Petrographische und Kalium-Argon-Untersuchungen an basischen tertiären Vulkaniten zwischen Westerwald und Vogelsberg

Zusammenfassung

Zwischen den jung-tertiären Vulkanitkomplexen des Westerwaldes und des Vogelsberges existieren mehr als 40 isolierte Vorkommen tertiärer Vulkanite in Form von Gängen, erodierten Schloten und Quellkuppen. Zwölf dieser Vorkommen wurden petrographisch und chemisch untersucht. Von weiteren Vorkommen wurden Modalanalysen angefertigt. An siebzehn Vulkaniten wurden K-Ar-Gesamtgesteins-Alter bestimmt. Die Datierungsergebnisse liegen zwischen 27 Ma und 15 Ma mit Ausnahme eines Olivin-Nephelinits. Die K-Ar-Alter erlauben in den meisten Fällen eine schlüssige altersmäßig-genetische Zuordnung zu den benachbarten Vulkanitkomplexen. Eine geographische Überlappung der Vulkanite mit Vogelsberg-Alterswerten mit Vulkaniten mit Westerwald-Alterswerten ist nicht festzustellen. Durch zusätzliche K-Ar-Bestimmungen an angereicherten Gesteinsphasen wurde der Einfluß von möglichen Ar-Überschußträgern (z. B. Mantelxenolithe) und von Ar-Verlusten aus Bestandteilen der Grundmasse abgeschätzt. Diese Effekte, die sich teilweise kompensieren, verfälschen die K-Ar-Gesamtgesteinsalter maximal um etwa 5 % und liegen in der Größenordnung der Standardabweichung der Einzelwerte.

Eine markante, NNE-SSW-streichende, zwischen Marburg und Gießen parallel zum wenige km östlich liegenden Ostrand des Rheinischen Schiefergebirges verlaufende Störung wird von Vulkaniten beider Altersgruppen erreicht, aber offenbar nicht überschritten. Beziehungen zwischen Gesteinstyp und K-Ar-Altern, wie sie für die Vulkanite der nördlichen Hessischen Senke beobachtet wurden (Kreuzer et al. 1973;Wedepohl 1982), konnten nicht eindeutig festgestellt werden, wenngleich bei dem 9 Ma alten Olivin-Nephelinit ein Zusammenhang von Alter und Chemismus nicht auszuschließen ist.

Abstract

Between the upper tertiary volcanic areas of Westerwald and Vogelsberg (central Western Germany) occur more than 40 isolated tertiary volcanic dikes, eroded necks, plugs and domes. Twelve of these volcanic rocks have been investigated petrographically and chemically and classified by means of their modal and chemical composition. Additional modal analyses have been performed on seven other volcanics. On seventeen volcanic occurences K-Ar-whole rock age determinations have been made. The K-Ar age determinations yield- with the exception of an olivine-nephelinite — values between 27 and 15 Ma. Regarding the known intervals of volcanic activities of the Westerwald- and Voge1sberg-areas, most of the examined volcanics can be related genetically with one of the adjacent volcanic areas. There seems to be no geographical overlapping of volcanics showing Westerwaldages and Vogelsberg-ages. A possible influence of excess-Ar-bearing phases (e. g. mantle xenoliths) and an Ar-loss of constituent matter of the groundmass have been estimated by additional age determinations of enriched samples. These influences — partially compensating each other — may shift the K-Ar whole rock age to a maximum of 5 % and thus do not exceed the dimension of the standard deviations.

A distinct NNE-SSW-striking fault in the region between Marburg and Gießen is situated parallel with the eastern border of the “Rheinisches Schiefergebirge”. Volcanics showing Westerwald-age and Vogelsberg-age respectively reach this fault, but obviously do not overlap it. Relations between rock-type an rock age, as it has been observed for the volcanics of the northern Hessian Depression (Kreuzer et al. 1973;Wedepohl 1982) cannot be proved certainly. On the other hand, similar to the basaltic rocks of the northern Hessian Depression, the youngest volcanic product is an olivine-nephelinite (9 Ma).

Résumé

Entre les complexes volcaniques du teriaire récent du Westerwald et du Vogelsberg, il existe plus de 40 occurrences de volcanites tertiaires sous forme de filons, de cheminées érodées et de pitons. Douze d'entre elles ont été étudiées pétrographiquement et chimiquement; pour les autres des analyses modales ont été effectuées. Pour 17 volcanites, des déterminations d'ăge K-Ar en roche totale ont été faites. Les datations se situent entre 27 Ma et 15 Ma à l'exception d'une néphélinite à olivine. Les ăges K-Ar permettent dans la plupart des cas de les subordonner, génétiquement quant à l'âge, au complexe volcanique voisin. Une superposition géographique des volcanites d'âges Vogelsberg avec les volcanites d'âge Westerwald ne peut être établie. Par des déterminations supplémentaire K-Ar effectuées sur des phases de roches enrichies, on a estimé l'influence d'un excès d'apport possible en Ar (par ex. xénolithes du manteau) et de pertes en Ar subies par les constituants de la matrice. Ces effets, qui se compensent en partie, faussent les âges en roche totale K-Ar au maximum d'environ 5 % et sont de l'ordre de grandeur des écarts standard des valeurs individuelles.

Un dérangement bien marqué, de direction NNE-SSW, s'étendant entre Marburg et Giessen, parallèle et à quelques km. à l'Est de la bordure orientale de La Rheinische Schiefergebirge, forme la limite, jamais franchie, par les volcanites des deux groupes d'âge. Des relations entre type de roche et âges K-Ar, telles qu'elles furent observées pour les volcanites de la dépression septentrionale de la Hesse (Kreuzer et al. 1973;Wedepohl 1982) n'ont pas pu être établies de façon univoque, quoique pour la néphélinite à olivine d'âge 9 Ma une relation cohérente entre l'âge et le chimisme n'est pas à exclure.

Краткое содержание

Между позднетретичн ым вулканическим ком плексом Вестервальда и Фогел ьгебирге существует более 40 отд ельных обнажений три тичных вулканитов в виде жил, эродированных жерл вулканиов и вулк анических куполов. На этих 12 обнажениях провели п етрографический и химический анализ, а на остальных — только модальный анализ. С помощью калиево/арго нового метода был опр еделен возраст 17-?? вулканитов. Полученные данные говорят, что их возраст составляет о т 27 до 15 Ма, за исключением оливин-н ефелинитовых пород. В большенстве с лучаев удается устан овить возраст этих вулканитов и провест и сравнения с другими вулканическими комп лексами. На основании полученных данных ус тановили, что вулкани ты Фогельгебирге и тако вые Вестервальда разновозрастные. Доп олнительные определ ения возраста по этому мет оду обогащенных минералов разрешает оценить и присутстви е возможных источников избытка аргона, как напр.: ксено литов мантии, и потери его из составных частей осн овной массы пород. Эти эффекты, час тично друг друга ниве лируют и приводят к неправиль ным данным возраста по калиево-а ргоновому методу мак симально на примерно 5 %, что лежит в границах стандартн ого разброса отдельн ых величин. Вулканиты обеих возр астных групп доходят до заметного нарушения, простирающегося на северо-северовост ок — юго-югозапад и про ходящего между Марбургом и Гис сеном параллельно восточн ому краю Рейнских сла нцевых гор, расположенных несколько восточнее, но его не переходят. Св язь между типом пород и возраст ом по калию-аргону, как это отмечают для в улканитов северной г ессенской впадины (Kreuzer и др., 1973; Wedepohl 1982), здесь установи ть явно не удается, хот я в случае оливин-нефели нитов с возрастом в 9 Ма, связ ьмежду возрастом и хи мизмом возможна.