Ignimbrite

Abb. 1: Ignimbrit von Mohorn (Sachsen), polierte Schnittfläche.

Ignimbrite sind Ablagerungen aus pyroklastischen Glutströmen, die während explosiver Vulkanausbrüche entstehen. Vor allem saure bis intermediäre und hochviskose Magmen erreichen beim Aufstieg und gleichzeitiger Anreicherung von Gasen den Punkt einer explosionsartigen Freisetzung, ein Vorgang, der mit dem Öffnen einer geschüttelten Selterflasche vergleichbar ist. Während der Eruption kommt es zu einer starken Fragmentierung des Magmas. Heiße und extrem turbulente pyroklastische Glutströme aus Gas, Asche, Bims, Lavafetzen und Gesteinsfragmenten bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit die Flanken des Vulkans hinab. Sie können ein Volumen von mehreren Kubikkilometern erreichen und große Zerstörungen anrichten. Bei Temperaturen bis 800°C werden Asche und noch schmelzflüssige Bimslapilli miteinander verschmolzen (sog. Schweißtuff oder welded tuff).

Der Kollaps von Eruptionssäulen kann ebenfalls zur Entstehung pyroklastischer Ströme führen. Hier werden immerhin noch bis 500°C erreicht, eine Temperatur, die zum Verschweißen der einzelnen Bestandteile aber nicht mehr ausreicht. Großflächige Ignimbrit-Ablagerungen entstehen weiterhin beim Kollaps einer Caldera, durch Einsturz einer weitgehend entleerten Magmakammer. Je nach Ursache der Entstehung pyroklastischer Ströme lassen sich mehrere Typen von Ignimbriten unterscheiden (SCHMINCKE 2010). Die Nomenklatur ist nicht einheitlich, als allgemeine petrographische Definition schlägt die IUGS vor: Ignimbrite sind verhärtete Tuffe, die aus Kristallen und Gesteinsfragmenten in einer Matrix aus intensiv verbackenen Glasscherben bestehen (LE MAITRE et al 2002: 92).

Ignimbrite können makroskopisch recht merkmalsarme Gesteine und von gewöhnlichen Tuffen nicht zu unterscheiden sein. Im Gelände, vor allem in jungen Vulkangebieten, hinterlassen ignimbritische Ablagerungen charakteristische Abfolgen. Als Geschiebe sind nur solche Vulkanite zuverlässig als Ignimbrit erkennbar, die das sog. „eutaxitische Gefüge“ aufweisen und zu den Schweißtuffen oder welded tuffs zählen.

Eutaxitisches Gefüge ist bereits mit bloßem Auge sichtbar: In einer dichten und überwiegend aus Aschenfraktion bestehenden Grundmasse sind einzelne kurze und gewellte Flasern („Fiamme“) ehemaliger Bimslapilli erkennbar, die zum Zeitpunkt der Ablagerung noch schmelzflüssig bzw. duktil waren und eine Einregelung entlang der Fließrichtung des pyroklastischen Stroms aufweisen. Die Fiamme umfließt einzelne Einsprenglinge aus Feldspat und Quarz oder auch eckige Gesteinsfragmente. Sie durchzieht weder das Gestein auf ganzer Länge, noch ist sie feinwellig oder streng linear ausgebildet. Die Einsprenglinge, insbesondere die Feldspäte, sind intakt und zeigen klare Umrisse. Durch tektonische Überprägung wird das eutaxitische Gefüge verwischt, die Einsprenglinge erscheinen fragmentiert oder nehmen eine tropfen- oder augenförmige Gestalt an. Dies sind Ausschlusskriterien bei der Bestimmung von Ignimbriten.

Der Ignimbrit von Mohorn aus dem Tharandter Wald (Sachsen) entstand zum Ende der variszischen Gebirgsbildung, ist gänzlich undeformiert und zeigt das eutaxitische Gefüge in typischer Ausprägung (Abb. 1-3).

Abb. 2: Nahaufnahme. Ein Xenolith wird von der feinwelligen Fiamme umflossen.
Abb. 3: Intakte Feldspat-Einsprenglinge in heller Tuffmatrix.

Geschiebe undeformierter Ignimbrite mit eutaxitischen Gefüge können aus den Vulkanitgebieten in Dalarna, dem Oslograben und einigen Rapakiwi-Vorkommen (Åland und Roter Ostsee-Quarzporphyr) stammen.

Abb. 4: Älvdalen-Ignimbrit aus Dalarna, Aufnahme unter Wasser Kiesgrube Hohensaaten.
Abb. 5: Nahaufnahme der polierten Schnittfläche.
Abb. 6: Åland-Ignimbrit, polierte Schnittfläche, Findlingslager bei Steinitz (Niederlausitz).
Abb. 7: Die Nahaufnahme zeigt eine rote und feinkörnige Fiamme sowie die für Åland-Gesteine typischen dunklen und runden Quarze mit radialer magmatischer Korrosion (kleine „Fischchen“ mit Grundmasse innerhalb der Quarze).
Abb. 8: Roter Ostsee-Quarzporphyr als Ignimbrit. Kiesgrube Thunpadel (Wendland), polierte Schnittfläche.
Abb. 9: Nahaufnahme mit den typischen eckigen, durch magmatische Korrosion bizarr geformten Quarz-Einsprenglingen, die ihre ehemals als Hochquarz entstandene Gestalt beibehalten haben.

Einige der Ignimbrite des Oslo-Grabens (Bordvika-Ignimbrit, Violetter Oslo-Ignimbrit) weisen miteinander verschweisste, teils flaserig geformte Gesteinsfragmente, aber kaum eine Fiamme auf.

Abb. 10: Violetter Oslo-Ignimbrit, polierte Schnittfläche. Alex Bräu leg., Weissenhäuser Strand (Schleswig-Holstein).
Abb. 11: Nahaufnahme

Die Ignimbrite aus anderen Vulkanit-Gebieten wie Småland, Dalsland und den Svekofenniden sind mehr oder weniger stark metamorph überprägt. Primäre vulkanische Texturen, insbesondere eutaxitische Gefüge, wurden verwischt, neue Texturen können durch Entglasung und/oder Metamorphose hinzugetreten sein. Bei der Deutung fluidaler oder schlierig-lagiger Texturen an Geschieben, gerade in den Småland-Vulkaniten, ist daher Vorsicht geboten, die meisten davon sind kein eutaxitisches Gefüge (vgl. Abschnitt Småland-Hälleflinta).

Abb. 12: Vulkanit mit eutaxitischem Gefüge? Die dunkle Fiamme erscheint recht dick und umfließt nicht explizit die gelblichen Feldspat-Einsprenglinge. Solche Texturen könnten auch aus Entglasung und leichter metamorpher Überprägung hervorgehen. Geschiebe aus der Kiesgrube Borgsdorf (Brandenburg), Aufnahme einer Schnittfläche unter Wasser.

Die folgenden Funde sind keine Ignimbrite und illustrieren einige Ausschlusskriterien bei der Bestimmung. Abb. 13-14 zeigt Vulkanite, aber ohne eutaxitisches Gefüge. Abb. 15-18 sind feinkörnige Gneise.

Abb. 13: Metavulkanit mit durchlaufender und gewellter Bänderung. Geschiebe aus Teichlosen/Wendland, Aufnahme unter Wasser.
Abb. 14: Metavulkanit mit schräg zur Schichtung verlaufender Flaserung. Kiesgrube Fresdorfer Heide bei Potsdam, polierte Schnittfläche, leg. G. Engelhardt.
Abb. 15: Feinkörniger Augengneis, nass fotografiert. In einer dicht erscheinenden Grundmasse liegen gerundete bis augenförmige Feldspat-Einsprenglinge. Kiesgrube Teschendorf bei Oranienburg.
Abb. 16: Nahaufnahme. Die augenförmige Gestalt einiger Feldspäte ist ein typisches Merkmal metamorpher Überprägung durch seitlich gerichteten Druck.
Abb. 17: Metavulkanit mit Flasertextur und zerbrochenen, teils auch augenförmigen Feldspat-Einsprenglingen. Geschiebe von Steinbeck/Klütz, Aufnahme unter Wasser.
Abb. 18: Nahaufnahme.

Literatur

LE MAITRE R W et al 2002 A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms: Recommendations of the International Union of Geological Sciences, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks- 2nd Edition, Cambridge University Press.

SCHMINCKE H-U 2010 Vulkanismus; 264 S., 307 Farbabb. – 3. Auflage (2010), Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt.