Advertisement

Osumilith in der Eifel und die Verwendung dieses Minerals als petrogenetischer Indikator

  • W. Schreyer
  • G. Hentschel
  • K. Abraham
Article

Zusammenfassung

Osumilithe aus 5 quartären Vulkanen der Eifel wurden untersucht. Sie kommen in kontaktmetamorph veränderten Nebengesteinseinschlüssen (Xenolithen) vor, und zwar meist in Drusenräumen als Abscheidung aus der Gasphase, in einem Fall auch als porphyroblastischer, intratellurisch gebildeter Gefügebestandteil des festen Gesteins.

6 von 7 analysierten Osumilithen zeigen M=Mg/(Mg+Fetot+Mn)-Werte zwischen 0,66 und 0,86, wobei der intratellurische Osumilith der Mg-reichste ist. Ein optisch negativer Osumilith mit kleineren Gitterkonstanten und dem M-Wert von 0,17 ist das bisher Fe-reichste Glied der Reihe, das auch außerdem den niedrigsten bisher bekannten Alkaligehalt aufweist. Alkali-Defizite in Osumilithen scheinen vorwiegend auf die Substitution □+Fe3+→(K,Na)++Fe2+ zurückzugehen.

Ein Histogramm aller M-Werte von Osumilithen aus der Literatur zeigt praktisch eine durchgehende Mg−Fe-Mischreihe, in der intratellurische Osumilithe, besonders die bei hohem Druck gebildeten, immer sehr Mg-reiche Magnesio-Osumilithe sind, während alle Ferro-Osumilithe oberflächennahe Bildungen unter niedrigem Druck darstellen. Hieraus ist zu folgern, daß das PT-Stabilitätsfeld von Magnesio-Osumilith beträchtlich größer ist als dasjenige von Ferro-Osumilith, ähnlich wie dei der strukturell ähnlichen Reihe der Mg−Fe-Cordierite. Alkali-Defizite im Osumilith sind keinesfalls immer mit hohem Fetot-Gehalt verknüpft; sie kommen auch in Mg-reicheren Gliedern der Osumilithreihe vor, allerdings nie in intratellurisch, unter hohem Druck gebildetem Material. Wahrscheinlich sind die Alkali-Defizite Indikatoren für relativ hohe Sauerstoff-Fugazitäten, wie sie für das vulkanische Milieu der Eifel typisch und durch Begleitminerale wie Hämatit, Pseudobrookit und akmitische Pyroxene auch erwiesen sind.

Osumilite in the Eifel and the usage of this mineral as a petrogenetic indicator

Summary

Osumilites from 5 quaternary volcanoes of the Eifel, West Germany, were investigated. They occur within contact-metamorphosed xenoliths, mostly in vesicles as deposits from the gas phase, in one case as porphyroblasts within the rock formed at depth.

6 out of 7 osumilites analyzed show M=Mg/(Mg+Fetot+Mn)-values between 0.66 and 0.86, the porphyroblastic osumilite being the richest in Mg. One osumilite, which has optically negative character and unusually small cell edges, shows M=0.17 and is the most iron-rich osumilite known thus far; in addition, it has the lowest alkali content ever reported. Alkali deficiencies of osumilites seem to be predominantly due to the substitution □+Fe3+→(K,Na)++Fe2+.

A histogram of all M-values of osumilites taken from the literature shows practically a complete series of Mg−Fe solid solution in which the deep-seated osumilites formed at high pressure are invariably very Mg-rich magnesio-osumilites, while all ferro-osumilites are of near-surface origin under low pressures. This indicates that the PT-stability range of magnesio-osumilite is considerably larger than that of ferro-osumilite, similarly as for the structurally related series of Mg−Fe-cordierites. Alkali deficiencies in osumilites are not always linked to high total iron contents; they are also observed in Mg-enriched osumilites though never in those formed at high pressures. Probably the alkali-deficiencies are indicators of relatively high oxygen fugacities as they are typical for the Eifel volcanic environment and evidenced by accompanying minerals like hematite, pseudobrookite, and acmitic pyroxenes.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. Abraham, K., Schreyer, W., 1973: Petrology of a ferruginous hornfels from Riekensglück, Harz Mountains, Germany. Contr. Min. Petrol.40, 275–292.Google Scholar
  2. —,Gebert, W., Medenbach, O., Schreyer, W., Hentschel, G., 1980: KNa2Mg4,5[Si12O30], ein neues Mineral der Milaritgruppe aus der Eifel, mit Natrium in Oktaederposition, Fortschr. Min.58, Bh. 1, 3–4.Google Scholar
  3. Abraham, K., Gebert, W., Medenbach, O., Schreyer, W., Hentschel, G., 1983: Eifelite, KNa3Mg4Si12O30, a new mineral of the osumilite group with octahedral sodium. Contr. Min. Petrol. (Im Druck.)Google Scholar
  4. Berg, J. H., Wheeler, E. P. II, 1976: Osumilite of deep-seated origin in the contact aureole of the anorthositic Nain complex, Labrador. Amer. Min.61, 29–37.Google Scholar
  5. Brauns, R., 1911: Die kristallien Schiefer des Laacher Seegebietes und ihre Umbildung zu Sanidinit. Stuttgart: Schweizerbart.Google Scholar
  6. Brown, G. E., Gibbs, G. V., 1969: Refinement of the crystal structure of osumilite. Amer. Min.54, 101–116.Google Scholar
  7. Cameron, W. E., 1976: Coexisting sillimanite and mullite. Geol. Mag.113, 497–514.Google Scholar
  8. Chinner, G. A., Dixon, P. D., 1973: Irish osumilite. Min. Mag.39, 189–192.Google Scholar
  9. Duda, A., Schmincke, H.-U., 1978: Quaternary basanites, melilite nephelinites and tephrites from the Laacher See Area, Germany. N. Jb. Min. Abh.132, 1–33.Google Scholar
  10. Ellis, D. J., 1980. Osumilite-sapphirine-quartz granulites from Enderby Land, Antarctica: P-T conditions of metamorphism, implications for garnet-cordierite equilibria and the evolution of the deep crust. Contr. Min. Petrol.74, 201–210.Google Scholar
  11. —,Sheraton, J. W., England, R. N., Dallwitz, W. B., 1980: Osumilite-sapphirine-quartz granulites from Enderby Land Antarctica — Mineral assemblages and reactions. Contr. Min. Petrol.72, 123–143.Google Scholar
  12. Forbes, W. C., Baur, W. H., Khan, A. A., 1972: Crystal chemistry of milarite-type minerals. Amer. Min.57, 463–472.Google Scholar
  13. Frechen, J., 1976: Siebengebirge am Rhein — Laacher Vulkangebiet — Maargebiet der Westeifel. Vulkanologisch-petrographische Exkursionen. Slg. geol. Führer 56, 3. Aufl. Berlin-Stuttgart: Borntraeger.Google Scholar
  14. Goldman, D. S., Rossman, G. R., 1978: The site distribution of iron and anomalous biaxiality in osumilite. Amer. Min.63, 490–498.Google Scholar
  15. Gossner, B., Reindl, E., 1932: Über die chemische Zusammensetzung von Cordierit und Pollucit. Cbl. Min. Geol. Paläont., Abt, A, 330–336.Google Scholar
  16. Grew, E. S., 1982: Osumilite in the sapphirine-quartz terrane of Enderby Land, Antarctica: implications for osumilite petrogenesis in the granulite facies. Amer. Min.67, 762–787.Google Scholar
  17. Hentschel, G., 1977: Neufunde seltener Minerale im Laacher Vulkangebiet. Aufschluß28, 129–133.Google Scholar
  18. —,Abraham, K., Schreyer, W. 1977: Roedderit und Osumilith aus dem Laacher Vulkangebiet. Fortschr. Min.55, Bh. 1, 43–44.Google Scholar
  19. ———, 1980: First terrestrial occurrence of roedderite in volcanic ejecta of the Eifel, Germany. Contr. Min. Petrol.73, 127–130.Google Scholar
  20. Hesse, K.-F., Seifert, F. 1983: Site occupancy refinement of osumilite. Z. Krist.160, 179–186.Google Scholar
  21. Hochleitner, R., 1982: Osumilith-Kristalle von der Cava Funtanafigu. Lapis7, 26–27.Google Scholar
  22. Kobayashi, T., 1978: Osumilites from Rishiri Islands, Hokkaido, and Hayato-cho, Kagoshima Prefecture. Rept. Fac. Sci. Kagoshima Univ. (Earth Sci. Biol.)8, 61–69 (Japanisch m. engl. summary).Google Scholar
  23. Maijer, C., Jansen, J. B. H., Wevers, J., Poorter, R. P. E. 1977: Osumilite, a mineral new to Norway. Contribution to the mineralogy of Norway, No. 63. Norsk Geol. Tidsskr.57, 187–188.Google Scholar
  24. Mertes, H., 1982: Aufbau und Genese des Westeifeler Vulkanfeldes. Unveröff. Diss., Ruhr-Univ. Bochum, 413 S.Google Scholar
  25. Miyachi, S., Miyachi, M., 1978: New occurrence of a magnesian “osumilite” from Iriki, Kagoshima Prefecture, Japan. Rept. Earth Sci., Dept. Gen. Educ. Kyushu Univ.20, 1–8.Google Scholar
  26. Miyashiro, A., 1956: Osumilite, a new silicate mineral, and its crystal structure. Amer. Min.41, 104–116.Google Scholar
  27. Mottana, A., Schreyer, W., 1977: Carpholite crystal chemistry and preliminary experimental stability. N. Jb. Min. Abh.129, 113–138.Google Scholar
  28. Olesch, M., 1981: Stabilität von Osumilit bei reduzierter H2O-Aktivität. Fortschr. Min.59, Beih. 1, 146–147.Google Scholar
  29. —,Seifert, F., 1981: The restricted stability of osumilite under hydrous conditions in the system K2O−MgO−Al2O3−SiO2−H2O. Contr. Min. Petrol.76, 362–367.Google Scholar
  30. Olsen, E., Bunch, T. E., 1970: Composition of natural osumilites. Amer. Min.55, 875–879.Google Scholar
  31. Richardson, S., 1968: Staurolite stability in a part of the system Fe−Al−Si−O−H. J. Petrol.9, 467–488.Google Scholar
  32. Roever, W. P. de, 1951: Ferrocarpholite, the hitherto unknown ferrous iron analogue of carpholite proper. Amer. Min.36, 736–745.Google Scholar
  33. Rossi, G., 1963: Ritrovamento della osumilite in una riolite del Monte Arci. Rend. Soc. Min. Ital.19, 187–193.Google Scholar
  34. Schreyer, W., Seifert, F., 1967: Metastability of an osumilite end member in the system K2O−MgO−Al2O3−SiO2−H2O and its possible bearing on the rarity of natural osumilites. Contr. Min. Petrol.14, 343–358.Google Scholar
  35. —, 1969: Compatibility relations of the aluminium silicates in the system MgO−Al2O3−SiO2−H2O and K2O−MgO−Al2O3−SiO2−H2O at high pressures. Amer. J. Sci.267, 371–388.Google Scholar
  36. Stankevich, Ye. K., 1974: Osumilite from volcanic rocks of the Caucasus. In: Mineraly i Paragenezisy Mineralov Magmaticheskikh i Metasomaticheskikh Gornykh Porod, S. 60–64. Leningrad: Nauka. (In Russian.)Google Scholar
  37. Wörner, G., Schmincke, H.-U., Schreyer, W., 1982: Crustal xenoliths from the quaternary wehr volcano (East Eifel). N. Jb. Min. Abh.144, 29–55.Google Scholar
  38. Yokomizo, H., Miyachi, S., 1978: Chemical composition of osumilite in Haneyama lava, Oita Prefecture. Jap. Assoc. Min. Petrol. Econ. Geol. J.73, 180–182.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1983

Authors and Affiliations

  • W. Schreyer
    • 1
  • G. Hentschel
    • 2
  • K. Abraham
    • 1
  1. 1.Institut für MineralogieRuhr-UniversitätBochumBundesrepublik Deutschland
  2. 2.Hessischen Landesamt für BodenforschungWiesbadenBundesrepublik Deutschland

Personalised recommendations