1. Allgemeines
2. Vorkommen
3. Entstehung von Skarnen
4. Skarnvorkommen von Sunnerskog
5. Skarn als Geschiebe
6. Literatur

1. Allgemeines

Skarne sind metasomatisch gebildete Gesteine. Als Metasomatose bezeichnet man eine Gesteinsumwandlung unter maßgeblicher Beteiligung von Fluiden. Sie unterscheidet sich von der dynamischen Metamorphose, der Gesteinsumwandlung durch geänderte Temperatur- und Druckbedingungen, bei der Fluide nur in kleiner Menge mobilisiert werden und die Summe der chemischen Komponenten weitgehend erhalten bleibt (sog. isochemische Metamorphose). Metasomatose hingegen führt zu einer durchgreifenden Änderung der chemischen Zusammensetzung der Ausgangsgesteine durch einen anhaltenden Zu- und Abfluss von Ionen, z. B. zwischen subduzierten Kalksteinen und einem aufsteigenden Granitpluton. Im sedimentären Ausgangsgestein kommt es zur Bildung von Silikatmineralen. Die Gesteinsumwandlung ist von zahlreichen Variablen abhängig, daher sind Skarne eine sehr heterogene Gesteinsgruppe mit einer Vielfalt möglicher Mineralparagenesen. Häufig sind Skarne mit Ca-reichen Silikaten, z. B. Gesteine mit einer ungewöhnlichen Kombination aus rotem oder braunem Granat und grünem Pyroxen.

Der Begriff Skarn wird gelegentlich etwas weiter gefasst, zumal metasomatische und metamorphe Prozesse in relativer Nachbarschaft ablaufen können. So bezeichnen manche schwedische Geologen Einschaltungen von metamorphen Kalksilikatgesteinen in Marmorvorkommen als „Skarngneis“ (siehe Abb. 15 im Artikel „Marmorvorkommen in Mittelschweden“).

Gesteine aus Skarn-Vorkommen dürften als Geschiebe nur im Ausnahmefall erkennbar sein, u. a. weil sie in Erscheinungsbild und Zusammensetzung den metamorphen Äquivalenten (Marmor, Kalksilikatgesteine) ähneln. Einigermaßen sicher als Skarn identifizierbar sind grobkörnige Gesteine mit charakteristischen Paragenesen aus Granat und/oder grünem Pyroxen, optional mit hellgrünem Epidot, Calcit und Quarz (Abb. 3). Da Pyroxen leicht zur Verwitterung neigt, sind solche Geschiebe möglicherweise wenig erhaltungsfähig. Der Fund eines Skarn-Geschiebes wird in Böse & Ehmke 1996 genannt. Ries 2005 diskutiert den Fund eines Ce-Orthit-haltigen quarzitischen Skarns.

2. Vorkommen

Im nordischen Grundgebirge, vor allem in Mittelschweden, gibt es eine Vielzahl von Skarn-Vorkommen. Die meisten besitzen nur eine kleinräumige Ausdehnung, einige sind als Erzlagerstätte bedeutend. Im wichtigsten schwedischen Vorkommen in Falun (Dalarna) werden Skarne mit einer Cu-Zn-Ag-Au-Pb-Vererzung abgebaut.

3. Entstehung von Skarnen

Kalksteine, Dolomite oder karbonathaltige Sedimentgesteine können durch Subduktion in die Nähe von Intrusivkörpern gelangen. Das Karbonatgestein wird durch den aufsteigenden Pluton, z. B. ein Granit, zunächst nur kontaktmetamorph verändert (Bildung von Marmor oder Kalksilikatgesteinen). Unter bestimmten Bedingungen kann sich ein Stoffaustausch von Fluiden (Metasomatose), im weiteren Verlauf eine regelrechte Fluidkonvektion zwischen beiden Systemen entwickeln. Dabei werden fortwährend Wasser und CO₂ aus den Kalksteinen sowie Fluide und Volatile (Cl, F) aus dem Pluton mobilisiert. Die aggressiven Fluide transportieren Fe-, Ca- und Si-Ionen, aber auch Cu und andere Buntmetalle in gelöster Form, und führen zu einer durchgreifenden Veränderung der Gesteine. Grad der Umwandlung und Mineralneubildungen sind abhängig von Temperatur, Druck und den variablen Fluidphasen. In der Nähe zum Intrusivkontakt können sehr grobkörnige Skarne entstehen. Mit zunehmendem Abstand zum Kontakt verändert sich die Zusammensetzung der Mineralgemeinschaft (z. B. Granat proximal, Pyroxen distal).

Das umgewandelte Sedimentgestein wird als Exoskarn, das veränderte magmatische Intrusivgestein als Endoskarn bezeichnet. Nach Wimmenauer 1985 sind die meisten Skarne Exoskarne und treten „im unmittelbaren Kontaktbereich bis in Entfernungen von mehreren hundert Metern vom Intrusivgestein“ auf. Als Neubildungen finden sich vor allem Ca-haltige Silikate wie Wollastonit Ca₃[Si₃O₉], Ca-Fe-Mg-Pyroxene (Diopsid CaMg[Si₂O₆] bis Hedenbergit CaFe[Si₂O₆]), Granat (Grossular Ca₃Al₂[SiO₄]₃  und Andradit Ca₃Fe₂[SiO₄]₃), Ca-Amphibole, Vesuvian, Epidot, Scheelit sowie evtl. Erze und weitere Minerale.

4. Skarnvorkommen von Sunnerskog

Das Skarnvorkommen von Sunnerskog liegt etwa 6 km südöstlich von Holsbybrunn in Smaland (57.40679, 15.22564). Hier wurde periodisch vom 17. Jahrhundert bis 1894 ein Exoskarn mit einer Cu-(W-Mo)-Vererzung abgebaut. An der alten Grube befindet sich unterhalb des Hanges auf der gegenüberliegenden Straßenseite eine Halde mit bunten Skarn-Gesteinen. Die Skarne von Sunnerskog sind nur ein Beispiel für diesen variantenreichen Gesteinstyp.

Die Grube liegt im etwa 1,8 Ga alten Oskarshamn-Jönköping-Gürtel (OJB), einer svekofennischen Exklave innerhalb der etwas jüngeren Gesteine des Transkandinavischen Magmatitgürtels (TIB). Der Skarn von Sunnerskog entstand durch Metasomatose von Kalksteinen und kieselig-kalkigen Sedimenten in der Nähe von granitischen Intrusionen. Auf den Halden und an der Grube lassen sich Gesteinsproben mit ganz unterschiedlichen Graden metasomatischer Umwandlung aufsammeln:

• von Neubildungen augenscheinlich freie Metasedimente (Abb. 6),
• quarzitische Metasedimente, mit oder ohne Granat und Pyroxen (Abb. 8),
• mittelkörnige Skarne aus Calcit, Quarz, rotem Granat, grünem bis schwarzgrünem Pyroxen und hellgrünem Epidot,
• grobkörnige Skarne aus Pyroxen und/oder Granat (Abb. 12, 15).

Auch die vom Abstand zum Intrusivkontakt abhängige Mineralzusammensetzung der Gesteine lässt sich an den Haldenfunden beobachten. Manche sind ausgesprochen grobkörnig, enthalten nur grünen Pyroxen (distaler Intrusivkontakt, Abb. 1), beide Minerale (Abb. 15) oder nur Granat (proximal, Abb. 10). Gesteinsbildende Minerale an der Lokalität Sunnerskog sind weißer Calcit, roter bis brauner Granat, grüner bis schwarzgrüner Pyroxen, Epidot (hellgrün), Quarz (milchig weiß bis klar) sowie evtl. Wollastonit (Abb. 11). In einigen Proben fanden sich spärliche Butzen mit Erzmineralen (Cu-Sulfide). Eine Untersuchung aller Proben auf Wolfram-Minerale (Scheelit, Ca[WO₄], orange Fluoreszenz unter niederwelligem UV-Licht) verlief negativ.

5. Skarn als Geschiebe

Gesteine aus Skarn-Vorkommen dürften als Geschiebe nur im Ausnahmefall erkennbar sein, u. a. weil sie in Erscheinungsbild und Zusammensetzung den metamorphen Äquivalenten (Marmor, Kalksilikatgesteine) ähneln. Einigermaßen sicher als Skarn identifizierbar sind mittel- bis grobkörnige Gesteine mit charakteristischen Paragenesen aus Granat und/oder grünem Pyroxen, optional mit hellgrünem Epidot, Calcit und Quarz (Abb. 17-23). Da Pyroxen leicht zur Verwitterung neigt, sind solche Geschiebe möglicherweise wenig erhaltungsfähig. Der Fund eines Skarn-Geschiebes wird in BÖSE & EHMKE 1996 genannt. RIES 2005 diskutiert den Fund eines Cer-Orthit-haltigen quarzitischen Skarns.

Das Etikett vermerkt: „Heimat: wahrsch. Norwegen; v.d.L.: mit Kobaltnitrat blaues Email; H=5; In HCl ganz allmählich weißlich werdend. Blättr. Minerale: v.d.L. bläht sich nicht auf, brennt sich mit Kobaltnitrat nicht blassrot, schmilzt an den Kanten nicht, wird nicht hart; in H₂SO₄ unveränderlich; H> Biotit. Also nicht Talk sondern Muskovit.“ – Walter Bennhold versucht hier eine Mineralbestimmung mittels der sog. Lötrohrprobierkunst, einer einfachen Methode zur qualitativen Analyse von Metallionen. Das blaue Email nach Behandlung mit Kobaltnitrat ist der Nachweis von Aluminium. Bennhold bestimmt das grüne Mineral als Skapolith, ein Gerüst-Alumosilikat mit der Summenformel (Na, Ca)₄(Si, Al)₁₂O₂₄(Cl, CO₃). Es findet sich in Kontaktmetamorphiten, Skarnen, Metabasiten und Gneisen. Die Anionen Cl und CO₃ verraten, dass seine Bildung metasomatische Bedingungen erfordert.

Ein feinkörniger und sehr schwerer Metamorphit/Metasomatit wirkte mit seiner rostigen Verwitterungsrinde auf den ersten Blick wenig attraktiv. Nur mit großer Mühe konnte eine Bruchfläche erzeigt werden. Hier erscheint das Gestein quarzitartig und enthält reichlich Granat.

Das letzte Geschiebe könnte ein Skarn sein, scheint aber einen Amphibol mit Ca-Vormacht (grüner Amphibol) zu enthalten. Dafür sprechen die sechseckigen Anschnitte des grünen Minerals. Gleichzeitig ist roter Granat erkennbar, vor allem auf der angewitterten Außenseite und im Kontakt mit dem grünen Silikatmineral. Die ungleichkörnige, wahrscheinlich durch Kataklase überprägte Grundmasse enthalt einen hellen und transparenten Feldspat (keine perthitischen Entmischungen, aber auch keine polysynthetische Verzwilligung erkennbar). Ein Säuretest mit HCl verlief negativ.

6. Literatur

Ausführliche Informationen sowie ein umfangreiches Literaturverzeichnis über Skarn finden sich auf science.smith.edu sowie auf wikipedia.de und mineralienatlas.de.

BÖSE M & EHMKE G 1996 Geotope und ihre Unterschutzstellung in Berlin – Brandenburgische Geowissenschaftliche Blätter 3 (1): 155-159, 2 Tab., Kleinmachnow.

PERSSON L 1989 Beskrivning till berggrundskartorna 1 : 50000 – Vetlanda SV och SO – Sveriges Geologiska Undersökning (Af) 170+171: 130 S., Uppsala.

RIES G 2005 Ein Cer-Orthit-haltiger Quarzit als Geschiebe – Geschiebekunde aktuell 21 (1): 29-30, 2 Abb., 1 Tab., Hamburg / Greifswald.

WIMMENAUER W 1985 Petrographie magmatischer und metamorpher Gesteine; 297 Abb., 106 Tab., Enke-Verlag, Stuttgart.