vor etwa 270 Ma ein explosives Stadium, verbunden mit Bildung und Kollaps von Calderen. Dabei wurden große Mengen rhyolithischer Tuffe und Ignimbrite ausgeworfen. Durch den Caldera-Kollaps entstandene große ringförmige Störungen füllten sich mit syenitischen, monzonitischen bis rhyolithischen Magmen (Ringgänge), im Zentrum der Calderen intrudierten Zentraldome (cone sheets) mit gleicher Zusammensetzung. Bislang wurden im Oslograben 13 Calderen ehemaliger Stratovulkane nachgewiesen, einige davon besaßen die Größe des Vesuvs und Ätnas.
An den Anfang der 4. Phase vor 280 Ma fällt auch der Aufstieg der ersten Granit-Plutone (sog. Biotitgranit I mit Drammen- und Finnemarka-Batholith) sowie einiger kleinerer Alkaligabbro-Intrusionen.
5. Magmatisches Nachspiel mit großen syenitischen Batholithen (270-250 Ma) von Alkali-Syeniten bis Alkali-Graniten wie Nordmarkit und Ekerit. Die Plutonite dringen in die Lavaergüsse, Calderen und früheren Batholithe auf und verwischen teilweise ältere Strukturen.
6. Intrusion kleinerer Granit-Massive (Biotitgranit II) und Gängen nördlich von Oslo (Tryvann/Hurdal) sowie Basiten (Gabbros) im Zeitraum 250-241 Ma.
2. Die Magmatite des Oslograbens
Wer sich mit den Magmatiten des Oslograbens beschäftigt, hat es mit einer Fülle von Gesteinsnamen zu tun. Obwohl Alkaligesteine insgesamt nur einen kleinen Teil der Magmatite ausmachen, erregten sie schon immer die Aufmerksamkeit von Geologen. Dies führte zu einer ungleich größeren Zahl teilweise exotisch klingender Gesteinsbezeichnungen und Lokalnamen. Im Falle des Oslograbens gehen viele Bezeichnungen auf Erstbeschreibungen durch den Geologen W. C. Brøgger (1851-1940) zurück. Brøggers jahrzehntelange Forschungen spiegeln sich in einem umfangreichen Schrifttum mit außerordentlich differenzierten petrographischen Beschreibungen wider. Darüber hinaus stellte Brøgger 20 Typensammlungen zu je 227 Handstücken zusammen, geordnet nach den Verwandtschaftsbeziehungen der Gesteine. Diese Sammlungen wurden durch die Firma F. Krantz an Universitäten verkauft und verhalfen den Oslo-Magmatiten zu europaweiter Bekanntheit. Eine nahezu vollständige Sammlung befindet sich in der BGR Berlin-Spandau und der Mineralogischen Sammlung der Humboldt-Universität im Naturkundemuseum Berlin. Nähere Informationen zur Brøggerschen Sammlung mit Bildern von Handstücken finden sich auf skan-kristallin.de.
Brøggers Gesteinsbezeichnungen unterlagen hinsichtlich ihrer petrographischen Bedeutung im Laufe der Zeit mehrfach einem Wandel durch nachfolgende Bearbeiter. Manche Bezeichnungen sind nach heutiger Nomenklatur als veraltet oder sogar unzutreffend anzusehen (z. B. Oslo-Essexit). Beim Studium der alten Schriften ist dies zu berücksichtigen. Die Verwendung von Lokalnamen ist auch heute noch sinnvoll und „erlaubt“, wenn sie einen Erkenntnisgewinn im Sinne einer petrographischen Differenzierung bedeutet. Nützlich ist die Ergänzung durch allgemeine Gesteinsbezeichnungen gemäß aktueller Nomenklatur (LE MAITRE et al. 2004) bzw. Klassifikation nach QAPF-Diagramm, z. B Rhombenporphyr = Latit, Larvikit = Anorthosit-Monzonit oder Nordmarkit = Alkalifeldspatsyenit.
2.1. Leitgeschiebe
Aus geschiebekundlicher Sicht empfiehlt sich eine Betrachtung der Oslo-Gesteine in der Reihenfolge ihrer flächenmäßigen Verbreitung im Anstehenden (Abb. 4). Diese entspricht nicht ganz ihrer Häufigkeit als Geschiebe. So steht der Rhombenporphyr an dritter Stelle, ist aufgrund seiner leichten Erkennbarkeit aber auch in glazialen Ablagerungen mit wenig Oslo-Material das wichtigste Leitgeschiebe. Rhombenporphyr-Geschiebe treten nach SMED & EHLERS 2002 ungleich häufiger als Larvikit oder Nordmarkit auf, weil sie als Vulkanite im Anstehenden im Vergleich zu den Plutoniten eine engständigere Klüftung aufweisen und damit bevorzugt kleinere Geschiebe ausbilden.
| Gesteinstyp | km² |
| Larvikit / Tönsbergit Nordmarkit / Pulaskit Rhombenporphyr Biotitgranit Ekerit Basalt Kjelsåsit Lardalit und Nephelinsyenit Trachyt, Quarzporphyr Tuff Oslo-Essexit | 1.705 1.400 1.160 840 821 220 201 65 55 25 15 |
Summe | 6.507 km² |
Einige Oslo-Magmatite sind als Geschiebe schwer bestimmbar. Mitunter lässt sich der Mineralbestand, insbesondere das Mengenverhältnis der Feldspäte, mit makroskopischen Mitteln nicht sicher ermitteln. Manche Magmatite treten in zahllosen Gefügevarianten auf, zudem sind aus dem Anstehenden gegenseitige nahtlose Übergänge von mehreren Gesteinstypen bekannt. Das Studium von Vergleichsproben erweist sich in jedem Fall als hilfreich.
Lokalitäten mit viel Geschiebe-Material aus dem Oslograben beschränken sich auf N-Dänemark und S-Norwegen. An allen anderen Fundorten treten Oslo-Gesteine eher vereinzelt auf: Rhombenporphyre, mal ein Larvikit, Nordmarkit, Oslo-Basalt oder Oslo-Ignimbrit. Die Beiträge zu den Oslo-Gesteinen auf dieser Seite gliedern sich grob nach ihrer petrographischen Verwandtschaft, Überschneidungen sind dabei nicht ganz vermeidbar. Beschreibungen bestimmter Gesteinstypen lassen sich auch über die Gesteinsliste aufrufen.
Vulkanite:
Plutonite:
- Larvikit-Serie: Larvikit – Tönsbergit – Kjelsåsit – Nephelinsyenite (Lardalit – Foyait – körniger Nephelinsyenit)
- Syenite und Monzonite: Nordmarkit – Ekerit – Grefsen-Syenit – Pulaskit – Akerit
- Granite: Drammen-Rapakiwi – Finnemarka-Granit
- Gabbroide Gesteine: „Oslo-Essexit“ – Sörkedalit
- Camptonit – „Kugelkersantit“
- Syenitische Ganggesteine (Maenait)
- Grorudit – Sölvsbergit – Tinguait
- Kullait
3. Literatur
Zur Geologie des Oslograbens und Petrographie der Oslo-Gesteine existiert ein umfangreiches Schrifttum (Auswahl). Als Einstieg seien empfohlen: RAMBERG et al. 2008, LARSEN et al. 2008, OFTEDAHL 1960, als Exkursionsführer HOLTEDAL & DONS 1966, DONS & LARSEN 1978. Ausführliche petrographische Beschreibungen finden sich in den Arbeiten von BRØGGER. Zahlreiche Abbildungen von Anstehendproben bietet die Seite skan-kristallin.de, ein ausführlicher Exkursionsbericht ist auf kristallin.de nachzulesen.
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