DIPLOMARBEIT UNTERsUCHUNGEN ZUR GEOLOGlE ...
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166 A4/A3<br />
4 A1<br />
<strong>DIPLOMARBEIT</strong><br />
<strong>UNTERsUCHUNGEN</strong> <strong>ZUR</strong> <strong>GEOLOGlE</strong>,<br />
PETROGRAPHIE, GEOCHEMIE<br />
UND LAGERsTÄTTENGENEsE<br />
DER WOLFRAM-ERZE DES sCHEELIT<br />
VORKOMMENS VON GUssARVsHYTTAN<br />
(KOPPARBERGS LÄN, MITTELsCHWEDEN)<br />
MIT KARTlERUNG IM<br />
MABSTAB 1:10000<br />
(152 S.; 79 Abb.; 7 Anlagen)<br />
vorgelegt beim Fachbereich Geowissenschaften<br />
der Westfälischen-Wilhelms-Universität MUnster<br />
von<br />
Klaus Middeldorf<br />
aus Leopoldshöhe<br />
im April 1985
INHALTSVERZEICHNIS<br />
1.0 Einleitung und Prob1emste11ung 1<br />
2.0 Geographischer Uberb1ick 2<br />
3.0 Geo1ogischer Uberb1ick . • • • • • • • • • • 4<br />
3.1 Allgemeines und Uberregionale Geologie . . . . 4<br />
3.2 Geologische Karte und Profile ..... 9<br />
3.3 EinfUhrung in Geologie und Stratigraphie des<br />
Kartiergebietes . . . . . . . . . . . · . 10<br />
3.4 Bisherige g~ologische Bearbeitungen · .. 11<br />
4.0 Arbeitsmethoden und Geräte • . • 12<br />
5.0 Gesteine des Kartiergebietes und deren Petrographie •. 14<br />
5.1 Leptit-Metabasit-Serie .. 14<br />
5.1.1 Lept i te 14<br />
5.1.1.1 Allgemeines . .. 14<br />
5.1.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie ..... 16<br />
5.1.2 Metabasite . . . . . . . . . . . . . . . . . 24<br />
5.1.2.1 Allgemeines<br />
5.1.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
. 24<br />
25<br />
5.1.3 Karbonate 26<br />
5.1.3.1 Allgemeines . 26<br />
5.1.3.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie . 27<br />
5.2 Grönstens-Urgranit-Serie . . . . . . . . . . 28<br />
5.2.1 Metamonzodiorite . . . . . . . . . . . . . .. 29<br />
5.2.1.1 Allgemeines . .. 29<br />
5.2.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie ..... 30<br />
5.2.2 Urgranite<br />
5.2.2.1 Allgemeines<br />
. . 32<br />
. . 32<br />
5.2.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie ... 33<br />
5.3 Skarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />
5.3.1 Allgemeines 40<br />
5.3.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie .. 40<br />
5.4 JUngere Yulkanite . . . . . . 42<br />
5.4.1 Diabase . 42<br />
5.4.1.1 Allgemeines .. 42<br />
5.4.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie 42<br />
5.4.2 Gustafsporphyre 45<br />
5.4.2.1 Allgemeines 45<br />
5.4.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie 46<br />
6.0 Geochellie der Gesteine · · . . . . 48<br />
6.1 Leptit · · · · · · 48<br />
6.2 Metabasit<br />
· · · · ·<br />
57<br />
6.3 Karbonate . . . . . . . 57<br />
6.4 Metamonzodiorit<br />
· · · 58<br />
6.5 Urgranit · · · 60<br />
6.6 Skarne . . . 63<br />
6.7 JUngere Yulkanite<br />
· · · · · · · · · · · · 63<br />
I
7.0 Untersuchungen der Gesteine mit Hilfe des<br />
Röntgendiffrakto.eters • • • • • • • • 67<br />
8.0 Lagerstätten des Arbeitsgebietes • • •• 70<br />
8.1 Beschreibung der wichtigsten vorkommenden Erzminerale 70<br />
8.2 Scheelit-Vererzung bei Gussarvshyttan 74<br />
8.2.1 Geologie der Lagerstätte 74<br />
8.2.2 Gesteinsbeschreibung, Petrographie und Geochemie .. 76<br />
8.2.2.1 Leptite . . . . . • .. . 76<br />
8.2.2.2 Amphibolite . . . . . . . . 76<br />
8.2.2.3 Karbonate . . . . . . . 77<br />
8.2.2.4 Skarne . . .. .... 77<br />
8.2.2.5 Pegmatite . . . . . . .. . .... 87<br />
8.2.3 Untersuchungen det einzelnen Erzkörper .. 88<br />
8.2.4 Geochemische Untersuchungen der Nebengesteine aus der<br />
Bohrung GAH 5 . ..<br />
. . 97<br />
8.2.5 Lagerstättengenese . . . . . . . . . . . . . 100<br />
8.2.5.1 Transportformen des Wolframs . . . . 100<br />
8.2.5.2 Modelie fur die Scheelitgenese in Gussarvshyttan 101<br />
8.3 Hällsjö-Gruva 105<br />
8.3.1 Allgemeine Beschreibung der Lagerstätte 105<br />
8.3.2 Petrographie und Geochemie der Gesteine ..... 107<br />
8.4 Schurfe am Hornberget und sudlich Persbo 108<br />
9.0 Kalkgruben 110<br />
10.0 Tektonik 111<br />
11.0 Geophysikalische Hessungen 117<br />
12.0 Zusa.menfassung und SchluBfolgerungen 121<br />
13.0 Literatur 124<br />
14.0 Anhang 129<br />
II
VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN<br />
Abbildung l. Position des Arbeitsgebietes .... 3<br />
Abbildung 2. Präkambrische Orogenesen Skandinaviens 4<br />
Abbildung 3. Tektonische Gliederung Schwedens 5<br />
Abbildung 4. Stratigraphische Ubersichtstabelle .. 7<br />
Abbildung 5. Geologische Ubersichtskarte des Arbeitsgebietes 8<br />
Abbildung 6. Topographische Kartel:50000 . . ...• 9<br />
Abbildung 7. Stratigraphische Abfolge des Arbeitsgebietes 11<br />
Abbildung 8. Geologische Ubersichtskarte mit Leptit-<br />
Varietäten . 15<br />
Abbildung 9. Brecciierung in Leptiten. . 17<br />
Abbildung 10. GefUge der Leptite (Bild I) und Quarzinklusionen<br />
(Bild II) ......•....•.<br />
. 18<br />
Abbildung 11. Mineralbestand der Leptite . .•. 22<br />
Abbildung 12. Quantitative Auswertung der Leptite<br />
23<br />
Abbildung 13. STRECKEISEN-DIAGRAMM der Leptite<br />
. 24<br />
Abbildung 14. Quantitative Auswertung der Metabasite<br />
26<br />
Abbildung 15. Aufnahme des Aufschlusses K 55 ...•. . 27<br />
Abbildung 16. Aufnahme des Aufschlusses K 84<br />
. • 29<br />
Abbildung 17. Quantitative Auswertung der Metamonzodiorite 31<br />
Abbildung 18. STRECKEISEN-DIAGRAMM der Metamonzodiorite und<br />
Urgranite . 32<br />
Abbildung 19. Myrmekit-Bildung und perthitische Entmischungen<br />
an Alkalifeldspäten<br />
. 35<br />
Abbildung 20. Amphibole und Titanite in Urgraniten .. 37<br />
Abbildung 21. Mineralbestand der Urgranite<br />
38<br />
Abbildung 22. Quantitative Auswertung der Urgranite<br />
. 39<br />
Abbildung 23. Skarn mit Scheelit-Kristall ......•. 41<br />
Abbildung 24. Tuna-Diabas .. . . ... . 43<br />
Abbildung 25. Urali tisierung .. .. . . . 44<br />
Abbildung 26. Gangschwärme von Diabasen und Porphyren . . 46<br />
Abbildung 27. O' CONNOR-DIAGRAMM (Leptite) ......•. . 48<br />
Abbildung 28. Häufigkeitsverteilung der Hauptelemente in den<br />
Leptiten. .. . . 49<br />
Abbildung 29. "Igneous spectrum"<br />
. 51<br />
Abbildung 30. SiOz - Zr/TiO z - Diagramm<br />
. . . 52<br />
Abbildung 31. Ce - Zr/TiO z - Diagramm .. ... . 53<br />
Abbildung 32. Zr/TiOl - Nb/Y - Diagramm . • . . . 54<br />
Abbildung 33. ArM - Diagramm der Leptite und Metabasite . 55<br />
Abbildung 34. Modell zur Leptit-Genese . . . . .. . 56<br />
Abbildung 35. NazO - KzO - Diagramm .. 58<br />
Abbildung 36. ArM - Diagramm der Metamonzodiorite und Urgranite<br />
... .... .. . 59<br />
Abbildung 37. Häufigkeitsverteilung der Hauptelement-Oxide der<br />
Urgranite .. . 61<br />
Abbildung 38. O'CONNOR - Diagramm der Urgranite . . .. .. 62<br />
Abbildung 39. NazO+KzO - SiO z - Diagramm ..... 64<br />
Abbildung 40. TiOl - KlO - PzOs - Diagramm •.•.. 65<br />
Abbildung 41. Trennung von Basalten verschiedener Bildungsräume<br />
im Al z03<br />
- reo - MgO - Diagramm .. 66<br />
Abbildung 42. Strahlengang des Diffraktometers<br />
67<br />
Abbildung 43. Probenhalter zur Gesteinsuntersuchung am<br />
Röntgendiffraktometer . . . .. . ... . 68<br />
III
Abbildung 44.<br />
Abbildung 45.<br />
Abbildung 46.<br />
Abbildung 47.<br />
Abbildung 48.<br />
Abbildung 49.<br />
Abbildung 50.<br />
Abbildung 51.<br />
Abbildung 52.<br />
Abbildung 53.<br />
Abbildung 54.<br />
Abbildung 55.<br />
Abbildung 56.<br />
Abbildung 57.<br />
Abbildung 58.<br />
Abbildung 59.<br />
Abbildung 60.<br />
Abbildung 61.<br />
Abbildung 62.<br />
Abbildung 63.<br />
Abbildung 64.<br />
Abbildung 65.<br />
Abbildung 66.<br />
Abbildung 67.<br />
Abbildung 68.<br />
Abbildung 69.<br />
Abbildung 70.<br />
Abbildung 71.<br />
Abbildung 72.<br />
Abbildung 73.<br />
Abbildung 74.<br />
Abbildung 75.<br />
Abbildung 76.<br />
Abbildung 77.<br />
Abbildung 78.<br />
Abbildung 79.<br />
Minerale der Scheelit-Reihe . . . . . . . . . . 70<br />
Aufnahme eines Scheelits ..........• 72<br />
Elementspektrum zweier Scheelit-Kristalle ... 73<br />
Skarn-Typen . . . . . . . . 77<br />
Mineralbestände der Skarne . . . .. . 78<br />
Aufnahme zonlerter Granate<br />
. 79<br />
Aufnahme zonierter Epidote . . . . . . . 80<br />
Scheelite in Granat-Skarn . . . . . . . . . . . 81<br />
Aufnahme von Scheelit in Granaten . . . . . . . 82<br />
Elementverteilung in den Skarnen<br />
. . . 83<br />
Clusteranalyse . . . . .. ..... 84<br />
Hauptelementbilanz der Verskarnung ...•.. 85<br />
Ni/Co-Verhältnis<br />
86<br />
Durchschnittselementgehalte aller drei Erzkörper 89<br />
Durchschnittselementgehalte des Erzkörpers I 90<br />
Durchschnittselementgehalte Erzkörper II . 91<br />
Durchschnittselementgehalte Erzkörper III ... 92<br />
W-Verteilung im Erzköper I I .. . . . . . . . . 93<br />
W-Verteilung in den drei Erzkörpern entlang<br />
eines N-S-Profils . . . . . . . . • . • . . . . 94<br />
W-Verteilung im Erzkörper lentlang eines E-W-<br />
Profils . . . . . . . . . . . . . 95<br />
W-Verteilung im Erzkörper II entlang eines E-W-<br />
Profils . . . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />
Verteilung der Leptit-Varietäten in der Bohrung<br />
GAH 5 • . . . . . . • . . • . • • . •. .. 97<br />
Durchschnittliche W-Gehalte magmatischer Gesteine<br />
. • 98<br />
Korrelationskoeffizienten .. 99<br />
Vektor-Diagramm . . . . . . . . . . . . 104<br />
"Feuersetzen" . . . . . . . . . . 106<br />
Erzanalysen aus der Hällsjö-Guva • • • • 107<br />
Kalkgruben K 55 . . . . . . . . . 110<br />
faltenachsen-Diagramm . . • • . • . 111<br />
Aufnahme einer Falte •..... 112<br />
Kluftdiagramme aus den Urgraniten am Rösasen<br />
und aus dem Asby-Diabas am Hällsjöberget 113<br />
Kluftdiagramme aus den Urgraniten am<br />
Hällsjöberget . . . . . . . . . . . 114<br />
Kluftdiagramme aus den Urgraniten am Röberget 115<br />
Magnetische Karte der Hällsjö-Gruva . . . . . 118<br />
Magnetische Karte eines Gebietes nördlich des<br />
Hällsjön<br />
119<br />
Magnetische Karte des Hällsjö-Bergets . . . . 120<br />
IV
DANKSAGUNG<br />
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. K. Poll, der durch sein<br />
Interesse am Thema die Anfertigung dieser Arbeit ermöglichte und<br />
durch seine Anregungen den Fortgang der Untersuchungen förderte.<br />
Danken möchte ich auch der Firma LKAB PROSPEKTERING AB, Stockholm<br />
und dort stellvertretend den Herren L.G. Ohlsson, S. Bjursted, M.<br />
Bromley-Challenor sowie B. Flood fur ihre Unterstutzung bei der<br />
Geländearbeit und bei der Anfertigung geochemischer Analysen sowie<br />
fur das finanzielle Engagement der Firma.<br />
Ganz besonders danken möchte ich an dieser Stelle meinen Eltern,<br />
die mir mit ihrer steten Anteilnahme und UnterstUtzung die FortfUhrung<br />
der Arbeit erleichterten.<br />
Sehr verpflichtet bin ich der Bundesanstalt fUr Geowissenschaften<br />
und Rohstoffe in Hannover (Prof. Stahl, Dr. Fesser, Dr. Raschka)<br />
fur die Erstellung chemischen Analysen der Skarnerze in ihren<br />
Labors.<br />
Mein weiterer Dank gilt Frau E. Knappe, die mir bei der Durchfuhrung<br />
der chemischen Analysen in Munster stets mit Rat und Tat zur<br />
Seite stand.<br />
All meinen Kommilitonen danke ich fur die kritischen Diskussionen<br />
und Anregungen.
1.0 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG<br />
Schweden ist schon von Alters her fUr seinen Reichtum an Bodenschätzen<br />
bekannt. Aus dieser Tatsache heraus entwickelte sich<br />
bereits frUh ein reger Bergbau, der den Grundstein fUr die wirtschaftliche<br />
BIUte und politische Bedeutung Schwedens im Mittelalter<br />
legte. Diese GroBmachtstellung basierte im wesentlichen<br />
auf dem Export von Kupfer aus der Grube von falun, ca. 20 km<br />
nördlich des Kartiergebietes. Zeitweilig kamen zwei Drittel der<br />
gesamten Weltproduktion an Kupfer aus diesem Gebiet.<br />
Durch die Intensivierung des Abbaues von Reicherzen in SUdamerika<br />
und Afrika ist der Bergbau Schwedens, besonders der Abbau von Eisenerzen,<br />
in den letzten Jahrzehnten stark reduziert worden.<br />
Stattdessen verstärkte man die Prospektion auf Erze der<br />
Buntmetalle, sowie auf Au-, Ag- und Pb- fUhrende Erze. Daneben<br />
galt ein besonderes Interesse der Suche nach Scheelit. Gerade<br />
die Region Bergslagen in Mittelschweden, in der das Arbeitsgebiet<br />
liegt, ist bekannt fur ihren Reichtum an Scheelit-Vorkommen.<br />
Im Rahmen eines groBräumigen Prospektionsprogrammes der<br />
schwedischen firma LKAB PROSPEKTERING AB in der Umgebung der ehemaligen<br />
Eisen-Grube Tomtebo ergab sich bei geochemischen Untersuchungen<br />
von Moränenmaterial eine Wolfram-Anomalie. Da eine<br />
geringe Scheelitvererzung aus der einige km östlich gelegenen<br />
Hällsjö-Gruva bekannt war, wurde die geologische Bearbeitung verstärkt<br />
und man fand schlieBlich das Scheelit-Vorkommen von<br />
Gussarvshyttan. Da dieses Vorkommen oberflächlich nicht ansteht,<br />
wurde es durch 17 Kernbohrungen abgebohrt und kartiert.Parallel<br />
dazu fuhrte man auch geophysikalische Messungen durch. Um genauere<br />
Vorstellungen Uber die Geologie der Umgebung zu erlangen,<br />
Ubertrug man mir, im Rahmen der Kooperation zwischen LKAB PRO<br />
SPEKTERING AB und der Universität Munster (Prof. K.Poll) 1983 die<br />
Aufgabe einer Detailkartierung im MaBstab 1:10000. Zusätzlich<br />
sollten an Hand von Dunnschliffen und Proben aus Bohrkernen<br />
Untersuchungen zur Petrographie, Geochemie und Lagerstättengenese<br />
des Vorkommens durchgefUhrt werden.<br />
l
2.0 GEOGRAPHISCHER UBERBLICK<br />
Die geographische Position des Arbeitsgebietes innerhalb<br />
Schwedens ergibt sich aus der Abb. l.<br />
Das Kartiergebiet liegt ca. 15 km ESE von Borlänge im Kopparbergs<br />
Län. Es deckt Teile von vier Kartenblättern der Ekonomisk Karta<br />
över Sverige im MaBstab 1:10000 ab : 13fli Folkarbyn, 13flj<br />
Rankhyttan, 13fOi Rösasen, 13fOj Gussarvshyttan. Administrativ<br />
gehört das Kartiergebiet teilweise zu Hedemora und teilweise zu<br />
Falun.<br />
Das Kartiergebiet wird beherrscht von drei Erhebungen, nämlich<br />
dem Rösasen (291 m U. NN), dem Hällsjöberget (231.1 m U. NN) und<br />
dem Röberget (230 m U. NN). Diese Höhen werden durch zwei NE-SWbzw.<br />
NW-SE-verlaufende Täler voneinander getrennt, die im Bereich<br />
des Gussarvshyttesjön zusammenlaufen. Nach S folgt eine flache<br />
HUgellandschaft ohne deutliche Reliefunterschiede.<br />
Das Landschaftbild wurde dur ch die letzte Eiszeit geprägt.<br />
vielen eiszeitlichen Hohlformen schufen den Reichtum an Seen<br />
Mooren im Arbeitsgebiet und seiner weiteren Umgebung.<br />
Die<br />
und<br />
Der sUdliche Teil des Kartiergebietes wird Uber die<br />
Mörttjärn, Gussarvshyttesjön, Rödsjön und Räsjön nach SUden Seen<br />
zum<br />
Dalälven entwässert, während die Oberflächenwässer des nördlichen<br />
Teiles Uber den Hällsjön zum Vikasjön abflieBen.<br />
Kiefern und Fichten sind die am häufigsten anzutreffenden Nutzholzarten.<br />
Laubhölzer sind selten; hauptsächlich handelt es sich<br />
dabei um Birken,die die Feuchtgebiete bevorzugen. Neben dem<br />
Waldbau ist die Viehhaltung in der Landwirtschaft vorherrschend.<br />
Erst in den letzten Jahren wird auch hier verstärkt Ackerbau betrieben,<br />
was jedoch durch die schlechten Bodenwerte und die verkUrzte<br />
Vegetationsperiode erschwert wird. Hauptsächlich wird<br />
Getreide, Raps und Gras angebaut. In frUheren Zeiten wurde an<br />
mehreren Stellen im Arbeitsgebiet Torf abgebaut.<br />
Die Besiedlung ist nicht sehr dicht, die landwirtschaftlichen Betriebe<br />
liegen als Einzelgehöfte weit verstreut in der Landschaft.<br />
Sie sind teilweise se hr alt und noch im Dalarna-Stil errichtet,<br />
fUr den eine Ansammlung mehrerer kleiner Holzhäuser und Scheunen<br />
mit dunkelrotem Anstrich typisch ist.<br />
2
Abbildung l. Position des Arbeitsgebietes: Schweden mit<br />
Umriss des Kopparbergs Län (gestriehelte Linie)<br />
und Lage des Arbeitsgebietes ( • ).<br />
3
3.0 GEOLOGISCHER UBERBLICK<br />
3.1 ALLGEHEINES UND UBERREGIONALE GEOLOGI E<br />
Ungefähr drei Viertel der Fläche Schwedens werden von<br />
präkambrischen Gesteinen eingenommen, die allerdings auf Grund<br />
der quartären Bedeckung nur tei1weise oberf1äch1ich anstehen.<br />
Sie setzen sich aus verschiedenen kristallinen Gesteinen zusammen,<br />
von denen Teile polymetamorph (low- bis medium-grade, vereinze1t<br />
auch high-grade; nach WINKLER, 1978) Uberprägt sind. Es<br />
handelt sich um Metavulkanite und -sedimente , synkinematische<br />
Intrusiva, sowie um nichtmetamorphe postkinematische Granite bis<br />
Gabbros.<br />
m.8 . Ze1lel nheit [reignis Sy nonyma<br />
60 0<br />
Pha nerozo i kum<br />
Kal edoni sche<br />
Orogenese<br />
Zeontral .. und NE - Sc.h",eden,<br />
Ska ndinavien Nordschweden F1nnland<br />
Jungproteroz oikum<br />
svekonorwegisch<br />
dll sland isc h<br />
100 0 Oals l an dische gotidisch<br />
Or oge nes e prliba l kl lisc h jotnlsch<br />
Hl ttelproterozolkum<br />
liubj o t ni s ch<br />
1750<br />
2500<br />
Svekoklrel1sche<br />
Or ogenese I vekokareiisch svekofennisch ka rel1sch<br />
Al t pr o t e r ozoi ku m ( marin ) ( epikont 1nen tal )<br />
be l omor i d i s ch<br />
Jungarchl1kum<br />
prligo t ldi s ch<br />
prlika relisch<br />
Abbildung 2. Präkambrische Orogenesen Skandinaviens : Zusammenstellung<br />
der am häufigsten verwendeten Begriffe<br />
(verändert nach RICKARD , 1975).<br />
In der Literatur existieren fUr dieselbe präkambrische Orogenese<br />
Skandinaviens verschiedene Bezeichnungen. So werden z.B. die Begriffe<br />
"Svekofennium", "Karelium" und "Svekokarelium" oft zusammen<br />
genannt. Insofern bedUrfen diese Begriffe einer Klärung.<br />
RANKAMA &WELIN (1972, zit. bei LUNDQUIST, 1979, S. 6) definieren<br />
desha1b : " . . . the term Svecokarelian has been recommended to<br />
replace the concepts Svecofennian and Karelian cycle or orogeny."<br />
RICKARD (1979) bezeichnet die frUhproterozoische Orogenese<br />
Skandinaviens als svekokarelische Orogenese mit einer<br />
epikontinentalen karelischen und einer marinen , höher<br />
metamorphen, svekofennischen Fazies. KOARK (1970) gibt fUr das<br />
Karelium ein Hauptverbreitungsgebiet in Nordfinnland und in einem<br />
ca. 100 km breiten Streifen in Nordschweden an, während sich das<br />
Svekofennium in SUdfinnland und Mittel- bis Nordschweden er<br />
4
o<br />
TE KTO NISCHE GLIEDER UNG<br />
SCHWEDENS<br />
D P rc kc ", br iu""<br />
~ Kcm br os ill:"<br />
• Mesozoikum u. T,rt iö'<br />
100 2 00 Km<br />
I ,<br />
Abbi1dung 3. Tektonische Gliederung Schwedens: Ubersicht<br />
nach KOARK (1970) mit Position des Arbeitsgebietes<br />
(.).<br />
5
streckt. In der Abb. 2 sind verschiedene Begriffe, die fUr die<br />
einzelnen präkambrischen Orogenesen Skandinaviens existieren, zusammengefaBt<br />
und geordnet. Die von RANKAMA & WELIN (1972) verwandte<br />
Bezeichnung "Svekokare1isch" ist mitt1erwei1e a11gemein<br />
anerkannt und wird auch im.fo1genden von mir benutzt werden.<br />
Das schwedische Präkambrium wird vom svekokare1ischen Orogen beherrscht.<br />
Von S nach N 1äBt es sich nach KOARK (1970) in fo1<br />
gende GroBeinheiten gliedern:<br />
o<br />
o<br />
o<br />
Zentra1schwedische Leptitregion<br />
A1fta-Synk1inorium<br />
Geosynk1ina1e des Zentra1-Norr1andes, mit sUd1icher<br />
und nörd1icher Marginalzone<br />
Das Kartiergebiet 1iegt im Bereich der Zentra1schwedischen<br />
Leptitregion, deren genaue Position der Abb. 3 entnommen werden<br />
kann.<br />
Die Zentralschwedische Leptitregion wird in erster Linie aus<br />
sauren Vulkaniten aufgebaut, untergeordnet treten intermediäre<br />
und basische Effusiva, Karbonatgesteine sowie verschiedene<br />
Klastika auf (KOARK 1970). Während der Orogenese, die Uber<br />
isoklinalen faltenbau zu steilachsiger Schlingentektonik (HUBNER<br />
1966, LUNDQUIST 1979) fUhrte, drangen synorogene Intrusiva<br />
granitischer bis gabbroider Zusammensetzung auf. Spätorogen kam<br />
es durch gebietsweise Absenkung zur Migmatisierung sowie zur<br />
Intrusion pegmatitreicher Granite ("Yngre Granit").<br />
Eine Zusammenfassung der stratigraphischen Abfolge der während<br />
der svekokarelischen Orogenese gebildeten Gesteine sowie einiger,<br />
fUr Zentralschweden bedeutender postsvekokarelischer Gesteine<br />
gibt die Abb. 4.<br />
In Skandinavien gibt es sechs Erzprovinzen, von denen drei im Bereich<br />
des svekokarelischen Orogens liegen :<br />
o<br />
o<br />
o<br />
Zentralprovinz<br />
Skellefte-feld<br />
Norrland-fe-Cu-Provinz (z.B. Kiruna)<br />
Die Zentralprovinz ist identisch mit der Zentralschwedischen<br />
Leptitregion. Neben der f1ächenmäBigen Sonderstellung, die das<br />
svekokarelische Orogen in Schweden einnimmt, ist gerade seine<br />
ökonomische Bedeutung von Wichtigkeit.<br />
Glaziale Ablagerungen des Quartärs sind weit verbreitet. Besonders<br />
im NE-Teil des Kartiergebietes findet man viele groBe<br />
glazigene B1öcke. Die am häufigsten anzutreffenden quartären<br />
Lockergesteine sind Grundmoränen, die in Mächtigkeiten von Uber<br />
10 m (z.B. am SW-Hang des Hällsjöberget) auftreten. Die<br />
HauptflieB- und Transportrichtungen des von NNW nach SSE sich bewegenden<br />
Eises werden durch Gletscherschrammen auf<br />
glattgehobelten Gesteinsoberflächen sowie durch die Richtungen<br />
einiger Täler und fluBläufe dokumentiert. Die im Gelände einge<br />
6
CHRONO<br />
GEOCHRONOLOGIE STRATIGRAPHIE LITHOSTRATIGRAPHIE<br />
970 Post- Diabase von N-Dalarna<br />
1220 svekokarelische Asby-Diabas<br />
1371 Epoche und Tuna-Diabas, Gustafsporphyr<br />
nichtorogene<br />
Dala-Sandstein<br />
KomplelIe<br />
Dala-Grani te<br />
1635 Dala-Porphyre<br />
lb50<br />
1730<br />
1830<br />
Epoche später<br />
Hebung<br />
Epoche junger jiingere<br />
Granit- Granit- z.B. Filipstad-Granit<br />
lntrusionen Serie<br />
Epoche der<br />
Kratonisierung, mittlere z.B. Fellingsbro-Granit<br />
Regional- Granit- Stockholm-Granit<br />
metamorphose Serie<br />
und Granitintrusionen<br />
s pä t es Ri f t- Hauptphase tektonischer Kompression und<br />
Epoche der stadium Regionalmetamorphose, Konglomerate<br />
Supra- obere Graue Schiefer- Grönstens<br />
Leptit- Formation,<br />
?<br />
1860 krustal- Rif ts tadium Hällef linta- Schwarzschiefer,<br />
Schiefer- Grauwacken, obere<br />
entwick- Gruppe Leptit-Hälleflinta-<br />
Formation<br />
Iung<br />
beginnendes mittlere saure Vulkanite,<br />
Rif ts tadium Leptit- Karbonate, gebän- Leptit-<br />
Gruppe derte Pelite, Hetabasit<br />
Skarnerz- und Serie<br />
Eisenerz-Formation<br />
1900 friihes untere iiberwiegend saure<br />
vulkanisches Lept il- Vulkanite<br />
Stadium<br />
Gruppe<br />
Abbildung 4. Stratigraphische Ubersichtstabelle: Zusammenstellung<br />
svekokarelischer und postsvekokarelischer<br />
präkambrischer Gesteine Zentralschwedens<br />
(verändert nach LUNDQUIST 1979,<br />
DEN et al. 1982). Gesteine des Arbeitsgebietes:<br />
Leptit-Metabasit-Serie (Leptite,Metabasite<br />
Karbonate), Grönstens-Urgranit-Serie (Metamonzodiorite,<br />
Urgranite), Tuna-Diabas, Gustafsporphyr,<br />
Asby-Diabas.<br />
7
messenen Richtungen der Gletscherschrammen sind in der<br />
Geo1ogischen Ubersichtskarte in Abb. 5 zusammengefaBt.<br />
Geologjsche Obersichtskarte Gussarvshy.tl:.tln.<br />
Gustafsporphyr<br />
Diabase<br />
O 1000 2000 m<br />
[J<br />
D<br />
D<br />
D<br />
l2:J<br />
D<br />
I<br />
Urgranit<br />
Metamonzodiorit<br />
Skarn<br />
Karbonate<br />
Metabas it<br />
leptit<br />
Gletscherschrammen<br />
Abbi1dung 5. Geo1ogische Ubersichtskarte des Arbeitsgebiets:<br />
Verk1einerte Fassung der Geo1ogischen Karte<br />
1:10000 (Anlage l) mit den Richtungen der im<br />
Arbeitsgebiet eingemessenen G1etscherschrammen.<br />
B
3.2 GEOlOGISCHE KARTE UND PROf ILE<br />
Die geo1ogische Karte von Gussarvshyttan (Anlage l), die<br />
tektonische Karte (Anlage ?), die Aufsch1uBkarte (Anlage 3) sowie<br />
die Profile (Anlage 4) wurden im MaBstab 1:10000 sngefertigt.<br />
Aus der Schee1it-Lagerstätte liegen eine geologische Detailkarte<br />
(Anlage 5) und ein N-S-Profi1 (Anlage 6) im MaBstab 1:1000 vor;<br />
diese wurden, nur mit einer legende in Deutsch versehen, unverändert<br />
aus Berichten von LKAB PROSPEKTERING AB (1978, 1979, 1981)<br />
ubernommen.<br />
07<br />
06<br />
05 '<br />
03<br />
I<br />
02 1 i<br />
l<br />
I<br />
I<br />
01 l I<br />
!<br />
L... 93 . .. _..,.. ~? .._.. . 95<br />
98~<br />
~ ~o<br />
Abbi1dung 6. Topographische Karte1:50000: Ausschnitt sus<br />
der Topografisk Karta över Sverige, fältkarta<br />
13F Falun SO mit UmriB des Arbeitsgebietes.<br />
9
Da die Kartierung im Rahmen eines Prospektionsprogrammes erfolgte,<br />
sind in den Karten und Profilen Signaturen und farben<br />
verwandt worden, die in Schweden Ublich sind.<br />
Wie bereits erwähnt, liegt das Kartiergebiet im Bereich von vier<br />
verschiedenen Blättern der-Topographischen Karte (Ekonomisk Karta<br />
över Sverige, 1:10000). Deswegen, und aus der Tatsache heraus,<br />
daG diese Karten nur koloriert erhältlich sind (in nichtfarbigen<br />
Karten fehlen die Höhenlinien), wurde eine neue Karte erstellt,<br />
auf der nur die wichtigsten StraGen, Wege, Seen und Vorfluter<br />
eingetragen wurden. Sie diente als Grundlage fUr die geologische<br />
und fUr die tektonische Karte. Auskunft Uber die Topographie des<br />
Arbeitsgebietes gibt der in Abb. 6 dargestelite Ausschnitt der<br />
Topografisk Karta över Sverige, fältkarta 13F falun SO.<br />
J.J EINfUHRUNG IN GEOLOGIE UND STRATIGRAPHIE DES KARTIERGEBIETES<br />
Die Geologie des Kartiergebietes wird bestimmt von zwei verschiedenen<br />
Gesteinsserien, im N und NW von Gesteinen der Grönstens<br />
Urgranit-Serie und im S von Gesteinen der Leptit-Metabasit-Serie.<br />
Die Leptit-Metabasit-Serie repräsentiert die ältesten Gesteine<br />
des Kartiergebietes. Es handelt sich dabei um helle feinkörnige<br />
Gneise (Leptite) und um dunkle Amphibolite (Metabasite), die<br />
stark verfaltet sind, mit steil nach SW einfallenden faltenachsen.<br />
Die Amphibolite sind als NE-SW-streichende Linsen in die<br />
Leptite eingeschaltet, ebenso wie einige Vorkommen von teilweise<br />
sehr reinen Marmoren und deren Umwandlungsprodukten, den Skarnen.<br />
Nach N folgt die jUngere Grönstens-Urgranit-Serie mit hellen, als<br />
Urgranit bezeichneten Orthogneisen (Augengneise,<br />
Hornblendegranite) sowie weniger sauren Metamonzodioriten. Diese<br />
fruhorogenen Intrusiva sind mit den Gesteinen der Leptit<br />
Metabasit-Serie verfaltet. Bemerkenswert sind gröBere Leptit<br />
Linsen in den Urgraniten des NW-Teiles des Arbeitsgebietes und<br />
zwei Metamonzodiorit-Vorkommen in den Leptiten und Metabasiten im<br />
S-Teil.<br />
Beide Serien werden nochmals durchschlagen von Jungeren<br />
Amphiboliten von geringer Mächtigkeit (max. 5 m Ausstrichbreite).<br />
Diese mussen als synorogene Basalt-Gänge einer tektonisch ruhigen<br />
Phase der Orogenese angesehen werden, die später metamorph umgewandelt<br />
worden sind. Sie sind zu geringmächtig, um sie in einer<br />
Karte erfassen zu können. Sie zeigen keine bevorzugten<br />
Streichrichtungen.<br />
Die jUngsten Gesteine des Kartiergebietes sind postorogene<br />
Diabase und Porphyre. Man kann sie in zwei verschiedene Systeme<br />
einordnen, zum einen eine Schar NE-streichender Diabase (Tuna<br />
Diabas) und Porphyre (Gustafsporphyr) subjotnischen bis<br />
jotnischen Alters, zum anderen einen bis zu 15 m mächtigen<br />
NNW-streichenden Diabas-Gang (Asby-Diabas) jotnischen bis<br />
postjotnischen Alters (KULLING & HJELMQUIST 1948, HUBNER 1966).<br />
Beide Diabase unterscheiden sich nur in ihrer KorngröBe; der<br />
10
Tuna-Diabas ist feinkörnig mit cm-groBen Feldspat-Einsprenglingen<br />
und Kalzit-Mandeln, während der Asby-Diabas mittelkörnig ist und<br />
keine feldspat-Einspenglinge fuhrt. Er wird teilweise auch als<br />
"Mandelstensdiabas" bezeichnet (KULLING &HJELMQUIST, 1948).<br />
Stratig~p'hische Abfolg~<br />
Alter (Ma)<br />
Gesteine<br />
1220 Asby-Diabase<br />
1371 Gustafsporphyre, Tuna-Diabase<br />
1650-1750 Skarne<br />
1845- Urgranite<br />
1870 Metamonzodiorite<br />
) 1890 Karbonate<br />
Metabasite<br />
Leptite<br />
Abbildung 7. Stratigraphische Abfolge der Gesteine des<br />
Arbeitsgebietes: Altersangaben nach DRAKE<br />
(1981), LUNDQUIST (1979), DEN et al. (1982) und<br />
WILSON (1982).<br />
In der Abb. 7 wird die Stratigraphie der Gesteine des Arbeitsgebietes<br />
nach der Arbeit von LKAB PROSPEKTERING AB (1981) sowie eigenen<br />
Ergebnissen wiedergegeben.<br />
3.4 BISHERIGE GEOLDGISCHE BEARBEITUNGEN<br />
Uber die nähere Umgebung des Kartiergebietes gibt es kaum Literatur.<br />
Die meisten Arbeiten beschäftigen sich mit den verschiedenen<br />
Erzvorkommen. Hällsjö-Gruva, die einzige Mine im<br />
Kartiergebiet, wir d von mehreren Autoren kurz beschrieben, so von<br />
GEIJER & MAGNUSSON (1944), KULLING & HJELMQUIST (1948), HUBNER<br />
(1966), GRIP (1974) und SIND (1983). GroBmaOstäbliche Karten und<br />
deren Beschreibungen liegen von KULLING & HJELMQUIST (1948) und<br />
HJELMQUIST (1966) vor.<br />
Zusätzlich zu dieser Literatur sind noch verschiedene unveröffentlichte<br />
firmeninterne Arbeiten von LKAB PROSPEKTERING AB aus<br />
den Jahren 1978 bis 1981 zu erwähnen.<br />
11
4.0 ARBEIT5HETHODEN UND GERÄTE<br />
Die Probenahme im Gelände erfolgte nach unterschiedlichen Kriterien.<br />
Um die einzelnen GroBeinheiten nochmals untergliedern zu<br />
können, wurden einerseits makroskopisch unterschiedliche Ausbildungen<br />
der Gesteine selektiv beprobt, im Gelände einheitliche<br />
Partien dagegen nach dem Rastersystem. Bei den beiden groBen Gesteinseinheiten<br />
Leptit-Metabasit- und Grönstens-Urgranit-5erie<br />
lassen sich mehrere Typen unterscheiden. Von einigen<br />
repräsentativen Proben eines jeden Types wurden später DUnnschliffe<br />
hergestellt und geochemische Analysen durchgefUhrt. 50<br />
standen an DUnnschliffen und Analysen zur VerfUgung:<br />
DUnnschliffe Analysen<br />
Skarne 46 96<br />
Leptite 29 30<br />
Urgranit 22 26<br />
Metamonzodiorit 10 4<br />
Karbonate 6 2<br />
Metabasit 4 6<br />
Diabase 3 7<br />
Gustafsporphyr 3 3<br />
Pegmatite<br />
7<br />
Von den auf S. 10 beschriebenen synorogenen Basalten ( jetzt<br />
Amphibolite ) wurden weder DUnnschliffe angefertigt noch chemische<br />
Analysen durchgefUhrt, da diese Gesteine zu geringmächtig<br />
sind, um sie kartiermäBig zu erfassen.<br />
Von den zur VerfUgung stehenden Bohrkernen aus der Scheelit<br />
Lagerstätte von Gussarvshyttan wurden die Bohrungen GAH l, GAH 5<br />
und GAH 6 systematisch beprobt, die Ubrigen nur selektiv. Ein<br />
Teil Proben aus den Erzkörpern lag bereits gemahlen BUS frUheren<br />
Untersuchungen durch LKAB PROSPEKTERING AB (1981) vor; sie wurden<br />
so Ubernommen und von mir in die Analysengänge einbezogen. Bei<br />
der Bohrung GAH 5 erfolgte eine Beprobung auf ihrer gesamten<br />
Länge mit kontinuierlich sich verringernden Probenabständen in<br />
Richtung auf die Erzkörper. Am Anfang betrug der<br />
Beprobungsabstand 22 m, in der Nähe der Erzkörper unter l m. Aus<br />
frUheren Bearbeitungen der Bohrkerne lag eine petrographische Beschreibung<br />
bereits vor, die im Bedarfsfall präzisiert wurde.<br />
Die Auszählung der DUnnschliffe wurde mittels eines Leitz<br />
Zählokulares nach einer Vorschrift von BLASCHKE (1967) durchgefuhrt.<br />
Zur Minimierung des absoluten Fehlers bei der Auszählung<br />
wurden pro Schliff jeweils 1000 Punkte ausgezählt.<br />
Die Bestimmung der Haupt- und einiger Spurenelemente in Munster<br />
erfolgte durch ein Flammen-Atomabsorptionsspektrometer der Firma<br />
PERKIN ELMER (AAS 5000). Die Elemente Ti, Sr und Rb IieBen sich<br />
hierbei nur durch Additionsverfahren bestimmen, da die Matrix<br />
EinflUsse zu groB waren. Si und P wurden auf photometrischem<br />
Wege mit dem SPECTRONIC 210 UV der Firma SHIMADZU bestimmt. Die<br />
Erze und Nebengesteine der Wolfram-Lagerstätte von Gussarvshyttan<br />
12
konnten bei der BGR in Hannover auf Haupt- und Spurenelemente<br />
untersucht werden. Es handelte sich insgesamt um 96 Proben, die<br />
mit einem Röntgenfluoreszenzspektrometer der Firma PHILLIPS analysiert<br />
worden sind. Von den Proben muBten durch<br />
SchmelzaufschluBe mit Lithiumtetraborat Tabletten hergestellt<br />
werden, die nach BGR-internen MeBprogrammen bearbeitet wurden.<br />
Zur Eichung der Hannoveraner Ergebnisse lieO LKAB in ihren Labors<br />
in Stockholm einige Erzproben mit einem JARELL-ASH-ICP nochmals<br />
untersuchen. Die Analyse erfolgte nach firmeninternen<br />
MeBprogrammen (NJO und Au). Hierbei wurde bei den fur diese Arbeit<br />
besonders wichtigen W-Gehalten ermittelt, daO die<br />
BGR-Ergebnisse um 15-20 % zu hoch liegen. Dies konnte bei<br />
weiteren Kontrollmessungen auf photometrischem Wege in den Labors<br />
der Scheelit-Mine Yxsjöberg nochmals bestätigt werden. Da in<br />
dieser Arbeit haLlptsächlich die verschiedenen Erzproben untereinander<br />
verglichen werden sollen, fallen diese Diskrepanzen bei<br />
einer relativen Betrachtungsweise nicht sehr ins Gewicht; doch<br />
soll dieses Problem hier zumindest Erwähnung finden.<br />
Zur detaillierteren Untersuchung der Leptite ergab sich die Möglichkeit,<br />
anlässlich einer Gerätedemonstration 20 Proben auf Ni,<br />
Cr, Zr und Y mit einem AGW-ICP analysieren zu lassen.<br />
Zur Kontroile der Analysenergebnisse wurden in Munster und bei<br />
AGW die USGS-Standards BeR-l, AGV-l, GSP-l und G-2 mitgemessen.<br />
LKAB verwendete als Standard NJOSTD-2.<br />
Gesamtgesteins- sowie Mineraluntersuchungen erfolgten mit dem<br />
Röntgendiffraktometer D 500 von SlEMENS des Geologisch<br />
Paläontologischen Institutes Munster. Auf die genauen<br />
MeBparameter und -bedingungen 5011 noch im Kapitel 7.0 näher eingegangen<br />
werden. Zur Granatbestimmung und Scheelituntersuchung<br />
(Elementanalyse, Röntgenverteilungsbilder) wurde ein CAMBRIDGE<br />
Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Elementanalysen-System herangezogen.<br />
13
5.0 GESTEINE DES KARTIERGEBIETES UND OEREN PETROGRAPHIE<br />
5.1 LEPTIT-HETABASIT-SERIE<br />
5.1.1 Leptite<br />
5.1.1.1 A1lge.eines<br />
Der Begriff "Leptit", abgeleitet vom griechischen Wort 1eptos=<br />
leicht, wird seit der Tagung der Geological Society, Stockholm<br />
1908, zur Beschreibung von feinkörnigen Quarz-Feldspat- Gesteinen<br />
der skandinavischen Zentralprovinz und des Skellefte- Feldes verwandt.<br />
Leptite repräsentieren ehemalige Sedimente und saure<br />
Effusiva, besonders primäre und umgewandelte Pyroklastika<br />
(RICKARD 1979). SUNDlUS (1923) konnte bei Untersuchungen des<br />
Gryhyttefeldes nachweisen, daB die dort vorkommenden Hälleflinta<br />
und Leptite gröBtenteils vulkanische Bildungen darstellen, d.h.<br />
aus Laven und Tuffen entstanden sind.<br />
Nach GEIJER & MAGNUSSON (1944) liegt die KorngröBe der Leptite im<br />
Bereich zwischen 0.03 und 0.5 mm (max. l mm) fur die Grundmasse,<br />
Einsprenglinge sind gröber. Gesteine mit KorngröBen
Geolog i sche Ubers i chtskarte<br />
mit Lep.tit-Varietäten<br />
.<br />
• 1<br />
,,'<br />
.<br />
II<br />
.,'<br />
Diabas<br />
Gustafsporphyr<br />
D Urgranit<br />
EJ Metamonzodiorit<br />
D Skarn<br />
D Karbonat<br />
c:J Metabasit<br />
o 1000 2000 m 0 Leptit ,alkaliintermediär<br />
0 Leptit, K- extrem<br />
[!;J Leptit, No-extrem<br />
D Leptit, undifferenziert<br />
Abbildung 8. Geologische Obers~chtskarte mit Leptit<br />
Varietäten: Verkleinerte und simplifizierte<br />
Fassung der Geologischen Karte1:l0000<br />
(Anlage l).<br />
Insgesamt muB man sagen, daB sich aus der Literatur kein präzises<br />
Bild ergibt, um was es sich bei einem Gestein, das als Leptit bezeichnet<br />
wird, handelt.<br />
15
5.1.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Die im Kartiergebiet anstehenden Leptite sind in der Regel stark<br />
metamorph Uberprägt, umkristallisiert und teilweise vergneist, so<br />
daB exakte Aussagen Uber das Ausgangsgestein schwierig sind.<br />
VereinzeIt beobachtete Bänderung der Leptite durch Lagen feinverteilter<br />
Biotite, Chlorite und Amphibole mögen Hinweise auf die<br />
primäre Schichtung geben. Das Gestein ist teilweise stark<br />
verschiefert. Die Farben variieren von grau bis rosa; sehr dunkelgraue<br />
bis grUnliche Farben, die teilweise auch beobachtet werden<br />
konnten, sind auf einen besonders hohen Chlorit-Gehalt<br />
zurUckzufUhren.<br />
Die Leptite sind in ihrem Aussehen se hr heterogen. Im Gelände<br />
wurde zwischen fUnf verschiedenen Leptit-Typen unterschieden.<br />
Typ I Das beherrschende Merkmal dieses Types ist seine<br />
Bänderung, hervorgerufen durch Biotit- und ChIorit<br />
Lagen. Es treten in erster Linie hellgraue, beige und<br />
hellrosa Farben auf. Die KorngröBen schwanken; generell<br />
ist dieser Typ der grobkörnigste Leptit des<br />
Kartiergebietes. Vereinzeit fUhrt er etwas Pyrit.<br />
Typ II Diese Leptite sind als groBflächige Linsen im Typ I zu<br />
finden. Sie sind sehr feinkörnig, dicht und meist von<br />
hellgrauer bis -rosa farbe. Schichtsilikate sind deutlich<br />
weniger als im Typ I zu finden, eine Bänderung ist<br />
fast nicht erkennbar. Dieser Typ fällt durch seine<br />
ausgeprägte Homogenität Uber groBe Flächen hinweg auf.<br />
Die ErzfUhrung ist deutlich höher als beim Typ I.<br />
Typ III Die Gesteine dieses Typs sind die feinkörnigsten,<br />
dichtesten und härtesten des Kartiergebietes. Sie brechen<br />
splitterig, sind meist dunkelbraun, dunkelgrau bis<br />
schwarz und fUhren fast keine Glimmer. Auffällig ist<br />
der sehr hohe Gehalt an Erzen, wie Pyrit und<br />
Kupferkies. Da dieser Leptit-Typ ausschlieBlich im Bereich<br />
einer Störungszone zu finden ist, liegt die Vermutung<br />
nahe, daB er sekundär silifiziert worden ist.<br />
Typ IV Dieser Gesteinstyp unterscheidet sich von den anderen<br />
durch seine ausgeprägte Brecciierung. Die Gesteine<br />
sind hellgrUn bis rot, von Quarzadern durchzogen und in<br />
ihrem Gesteinsverband total gestört (Abb. 9). Es fällt<br />
auf, daB dieser Gesteinstyp nahezu paraliei zum Leptit<br />
Urgranit-Kontakt verläuft (siehe Anlage 1), was zu der<br />
Vermutung AnlaG gibt, daB die Bewegungszone durch die<br />
Granitintrusion angelegt worden ist.<br />
Typ V Auf Grund ihres Aussehens und Mineralbestandes erhielten<br />
die Proben dieses Typs den Geländenamen<br />
"skarnige Leptite" und sind auch als "skarnige Leptite"<br />
in der Geologischen Karte (Anlage l) verzeichnet. Sie<br />
haben teilweise einen sehr hohen Erz-Anteil. Die Gesteine<br />
dieses Typs, wie auch die Leptite des Typs IV,<br />
treten im Gelände immer nur in form k1einer räum1ich<br />
begrenzter Linsen auf.<br />
16
Abbildung 9. Brecciierung in Leptiten: Aufschlu8 K 158. Le<br />
= Leptit, Q = Quarz.<br />
Bedingt durch ihren se hr hohen Quarz-Anteil, sind die Leptite besonders<br />
widerstandsfähig gegen VerwitterungseinflUsse. In deren<br />
Verlauf kommt es dabei in der Regel zu einer Aufhellung der Gesteinsfarbe;<br />
au8erdem werden die Oberflächen rauher.<br />
Bei der mikroskopischen Bearbeitung von DUnnschliffen der Leptite<br />
zeigte sich, da8 sie alle holokristallin und dicht sind. Die<br />
Leptite des Types I und IV sind i.a. wechselkörnig, während die<br />
Gesteine der Typen II und III durch ihre Gleichkörnigkeit auffallen.<br />
Das GefUge ist Uberwiegend granoblastisch, mit vereinzeiten<br />
Ubergängen zu porphyroblastischem Gefuge mit Quarz- und<br />
Feldspatblasten in einer granoblastischen Grundmasse (Abb. 10).<br />
Die Gefugebestandteile lassen sich als hypidiomorph bis<br />
panxenomorph beschreiben. Sie sind im Raum richtungslos angeordnet,<br />
nur bei den Schichtsilikaten ist immer wieder eine<br />
Paralieitextur zu erkennen. Die einzelnen Gefugebestandteile<br />
sind wie folgt zu beschreiben:<br />
Quarz: Die Quarze zeigen deutlich undulöses Auslöschen, sind<br />
meist xenomorph und haben unregeImä8ige, sich verzahnende Korngrenzen.<br />
Die Korngrö8en schwanken zwischen wenigen um und 0.5 mm<br />
in der Grundmasse und bis zu 2 mm bei Einsprenglingen in<br />
wechselkörnigen Proben. Fur gleichkörnige Schliffe wurden max.<br />
0.09 mm ermittelt.<br />
Vereinzeit sind grö8ere Einzelkristalle in Richtung des ParallelgefUges<br />
der Schichtsilikate gestretkt. Bläscheninklusionen in<br />
Quarzkristallen sind verbreitet (Abb. 10). Nach TRÖGE R (1969)<br />
17
II<br />
Abbildung 10. GefUge der Leptite (Bild I) und Quarzinklusionen<br />
(Bild II): Bild I: ParalIeItextur<br />
der Biotite (Bi); Q = Quarz, Al =<br />
Alkalifeldspat, PI = Plagioklas. Vergrö8erung<br />
: 43.1:1. Bild II: Bläscheninklusionen in<br />
Quarzen; Signaturen siehe oben, Cl = Chlorit.<br />
Vergrö8erung : 91:1. Probe K 38a.<br />
18
kann es sich hierbei um Oberreste verheilter Beanspruchungen im<br />
Mineral handeln. Weitere Hinweise auf Druckbeanspruchungen geben<br />
Erscheinungen, die als beginnende Mosaikbildung zu deuten sind.<br />
Solche Erscheinungen entstehen unter trockenen<br />
Metamorphosebedingungen bei Temperaturen unterhalb von 300°C.<br />
Alkalifeldspat: Fur Alkalifeldspäte sind ähnliche KorngröBen ermittelt<br />
worden wie fur die Quarze. Sowohl in der Grundmasse als<br />
auch als Einsprenglinge sind sie xenomorph mit unregelmäBigen,<br />
sich verzahnenden Korngrenzen. Sammelkristallisation ist ebenso<br />
zu finden wie eine vereinzelte Auslängung paraliei zu den<br />
Glimmern. Es können in den Schliffen alle Formen von Umwandlungen<br />
und Zwillingsbildungen beobachtet werden, vom ursprunglichen<br />
Orthoklas bis zum perthitisch entmischten vergitterten<br />
Mikroklin.<br />
Verdrängungsvorgänge wie Myrmekit-Bildung sind vereinzeit zu finden;<br />
weitaus verbreiteter ist dagegen die Sericit-Bildung.<br />
Tropfenförmige Quarzinklusionen in den Alkalifeldspäten lassen<br />
sich als Verdrängungsprodukte deuten.<br />
Plagioklas: Plagioklase kann man sowohl als Matrixmineral als<br />
auch als Einsprenglinge finden. Sie sind ausnahmslos xenomorph<br />
und oft polysynthetisch verzwillingt.<br />
Bei den Plagioklasen handelt es sich in erster Linie um Oligoklas<br />
bis Andesin.<br />
Auch die Plagioklase sind teilweise stark umgewandelt. Es<br />
herrscht Sericitbildung vor, doch ist auch die Neubildung von<br />
Kalzit zu beobachten.<br />
Chiorit: Chiorit war in jeder untersuchten Probe zu finden. Der<br />
Chloritgehalt ist mitverantwortlich fur die dunkle Färbung einiger<br />
Leptite. Die Kristalle sind meistens xenomorph, selten<br />
hypidiomorph; ihre KorngröBen schwanken. Es handelt sich um<br />
blättrige und schuppige Aggregate oder um dichte, wirr verfilzte,<br />
parallele oder radialstrahlige Bildungen. Die Chlorite haben<br />
eine grunliche Eigenfarbe mit teilweise ausgeprägtem<br />
Pleochroismus. Die Interferenzfarben variieren von grun bis<br />
violett. Nach der Methode von ALBEE (1962, zit. in TRÖGER 1982,<br />
S. 117) wurden die Chlorite als Glieder der Diabantit-Rhipidolit<br />
Reihe bestimmt. Radialstrahlige Aggregate mit gelblich-gruner<br />
Eigenfarbe gehören zur Pennin-Klinochlor-Reihe.<br />
Biotit: Die Biotite sind immer xenomorph, meist paraliei eingeregelt<br />
oder radialstrahlig und von grunlicher bis bräunlicher Eigenfarbe<br />
mit ausgeprägtem Pleochroismus. Nur bei speziellen<br />
Schnittiagen fehlt dieser. "Pleochroitische Höfe" kommen ebenso<br />
oft vor, wie "bird-eye-structures". Der Biotit wird oft in<br />
Chiorit umgewandelt.<br />
Huskowit: Der Muskowit ist seltener als Biotit in den Leptiten<br />
zu finden und ist auch deutlich feinkörniger. Man findet ihn<br />
entweder als Einzelkristalle oder aber in Form von Sericit als<br />
Bildung umgewandelter Feldspäte, besonders der sauren<br />
19
Plagioklase. Muskowit ist immer xenomorph und oft paraliei eingeregelt.<br />
Im schliff ist er farbios und zeigt keinen<br />
Pleochroismus.<br />
Kalzit: Kalzit ist nur vereinzeit in den schliffen zu finden.<br />
In der Regel tritt er in Forn feiner Spalten- und<br />
Zwickelfullungen auf, seltener als Einzelkörner.<br />
Polysynthetische Verzwillingung ist weit verbreitet.<br />
Amphibol und Pyroxen: Beide Minerale konnten nur selten in den<br />
schliffen gefunden werden. Meist sind sie hypidiomorph bis<br />
xenomorph und gröberals der Hauptanteil der anderen Minerale.<br />
Die gut erkennbaren typischen Spaltwinkel erleichterten die<br />
Unterscheidung zwischen Amphibolen und Pyroxenen. Durch Bestimmung<br />
der Auslöschungsschiefe wurden die Amphibole als zur<br />
Aktinolith-Reihe gehörig und die Pyroxene als Diopsid bestimmt.<br />
Epidot-Reihe: Minerale dieser Reihe kommen zwar nur akzessorisch<br />
vor, sind aber in fast jedem schliff zu finden. Epidot ist dabei<br />
weitaus häufiger als der farblose Klinozoisit. Die Kristalle<br />
sind ausschlieBlich xenomorph und treten sowohl als SpaltenfUIlungen,<br />
als auch als Einzelkristalle auf. Der Epidot zeigt oftmals<br />
Zonarbau.<br />
Apatit, Titanit, Zirkon, Rutil, opake Erze: Diese Minerale sind<br />
nur akzessorisch in den Proben zu finden. Sie sind i.a.<br />
feinkörniger als die Grundmasse, xenomorph und fallen durch ihr<br />
hohes Relief und ihre bunten Farben auf. Titanit kommt häufig in<br />
der Nähe opaker Erze, wie limenit vor; Zirkon ist als EinschluB<br />
in Biotit leicht zu erkennen. Bei den opaken Erzen handelt es<br />
sich um Chalkopyrit, Hämatit, Magnetit und limenit. Pyrit ist<br />
vereinzeit in seiner typisch kubischen Kristallform zu finden.<br />
Bleiglanz wurde in gröBeren Mengen in den Leptiten nur in einer<br />
Probe aus der Nähe eines kleinen Erz-Schurfes gefunden. Apatit<br />
tritt immer in Form kleiner gerundeter Kristalle auf, während<br />
Rutile unregelmäBge Formen in den Schliffen aufweisen. Rutil<br />
zeichnet sich besonders durch seine hellbraune Eigenfarbe aus.<br />
Insgesamt sind 29 Leptite in Dunnschliffen bearbeitet worden, wovon<br />
18 nach der Point-counter-Methode ausgezählt worden sind<br />
(Abb. 11), bei den ubrigen Proben wurde der Anteil an Haupt- und<br />
Nebenbestandteile sowie der Akzessorien abgeschätzt. Diese Ergebnisse<br />
sind der Abb. 12 zu entnehmen.<br />
Im weiteren werden in dieser Arbeit die folgenden AbkUrzungen<br />
verwandt :<br />
20
*** ** * =<br />
Q<br />
Kf<br />
PI<br />
Bi<br />
Mu<br />
Cl<br />
Ep<br />
Klz<br />
Ca<br />
Gr<br />
Am<br />
Px<br />
Ap<br />
Zr<br />
Ru<br />
Sch<br />
Ti<br />
Hä<br />
Op<br />
Quarz<br />
Alkalifeldspat<br />
Plagioklas<br />
Biotit<br />
Muskowit<br />
ChIorit<br />
Epidot<br />
Klinozoisit<br />
Kalzit<br />
Granat<br />
Amphibol<br />
Pyroxen<br />
Apatit<br />
Zirkon<br />
Rutil<br />
Scheelit<br />
Titanit<br />
Hämatit<br />
Opake Erze<br />
Hauptbestandteile (mehr als 5 %)<br />
Nebenbestandteile (1-5 %)<br />
Akzessorien (kleiner als l %)<br />
Mineral im Schliff nicht vorhanden<br />
Die Ergebnisse der Schliffauszählung sind im QAP-Diagramm nach<br />
STRECKEISEN (1976) dargestelIt (Abb. 13). Danach kann man zwischen<br />
drei Gesteinszusammensetzungen unterscheiden: jeweils acht<br />
Proben fallen in das Dazit- bzw. Rhyodazit- Feld, während die<br />
Proben K 37 und K 124 rhyolithische Mineralzusammensetzung haben.<br />
Inwieweit diese Einteilung mit den nach rein makroskopischen Gesichtspunkten<br />
aufgestellten Leptit-Typen (siehe oben)<br />
korrellierbar ist, zeigt folgende Zusammenstellung:<br />
Dazit Rhyodazit Rhyolith Leptit-Typ<br />
"<br />
K 38a<br />
I<br />
K 69 "<br />
II<br />
K 76 "<br />
II<br />
K122<br />
II<br />
K 75 "<br />
II<br />
K 59a<br />
II<br />
Kl19 "<br />
V<br />
Kl18<br />
II<br />
K 99<br />
"<br />
IV<br />
K 49<br />
"<br />
I<br />
K 79 " I<br />
K125<br />
"<br />
I<br />
K 77<br />
"<br />
I<br />
KI06<br />
"<br />
I<br />
K 60<br />
"<br />
III<br />
K 78<br />
"<br />
III<br />
K 37<br />
"<br />
I<br />
K124<br />
I<br />
"<br />
21
GUH<br />
GUH<br />
GUH<br />
GUM<br />
GUH<br />
5-127<br />
5-128<br />
6 6<br />
6<br />
6<br />
7<br />
8<br />
GUM 6 10<br />
GUM 6 11<br />
GUM 14 44<br />
IC 30<br />
K 37<br />
IC<br />
38<br />
K 47<br />
K 49<br />
K 59.<br />
Il 60<br />
Q Kf Pl B1 Hu Cl<br />
.......-._ .......<br />
Ep C. Gr A. PK 11 Ap Zr<br />
* •<br />
.......... - ... * <br />
• * *<br />
......... * - -<br />
...... _** -* * * *<br />
*'** ...<br />
* * *'**<br />
...... - * - *<br />
* *<br />
*'** *'** *<br />
* *. -<br />
*<br />
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*<br />
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• •<br />
* *<br />
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*<br />
- -<br />
**<br />
-<br />
*<br />
*'** ... * *<br />
* *<br />
*'** ** *'** *<br />
*<br />
K 69<br />
*'** *'** *'** * * ** *<br />
* •<br />
K 70<br />
*'** ** ** ** *'** *'**<br />
* *<br />
K 74 *'** ... ... * *'**<br />
*<br />
Il 75<br />
*'** *'** *'** *'**<br />
- * • •<br />
K 76 *'** *'** *'** * ** .. * * *<br />
K 77 *'**<br />
K 78 ... *'** *'** *'**<br />
.. *.. .. ..<br />
*<br />
*<br />
K 79 *'** * * * ..<br />
• *<br />
K 99 ...... * ••<br />
*<br />
* • *<br />
K 106 *'** - ** *'** K 118<br />
*'** * . ** K 119<br />
... ...<br />
K 122 .......- .... -<br />
*<br />
* * *<br />
*<br />
. . * •<br />
* * *<br />
Il 124<br />
- ** -<br />
Il 125 ............- ....<br />
• *<br />
•<br />
*<br />
• • • *<br />
•<br />
• *<br />
•<br />
*<br />
*<br />
•<br />
Op<br />
•<br />
*<br />
*<br />
*<br />
•<br />
*<br />
•<br />
*<br />
•<br />
Abbildung 11. Mineralbestand der leptite: Abgeschätzte<br />
Mineralbestände der leptite. SignaturenUbersicht<br />
auf s. 21 . Unterscheidung in Haupt- und<br />
Nebengemengteile und in Akzessorien. Probenbezeichnung:<br />
K = AufschluBnummer, GAH = Bohrung<br />
aus dem Scheelit-Vorkommen von Gussarvshyttan.<br />
Aus diesen Ergebnissen wird anschaulich, daB bei den leptiten von<br />
Gussarvshyttan eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Gesteinszusammensetzungen<br />
nach rein makroskopischen Gesichtspunkten,<br />
wie sie HUBNER (1966) fUr das Kalvbäcken-Hällsjö-Gebiet<br />
verwendet, nicht in allen Fällen möglich ist. Dies ist besanders<br />
deutlich bei Gesteinen der Typen IV und V, wovon K 119 ins Oazitund<br />
K 99 ins Rhyodazit-Feld fallen. Wie allerdings bereits oben<br />
erwähnt, ist fUr die leptite des Types IV eine ZufUhrung von Lösungen<br />
auf einer Bewegungsbahn in Betracht zu ziehen, die eine<br />
Umwandlung im Mineralbestand, z.B. Albitisierung der<br />
Kalifeldspäte und damit eine Umwanolung von Oaziten in Rhyodazite<br />
bewirkt haben könnte.<br />
22
Na-Extreme Leptite<br />
Q Kf Pl Cl Bi Hu Ca Ep Am Px Op<br />
K 38 45.1 9.4 33.5 1.7 10.0 0.1<br />
K 59a 42.3 4.1 37.7 2.9 11.9 0.8 0.2 0.3<br />
K 69 46.8 5.2 28.0 4.7 12.6 0.2 2.3 0.2<br />
K 75 44.1 5.4 28.3 8.8 12.0 0.8 0.3<br />
K 76 45.4 7.1 28.6 2.0 13.8 0.1<br />
K 119 42.1 4.1 37.7 2.9 11.9 0.8 0.3 0.5 0.1<br />
K 122 44.2 7.7 33.6 1.2 13.1 0.2<br />
Alkaliintermediäre Leptite<br />
Q Kf Pl Cl Bi Hu Ca Ep Am Px Op<br />
K 49 44.8 21.1 19.9 8.1 3.0 2.5 0.6<br />
K 60 37.7 19.6 20.5 15.5 3.9 2.1 0.4 0.3<br />
K 77 40.3 17.8 22.6 6.2 8.2 4.0 0.9 0.3<br />
K 78 42.3 21.6 16.0 13.2 3.5 1.8 1.2 0.4<br />
K 79 48.1 20.4 21.3 7.8 1.2 1.2 0.2<br />
K 99 42.0 24.8 19.1 9.2 2.4 2.5 0.2<br />
K 106 39.1 24.3 20.9 6.3 4.0 2.5 1.4 0.6 0.9<br />
K 118 41.6 18.1 23.4 2.6 10.2 1.4 0.4 0.3<br />
K 125 36.7 21.9 24.8 10.0 2.3 4.3 0.2 0.2<br />
K-Extreme Leptite<br />
Q Kf Pl Cl Bi Hu Ca Ep Am Px Op<br />
K 37 42.8 37.5 11.9 1.5 6.3 0.2<br />
K 124 38.2 41.4 11.4 3.9 4.1 1.0 0.2<br />
Abbi1dung 12. Quantitative Auswertung der Leptite: Modalbestand<br />
der Leptite (in Vo1.-%), 18 Proben.<br />
Zusammenfassend kann gesagt werden, daB hel1graue bis -rote,<br />
nicht oder sehr schwach gebänderte Leptite (Typ II) einen höheren<br />
Plagioklas-Antei1 besitzen als die deut1ich gebänderten Modifikationen<br />
(Typ I), die im Schnitt auch etwas quarzreicher sind. Oie<br />
Unterscheidung zwischen Oaziten und Rhyodaziten beruht ausschlieBlich<br />
suf dem Kålife1dspat/P1agioklas-Verhältnis.<br />
23
Q<br />
I<br />
I<br />
K37 I<br />
• I •<br />
• I<br />
K12~<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I 2<br />
I<br />
I<br />
•<br />
A<br />
P<br />
Abbildung 13. STRECKEISEN-DIAGRAMM der Leptite: feldereinteilung<br />
: l = Rhyolith, 2 = Rhyodazit, 3 =<br />
Dazit. Auf gekennzeichnete Proben wird im<br />
Text Bezug genommen.<br />
5.1.2 Metabasite<br />
5.1.2.1 Allgemeines<br />
In die Leptite sind konkordant Linsen basischer Gesteine<br />
(Metabasite sens~ HOBNER, 1966) eingelagert. Die Mächtigkeiten<br />
variieren stark, sie schwanken zwischen einigen Dezimetern und<br />
mehreren hundert Metern. Die Grenze zu den Leptiten ist im Gelände<br />
unscharf, meistens sind beide Gesteine miteinander<br />
verfaltet. In den Randbereichen der Metabasitvorkommen schalten<br />
sich oft Leptit-Bänke, mit zunehmender Mächtigkeit nach auBen,<br />
eine Als Metabasite werden hier umkristallisierte Gesteine bezeichnet,<br />
die heute als Amphibolite varliegen. Ursprunglich<br />
scheint es sich um Tuffite gehandelt zu haben, man findet Anzeichen<br />
fur Schichtung und Gradierung und es sind Lagen mit<br />
quarzreichen, cm-groBen Linsen zu finden.<br />
Bei den Metabasiten und Leptiten handelt es sich mit ziemlicher<br />
Sicherheit um zeitgleiche Gesteine, deren Entstehung nur auf<br />
einen Wechsel im Chemismus des Eduktes zuruckzufuhren ist.<br />
24
5.1.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Das Gestein ist holokristallin, sehr feinkörnig und dicht, mehr<br />
oder weniger stark geschiefert und weist eine hohe Zähigkeit auf.<br />
Es hat meist dunkelgrUne Farben, bedingt durch den hohen<br />
Amphibolanteil. Bereits im HandstUck ist eine parallele Anordnung<br />
der nadeligen Amphibole zu erkennen. Immer wieder findet<br />
man konkordante 1-2 cm breite Quarzgänge und -linsen eingeschaltet,<br />
an denen die Verfaltung des Gesteins besonders deutlich<br />
wird. Die Metabasite fuhren verbreitet Erze, zum Teil in solchen<br />
Mengen, daB sie in fruherer Zeit abgebaut worden sind.<br />
Das Gestein ist nicht sehr beständig gegen Verwitterung. Es<br />
zeigt im Gelände wenig ausgeprägtes Relief und ist im angewitterten<br />
Zustand sehr leicht ritzbar. 50 konnten an mehreren 5tellen<br />
in Kartiergebiet Gletscherschrammen der Vereisungen<br />
eingemessen werden. Die angewitterten Oberflächen sind im allgemeinen<br />
sehr rauh und haben meistens eine hellbraune Färbung.<br />
Die Metabasite haben ein nematoblastisches GefUge durch die parallel<br />
eingeregelten Amphibole. Die GefUgebestandteile sind se hr<br />
unterschiedlich ausgebildet, teils idiomorph (bes. Amphibole),<br />
teils xenomorph. In der Regel ist das Gestein sehr gleichkörnig.<br />
Es besteht zum gröBten Teil aus Amphibolen, daneben sind<br />
Plagioklas, Quarz, Chiorit, Biotit, Epidot, Titanit .und opake<br />
Erze zu finden.<br />
Amphibol: Es treten zwei verschiedene Amphibole in den Schliffen<br />
auf, hauptsächlich handelt es sich um Amphibole der Tschermakit<br />
Reihe mit ausgeprägtem Pleochroismus von blaugrUn Uber oliv nach<br />
gelbgrun. Sie sind hauptsächlich hypidiomorph, vereinzeit auch<br />
idiomorph. Daneben finden sich noch nadelige Amphibole mit weniger<br />
ausgeprägtem Pleochroismus. Sie gehören zur Aktinolith<br />
Reihe. Insgesamt zeigen die Amphibole sehr oft<br />
Umwandlungserscheinungen; hauptsächlich wird Biotit gebildet,<br />
Chloritbildung ist seltener.<br />
Die parallele Einregelung der Amphibole ist nicht in allen Proben<br />
gleich deutlich, sie nimmt in SW-Richtung zu, während der Anteil<br />
idiomorpher Kristalle ebenso wie der Plagioklas-Gehalt abnimmt.<br />
feldspat: Die Plagioklase sind meistens stark umgewandelt in<br />
Sericit, Epidot und Kalzit; Verzwillingungen findet man nur selten.<br />
Es handelt sich bei den Plagioklasen um Andesine. Sie sind<br />
immer xenomorph und, wie alle leukokraten Minerale in den<br />
Metabasiten, feinkörniger als die Amphibole.<br />
Alkalifeldspäte(Mikroklin) sind nur sehr selten in den<br />
zu finden, so daB sie unberUcksichtigt bleiben können.<br />
Schliffen<br />
Quarz: In den Schliffen wurden Quarzgehalte von weit uber 10 ~<br />
bestimmt; es ist eine generelle Zunahme des Quarz-Gehaltes nach<br />
SW erkennbar. Die Quarze sind xenomorph und feinkörnig; vereinzeit<br />
findet man Anzeichen fUr Sammelkristallisation. Besanders<br />
25
in deutlich lagigen Partien der Metabasite ist ein Wechsel von<br />
Quarz-reichen und Amphibol-Chlorit-reichen Lagen deutlich.<br />
Chiorit: Chlorit ist in wechselnden Gehalten und Zusammensetzungen<br />
zu beobachten. Er ist meist xenomorph und folgt der<br />
Paralieitextur der Amphibole. Es handelt sich um Fe-reiche<br />
Formen.<br />
Biotit: Der Biotit hebt sich im Schliff dur ch seine hellbraune<br />
Farbe von den ubrigen Gemengteilen ab. Er zeigt blassbraunmittelbraun-Pleochroismus<br />
und kommt meist in Form faseriger Aggregate<br />
vor. Teilweise durchwächst er die Amphibole, deren<br />
Umwandlungsprodukt er darstellt, teilweise umfaltet er such besonders<br />
groBe Amphibol-Kristalle.<br />
Epidot, Klinozoisit, Apatit, Zirkon, Titanit, opake Erze: Die<br />
opaken Erze sind teilweise in solch hohen Gehalten vorhanden, daB<br />
sie fruher abgebaut worden sind. Es handelt sich in erster Linie<br />
um sulfidische Eisen- und Kupfer-Erze. Die ubrigen Minerale kommen<br />
nur akzessorisch vor, teilweise als sekundäre Bildungen.<br />
Eine petrographische Zuordnung der Metabasite in ein Feld des<br />
STRECKEISEN-DIAGRAMMES ist mangels Alkalifeldspäten nicht möglich.<br />
Die Ergebnisse der Schliffauszählungen sind in der Abb. 14<br />
zusammengefaBt. Eine genaue geochemische Klassifizierung der<br />
Metabasite erfolgt im Kapitel 6.2 .<br />
Am PI Q Bi Px el Op<br />
K 36 60.0 19.6 15.6 0.5 1.0 2.0 1.3<br />
K 59b 68.9 15.2 8.5 2.1 4.3 1.6<br />
K 143 70.9 9.9 5.6 4.0 7.9 1.7<br />
Abbildung 14. Quantitative Auswertung der Metabasite: Modalbestand<br />
der Metabasite (in Vol.-%), J Proben.<br />
5.1.3 Karbonate<br />
5.1.3.1 Al1ge.eines<br />
In die Leptit-Serie sind oftmals Karbonate eingeschaltet in Form<br />
mehr oder weniger mächtiger gestreckter Linsen von teilweise beträchtlichen<br />
AusmaBen. Sie lassen sich uber groBe Entfernungen<br />
hinweg verfolgen. Das Vor kommen von Karbonaten ist nicht suf bestimmte<br />
Teile der Leptit-Folge beschränkt, sie können in jeder<br />
stratigraphischen Position vorkommen.<br />
26
Es handelt sich bei den Karbonaten meist um sehr reine Kalke<br />
(93-96 % CaC0 3<br />
) , die jetzt als kristalline Marmore vorliegen.<br />
Dolomite findet man seltener. In den Randbereichen zum Nebengestein<br />
kommen verstärkt Minerale wie Pyroxen, Granat, Vesuvian und<br />
Plagioklase vor. Sie deuten einen Ubergang der Karbonate in Ca<br />
Mg-Skarne an. Dies ist zuruckzufuhren Buf Wechselwirkungen mit<br />
dem Nebengestein oder mit zugefuhrten Lösungen während der<br />
Metamorphose. Insofern sind diese Skarne als Reaktionsskarne zu<br />
deuten.<br />
5.1.3.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Fur gewöhnlich sind die Karbonate fein- bis mittelkörnig, mit<br />
hellgrauen bis rosa Farben, wobei rosafarbene Karbonate meist<br />
grobkörniger sind. Dunkle Farben sind zuruckzufuhren auf eingelagerte<br />
Silikate und Erze. Immer wieder findet man Einschaltungen<br />
anderer Gesteine von mm- bis dm-GrÖ8e. Es handelt sich<br />
hierbei meist um Leptit-Fetzen, seltener um Skarne. Diese Fremdgesteinseinschaltungen<br />
werden dur ch ihre grö8ere Härte weniger<br />
stark angewittert und dadurch freipräpariert (Abb. 15).<br />
Abbildung 15. Aufnahme des Aufschlusses K 55: Angewitterte<br />
Oberfläche der Karbonate mit herauspräparierten<br />
Leptit-Fetzen.<br />
Die Verwitterungsoberflächen sind sehr rauh, oftmals zellig ausgebildet.<br />
Beginnende Verskarnung erkennt man am ehesten durch<br />
einen Farbwechsel nach Grun. Solche Partien verwittern auch we<br />
27
niger stark. Die Grenzen zum Nebengestein sind unterschiedlich<br />
ausgebildet, oft reichen Apophysen des Nebengesteins in die<br />
Karbonate hinein; teilweise scheint es aber auch flieBende Ubergänge<br />
zwischen den Karbonaten und dem Nebengestein zu geben.<br />
Vereinzeit läBt sich in den Karbonaten eine geringe Vererzung beobachten.<br />
So findet man manchmal linsenartige Einlagerungen von<br />
sulfidischen Eisen- und Kupfererzen.<br />
Das Gefuge der Karbonate ist immer holokristallin und gleich- bis<br />
wechselkörnig. Abhängig von der Position innerhalb des<br />
Karbonatkörpers ist die Neubildung von Silikaten (Verskarnung)<br />
unterschiedlich weit fortgeschritten. An Neubildungen konnten in<br />
erster Linie Pyroxen, Ca-Granat, Vesuvian, Anorthit und vereinzeit<br />
Amphibol beobachtet werden. Die Hauptgemengteile sind wie<br />
folgt zu beschreiben:<br />
kalzit: Kalzit tritt in unterschiedlichsten KorngröBen auf, abhängig<br />
vom Grad der Sammelkristallisation. Die Kristalle sind<br />
meist xenomorph mit unregelmäBigen, sich verzahnenden Korngrenzen<br />
(Mosaik-Gefuge). Polysynthetische Verzwillingung ist weit verbreitet.<br />
Immer wieder findet man eingelagerte Quarze, an deren<br />
Rändern sich oft erste Umwandlungsprodukte (bes. Pyroxene) zeigen.<br />
Quarz: Quarz scheint bereits prlmar in den Karbonaten vorhanden<br />
gewesen zu sein. Er liegt meist in Form xenomorpher elliptischer<br />
Kristalle vor, die teilweise als Keime zur Bildung anderer<br />
Silikate dienen.<br />
Pyroxen, Granat, Plagioklas, Vesuvian, A.phibol, Chiorit: Diese<br />
Minerale sind als sekundäre Bildungen anzusehen. Sie kommen in<br />
unterschiedlichen Mengen vor. Bei den Granaten handelt es sich<br />
hauptsächlich um Grossular, bei unreineren Edukten auch um<br />
Andradit. Diopsid wird scheinbar als erstes Silikat gebildet.<br />
Man findet ihn bereits in kaum umgewandelten Marmoren am Rand der<br />
Quarze. Plagioklas entsteht nur selten, er lieB sich nur in<br />
einem Schliff nachweisen, ebenso wie Vesuvian, Chiorit und<br />
Amphibol.<br />
Die zur Klassifizierung eines Karbonates wichtigen Minerale sind<br />
Kalzit und Dolomit. Da Dolomit in den Schliffen so gut wie nie<br />
beobachtet worden ist, kann dieses Gestein als zu Marmor umgewandelter<br />
Kalk bezeichnet werden.<br />
5.2 GRÖNSTENS-URGRANIT-SERIE<br />
In die Vulkanite der Leptit-Metabasit-Serie drangen synorogen<br />
Intrusiva ein, und zwar wenig differenzierte Granite (heute als<br />
Gneisgranite auftretend) sowie bedeutend seltener basische Gesteine.<br />
Diese Intrusiva werden unter dem Begriff "Grönstens<br />
Urgranit-Serie" zusammengefaBt.<br />
28
5.2.1 Heta onzodiorite<br />
5.2.1.1 Allgemeines<br />
Die Metamonzodiorite werden als basische Differentiate der<br />
"Grönstens-Urgranit-Serie" (Grunstein-Urgranit-Serie) angesehen.<br />
Diese Gesteine sind die ältesten Bildungen der Serie und werden<br />
oft von sauren Gängen und Adern der etwas jungeren Urgranite<br />
durchschlagen. Ein Beispiel dafUr ist der in Abb. 16 gezeigte<br />
AufschluO K 84. Die Metamonzodiorite kommen in der Regel in grö<br />
Oeren Massiven vor und sind selten einheitlich aufgebaut. Gewöhnlich<br />
ist der Kontakt zum Nebengestein scharf.<br />
Auf Grund ihrer hohen Widerstandskraft gegen Verwitterung bilden<br />
die zugehörigen Gesteinsserien oft morphologische Erhebungen, die<br />
im Gelände deutlich verfolgt werden können, wie z.B. nördlich des<br />
Hällsjöbergets und sudlich des Hornbergets.<br />
Abbildung 16. Aufnahme des Aufsch1usses K 84: Metamonzodiorit<br />
mit Urgranit-Gang, Streichwerte (25°/63°).<br />
29
5.2.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Die Metamonzodiorite sind i.a. mittelkörnig, doch wurden an einigen<br />
Stellen auch grobkörnige Varietäten angetroffen, die in<br />
erster Linie aus bis zu 0.5 cm gro3en, teilweise idiomorphen<br />
Amphibolen aufgebaut sind. Diese grobkörnigen Ausbildungen kommen<br />
an zwei Stellen als Einschaltungen in den basischen Massiven<br />
vor und haben keine grö3ere Ausdehnung.<br />
Insgesamt ist dies Gestein holokristallin und dicht; an Handstucken<br />
lassen sich keinerlei metamorphe Gefuge erkennen. Grune<br />
Farben herrschen vor, von graugrun (bei feldspatreichen Formen)<br />
bis tiefdunkelgrun (bei besonders hoher Hornblende- und Biotit<br />
Fuhrung). Auffällig ist der teilweise se hr hohe Erz-Gehalt;<br />
meistens sind es Chalkopyrit, Magnetkies, Pyrit und Magnetit, die<br />
oft in Form von Nestern vorkommen. Au3erdem ist das Gestein<br />
teilweise von Epidot-Schlieren durchzogen.<br />
Gegen Verwitterung sind die Metamonzodiorite se hr beständig. Auf<br />
angewitterten Oberflächen sind häufig die groben Hornblenden am<br />
widerstandsfähigsten, so dan die Oberflächen sehr rauh sind und<br />
oft ein knotiges Aussehen haben.<br />
Die Gefugebestandteile der Metamonzodiorite sind in der Regel<br />
xenomorph, mit Ausnahme der groben Amphibole, die teilweise<br />
hypidiomorphe Kristalle bilden. Das gleich- bis wechselkörnige<br />
Gefuge ist granoblastisch bis lepidoblastisch. Vereinzeit kann<br />
man Umfaltungen der Amphibole durch Biotite finden; im allgemeinen<br />
sind keine bevorzugten Richtungen feststellbar.<br />
Bei elnlgen Schliffen fiel eine ausgeprägte Pigmentierung der<br />
Minerale auf. Die Amphibole zeigen häufig starke Umwandlungserscheinungen.<br />
Vereinzeit ist eine sekundäre Ausfullung der<br />
Spaltrisse einzelner Minerale durch opake Erze zu beobachten.<br />
Die hauptsächlich vorkommenden Gemengteile sind: Amphibol,<br />
Plagioklas, Alkalifeldspat und Quarz; Biotit, Chiorit, Epidot,<br />
Titanit, Apatit und opake Erze kommen in untergeordneten Mengen<br />
vor.<br />
Amphibol: Die Amphibole nehmen immer mehr als die Hälfte des<br />
Gesamtvolumens ein. Sie zeigen ausgeprägten Pleochroismus von<br />
blaugrUn nach gelblichgrUn. Aus Bestimmung der d-Werte mit dem<br />
Röntgendiffraktometer sowie aus der Auslöschungsschiefe kann man<br />
auf Amphibole der Tschermakit-Reihe schlie3en. Die Hauptbildungen<br />
bei der Umwandlung der Amphibole sind Biotit, Chiorit und<br />
Kalzit. Vereinzelt lassen sich in den Kristallen poikilitisch<br />
verwachsene Quarze beobachten.<br />
Plagioklas: Bei den Plagioklasen handelt es sich um Andesin bis<br />
Labradorit (An 4 0<br />
_ S 2<br />
) . Sie sind meist xenomorph in Zwickel zwischen<br />
den Amphibolen oder aber in Form langgestreckter<br />
hypidiomorpher Leisten mit polysynthetischer Verzwillingung zu<br />
finden. Die Plagioklase sind fast immer stark sericitisiert und<br />
vereinzelt mit Erzen pigmentiert.<br />
JO
Alkalifeldspat: Die Alkalifeldspäte sind fast immer verzwillingt<br />
nach dem Mikroklin-Gesetz. Sie kommen xenomorph bis hypidiomorph<br />
als Zwickelfullungen oder Einzelkristalle vor. Sericitisierung<br />
ist nicht ausgeprägt.<br />
Quarz: Quarz ist immer xenomorph und meist von kleinerer KorngröBe<br />
als die Feldspäte. Er zeigt wenig Subkornbau und ist oft<br />
als Zwickelfullung zu finden.<br />
Biotit: Biotit von heller Eigenfarbe tritt in fast jedem Schliff<br />
auf. Er ist meistens feinkörniger als die ubrigen Gemengteile<br />
und kommt in Form faseriger Aggregate vor. Biotit bildet ein<br />
Hauptumwandlungsprodukt der Amphibole.<br />
Chiorit: Chiorit entsteht ebenfalls bei der Umwandlung der<br />
Amphibole. Er ist sehr feinkörnig und strahlig ausgebildet. Es<br />
handelt sich hierbei um Minerale der Orthochlorit-Gruppe.<br />
Epidot, Titanit, Apatit und opake Erze: Epidot kommt selten vor,<br />
dann meist in Form schmaler Spaltenfullungen. Titanit findet man<br />
vereinzeit in relativ groOen und idiomorphen Kristallen. Opakes<br />
Erz ist in jeder Probe vorhanden, entweder feinverteilt in Form<br />
von Pigment, oder aber als xenomorphe bis hypidiomorphe Einzelkristalle.<br />
Die Ergebnisse der quantitativen Auswertung der Dunnschliffe sind<br />
in der Abb. 17 zusammengefaOt.<br />
Die Untersuchung der Dunnschliffe ergab eindeutig, daG im Gelände<br />
unterschiedlich aussehende Gesteine doch zu einer einzigen Gruppe<br />
zusammengefaOt werden können. Wie bereits beschrieben, ist<br />
Amphibol das Hauptgemengteil; die Gehalte schwanken zwischen 57.8<br />
und 75.2 %. Aus dem feldspat- und Quarzanteil der Proben sowie<br />
der bereits oben beschriebenen Bestimmung der Plagioklase als<br />
Andesine erfolgte die Zuordnung der Gesteine ins Monzodiorit-feld<br />
des QAP-Diagrammes nach STRECKEISEN (1976), genauer ins Quarz<br />
Monzodiorit-Feld. Das STRECKEISEN-DIAGRAMM ist in Abb. 18 dargestelit.<br />
Am PI Al Q Bi el Px Op<br />
K 2 57.8 27.6 8.1 4.1 2.1 0.3<br />
K 6 62.0 26.5 6.2 2.5 2.4 0.4<br />
K 9 60.3 27.2 6.9 2.1 2.9 0.6<br />
K 17 58.8 28.0 6.1 1.9 4.8 0.4<br />
K 18 62.1 27.1 7.4 2.1 0.3 0.7 0.3<br />
K 64 75.2 15.5 3.8 1.2 2.1 2.2<br />
K 66 64.5 27.7 6.6 1.3 2.2 0.7 3.2<br />
Abbildung 17. Quantitative Auswertung der Metamonzodiorite<br />
Modalbestand der Metamonzodiorite (in Vol.-%),<br />
7 Proben.<br />
31
Q<br />
,<br />
I<br />
K1106,.'<br />
K,49·~ •': .. • •<br />
•<br />
I ••<br />
I<br />
I<br />
I 2<br />
I<br />
I<br />
A<br />
p<br />
Abbildung 18. STRECKEISEN-DIAGRAMM der Metamonzodiorite und<br />
Urgranite: Feldereinteilung: l = Syenogranit,<br />
5.2.2 Urgranite<br />
2 = Monzogranit, 3 = Granodiorit, 4 = Monzodiorit.<br />
Kreuze = Metamonzodiorit-Proben,<br />
Punkte = Urgranit-Proben.<br />
5.2.2.1 Allgemeines<br />
Der Begriff "Urgranit" wird in Schweden verwandt zur Beschreibung<br />
synorogener Intrusiva der svekokarelischen Orogenese. Die Abgrenzung<br />
zu den jungeren Graniten dieses Zyklus erfolgte erstmals<br />
durch eine Arbeit von TÖRNE BOHM (zit. in GEIJER & MAGNUSSON<br />
1944). Es handelt sich bei den Urgraniten um eine stark differenzierte<br />
Serie von mehr oder weniger sauren Graniten. Sie bilden<br />
zusammen mit den Leptiten die Zentralschwedische<br />
Leptitregion. Durch die Umwandlung im Zuge der svekokarelischen<br />
Orogenese liegen die Urgranite heute als Orthogneise vor.<br />
Radiometrische Altersbestimmungen existieren fur die Urgranite<br />
Bergslagens bis jetzt nicht. Fur die ebenfalls fruhorogenen<br />
Uppsala- und Vänge-Granite wurden Rb-Sr-Gesamtgesteinsalter von<br />
1830 t 13 Ma bzw. 1813 t 6 Ma ermittelt (WELIN, KÄHR & LUNDEGARDH<br />
1979). DRAKE (1981) gibt fur die ältesten Granite Zentralschwedens<br />
einen Bildungszeitraum von vor 1845-1870 Ma an.<br />
32
Die Urgranite werden durchzogen von basischen Gängen mit Ausstrichbreiten<br />
von max. einigen Metern. Sie werden als ehemalige<br />
Basalte angesehen, die heute zu Amphiboliten umgewandelt vorliegen.<br />
Sie zeigen keine bevorzugte Streichrichtung, so daB man annimmt,<br />
daB es sich eve~tuell bei der Bildung der Basalte um<br />
mehrere Intrusionsepochen handelt. Das Intrusionsalter läBt sich<br />
eingrenzen auf den Zeitraum nach dem Aufdringen des Urgranites,<br />
aber vor der Intrusion der jUngeren Granite ("Yngre Granit");<br />
wahrscheinlich fand die Intrusion in einer ruhigen Phase der Gebirgsbildung<br />
statt.<br />
Die Urgranite sind sehr stark geklUftet. Sie zeigen die, fUr<br />
Granite typische, Wollsackverwitterung; Blockschuttbildung an<br />
Steilwänden und Vergrusung sind weit verbreitet. An exponierten<br />
Stellen sind die Urgranite vom Eis glattgeschliffen und weisen<br />
Gletscherschrammen auf. Insgesamt sind die Urgranite widerstandsfähiger<br />
gegen Verwitterung als die Leptite und bilden im<br />
Gegensatz zu ihnen morphologische RUcken mit teilweise sehr hohen<br />
Steilwänden, wie beispielsweise am Hällsjöberget mit ca. SO m<br />
Höhe.<br />
5.2.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Die Urgranite des Kartiergebietes sind insgesamt se hr heterogen.<br />
Die KorngröBen schwanken zwischen 0.1 mm bis 0.8 cm. Es herrschen<br />
im allgemeinen rötIiche Farben vor, doch kann das Gestein<br />
bei besonders hohem Biotit-Gehalt auch ausgesprochen dunkel erscheinen.<br />
Die feinkörnigen Urgranite sind meist heller als die<br />
gröberen Varianten.<br />
Das Gestein ist stark vergneist und umkristallisiert. Die<br />
Gneisstruktur wird besonders betont durch Biotit und<br />
Quarzbänder. Alkalifeldspat kommt teilweise in bis zu l cm<br />
groBen Blasten ("Augen") vor. Auf angewitterten Oberflächen<br />
fallen oftmals die verwitterungsbeständigeren Quarzbänder auf.<br />
Es kann zwischen vier verschiedenen Urgranit-Typen im Gelände unterschieden<br />
werden :<br />
Typ I Dieser Typ ist am weitesten verbreitet und wird gekennzeichnet<br />
durch seine stark ausgeprägte Gneisstruktur.<br />
Rote Farben herrschen bei diesem fein- bis<br />
mittelkörnigen Gestein vor, das wegen seines hohen<br />
Quarz-Gehaltes auch sehr resistent gegen Verwitterung<br />
ist. Ebenso fällt der teilweise sehr hohe Biotit<br />
Gehalt auf, der auch noch auf angewitterten Oberflächen<br />
die Gneisstruktur deutlich werden läBt.<br />
Typ II Dieses Gestein kann man wegen seiner bis l cm groBen<br />
Mikroklinblasten auch als Augengneis bezeichnen. Die<br />
Farben variieren von hellrot bis graubraun. Neben<br />
einem hohen Alkalifeldspatanteil zeichnet sich auch<br />
dieses Gestein dur ch einen hohen Biotit-Gehalt aus.<br />
Die Biotite sind paraIleI eingeregelt und umfalten die<br />
JJ
Mikroklinblasten. Wittern die Biotite heraus, erzeugen<br />
die zurUckbleibenden "Augen" oft knotige Oberflächen.<br />
GegenUber den Typen I und III neigt dieser Urgranit-Typ<br />
etwas eher zur Verwitterung (bes. zur Vergrusung) und<br />
läAt sich so leicht im Gelände erkennen.<br />
Typ III Abweichend von den vorhergenannten Urgranit-Typen I und<br />
II mit ihrer ausgeprägten Gneisstruktur fehlt dieses<br />
Strukturmerkmal hier fast völlig. DarUberhinaus ist<br />
dies Gestein auch viel feinkörniger. Es besteht hauptsächlich<br />
aus Quarz und feldspat; Biotit ist deutlich<br />
seltener zu finden und der Mikroklin-Anteil ist höher.<br />
Hellrot bis Beige sind die vorherrschenden rarben.<br />
Auch diese Gesteine sind, ähnlich wie die Urgranite des<br />
Typs I, sehr verwitterungsbeständig.<br />
Typ IV Hierbei handelt es sich nach KULLING & HJELMQUIST<br />
(1948) um einen Hornblendegranit. Er ist mittelkörnig,<br />
hat eine graue färbung und keinerlei Gneisstruktur.<br />
Auffällig ist schon im HandstUck der hohe Amphibol- und<br />
Biotitanteil. Dieser Typ ist weniger beständig gegen<br />
Verwitterung. Dies zeigt sich deutlich am Röberget, wo<br />
mit dem Ubergang vom Typ III zu diesem Gestein die<br />
Steilwände verschwinden und in sanftere Oberflächenformen<br />
Ubergehen.<br />
Obwohl sich die einzelnen Typen zum Teil deutlich unterscheiden,<br />
existieren doch flieBende Ubergänge zwischen ihnen, so daB die<br />
Grenzziehung teilweise subjektiv beeinfluBt worden ist.<br />
Bei der mikroskopischen Bearbeitung der Urgranite ergab sich folgendes<br />
Bild: Die Urgranite sind holokristallin, dicht, haben<br />
ein granoblastisches GefUge und sind gleich- bis wechselkörnig.<br />
Nur die Augengneise des Typs II sind porphyroblastisch mit<br />
granoblastischer Grundmasse. Die einzelnen Komponenten sind<br />
hypidiomorph bis xenomorph. Die Gefuge im Dunnschliff zeigen<br />
i.a. eine Paralieitextur der Biotite und Chlorite und teilweise<br />
auch der Quarze. Als Gefugebestandteile kommen vor: Quarz,<br />
Alkalifeldspat, Plagioklas, Biotit, ChIorit, Muskowit, Minerale<br />
der Epidot-Reihe, Apatit, Amphibol, Titanit, Granat und verschiedene<br />
opake Erze. Sie sind wie folgt zu beschreiben:<br />
Quarz: Die Quarze sind immer xenomorph. Die KorngröAen<br />
variieren zwischen 0.1 und > 5 mm. Sie zeigen deutlich<br />
Sammelkristallisationserscheinungen und ImplikationsgefUge. Besonders<br />
beim Typ I sind die Quarze teilweise in Richtung des<br />
Parallelgefuges der Schichtsilikate ausgelängt. Vereinzeit findet<br />
man in den Quarzen Bläscheninklusionen.<br />
Alkalifeldspat: Die Alkalifeldspäte sind immer xenomorph und<br />
zeigen unterschiedliche Grade perthitischer Entmischung und Zwillingsbildung<br />
(Abb. 19). Meistens handelt es sich um Mikroklin<br />
oder Mikroklinperthit. Die Alkalifeldspäte sind oft sehr stark<br />
unter Bildung von Sericit umgewandelt; Verdrängungsvorgänge<br />
(Myrmekit-Bildung, siehe dazu Abb. 19) lassen sich vereinzeit beschreiben.<br />
Quarzinklusionen sind selten in den Alkalifeldspäten<br />
zu beobachten.<br />
34
I<br />
II<br />
Abbildung 19. Myrmekit-Bildung und perthitische Entmischungen<br />
an Alkalifeldspäten: Probe K 28, Urgranit<br />
vom Hällsjöberget. Bild I: Randlich<br />
beginnende Verdrängungsvorgänge (Myrmekit<br />
Bildung) sowie<br />
Sericitisierung an Alkalifeldspäten<br />
(Al); Quarze (O) mit Bläscheninklusionen.<br />
PI = Plagioklas, Bi = Biotit, Cl =<br />
Chiorit. VergröBerung : 43.1:1.<br />
Bild II: Alkalifeldspat mit perthitischen Entmischungslamellen<br />
und beginnender Mikroklinvergitterung;<br />
Signaturen wie Bild I. Aufnahmen<br />
mit (+) Nieois; VergröBerung : 43.1:1.<br />
35
Plagioklas: Plagioklaseinsprenglinge sind nur untergeordnet in<br />
den Schliffen zu finden, hauptsächlich treten Plagioklase in der<br />
Grundrnasse auf. Sie sind ausnahmslos xenomorph und meistens<br />
polysynthetisch verzwillingt. Plagioklase unterliegen besonders<br />
stark den Umwandlungsproze?sen wie z.B. der Sericitisierung, die<br />
häufig beobachtet wurde.<br />
Bei den Plagioklasen der Urgranite handelt es sich um Orthoklase,<br />
nur fUr die Hornblendegranite wurden Andesine mit An 3 5<br />
_<br />
4 0<br />
bestimmt.<br />
Biotit: Biotit ist der am häufigsten vorkommende Glimmer. Er<br />
ist i.a. paraliei eingeregelt; Querbiotite sind selten. Verbreitet<br />
ist ein Pleochroismus von hell- nach dunkelgrUnbraun zu beobachten.<br />
Sehr oft zeigen die Biotite ein Oberflächenchagrain<br />
(bird-eye-structure) sowie pleochroitische Höfe. Sie sind vereinzelt<br />
umgewandelt in Chiorit.<br />
Chiorit: In den Urgraniten kommen zwei verschiedene<br />
Orthochlorite vor, die sich durch ihren Pleochroismus unterscheiden.<br />
Während die Chlorite der Pennin-Klinochlor-Reihe nur undeutlichen<br />
Pleochroismus zeigen, ist der Pleochroismus bei den<br />
Chioriten der Diabantit-Rhipidolith-Reihe sehr ausgeprägt. Beide<br />
Chlorite sind xenomorph, paraliei eingeregelt und zeigen oft<br />
anomale Interferenzfarben.<br />
Muskowit: Die Muskowite sind immer xenomorph. Man findet sie<br />
entweder als Einzelkristalle oder in Form feinverteilten<br />
sericitischen Muskowits.<br />
Epidot-Reihe: Minerale dieser Reihe sind in fast jedem Schliff<br />
zu finden, sowohl der bunte Epidot, als auch der farblose<br />
Klinozoisit. Beim Epidot ist Zonarbau weit verbreitet, und er<br />
zeigt immer Pleochroismus von farbios nach zitronengelb. Die<br />
Minerale dieser Reihe sind immer xenomorph und kommen als Spaltenfullungen<br />
und Einzelkristalle vor.<br />
Amphibol: Das Vorkommen von Amphibol ist auf die<br />
Hornblendegranite beschränkt. Sie sind teilweise idiomorph,<br />
meist aber xenomorph und zeigen deutlichen Pleochroismus von<br />
hell- nach dunkelgrUn. Meist sind sie in den Hornblendegraniten<br />
etwas gröber als die Ubrigen Gemengteile und kommen häufig zusammen<br />
mit Titanit vor (Abb. 20). Die Amphibole wurden als zur<br />
Tschermakit-Reihe gehörig bestimmt.<br />
Titanit: Titanit tritt häufig in Form idiomorpher Kristalle auf<br />
und ist meistens gröber als die Ubrigen Minerale. Vereinzelt ist<br />
eine feine Verzwillingung zu beobachten. Im Schliff zeigt<br />
Titanit leichten Pleochroismus und hat eine hellbraune Eigenfarbe.<br />
Apatit, Zirkon, Granat: Apatit findet man in jedem Schliff<br />
akzessorisch in Form kleiner eiförmiger Kristalle, die durch ihr<br />
hohes Relief auffallen. Zirkon kommt vereinzeit in Biotiten oder<br />
als kleine gerundete Körner in der Grundmasse vor. Granat wurde<br />
nur in einer Probe gefunden. Sie wurde in der Hällsjö-Gruva ent<br />
36
Abbildung 20. Amphibole und Titanite in Urgraniten: Probe<br />
K 107 vom Röberget. Idiomorphe Titanite (Ti)<br />
und hypidiomorphe bis xenomorphe Amphibole<br />
(Am); Sericitisierung der P1agioklase (PI).<br />
Al = A1kalifeldspat, Q = Quarz, Bi = Biotit.<br />
Aufnahme mit (+) Nico1s; Vergrö8erung: 43.1:1.<br />
nommen und es ist zu vermuten, da8 sein Vorhandensein Buf Austauschprozesse<br />
mit den dort vorhandenen granatreichen Skarnen<br />
zuruckzufuhren ist.<br />
Opake Erze: Opake Erze finden sich in jedem Schliff, meist in<br />
feinverteilter Form. Sie sind hypidiomorph bis xenomorph. Es<br />
handelt sich dabei um Hämatit und Magnetit; Pyrit, 11menit, sowie<br />
sulfidische Eisen-, Kupfer- und Bleierze sind wesentlich seltener.<br />
Von den Urgraniten sind 21 Dunnschliffe bearbeitet worden. Ihre<br />
petrographische Gesamtzusammensetzung ergibt sich aus Abb. 20.<br />
16 Proben davon wurden quantitativ nach der Point-counter-Methode<br />
ausgewertet (siehe Abb. 21).<br />
37
Q If P1 Bl Mu el Ep Kl Gr All Plt Tl Ap Zr Op<br />
l 4<br />
**'* *** *** *** * ** * * * *<br />
K 19<br />
*** *** **'* **'* * * ** ** * * * *<br />
K 22<br />
**'* *** *** ** * ** * * *<br />
K 25<br />
*** *** *** ** * ** * * *<br />
It 26<br />
*** *** **'* *** * ** * * * *<br />
K 28<br />
**'* **'* **'* ** * * * * * * * *<br />
K 34<br />
**'* *** *** *** * * * • •<br />
K 38<br />
*** *** **'* • * * * * * *<br />
K 40<br />
*** *** **'* ** ** * * * K 41<br />
**'* **'* **'* ** • **'* * • •<br />
**'* *** **'* ** * ** * *<br />
K ~ 97<br />
**'* **'* **'* ** * • * • • It 98 **. *** *** **'* • ** * • ** * * • K 104<br />
**'* *** **'* ** * ** * * K 107<br />
*** ***<br />
....<br />
*** * * • * ** * * •<br />
It 62 •<br />
K 109<br />
*** *** *** ** * * **'* * * K 111<br />
**'* *** *** ** ** K 116<br />
*** **'* **'* ** • ** * • K 135 ...<br />
**'* *** **'* • * • K 146<br />
*** *** *** *. * ** • *<br />
• K 149 • • • •<br />
..<br />
*** *** **'* **'* * *<br />
Abbildung 21. Mineraibestand der Urgranite: Abgeschätzte<br />
Modalbestände der Urgranit-Proben.<br />
Signaturenubersicht siehe s. 21. Unterscheidung<br />
in Haupt- und Nebengemengteile sowie<br />
Akzessorien. Probenbezeichnungen: K = AufschluBnummer.<br />
38
IlE....!<br />
Q PI Al el Bi Hu Am Ti Op<br />
K 4 44.1 27.0 18.8 2.5 6.2 0.6 0.3 0.5<br />
K 25 39.1 29.6 26.0 1.2 3.5 0.2 0.4<br />
K 28 41.7 21.5 31.0 0.7 4.5 0.3 0.1 0.2<br />
K 34 42.1 19.9 29.1 . 1.5 6.5 0.4 0.4<br />
K 40 42.1 18.7 31.8 1.9 4.5 0.5<br />
0.5<br />
K 104 42.8 29.2 20.7 2.1 4.7 0.3 0.2<br />
K 116 40.5 17.1 34.1 3.1 4.3 0.3 0.2 0.4<br />
K 135 39.0 25.4 29.2 0.6 5.0 0.3 0.2 0.3<br />
Typ II<br />
K 146 45.1 11.4 36.1 2.5 4.0 0.4 0.4<br />
K 149 45.5 10.1 37.5 2.1 4.2 0.2 0.4<br />
Typ III<br />
K 38 47.5 16.7 32.2 0.9 0.7 0.7 0.5<br />
K 97 45.8 24.4 26.7 0.5 1.6 0.8 0.1 0.1<br />
K 111 45.0 18.8 32.8 1.1 1.5 0.7 0.1<br />
.!rL!.Y<br />
K 98 36.0 37.4 16.0 2.0 6.0 0.2 1.4 0.4 0.6<br />
K 107 34.8 36.0 16.8 0.5 6.0 0.5 4.8 0.3 0.3<br />
K 109 29.2 38.4 15.1 1.9 6.5 0.3 7.5 0.4 0.6<br />
Abbildung 22. Quantitative Auswertung der Urgranite: Modalbestand<br />
der Urgranite (in Vol.-%).<br />
Trägt man die Ergebnisse in das QAP-Diagramm nach STRECKEISEN<br />
(1976) ein, so fällt ein groBer Teil der Proben in den Grenzbereich<br />
zwischen dem Syenogranit- und dem Monzogranit-Feld (siehe<br />
Abb. 18), die Proben K 146 und K 149 des Granit-Typs IIliegen<br />
mitten im Syenogranit-Feld, während die Hornblendegranite des<br />
Typs IV eindeutig als Granodiorite zu bezeichnen sind. Die Gesteine<br />
des Typs IIliegen Uberwiegend im Monzogranit-feld.<br />
39
5.3 SKARNE<br />
5.3.1 Allgemeines<br />
"Skarn (= Lichtschuppe) ist ein alter schwedischer Bergmannsausdruck<br />
fUr dunkle Silikatmineralanhäufungen, die zusammen mit<br />
Erzen vorkommenj er ist aus der Vorstellung entstanden, daA<br />
solche Minerale verbrannte Erze seien" (Eskola in BARTH, CORRENS,<br />
ESKOLA, 1939, S. 383). Als Hauptskarnminerale sind zu nennen :<br />
die Granate Grossular, Almandin und Andradit, sowie Diopsid<br />
Hedenbergit, Amphibole der Aktinolith- und Hastingsit-Reihe,<br />
Vesuvian und Epidot.<br />
Als Edukte der Skarne werden Kalke und Dolomite angesehen, die<br />
durch ZufUhrung von Al-, Fe-, Mg- und Si0 2-haltigen Lösungen<br />
erstarrender magmatischer Gesteine metasomatisch umgewandelt oder<br />
regionalmetamorph verändert worden sind. Die Verskarnung beginnt<br />
randiich, so daA Skarne meistens noch EinschlUsse von<br />
Karbonaten enthalten, oder aber gangförmig in die Karbonatkörper<br />
hineinreichen. Die Grenzen sind meistens unscharf.<br />
Die Skarne sind nur an zwei Stellen anstehend gefunden worden, im<br />
Bereich der Hällsjö-Gruva und am E-Rand des Kartiergebietes. Ein<br />
drittes Vorkommen westlich des Gussarvshyttesjön ist nur in Form<br />
von Bohrkernen der Untersuchung zugänglich gewesen.<br />
Der Begriff "Skarn" impliziert eine grolle Anzahl von Gesteinen<br />
mit sehr unterschiedlichen Mineralzusammensetungen, so daB die<br />
einzelnen Skarne spezifiziert werden mUssen.<br />
5.3.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Die Skarne des Kartiergebietes sind se hr heterogen. Die Farben<br />
der Gesteine erlauben bereits erste RUckschlUsse auf ihre Zusammensetzung.<br />
So weisen dunkelrote Farben auf hohe Granatgehalte<br />
hin, während grUne Farben auf Pyroxene und untergeordnet auf<br />
Amphibole und Epidot zuruckzufUhren sind. Es lassen sich vier<br />
verschiedene Skarn-Typen im Kartiergebiet unterscheiden:<br />
I. Granat-dominierter Skarn mit Uberwiegend Granat und untergeordneten<br />
Diopsid- und Epidotgehalten.<br />
II. Granat-Diopsid-Epidot-Skarn, der Granat und Pyroxen in annähernd<br />
gleich hohen Gehalten besitzt, Epidot jedoch nur<br />
bis max. ca. 20 Vol.-% .<br />
III. Granat-Diopsid-Skarn, ohne nennenswerte Epidot-FUhrung.<br />
IV. Diopsid-Skarn, bei dem Granat und Epidot fast gänzlich fehlen.<br />
Bei allen vier Skarn-Typen kommt Quarz in wechselnden Gehalten<br />
vor, er kann aber auch ganz fehlen.<br />
40
Die Gefuge der Skarne sind granoblastisch, dicht und<br />
holokristallin; alle Komponenten sind xenomorph (Abb. 23). Ausnahmen<br />
hiervon bilden die magnetitvererzten Amphibo1skarne von<br />
Hällsjö-Gruva, bei denen bereits makroskopisch deutlich nadelige<br />
Amphibole erkennbar sind. Die verschiedenen Skarne weisen sehr<br />
unterschiedliche KorngröOen auf; so sind die Diopsid-Skarne sehr<br />
fein- und relativ gleichkörnig, während die granatreichen Skarne,<br />
besonders wenn sie viel Quarz fuhren, gröber und ausgesprochen<br />
wechselkörnig sind.<br />
Abbildung 23. Skarn mit Scheelit-Kristall: Grober Scheelit<br />
(Sch) in feinkörnigerer Grundmasse aus<br />
Pyroxenen (Px), Granaten (Gr) und Quarzen (Q).<br />
Probe 6/126. Aufnahme bei (+) Nieois, Vergrö<br />
Oerung : 43.1:1.<br />
Die Vererzung mit Scheelit ist in der Regel feinkörnig. Die<br />
Korngrö8en sind allerdings abhängig vom Skarn-Typ. So liegen sie<br />
bei granatreichen Skarnen durchschnitt1ich zwischen 0.1 und l mm<br />
(bis max. 10 mm), während sie bei Pyroxen-Skarnen deutlich darunter<br />
liegen.<br />
Die Hauptgemengteile der Skarne von Gussarvshyttan sind: Granat,<br />
Pyroxen, Quarz und Epidot; Amphibol, Kalzit, Scheelit, Chiorit,<br />
Apatit, Titanit und opake Erze kommen nur in untergeordneten Gehalten<br />
vor. Eine detailliertere Beschreibung dieser Minerale 50<br />
wie der Petrographie der Skarne erfo1gt im Kap. 8.2.2.4 .<br />
41
5.4 JUNGERE VULKANITE<br />
5.4.1 Diabase<br />
5.4.1.1 Allgemeines<br />
Das Kartiergebiet wird von mehreren, nicht metamorphen<br />
postsvekokarelischen Diabasgängen durchzogen, deren Mächtigkeiten<br />
zwischen einigen dm und ca. 15 m schwanken. Es gibt zwei verschieden<br />
streichende Systeme, eines streicht zwischen 30 0 und<br />
60°, während das zweite Streichrichtungen von 150 0 bis 170 0 aufweist.<br />
Beide Systeme erzeugen deutliche magnetische Anomalien.<br />
So ergaben Messungen am Hällsjöberget eine nahezu bilaterale Symmetrie<br />
der Isanomalen (Abb. 79), was auf ein se hr steiles Einfallen<br />
nach WNW schlieOen läOt. Da an keiner Stelle im<br />
Kartiergebiet beide Gangschwärme zusammen vorkommen, sind Aussagen<br />
uber das relative Alter der Gänge zueinander schwierig.<br />
HJELMQUIST (1966) und HUBNER (1966) bezeichnen NE-streichende<br />
Diabase in diesem Gebiet als Tuna-Diabase, während die NNWstreichenden<br />
Diabase zu einem Gangsystem zu zählen sind, das parallel<br />
zur Värmland-Verschieferungszone verläuft. Sie werden als<br />
Asby-Diabase bezeichnet (HJELMQUIST 1966). Nach PATCHETT (1978)<br />
haben die Asby-Diabase ein durchschnittliches Rb-Sr-Alter von<br />
900-970 Ma. Fur die Tuna-Diabase liegen bis jetzt noch keine<br />
Altersdatierungen vor. PATCHETT (1978) gibt jedoch fUr<br />
porphyrische Gänge (Gustafsporphyr), die oft mit Tuna-Diabasen<br />
auftreten, ein Rb-Sr-Alter von 1371 Ma an.<br />
5.4.1.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Die Diabase sind fein- bis mittelkörnig, von dunkelgrauer bis<br />
grunlichbrauner Farbe und immer von einer hellbraunen<br />
Verwitterungskruste Uberzogen. Schon im HandstUck fällt teilweise<br />
das ophitische bis intergranulare Gefuge von<br />
Plagioklasleisten und Pyroxenen auf. Der Asby-Diabas ist<br />
grobkörniger als der Tuna-Diabas; dieser zeichnet sich aus durch<br />
bis zu l cm gro~e Einsprenglinge hellgrauer Plagioklase mit<br />
makroskopisch erkennbarer Verzwillingung und angedeutetem<br />
Zonarbau. Diese Einsprenglinge sind besonders auf angewitterten<br />
Oberflächen gut zu erkennen (Abb. 24). Der Tuna-Diabas fuhrt im<br />
Kartiergebiet vereinzeit kalzit- und quarzgefUllte ovale Mandeln,<br />
mit einer durchschnittlichen Grö~e von 3 mm. Wegen dieser<br />
Mandeln wird der Tuna-Diabas auch als "Mandelstensdiabas" bezeichnet.<br />
Auffällig ist der teilweise recht hohe Gehalt an<br />
[rzen; besonders Pyrit tritt in bis zu 2 cm groOen Nestern auf.<br />
42
Abbildung 24. Tuna-Diabas: GroOe idiomorphe Feldspateinsprenglinge<br />
im Tuna-Diabas, AufschluO K 48.<br />
Die Diabase sind holokristallin, massig, dicht und gleichkörnig.<br />
Die Feldspäte zeigen gegenUber den anderen Komponenten einen höheren<br />
Grad an Idiomorphie, ebenso wie der limenit als häufig vorkommendes<br />
Erz.<br />
Pseudomorphosenbildung bei Feldspäten ist weit verbreitet. Es<br />
ist anzunehmen, da8 vorhandener Chiorit, Sericit und teilweise<br />
auch der Quarz sekundäre Bildungen vornehmlich der Verwitterung<br />
darstellen. Die feinkörnige Grundmasse der Diabase besteht in<br />
erster Linie aus Chiorit, Plagioklas, Kalzit, dunklem Pigment<br />
(opake Erze), Quarz und Titanit.<br />
Die Hauptgemengteile sind:<br />
Plagioklas: Plagioklas tritt in Form von hypidiomorphen bis<br />
idiomorphen Leisten sowohl in der Grundmasse als auch als<br />
Einsprenglinge auf. Er ist immer polysynthethisch verzwillingt<br />
und zeigt vereinzeit Zonarbau. Pseudomorphosen von Kalzit,<br />
Chiorit, Pyrit und Quarz nach Plagioklas sind häufig zu finden<br />
und als Bildungen sowohl der postmagmatischen AbkUhlung als auch<br />
der späteren Verwitterung der Plagioklase anzusehen. Hinweise<br />
auf eine metamorph bedingte Bildung lie8en sich in diesen<br />
postarogenen Gesteinen nicht feststellen. Auffällig ist auOerdem<br />
eine zum Teil sehr ausgeprägte Pigmentierung der Plagioklase mit<br />
43
II<br />
Abbildung 25. Uralitisierung: Umwandlungseerscheinungen an<br />
Pyroxenen. Probe K 71, Hällsjöberget. Px =<br />
Pyroxen, PI = Plagioklas, Op = Opake Erze.<br />
Bild I mit (+) Nicols, Bild II mit (II) Nieois.<br />
Vergrö8erung : 91:1.<br />
opaken Erzen. Die Plagioklase konnten als Andesine bis<br />
Labradorite (An 35<br />
_ 5S<br />
) bestimmt werden.<br />
Pyroxen: Die Pyroxene sind ausnahmslos xenomorph. Es handelt<br />
sich hauptsächlich um Klinopyroxene (Mg-reiche Augite); nur<br />
untergeordnet treten auch Orthopyroxene auf. Die Augite unterliegen<br />
wegen ihrer Instabilität während der postmagmatischen AbkUhlung<br />
stark der Umwandlung, besanders der Chloritisierung,<br />
Pseudomorphosenbi1dung und Uralitisierung (Abb. 25). Solche Prozesse<br />
sind bei den Orthopyroxenen nicht so ausgeprägt.<br />
ChIorit: Chiorit tritt meistens in Form kleiner radialstrahliger<br />
Aggregate auf, hat grUnliche Interferenzfarben und ist optisch<br />
negativ. Chiorit ist oft als randlicher Saum um die<br />
MandelfUllungen Kalzit und Quarz zu finden. Er gehört in die<br />
Leptochlorit-Reihe.<br />
Opake [rze: Der Anteil opaker Erze ist in den Schliffen immer<br />
se hr hoch. Die Erze kommen hypidiomorph bis xenomorph als<br />
Einzelkrista1le oder xenomorph in Form feinverteilten Pigments<br />
vor. Dieses Pigment findet man besonders suf Plagioklasen oder<br />
als ZwickelfUllungen. Bei den gröberen Komponenten hsndelt es<br />
sich um Magnetit, Pyrit sowie 11menit.<br />
44
Ka1zit: Er tritt entweder als Mandelfullung zusammen mit Quarz<br />
oder neugebildet als Pseudomorphose nach P1agioklas oder Pyroxen<br />
auf.<br />
Die weitere Beschreibung dieser Vulkanite erfo1gt auf<br />
geochemischer Basis im Kap~ 6.7 .<br />
5.4.2 Gustafsporphyre<br />
5.4.2.1 Allgemeines<br />
Zusammen mit dem Tuna-Diabas kommt ein Porphyr vor, der nach der<br />
Typlokalität Gustafs sudlich Borlänge als Gustafsporphyr bezeichnet<br />
wird. Auf Grund seiner strukturellen und mineralogischen<br />
Ähnlichkeit mit den Da1a-Porphyren wird dem Gustafsporhyr ein<br />
subjotnisches Alter zugeordnet (HJELMQUIST 1966); PATCHETT (1978)<br />
und LUNDQUIST (1979) geben Rb-Sr-A1ter von 1371 Ma fur dieses Gestein<br />
an.<br />
Der Gustafsporhyr gehört zu einem Gangschwarm von Diabasen und<br />
Porphyren, der in NE-SW-licher Richtung durch den SE-Tei1 des<br />
Blattes Falun ver1äuft (Abb. 26). HJELMQUIST (1948) fuhrt das<br />
gehäufte Auftreten dieser Vu1kanite auf Störungszonen zuruck, in<br />
die die Diabase und Porphyre intrudierten.<br />
45
Abbildung 26. Gangschwärme von Diabasen und Porphyren:<br />
Ubersicht Uber die Gangschwärme postorogener<br />
Vulkanite im Kartbladet 13F Falun. Schraffuren<br />
grenzen die Bereiche vermehrten Auftretens<br />
dieser Gangschwärme eine NNW-SSE-streichende<br />
Linien stellen die Asby-Diabase dar. Abb.<br />
nach KULLING &HJELMQUIST (1948).<br />
5.4.2.2 Gesteinsbeschreibung und Petrographie<br />
Der Gustafsporphyr fUhrt bis zu 5 mm groBe Einsprenglinge von<br />
fleischroter Farbe in einer ziegelroten, se hr feinkörnigen und<br />
dichten Grundmasse. Die Einsprenglinge sind meistens breite,<br />
tafelförmige, teilweise idiomorphe Alkalifeldspäte sowie Quarze.<br />
Sie heben sich besonders auf angewitterten hellroten Gesteinsoberflächen<br />
durch ihre kräftigere Farbe ab. VereinzeIt lieBen<br />
sich mit Kalzit und Quarz verfUllte Mandeln beobachten, die sich<br />
oft durch einen dUnnen chloritischen Saum auszeichneten.<br />
Sowohl der Gustafsporphyr, als.auch die Diabase scheinen relativ<br />
beständig zu sein gegen Verwitterung, da sie oft als kleine<br />
RUcken im Gelände verfolgbar sind.<br />
Das GefUge ist dicht; alle Komponenten sind holokristallin und,<br />
abgesehen von den Einsprenglingen, se hr gleichkörnig. Die<br />
Einsprenglinge sind hypidiomorph bis idiomorph, die Minerale der<br />
Grundmasse durchweg xenomorph. Auffällig sind der hohe Grad der<br />
Umwandlung der GefUgebestandteile sowie deren ausgeprägte<br />
46
Pigmentierung. Besonders bei den Einsprenglingen kommt es zur<br />
Bildung von Pseudomorphosen von Kalzit, Sericit und Chiorit nach<br />
den Feldspäten. Die Bildung von chloritischen Säumen, vor allem<br />
um die Mandelfullungen, aber auch um Feldspateinsprenglinge, ist<br />
als beginnende Verwitter~ng dieser Minerale zu deuten. Pyrit<br />
tritt vereinzeit in Form kleiner Nester auf.<br />
Die Hauptgefugebestandteile sind: Quarz, Plagioklas,<br />
Alkalifeldspat, Chiorit und Kalzit, während Titanit, Apatit,<br />
Zirkon, Sericit sowie die opaken Erze Pyrit, Magnetit und limenit<br />
nur akzessorisch vorkommen.<br />
Quarz: Der Quarz tritt sowohl in Form gröBerer Einzelkristalle<br />
als auch in der Grundmasse auf. Er ist in der Regel xenomorph<br />
und teilweise von einem chloritischen Saum umgeben. Er bleibt<br />
von der verbreiteten Pigmentierung so gut wie ausgeschlossen.<br />
Plagioklase: Die Plagioklase sind kräftig pigmentiert mit opakem<br />
Erz. Sie treten als Einsprenglinge in Form hypidiomorpher bis<br />
idiomorpher Leisten selten auf, in der Grundmasse dagegen sind<br />
sie häufig zu finden. Plagioklase werden auch sekundär gebildet,<br />
durch Verdrängungsvorgänge in Alkalifeldspäten (Myrmekit<br />
Bildung). Es handelt sich bei den Plagioklasen um Albite.<br />
Alkalifeldspäte: Die Alkalifeldspäte sind hypidiomorph bis<br />
idiomorph und kräftig pigmentiert. Besonders bei groben Kristallen<br />
ist eine Verzwillingung nach dem Karlsbader-Gesetz weit<br />
verbreitet. Chloritisierung, Sericitisierung und<br />
Myrmekitisierung sind die am häufigsten auftretenden Umwandlungserscheinungen.<br />
Chiorit: Chlorite treten meistens in Form divergentstrahliger<br />
Aggregate in Zwickeln und zwischen den groben Einsprenglingen,<br />
als Säume um die mit Kalzit und Quarz verfullten Mandeln, sowie<br />
in der Grundmasse auf. Sie sind gelblich-grun gefärbt, optisch<br />
negativ und der Reihe der Fe-reichen Lepidochlorite zuzuordnen.<br />
Kalzit: Der Kalzit kommt entweder als FUllung von<br />
Blasenhohlräumen (Mandeln) oder als sekundäre Bildung der<br />
Plagioklasumwandlung vor. Sehr häufig ist er von einem Saum von<br />
Chiorit umgeben.<br />
Die weitere Beschreibung des Gustafsporphyrs, besonders im Hinblick<br />
auf eventuelle Verwandtschaft mit den Tuna-Diabasen, erfolgt<br />
mit Hilfe geochemischer Analysen im Kapitel 6.7 .<br />
47
6.0 GEOCHEHIE DER GESTEINE<br />
6.1 LEPTIT<br />
Insgesamt sind von JO Leptit-Proben chemische Analysen erstellt<br />
worden (Tab. l - 5 im Anhang). Aus 19 dieser Analysen wurden<br />
Norm-Minerale nach der MESO-NORM berechnet. Die gerechneten<br />
Albit-Anorthit-Orthoklas-Verhältnisse sind im An-AI-Or-Diagramm<br />
nach O'CONNOR (1965) dargestellt worden (Abb. 27); er benutzt zur<br />
Klassifizierung quarzreicher Gesteine das Feldspatverhältnis.<br />
An<br />
Ab<br />
• .. "<br />
1
Dieses Ergebnis wird durch die im Kap. 5.1.1.2 erwähnte Bestimmung<br />
der P1agiok1ase als 01igok1ase untermauert.<br />
Die Häufigkeitsvertei1ung der Hauptelement-Oxide ist in Abb. 28<br />
zu finden. Auffällig ist hier die bimodale Verteilung der<br />
Alkalien Na und K. Sie steht im Zusammenhang mit der bereits ben<br />
1%)<br />
40 SiD 2<br />
30<br />
20<br />
10<br />
70 72 7. 76 7' 0,10 0.14 0,11 0,22.0,24 1C 11 12 13 14<br />
MnD 1'19 0<br />
21<br />
10<br />
0$ 1 0,02 0.0lo 0,06 0,0' o,,o 0,5<br />
n<br />
1%)<br />
40<br />
(00<br />
JO<br />
20<br />
10<br />
0.5 , 1 2 4 1 2 4<br />
-<br />
I I I .1 I<br />
Abbildung 28.<br />
Häufigkeitsverteilung der Hauptelemente in den<br />
Leptiten: Darstellung der prozentualen Häufigkeit<br />
der jeweiligen Elemente in den<br />
20 Leptiten. n = Anzahl in % Hauptelementgehalte<br />
in Gew. -~~.<br />
10<br />
0,1 02 0,4 U<br />
49
schriebenen unterschiedlichen Zusammensetzung der Leptite. Die<br />
von GEIJER & MAGNUSSON (1944), HJELMQUIST (1966) und HOBNER<br />
(1966) verwandte Unterscheidung zwischen Natron-, Kali- und<br />
Alkaliintermediären Leptiten läGt sich hier gut belegen. Der Bereich<br />
zwischen 2 und 4 Gew.-% Na20 bzw. KzO ist den<br />
Alkaliintermediären Leptiten zuzuordnen. Sie können als<br />
Rhyodazite nach STRECKEISEN (1976) bezeichnet werden. Kali<br />
Leptite gibt es wenige, bei Werten gröGer als 4 Gew.-% K O ist<br />
die Besetzungsdichte nur sehr gering (jeweils nur eine Probe).<br />
Das erste Maximum liegt bei niedrigen KzO-Gehalten « 2 Gew.-%),<br />
es ist dem zweiten Maximum bei NazO (Werte > 4 Gew.-%) zuzuordnen<br />
und repräsentiert die Natron-Leptite. Die Natron-Leptite entsprechen<br />
den Daziten des STRECKEISEN-DIAGRAMMES, während die<br />
Kali-Leptite dort Rhyolithe darstellen.<br />
Es stellt sich nun die Frage, in welchem MaGe die hier ermittelten<br />
Gesteinszusammensetzungen noch mit den Ausgangszusammensetzungen<br />
ubereinstimmen und ob die Leptite möglicherweise einer<br />
irgendwie gearteten sekundären Umbildung ausgesetzt gewesen sind.<br />
Eine Möglichkeit zur Klassifizierung von vulkanischen Gesteinen<br />
bietet ein Vergleich der Alkalien untereinander. HUGHES (1973)<br />
versucht dies durch eine Gegenuberstellung der Summe von NazO+KzO<br />
und einem Faktor, gerechnet aus 100xKzO/(Na20+K20). Das Ergebnis<br />
ist Abb. 29 zu entnehmen. HUGHES (1973) legt aus empirischen<br />
Untersuchungen unterschiedlichst zusammengesetzter Vulkanite ein<br />
sogenanntes "igneous spectrum" fest. Dieses Spektrum wird begrenzt<br />
von zwei Linien, zwischen denen die meisten magmatischen<br />
Gesteine liegen sollen. Nicht einmal ein Drittel der untersuchten<br />
Leptit-Proben des Arbeitsgebietes liegt innerhalb dieser<br />
Linien. HUGHES(1973) vertritt die Auffassung, daG alle auGerhalb<br />
dieses Spektrums liegenden Proben, mit Ausnahme einiger weniger<br />
"exotischer" Gesteine, einer Metasomatose unterlegen gewesen sein<br />
mussen. Aus diesem Grund heraus kann man auch fur die Leptite<br />
des Arbeitsgebietes eine metasomatische Umwandlung annehmen.<br />
Aus den obengenannten Ergebnissen der Klassifizierung nach<br />
geochemischen Gesichtspunkten zeigt sich deutlich, daG die<br />
Leptite in dieses, auf Hauptelementen beruhende Einteilungsschema<br />
nicht hineinpassen und somit einer sekundären Umwandlung unterlegen<br />
gewesen sein mussen. Dafur sprechen zusätzlich auch der fur<br />
saure Vulkanite se hr hohe Si0 2-Gehalt und ganz besonders die au<br />
Gerordentliche Spezialisierung der Alkalien. Es stellt sich die<br />
Frage, in welchem MaGe der Chemismus der Leptite noch mit der Ursprungszusammensetzung<br />
Ubereinstimmt und in welchem Grad sie sekundären<br />
Alterationen ausgesetzt gewesen ist. Hierzu ist es<br />
notwendig, in wässrigem Medium schlechtlösliche Elemente wie Al,<br />
Ti, Y, Zr, Ce und Nb zur Beurteilung heranzuziehen.<br />
WINCHESTER & FLOYD (1977) entwickelten, hauptsächlich auf Spurenelementen<br />
basierend, eine Anzahl Diagramme, um zwischen verschiedenen<br />
Magmen-Serien zu unterscheiden. Aus den Diagrammen<br />
(Abb. 30, 31 und 32) wird eine rhyolithische Zusammensetzung des<br />
Ausgangsmagmas deutlich. Alle Proben liegen eng zusammen im Bereich<br />
der Feldergrenze zwischen Rhyolith und Rhyodazit Die<br />
Varianz ist gering. Ce und Nb sind nur fur die Leptit-Proben BUS<br />
50
12<br />
o<br />
N<br />
::.::<br />
•<br />
o<br />
N<br />
C<br />
Z<br />
10<br />
igne.us<br />
8<br />
6<br />
;;. I.<br />
•<br />
.,..<br />
-:.<br />
•<br />
• +<br />
.+ •<br />
+<br />
+<br />
sp~,/<br />
2- :. •<br />
• •<br />
•<br />
•<br />
• •<br />
2<br />
O<br />
+<br />
20 1.0 60 80 100<br />
100 K 20<br />
I (No 20.<br />
K 20<br />
l<br />
Abbildung 29. "Igneous spectrum": Diagramm nach HUGHES<br />
(1973). Zwischen den beiden Linien liegt der<br />
uberwiegende Teil der auf der Erde vorkommenden<br />
magmatischen Gesteine ("igneous<br />
spectrum"). Punkte = Leptite, Kreuze =<br />
Metabasite. Proben aus dem Arbeitsgebiet und<br />
der Bohrung GAH 5.<br />
der Bohrung GAH 5 bei Gussarvshyttan bestimmt worden. Aus diesem<br />
Grund können auch nur diese Proben in den Abb. 31 und 32 dargestellt<br />
werden. Da aber schon diese, in räumlich se hr begrenztem<br />
Rahmen genommenen Proben ausgeprägte Unterschiede in den Alkalien<br />
sowie beim fe und Mg (siehe Tab. 4 und 5 im Anhang) zeigen, repräsentieren<br />
sie die gesamten Leptite des Arbeitsgebietes sehr<br />
gut. Die Proben liegen in den Abb. 31 und 32 so nahe zusammen<br />
und so eindeutig im Rhyolith-feld, daB man von einer<br />
rhyolithischen Zusammensetzung des Ursprungsgesteins ausgehen<br />
kann.<br />
fRIETSCH (1982a, 1982b) nimmt in seinen Arbeiten uber die Alterationsprozesse<br />
in den Leptiten Zentralschwedens eine sekundäre Zufuhrung<br />
von SiO z entweder durch metasomatische Prozesse oder<br />
direkt durch subsequenten Vulkanismus an, sowie eine Verarmung an<br />
Kalzium. fRIETSCH (1982a, S. 49) vertritt zum Chemismus die Auffassung:<br />
"The primary high-temperature pre-alteration volcanics<br />
have been andesitic to dacitic in composition having originally<br />
had a large area of extension". fRIETSCH (1982a) kommt zu dem<br />
Ergebnis, daB der Charakter des Ausgangsmagmas kalkalkalisch war.<br />
fRIETSCH's (1982a) Arbeiten beruhen hauptsächlich auf<br />
Hauptelementuntersuchungen, deren Anwendbarkeit wegen der teilweise<br />
sehr hohen Mobi1ität einiger Elemente problematisch ist.<br />
Auf dieses generelle Problem wird später nochmals eingegangen<br />
werden. Aus den oben geschilderten Grunden erscheint eine Klassifizierung<br />
auf der Basis immobiler Spurenelemente verläBlicher.<br />
51
In den Abb. 30 und 32 sind nach LAGERBLAD & GORBATSCHEV (1985)<br />
die Bereiche eingekreist worden, in denen der uberwiegende Tei1<br />
der sauren und basischen Effusiva Zentralschwedens liegt. Da<br />
auch die meisten der untersuchten Leptite des Arbeitsgebietes innerha1b<br />
dieser Felder vorkommen, scheint die Klassifizierung der<br />
Leptite mit Hilfe immobiler E1emente, wie sie in der oben erwähnten<br />
Arbeit durchgefuhrt worden ist, verlässlicher als die der<br />
Arbeit von FRIETSCH (1982a) zugrunde liegende Klassifizierung mit<br />
Hi1fe der Haupte1emente. Aus diesem Grund wird im weiteren von<br />
rhyolithischem Ausgangsmateria1 ausgegangen. Generell kann man<br />
sagen, daO die Leptite aus einer einzigen Schmelze mit<br />
kalkalkalischem Charakter stammen (vergl. Abb. 33).<br />
Wie aus den Tabellen 4 und 5 im Anhang zu ersehen ist, bleiben<br />
die Geha1te obengenannter immobi1er E1emente relativ konstant<br />
70<br />
II.<br />
I.<br />
" ..<br />
,'. :' t:."..C<br />
......<br />
VI.<br />
1% 1<br />
80 -- - <br />
.- "..<br />
,-__~VII.-<br />
III.<br />
50<br />
42<br />
IV.<br />
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I<br />
-,<br />
- _.:'"<br />
O.o01 0,01 0,1<br />
Abbildung 30. SiOz- Zr/TiO z- Diagramm: Diagramm-Entwurf nach<br />
WINCHESTER & FLOYD (1977). Punkte = Leptite,<br />
Kreuze = Metabasite. Proben aus dem Arbeitsgebiet<br />
und der Bohrung GAH 5. Feldereinteilung:<br />
I. = Rhyolite, II. = Rhyodacite, Dacite,<br />
III. = Andesite, IV. = Subalkaline-Basalt, V.<br />
= Alkaline-Basalt, VI. = Comendite,<br />
Pantellerite, VII. = Phonolite, Trachyte.<br />
52
VI.<br />
• .., r<br />
0,1<br />
••<br />
1. .... • VII.<br />
0,01<br />
•<br />
5 o 100 150 200 lppml Ce<br />
Abbildung 31. Ce - Zr/TiO z - Diagramm: Proben aus der Bohrung<br />
GAH 5. Literaturhinweis, Signaturen und<br />
Feldereinteilung wie in Abb. 30.<br />
im Vergleich zu den stark schwankenden Fe-, Mg- und Alkali<br />
Gehalten. Eine von LAGERBLAD & GORBATSCHEV (1983, 1984, 1985)<br />
fur die Leptite Mittelschwedens beobachtete positive Korrelation<br />
zwischen Fe und Ti bzw. Zr länt sich hier nicht nachvollziehen.<br />
Auch bei leichten Schwankungen einzelner Elemente der immobilen<br />
Gruppe bleibt das Verhältnis der einzelnen Elemente untereinander<br />
konstant.<br />
Die Diskrepanz zwischen der ausgeprägten Varianz elnlger Haupte1emente<br />
und der stabilen Spurenelement-Verteilung läOt auf<br />
starke sekundäre Alteration schlieOen. Ein Vergleich der Na- und<br />
K-extremen Leptite zeigt deutliche Unters~hiede im E1ementgeha1t<br />
(LAGERBLAD & GORBATSCHEV 1984). So ist bei Na-angereicherten<br />
Leptiten eine Verarmung von Mn, K, Rb, Ba und Zn bei gleichzeitig<br />
höheren SiOz-Gehalten auffällig. Bei K-reichen Leptiten wurde<br />
Na, Ca und Sr weggefuhrt, während Rb 1eicht angereichert wurde.<br />
Die Vorgänge, die diese Umverteilung bewirkt haben können, werden<br />
von FRIETSCH (1982a) und LAGERBLAD & GORBATSCHEV (1983, 1984,<br />
1985) eingehender diskutiert. Sie fuhren die Umwandlungen auf<br />
Reaktionen der Gesteine mit Meerwasser zuruck. Ergebnisse aus<br />
Laborversuchen zu diesem Thema sind rar. Experimente mit<br />
Rhyolithen ergaben, daO bei Temperaturen uber 300°C und einem<br />
53
Zr/TiO 2<br />
\<br />
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\<br />
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,,<br />
0,1<br />
." - , .... ....<br />
/<br />
" .. ... "<br />
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" ...... ,..,..-<br />
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0,01<br />
III.<br />
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I<br />
I<br />
I<br />
1+ /<br />
, /<br />
" ..... - - .",..<br />
""<br />
10 Nb/Y<br />
Abbildung 32. Zr/Ti0 2 - Nb/Y - Diagramm: Erläuterungen siehe<br />
Abb. 30 und 31.<br />
niedrigen Wasser/Gestein-Verhältnis die entstehenden Lösungen angereichert<br />
werden an K, Fe, Mn und Si0 2 , aber verarmen an Na und<br />
Mg (LAGERBLAD & GORBATSCHEV 1985). Steht mehr Wasser zur VerfUgung<br />
(höheres Wasser/Gestein-Verhältnis), sind die K-Gehalte in<br />
den entstehenden Lösungen geringer, während Natrium in höheren<br />
Konzentrationen vorkommt. Es hat sich gezeigt, daB die Uberfuhrung<br />
von Na aus dem Meerwasser in das Gestein bei sehr hohen Temperaturen<br />
(500°C) und niedrigem Gesteins/Wasser-Verhältnis<br />
erfolgt (Na-Metasomatose). Reagieren solche an K angereicherte<br />
' Lösungen auf ihrem Weg zur Oberfläche wiederum mit Gesteinen, so<br />
werden die Lösungen angereichert an Ca und Na, während sie<br />
verarmen an K, Rb, Cs und Li. Empirische Untersuchungen und<br />
experimentelle Bearbeitungen (BLOCH & BISCHOFF 1979, FOURNIER &<br />
TRUESDELL 1973, MUNCHA 1980, zit. in LAGERBLAD & GORBATSCHEV<br />
1985) zeigten, daB Austauschreaktionen zwischen Gestein und Seewasser<br />
unter 150°C zu einer Anreicherung von K in silikatischen<br />
Gesteinen fuhren (K-Metasomatose). Nach STEWARD (1979, zit. in<br />
LAGERBLAD & GORBATSCHEV 1984) ist die Anreicherung von K eine<br />
Funktion der Rekristallisation und Hydratation vulkanischen<br />
Glases, also eine folge von hydrothermalen Umwandlungen bei niedrigen<br />
Temperaturen im Oberflächenbereich einer vulkanischen<br />
Folge. LAGERBLAD & GORBARSCHEV (1985) erklären solche Vorgänge<br />
durch ein Modell hydrothermaler Konvektion temperierten Seewas<br />
54
F<br />
• • •<br />
••• 1 ••<br />
...<br />
• -41<br />
/ .' ·1<br />
A<br />
M<br />
Abbildung 33. AFM - Diagramm der Leptite und Metabasite : A<br />
(Na20+K20), F (Gesamteisen als FeO, im<br />
weiteren FeO~) und M (MgO). Diagramm nach<br />
IRVINE & BARAGAR (1971). Punkte:Leptite des<br />
Arbeitsgebietes, Quadrate:Leptite BUS der Bohrung<br />
GAH 5, Kreuze:Metabasite BUS dem Arbeitsgebiet<br />
und der Bohrung GAH 5. T : tholeitisch,<br />
CA : kalkalkalisch . Der Pfeil verdeutlicht den<br />
im Text angesprochenen Trend.<br />
sers, das die Gesteine durchdringt und mit ihnen reagiert<br />
(Abb. 34).<br />
Aus diesen Ergebnissen mag die Idee einer regelmäOigen Abfolge<br />
von Leptiten entstehen : K-Leptite werden gebildet in den oberen,<br />
niedrig temperierten Tei1en einer vulkanischen rolge, während Nareiche<br />
Formen in stratigraphisch tieferen und heiBeren Teilen<br />
dieser Fo1ge anzusiedeln sind. Real ist diese Verteilung jedoch<br />
nicht immer anwendbar. So findet man K-Leptite in Bereichen, in<br />
denen Na-Leptite dominieren und umgekehrt. Alkaliintermediäre<br />
Leptite sind in jeder Position zu finden.<br />
Fur diese unregelmäOige Verteilung der Leptite kann es mehrere<br />
Erk1ärungen geben, beispielsweise die Uber1agerung verschiedener<br />
5ysteme zirkulierender Wässer, die eine mehrfache Umwand1ung der<br />
Gesteine bewirkte oder zeitIich aufeinander folgende magmatische<br />
Einheiten, die jede ' fur sich metasomatisch umgewandelt worden<br />
ist. Eine weitere Erklärung mag sein, daO es zupartieller<br />
Erosion kam, während in anderen Gebieten effusiver Vulkanismus<br />
auftrat. Zur tektonischen Stellung solcher vulkanischen Folgen<br />
meinen LAGERBLAD & GORBAT5CHEV (1985): "Such apparent<br />
55
SYNGEN[T IC SHAUOW UVCl<br />
[P IGENETIC ORE rORMATlON<br />
rROM SOLUTIONS ASCEP() ING<br />
IN PERM[ABI LITY lQNES<br />
~ ~ OR SE<br />
~ ~ '--"K\..../ K ......,K-./'K~ VK<br />
f No......... -, Hg ",<br />
I ' -- Na__ N0-- ; I SEHI-CONSOLIDATED<br />
Hg No - Na,Hg Hg .....<br />
VOLCANIC<br />
/ \'
Zur Entstehung der Leptite kann zusammenfassend gesagt werden,<br />
daG hier im flachwasser abgelagerte vulkanische Gesteine<br />
rhyolithischer Zusammensetzung durch Wechselwirkung mit<br />
temperiertem Seewasser, das in form hydrothermaler<br />
Konvektionszellen im Gestein zirkuliert, metasomatisch umgewandelt<br />
worden sind. Dies äuBert sich in erster Linie in 5pezialisierung<br />
in den Alkalien Na und K. Die sich anschlieGende<br />
Regionalmetamorphose bewirkte in erster Linie eine<br />
Sammelkristallisation, hatte generell aber auf den Bestand der<br />
wichtigsten Gemengteile keinen EinfluG mehr.<br />
6.2 METABASIT<br />
Die Metabasite sind zusammen mit den Leptiten gebildet worden.<br />
Man kann deshalb auch davon ausgehen, daG sie ähnlichen Alterationsprozessen<br />
unterlegen waren. Die Ergebnisse von sechs<br />
Hauptelementalalysen der Metabasite des Arbeitsgebietes können<br />
der Tab. 6 entnommen werden.<br />
Ein Vergleich der Summe der Alkalien mit dem faktor<br />
100xK 20/(Na 20+K z O) nach HUGHES (1973) zeigt, daG die eine Hälfte<br />
der Proben innerhalb, die andere Hälfte auGerhalb des "igneous<br />
spectrum" liegen (Abb. 29). Diese Tendenz ist auch schon bei den<br />
Leptiten zu beobachten gewesen, so daG die dort gezogenen<br />
SchlUsse auf eine Alteration durch zirkulierende temperierte<br />
Wässer auch fUr die Metabasite angenommen werden können.<br />
Um Anhaltspunkte auf den Primärchemismus und auf die<br />
petrographische Zusammensetzung erhalten zu können, wurden die<br />
immobilen Elemente Al, Ti, Y, Zr, Ce und Nb herangezogen. Die<br />
bereits im letzten Kapitel verwandten Diagramme (Abb. 30, 31, 32)<br />
zeigen, daG die Metabasite als ehemalige "Subalkaline Basalts"<br />
anzusehen sind.<br />
6.3 KARBONAT E<br />
Betrachtet man die Positionen dieser Gesteine im AfM-Diagramm<br />
nach IRVINE & BARAGAR (1971) (Abb. 33), so erkennt man, daG sie<br />
den Trend, der bereits bei den Leptiten erkennbar war, weiterverlängern.<br />
Dies ist als ein weiteres Indiz fUr die Verwandtschaft<br />
der Metabasite zu den Leptiten anzusehen.<br />
Wie bereits im Kap. 5.1.3, S. 25 ausgefUhrt, unterlagen die<br />
Karbonate des Kartiergebietes sehr stark der Verskarnung. 50<br />
enthält auch jeder DUnnschliff Silikatminerale, und zwar hauptsächlich<br />
Quarz und Pyroxen in wechselnden Anteilen. Insofern ist<br />
es schwierig, Aussagen Uber die Petrographie der Karbonate zu machen.<br />
Bei den Karbonatmineralien handelt es sich ausschlieGlich<br />
um Kalzit, so daG als Edukt dieses Gesteines ein Kalk von unterschiedlicher<br />
Reinheit anzusehen ist.<br />
57
Die geochemischen Analysen einiger Proben aus der Bohrung GAH 5<br />
nordwestlich von Gussarvshyttan (siehe Anlage 5) bestätigen<br />
dieses Bild. Die Analysenergebnisse sind Tab. 7 im Anhang zu<br />
entnehmen. Es scheint in den Proben immer ein gewisser<br />
Si0 2-Anteil vor handen zu s~in, auch wenn die Probe im HandstUck<br />
keinerlei Silikate erkennen lassen. Der Mg-Gehalt liegt unter<br />
2 %, was ebenfalls dafUr spricht, dan die Karbonate hauptsächlich<br />
aus Kalzit bestehenj Dolomit ist nur sehr untergeordnet vor handen.<br />
Auf die Karbonate wird später im Rahmen der .Diskussion des<br />
Scheelitvorkommens von Gussarvshyttan nochmals eingegangen.<br />
6.4 HETAHONZODIORIT<br />
Die Ergebnisse von vier Hauptelementanalysen der Metamonzodiorite<br />
sind in der Tab. 6 zusammengefant.<br />
Den frUhorgenen Intrusiva Schwedens ist lange Zeit hinweg wenig<br />
Beachtung geschenkt worden. WILSON (1980, 1982) versuchte eine<br />
Einteilung in I-Typ- und S-Typ-Granitoide. Kriterien fur eine<br />
generelle Einteilung von Granitoiden wurden von CHAPPEL & WHITE<br />
(1974) zusammengefant, basierend auf Untersuchungen an Graniten<br />
in Australien. Weitere Arbeiten zu diesem Thema sind WHITE &<br />
CHAPPEL (1977) sowie WILSON (1980, 1982). I-Typ-Granitoide<br />
(igneous origin) werden als Derivate des oberen Mantels angese-<br />
N~O<br />
Ge w-O/.<br />
7<br />
•<br />
6<br />
I - Typ<br />
5<br />
• •<br />
4<br />
3<br />
•<br />
•<br />
•<br />
• •<br />
•<br />
••<br />
• •<br />
2<br />
•<br />
s - Typ<br />
2 3 4 5 , Gew-% K O<br />
2<br />
Abbi1dung 35. Na 20 - K 2 0 - Diagramm: Verg1eich der Alkalien<br />
miteinander zur Unterscheidung zwischen I-Typ<br />
("igneous origin")- und S-Typ ("sedimentary<br />
origin")-Granitoiden. Diagramm-Entwurf nach<br />
HINE (1976, zit . in KROGER 1983) Punkte = Urgranit,<br />
Kreuze = Metamonzodiorit.<br />
58
hen. Sie sind gekennzeichnet dur ch eine starke Variation in der<br />
Zusammensetzung (Granit bis Gabbro) und ein, dem Mantelmaterial<br />
vergleichbares niedriges 87Sr / 86Sr-Verhältnis. Bei S-Typ<br />
Granitoiden (sedimentary origin) handelt es sich um anatektische<br />
Granite mit eingeschränkter Variationsbreite in der Zusammensetzung,<br />
sind verarmt an Na und Ca entsprechend ihrer Rolle im<br />
sedimentären Zyklus und haben ein hohes 87Sr/86Sr-Verhältnis.<br />
Weitere Unterscheidungsmöglichkeiten liegen im Sauerstoff-, Bleiund<br />
Neodymium-Isotopenverhältnis und in der Spurenelementzusammensetzung.<br />
WILSON (1980) diskutiert die Anwendbarkeit dieser<br />
Unterscheidungskriterien fUr die schwedischen Granitoide und<br />
kommt zu dem Ergebnis, daB es sich bei den synorogenen<br />
svekokarelischen Intrusiva um Granitoide des I-Typs handelt, also<br />
um Mantelderivate. Er weist allerdings auch auf die Problematik<br />
dieses Einteilungsschemas hin.<br />
Da keine Spurenelementanalysen fUr die Urgranite von<br />
Gussarvshyttan vorliegen, das 87Sr/86Sr-Verhältnis und die Sauerstoff-,<br />
Blei- und Neodymium-Isotopenverhältnisse nicht bekannt<br />
sind, können nur die Hauptelemente zur Definition herangezogen<br />
werden. So verwendet WILSON (1980) zur Unterscheidung der beiden<br />
Typen den faktor mol A1 20 3/mol<br />
(CaO+Na 20+K 20)<br />
, vergleicht also<br />
mobile mit weniger mobilen Elementen. Er postuliert fUr Werte<br />
gröBer als 1.1 eine Zuordnung zum S-Typ, und zwar auf Grund der<br />
Tatsache, daB während der Verwitterung besonders Ca, Na und K<br />
weggefUhrt werden, während Al relativ immobil ist. Bei Werten<br />
F<br />
/<br />
.'<br />
•<br />
~.~<br />
A<br />
Abbildung 36.<br />
AfM- Diagramm der Metamonzodiorite und Urgranite:<br />
Beschriftung siehe Abb. 33. Punkte =<br />
Urgranit, Kreuze ~ Metamonzodiorit. Der Pfeil<br />
verdeutlicht den im Text beschriebenen Trend.<br />
M<br />
59
kleiner als 1.1 handelt es sich nach WILSON (1980) um I-Typ<br />
Granitoide. fUr die Metamonzodiorite wurde aus der mol Al z 0 3<br />
/<br />
mol (CaO+NazO+KzO) -Formel ein Durchschnittswert von 0.75 ermittelt;<br />
die Werte schwanken zwischen 0.64 und 0.80. Somit wären<br />
sie dem I-Typ zuzuordn~n. Im NazO-KzO-Diagramm (Abb. 35) nach<br />
HINE (1976, zit. in KRUGER- 1982) liegen drei Proben im I-Typ-feld<br />
und eine Probe auf der Grenze zum S-Typ. Auf die Problematik der<br />
Anwendbarkeit der Hauptelemente zur Klassifizierung in 1- und S<br />
Typ-Granitoide wird bei der Bearbeitung der Urgranite ausfuhrlich<br />
eingegangen werden.<br />
Die Berechnung von Norm-Minerale, aus den Ergebnissen der<br />
geochemischen Analysen, nach der MESO-NORM war nicht möglich.<br />
Die Metamonzodiorite sind zusammen mit den Urgraniten im<br />
AFM-Diagramm (Abb. 36) dargestelIt. Sie verlängern den Trend der<br />
Urgranite von den Alkalien hin zum Fe und Mg und leiten auch das<br />
"Abknicken" zur Mg-Ecke des Diagrammes ein. Dies kann als ein<br />
deutlicher Hinweis auf einen Differentiationstrend angesehen werden<br />
und somit als ein Indiz fur eine Verwandtschaft zwischen beiden<br />
Gesteinen dienen.<br />
6.5 URGRANIT<br />
Die chemischen Analysen von 24 Urgranit-Proben sind in den Tab. 8<br />
- Il im Anhang zusammengefa8t. Jeder der in Kap. 4.2.2 beschriebenen<br />
Granit-Typen ist durch mindestens drei Proben belegt. In<br />
Abb. 37 ist die Häufigkeitsverteilung der Oxide der Hauptelemente<br />
dargestelIt. Hierbei ist nur fUr die Hornblendegranite des<br />
Typs IV die Verteilung extra durch eine Schraffur gekennzeichnet,<br />
fur die ubrigen Typen war eine Differenzierung nicht bei allen<br />
Oxiden durchfUhrbar. Die Hornblendegranite grenzen sich deutlich<br />
von den ubrigen Urgraniten ab, so beim SiO z' TiO z' fe Z 0 3 , MgO,<br />
CaO und PzOs' bei den Alkalien ist dieser Trend nicht feststellbar.<br />
Zur Unterscheidung zwischen I-Typ- und S-Typ-Granitoiden verwendet<br />
WILSON (1980) die formel mol Alz 0 3/mol<br />
(CaO+NazO+KzO). Die<br />
Werte nach dieser formel schwanken fUr die Urgranite von<br />
Gussarvshyttan zwischen 0.88 und 1.19, der Mittelwert liegt bei<br />
1.07. Aus diesen Werten kann man die Gesteine zwar als zum I-Typ<br />
gehörig klassifizieren, doch lä8t dieser Wert auch andere DeutungsmodelIe<br />
zu, die später diskutiert werden sollen.<br />
Eine andere Möglichkeit der Klassifizierung ist das in Abb. 35<br />
dargestelIte NazO-KzO-Diagramm nach HINE (1976, zit. in KRUGER<br />
1982). Hier liegt der Uberwiegende Teil der Proben zwar im 1<br />
Typ-Feld, doch zeigt die gr08e Streubreite auch die Unsicherheit,<br />
mit der eine solche Art der Unterscheidung behaftet ist.<br />
Eine auf solch unsicheren Kriterien beruhende Einteilung in l<br />
und S-Typ-Granitoide ist sicherlich mit Vorbehalt zu betrachten,<br />
speziell, da sie auf so mobilen Elementen wie Na, K, und Ca be<br />
60
n<br />
1%)<br />
40<br />
..<br />
lO<br />
Si0 2<br />
10<br />
70 72 74 ,.<br />
0,10 0,14 0.1 I 0,22 0,2'. D,2' U 1 4 15 ,.<br />
n<br />
!% l<br />
40 Fe 2O)<br />
MnO 1'19 °<br />
30<br />
20<br />
lO<br />
0.0 2 D,o lo 0,06 0.0I 0,1. D,1 02 O;' D,6 0,1 l • l<br />
n<br />
(% )<br />
(0 0<br />
40 No 2O<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0.5 1.5 2,5 • 2,5 4 S , ., 4 , .,<br />
n<br />
!% )<br />
40 P2 °5<br />
JO<br />
20<br />
, O<br />
U2 IP4 O,U ...0 0,1' 0,1<br />
Abbildung 37. Häufigkeitsverteilung der Hauptelement-Oxide<br />
der Urgranite : Dargestelit wird die prozentuale<br />
Häufigkeit der jeweiligen Oxide in den Urgraniten.<br />
Schraffiert die Proben des Typs IV.<br />
n=Anzahl der Proben in %, Hauptelementgehalte<br />
in Gew.-'L<br />
61
uht. Da der Durchschnittswert der oben erwähnten Formel nach<br />
WILSON (1980) fur die Urgranite von Gussarvshyttan (1.07) se hr<br />
nahe am Grenzwert zum S-Typ (1.10) liegt, gibt es verschiedene<br />
Interpretationsmöglichkeiten. So kann es sich beispielsweise um<br />
ein eindeutiges I-Typ-Magma gehandelt haben, das beim Aufdringen<br />
durch die Gesteine, in die· es intrudierte, kontaminiert worden<br />
ist. Andererseits ist auch eine Vermengung von Magma<br />
sedimentärer Edukte mit Mantelmaterial möglich. Ahnliche Bedenken<br />
bestehen auch beim Na zO-K 20-Diagramm. Die Alkalimetalie Na<br />
und K gehören zu den mobilsten Elementen Uberhaupt, so daB deren<br />
Lösung und WegfUhrung während der späteren Metamorphose nicht<br />
ausgeschlossen werden kann. Aus diesen Bedenken heraus und mangels<br />
Spurenelementanalysen 5011 hier von einer Zuordnung der Urgranite<br />
von Gussarvshyttan zum I-Typ abgesehen werden .<br />
Aus 21 Hauptelementanalysen wurden normative Mineralbestände nach<br />
der MESO-NORM berechnet. Das daraus sich ergebende Feldspat<br />
Verhältnis wurde im An-AI-0r-Diagramm nach O'CONNOR (1965)<br />
(Abb. 38) ausgewertet.<br />
Der gröBte Teil der Urgranite von Gussarvshyttan liegt im Granit<br />
Feld des Diagrammes; eine Ausnahme bilden nur die Proben K 31,<br />
K 98, K 104 und K 107, die ins Trondhjemit-Feld fallen, also<br />
tonalitische bzw. quarzdioritische Zusammensetzung haben (HUGHES<br />
1982, BEST 1982). Die Probe K 4 liegt im Granodiorit-Feld. Ein<br />
An<br />
Ab<br />
, ,,<br />
,<br />
I<br />
, ,I<br />
3-- -I· ,, -;--_<br />
, •• -- ........ -.. -.,#'<br />
Or<br />
Abbildung 38. O'CONNOR - Diagramm der Urgranite: Diagramm<br />
Entwurf nach O'CONNOR (1965). Feldereinteilung:<br />
l = Granodiorit, 2 = Trondhjemit, 3 =<br />
Granit.<br />
erwähnt.<br />
Gekennzeichnete Proben werden im Text<br />
62
Vergleich mit dem STRECKEISEN-DIAGRAMM in Abb. 18 zeigt, daB die<br />
normativ berechneten Proben in ihrem feldspat-Verhältnis leicht<br />
in Richtung auf die Plagioklase verschoben sind. In beiden Diagrammen<br />
ist ein Trend von alkalifeldspat- und quarzreichen sauren<br />
Gesteinen zu plagioklasr~icheren weniger sa uren erkennbar.<br />
Dieser Trend kann in einer magmatischen Differentiation begrundet<br />
liegen; Plagioklase werden bei höheren Temperaturen gebildet als<br />
Alkalifeldspäte.<br />
Eine weitere Möglichkeit zur Beschreibung der Urganite ist das in<br />
Abb. 36 dargestelIte AfM-Diagramm. Beim Vergleich der Oxide der<br />
Alkalien, des Magnesiums und des Gesamteisens als feO·zeigt sich,<br />
daB die Urgranite einem Trend in Richtung auf die basischeren Gesteine<br />
der Grönstens-Urgranit-Serie folgen.<br />
6.6 SKARNE<br />
Die Petrographie und Geochemie der Skarne wird später geschlossen<br />
bei der Diskussion der Gesteine und Erze der Lagerstätte behandelt<br />
werden, weil dort das Hauptskarnvorkommen des<br />
Kartiergebietes liegt.<br />
6.7 JUNGERE VULKANITE<br />
Die Ergebnisse der Hauptelementanalysen von insgesamt 10<br />
Vulkanit-Proben sind in der Tab. 12 zusammengestellt.<br />
Zwischen den drei verschiedenen Vulkaniten des Kartiergebietes<br />
(Tuna-Diabas, Asby-Diabas und Gustafsporphyr) gibt es folgende<br />
signifikante Unterschiede:<br />
Der Asby-Diabas unterscheidet sich vom Tuna-Diabas in erster Linie<br />
durch seine erhöhten TiO z-, PzOs- und Sr-Gehalte, aber auch<br />
durch seine niedrigeren SiO z-, MnO-, MgO- und Rb-Werte.<br />
Im NazO+KzO / SiOz-Diagramm nach COX, BELL & PANKHURST (1979)<br />
(Abb. 39)liegen die Asby- und Tuna-Diabase im Basalt-feld,<br />
letzterer allerdings etwas verschoben in Richtung auf das feld<br />
der basaltischen Andesite. Beim Gustafsporphyr handelt es sich<br />
um ein Gestein mit rhyolithischer Zusammensetzung.<br />
Trägt man die Diabas-Proben ins TiOz-KzO-PzOs-Diagramm nach<br />
PEARCE et al. (1975) in Abb. 40 ein, dann liegen alle Diabase im<br />
feld<br />
.<br />
kontinentaler Basalte. Zu gleichen Ergebnissen kommt man<br />
. bei der Auswertung der chemischen Analysen in der<br />
feO-MgO-Al z 0 nach PEARCE et al. (1977) in Abb. 41.<br />
3-Darstellung<br />
Zur frage der Verwandtschaft zwischen dem Gustafsporphyr und dem<br />
Tuna-Diabas lassen sich aus den vorliegenden chemischen Analysen<br />
keine Ergebnisse gewinnen. Bemerkenswert ist bei dem<br />
63
,<br />
, ,-- ...... "<br />
12 / -,<br />
/<br />
....... l'<br />
/ / -,<br />
/<br />
10<br />
"<br />
/<br />
/ -,<br />
,. ...""'"<br />
/<br />
Abbildung 40. Ti0 2 - KzO - PzOs Diagramm: Trennung von<br />
"ozeanischen" und "nichtozeanischen" Basalten<br />
nach PEARCE et al. (1975). ° = ozeanisch, K =<br />
nichtozeanisch. Probenkennung wie in Abb. 39.<br />
65
Abbildung 41. Trennung von Basalten verschiedener Bildungsräume<br />
im A1 20 3<br />
- FeO·- MgO - Diagramm: Darstellung<br />
nach PEARCE et al. (1977).<br />
Feldereinteilung: I. = Kontinentale Basalte;<br />
II. = Basalte orogener Bereiche; III. =<br />
Basalte ozeanischer Rucken; IV. = Basalte<br />
ozeanischer Insein. Probenkennung wie in<br />
Abb. 39.<br />
66
7.0 UNTERSUCHUNGEN DER GESTEINE HIT HILFE DES<br />
RONTGENDIFFRAKTOHETERS<br />
Am Anfang der Röntgendiffraktometer-Untersuchungen stand die<br />
Frage der Methodik. Da keine Erfahrungen mit dem vorhandenen Gerät<br />
(SlEMENS D 500) voriagen, bestanden die ersten Probleme in<br />
der Entwicklung und im Testen von Probenaufbereitungs- und<br />
Präparationstechniken. Anfänglich erfolgte die Präparation der<br />
Proben mit Vaseline auf einen Glasobjektträger (4.7 x 4.7 mm).<br />
Die Vaseline wird dabei erhitzt und zum 'Schmelzen gebracht. Von<br />
der Probe muOten die Bestandteile > 60 ~m abgetrennt werden. Der<br />
Rest wurde als dUnne Schicht auf die heiOe Vaseline aufgestäubt<br />
und nochmals erhitzt. Diese Methode ist einfach und wenig arbeitsintensiv,<br />
hat aber auch gravierende Nachteile. So erzeugte<br />
die verwandte Vaseline Linien bei Winkeln von 19.355 0 (d=4.582),<br />
21.459 0 (d=4.1374) und 23.843 0 (d=3.7288). Dies hätte eventuell<br />
durch die Verwendung analysenreiner Vaseline ausgeschaltet werden<br />
können. Ein schwerwiegenderes Problem war die Tatsache, daO<br />
dur ch das Aufstäuben der Probe auf den Objektträger die Geometrie<br />
der Anordnung gestört wurde, was eine leichte Verschiebung der<br />
28-Winkel zu höheren MeBwerten zur Folge hatte. Die Erklärung<br />
dafUr zeigt die Abb. 42.<br />
!<br />
--<br />
------ /<br />
H/ ~<br />
/ -,<br />
/<br />
/ /<br />
I \<br />
I<br />
/<br />
I<br />
/<br />
/<br />
I<br />
I<br />
\<br />
,<br />
\<br />
\ /<br />
Abbildung 42. Strahlengang des Diffraktometers: Signaturen;<br />
M = MeOkreis, D = Detektor, R = Röntgenröhre,<br />
p = Probenhalter mit Probe, 8 = Glanzwinkel,<br />
28 1<br />
= Beugungswinkel fur eine Probe, deren<br />
Oberfläche mit der Probenhalterfläche ubereinstimmt,<br />
28 2 = Beugungswinkel fur eine<br />
aufgestäubte Probe, dicke Linie = Strahlengang<br />
unter definierten MeBbedingungen, gestrichelte<br />
Linie = Verlauf der reflektierten Strahlen fUr<br />
eine aufgestäubte Probe.<br />
67
C__)<br />
Abbildung 43. Probenhalter zur Gesteinsuntersuchung am<br />
Röntgendiffraktometer: 4.7 x 4.7 cm groBe<br />
Plexiglasplatte mit 0.1 mm tiefer Ausfräsung<br />
in der Mitte zur Aufnahme der Probe. MaBstab<br />
1:1.<br />
Daraufhin muBte eine neue Präparationsmethode angewandt werden.<br />
Hierzu wurde aus einer 3 mm dicken Plexiglasplatte von 4.7 x 4.7<br />
mm GröBe im Bestrahlungsbereich eine Vertiefung von 0.1 mm<br />
herausgefräst (Abb. 43) . . In diese Vertiefung presst man die<br />
Probe ein und zieht sie bis auf Oberflächenniveau ab. Wichtig<br />
ist hierbei, daB die Proben extrem fein gemahlen werden. Durch<br />
diese Art der Präparation bleibt die Geometrie der Anordnung erhalten<br />
und Eichungen mit Quarzpulver ergaben eine nahezu vollständige<br />
Ubereinstimmung der MeBwerte mit der ASTM-Kartei. Diese<br />
Methode erfordert groBe Sorgfalt bei der Herstellung der<br />
MeBpräparate; eine Vertiefung der Ausfräsung im Probenhalter auf<br />
beispielsweise 0.2 mm wurde eventuell eine Erleichterung darstellen.<br />
Als Strahlungsquelle dient eine Röntgenröhre mit Cu-Anode<br />
(Lambda=1.506); die Betriebsbedingungen sind 25 mA / 30 kV. Die<br />
Verwendung eines Ni-Filters brachte eine deutliche Verbesserung<br />
der Auflösung, ebenso wie die Kombination verschiedener Blenden.<br />
Fur die durchzufuhrenden Untersuchungen erwiesen sich die Blendenkombinationen<br />
1 0-10-0.30-0.15 0 und 10-10-10-0.05 0<br />
als am<br />
brauchbarsten. Gemessen wurde mit kontinuierlichem Step-sean bei<br />
Schrittweiten von 0.01 Grad und MeBzeiten von l Sekunde pro<br />
Schritt. Kleinere Schrittweiten und längere MeBzeiten sind nur<br />
fUr Präzisionsmessungen an monomineralischen Präparaten sinnvoll;<br />
zur Bestimmung der Gitterabstandswerte der Granate aus den Skarn<br />
Proben reichten schon die Standardmessbedingungen aus. Die Berechnung<br />
der d-Werte erfolgte Uber den angeschlossenen MeB- und<br />
Regelcomputer der Firma DEC. Folgende Berechnungsparameter erwiesen<br />
sich als am geeignetsten: PKW: 0.08, THRl : 0.7, BKR :<br />
1.5, THR2 : 1.5 .<br />
Fur die vorliegende Arbeit lieB sich das Röntgendiffraktometer<br />
nur bedingt einsetzen. Es zeigte sich schon frUhzeitig, daB es<br />
bei Proben mit mehr als 4-5 Mineralphasen zu einer Uberlagerung<br />
der Linien der verschiedenen Gemengteile kommen kann. AuBerdem<br />
68
wird in solchen Fällen die Intensität der einzelnen Linien sehr<br />
stark herabgesetzt, was die Auflösung verringert und die Berechnung<br />
der d-Werte erschwert. Phasen mit Gehalten unter 5 % sind<br />
m.E. nicht mehr sicher anzusprechen, da die relativen Intensitäten<br />
der Linien solcher, in untergeordneten Gehalten vorhandener<br />
Minerale so gering werden, 'daB die Signale nicht mehr vom Untergrund<br />
der Messung getrennt und aufgelöst werden können. Ein<br />
weiteres Problem ist auch hier die Linien-Oberlagerung.<br />
In den Granatskarnen lieBen sich Granat und Pyroxene immer,<br />
Epidot, Quarz, Kalzit und Scheelit dagegen nicht in allen Fällen<br />
eindeutig bestimmen. Der Scheelit stellt insofern eine Ausnahme<br />
von der Regel (Gehalte < 5 % nicht bestimmbar) dar, weilseine<br />
stärksten Linien dort liegen, wo sie nicht von anderen Linien<br />
uberlagert werden. Dadurch ist Scheelit auch in geringeren Gehalten<br />
im Diffraktogramm noch erkennbar.<br />
Zusammenfassend kann man zur Anwendbarkeit des<br />
Röntgendiffraktometers in der verfugbaren Ausstattung bei der<br />
Untersuchung kristalliner Gesteine sagen, daB es sich hierbei um<br />
eine Methode handelt, die einen schnellen Oberblick uber den Bestand<br />
an Hauptgemengteilen vermittelt. Das Hauptverwendungsgebiet<br />
liegt m.E. dort, wo der Mikroskopie Grenzen gesetzt sind,<br />
beispielsweise bei der Bearbeitung sehr feinkörniger Matrixen,<br />
oder bei der Untersuchung von Gemengteilen, die auf Grund ihrer<br />
Kristallographie nur schwer bestimmbar sind, wie opake Erze,<br />
isotrope Granate oder Minerale mit stark anomalen<br />
Interferenzfarben wie Vesuvian. Ein weiterer Anwendungsbereich<br />
ist die Bestimmung von Mischkristallen, bei denen die Ergebnisse<br />
aus Messung der Auslöschungsschiefe (Plagioklase) oder<br />
Spaltwinkel (Amphibole, Pyroxene) durch die Kenntnis der d-Werte<br />
untermauert und präzisiert werden können.<br />
69
8.0 LAGERSTÄTTEN DES ARBEITSGEBIETES<br />
8.1 BESCHREIBUNG DER WICHTIGSTEN VORKOHHENDEN ERZHINERALE<br />
Im Bereich des Arbeitsgebietes stellt Scheelit (CaW0 4<br />
) das<br />
Haupterzmineral dar. Neben der Scheelitvererzung ist nur vereinzeit<br />
eine unbedeutende Mineralisation mit Fe-Erzen wie Magnetit,<br />
Pyrit, Hämatit und Magnetkies sowie mit sulphidischen Cu-Erzen<br />
wie Chalkopyrit in leptiten und Amphiboliten zu beobachten.<br />
Scheelit (CaW0 4<br />
) ist, nach Wolframit «Fe,Mn)W0 4<br />
) , fUr die wirtschaftliche<br />
Nutzung von Wolframerzen das wichtigste Mineral. Es<br />
bildet mit Powellit (CaMo0 4 ) die tetragonal-dipyramidale bzw.<br />
tetragonale Scheelit-Reihe (Abb. 44).<br />
MINERAL-<br />
CHEMISCHE<br />
NAME ZUSAMMENSET ZUNCi SYMMETRlE FARBE HÄRTE<br />
welt.lelblich<br />
SCHEELIT C.WO" tetr. -dipyr. braun. ,rau 4.5 5<br />
WOLFRAMPOWE LLIT Ca.MoO .. , W -haltil tetr. -dipyr. 1J11Zl.1ich -le1b 3 - ..<br />
SEYRlCiIT Ca (W,Mo) 0 .. tetral°nal ,oldcelb<br />
CUPROSCHEELIT (Cu.Ca) WO.. tetr . -dipyr. piatad.qrGn 4.5 - 5<br />
CUPROTUNCiSTIT CuWO.. t.h. -dipyr.<br />
REn", T FeWO.. t.tral°nal acinrarabr.un 4<br />
STOLZIT PbWO.. tetr. -dipyr. rotbraun 2,5 - 3<br />
CHlLLACiIT Pb (W.Mo) 0 .. tetralOD&l atrob,e1b 3,5<br />
Abbildung 44. Minerale der Scheelit-Reihe: nach WIENDl<br />
(1968) .<br />
Scheelit erhielt seinen Namen nach dem pommerschen Chemiker Karl<br />
Wilhelm Scheele (1742-1786), der als erster die Wolframsäure in<br />
diesem Mineral entdeckte.<br />
Die Elementarzelle des Scheelits besteht aus einem<br />
innenzentrierten Prisma. Habitusgebend sind die Flächen (101)<br />
und (111), wobei die Fläche (101) eine Streifung aufweisen kann.<br />
Durchwachsungszwillinge sind verbreitet zu finden. Idiomorphe<br />
Kristalle kommen selten vor, meistens tritt Scheelit in Form von<br />
unregelmäBigen Einsprenglingen oder ·derben xenomorphen Aggregaten<br />
70
auf. Pseudomorphosen von Scheelit nach Wolframit sind häufig, da<br />
Wolframit in der Regel älter ist als der Scheelit und von diesem<br />
oft verdrängt wird (DANA 1951). Scheelit ist selten farblos , gewöhnlich<br />
ist er grau, grunlichgelb bis braun. Er zeigt fett- bis<br />
Diamantglanz, die Ritzhärte schwankt zwischen 4.5 und 5 und der<br />
Bruch ist uneben. Die Dichte ist abhängig vom Ho-Gehalt, fast<br />
reiner Scheelit hat eine Dichte von uber 6 g/cm 3 , Scheelit mit<br />
8.23 Gew.-% Ho0 3<br />
von 5.88 g/c~ , während Seyrigit mit 24 Gew.-~<br />
Ho0 3<br />
nur eine Dichte von 5.484 g/c~ aufweist (DANA 1951). Bei<br />
Einwirkung von Kathodenstrahlen leuchtet Scheelit gewöhnlich mit<br />
starker blauer farbe, bei Bestrahlung mit kurzwelligem UV-Licht<br />
(2536 A) bläulichweiG.<br />
formelreiner Scheelit setzt sich aus 19.47 ~ CaO und 80.53 ~ W0 3<br />
zusammen. Ho1ybdän kann Wolfram substituieren, es besteht eine<br />
isomorphe Serie in Richtung Powellit (CaHo0 ) . 4<br />
Die isomorphe<br />
Beimischung reicht bis zu 10% Ho0 3<br />
, bei höheren Gehalten bis zu<br />
einem Ho:W-Verhältnis von 1:1.38 wird das Hineral als<br />
Holybdoscheelit oder Seyrigit bezeichnet. Beimengungen von uber<br />
3-4 % sind allerdings selten. Bekannt ist auch eine<br />
kupferhaltige Abart, Cuproscheelit mit bis zu 7 ~ CuO. Geringe<br />
Hengen von Elementen der Seltenen Erden (hauptsächlich der Cer<br />
Gruppe) können ebenfalls eingebaut werden (BETECHTIN 1977).<br />
Die Fluoreszenzeigenschaften des Scheelits sind bereits erwähnt<br />
worden. Sie dienen nicht nur bei der Scheelit-Prospektion als<br />
gutes Hilfsmittel, sondern erlauben auch Aussagen uber die<br />
Reinheit des Scheelits, da die fluoreszenzfarbe abhängig ist in<br />
erster Linie vom Ho-Gehalt (GREENWOOD 1943, ZESCHKE 1964, WIENOL<br />
1968) Nach ZESCKKE (1964, zit. in WIENOL 1968) . besteht folgende<br />
Beziehung zwischen der fluoreszenzfarbe und dem Mo0 3-Gehalt<br />
:<br />
0.0 0.5 Gew.-~ Mo0 bläulichweiG<br />
3<br />
0.5 0.9 weiG<br />
0.9 1.8 gelblichweiG<br />
1.8 2.3 gelbweiG<br />
2.3 2.8 weiO, gelblich<br />
2.8 - 3.2 =<br />
gelblich<br />
> 3.2 gelb<br />
=<br />
GREENWOOD (1943) konnte diese Tatsache ebenfalls nachweisen und<br />
fand auOerdem heraus, daG eine, wenn auch nicht so signifikante,<br />
Abhängibkeit zwischen der Fluoreszenzfarbe und dem Hn-Gehalt besteht.<br />
Scheelit ist im Dunnschliff relativ 1eicht zu erkennen. Im normalen<br />
Durchlicht ist er in der Regel farblos bis mittelgrau, läOt<br />
sich aber auch von den ubrigen Hinerale sehr gut dur ch sein<br />
Chagrain unterscheiden. Die Abgrenzung zu den im Durchlicht<br />
ebenfalls farblosen Granaten ist schwierig, doch hat der Scheelit<br />
ein höheres Relief.<br />
Im polarisierten Licht ist die Unterscheidung von anderen<br />
Minerale nicht schwer. Das Oberflächenchagrain, eines der Haupterkennungskriterien,<br />
wird hierbei besonders betont. Die<br />
Interferenzfarben des Scheelits variieren zwischen mittelgrau und<br />
71
aun (erster Ordnung)(Abb. 45). Abhängigkeiten zwischen<br />
Interferenzfarben, Fluoreszenzverhalten und chemischer Zusammensetzung<br />
1ie8en sich a11erdings aus den vorhandenen Proben nicht<br />
feststellen. Ein weiteres Erkennungsmerkmal des Scheelits ist<br />
sein undulöses Auslöschen bei Drehen des Präparates. Hierbei<br />
fie1 auf, da8 graufarbene Kristalle wogenartiges Auslöschen von<br />
einer Kristallseite zur anderen zeigten, während braune Scheelite<br />
eine Tendenz zu partiellem Auslöschen innerhalb des Minerals aufweisen.<br />
Dieses Indiz fur ausgeprägten Subkornbau ist in Abb. 45<br />
deutlich zu erkennen.<br />
Sch<br />
Gr<br />
die unterschiedlichen Interferenzfarben. Sch<br />
= Scheelit, Gr = Granat, Q = Quarz. Aufnahme<br />
mit (+) Nicols; Vergrö8erung : 269:1.<br />
Abbildung 45. Aufnahme eines Scheelits: Probe 14/86,<br />
Scheelite in Skarnen aus dem Scheelit<br />
Vorkommen von Gussarvshyttan. Auffällig sind<br />
Die Fe~tlegung des optischen Charakters ist schwierig; durch<br />
mehrere Bestimmungen wurde Scheelit als optisch einachsig, positiv,<br />
erkannt. Die Korngrö8en der Scheelitkristalle sind sehr unterschiedlich.<br />
Sie schwanken zwischen 0.05 und 10 mm. Uber die<br />
Geochemie des Scheelits im allgemeinen ist bereits oben kurz gesprochen<br />
worden. Die dort erwähnte Substitution von Wdurch Mo<br />
lie8 sich bei Untersuchungen von Scheelit-Proben aus der Lagerstätte<br />
von Gussarvshyttan mittels eines<br />
Rasterelektronenmikroskops mit angeschlossenem EDX-System deutlich<br />
nachweisen. Da das EOX-System bis jetzt nur qualitativ bis<br />
halbquantitativ arbeitet, sind Aussagen uber die prozentuale Zusammensetzung<br />
des Scheelits nicht möglich. Es ist nur deutlich<br />
72
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.:1 I ' Ild Jl'1 L LrLd i I 1-:'. • L11.. iI .~ J ; . ;: t II" 1.1 I ; ~, I : l ,. , ", '. l i, ,I j<br />
PROBE 6/05 PROBE 2162<br />
Abbildung 46. Elementspektrum zweier Scheelit-Kristalle:<br />
Proben aus dem Scheelit-Vorkommen von<br />
Gussarvshyttan. Abzissee: Energie in EV;<br />
Ordinate: gemessene Intensität.<br />
zu erkennen, daB, je ausgeprägter der L-Peak des Molybdäns im<br />
Elementspektrum ist, desto niedriger sind der L~- und der M-Peak<br />
des Wolframs (Abb. 46).<br />
Die einzige Möglichkeit, Aussagen Uber den Mo-Gehalt machen zu<br />
können, war die Untersuchung der Proben im ultravioletten Licht<br />
(2536Ä). Hierbei traten in erster Linie weiBe bis gelbliche<br />
Fluoreszenzfarben auf, so daB davon ausgegangen werden kann, daB<br />
der Mo0 3-Gehalt<br />
der Scheelite von Gussarvshyttan 3 ~ nicht Uberschreitet.<br />
Während der Untersuchung der Proben mit dem<br />
EDX-System zeigte sich ein zweiter Trend se hr deutlich. Bei Mo<br />
73
armen bis -freien Proben ist vereinzeIt ein Se-L~-Peak erkennbar,<br />
der mit zunehmendem Mo-Gehalt kleiner wird und verschwindet. Aus<br />
Röntgenverteilungsbildern ist eindeutig eine statistische Verteilung<br />
des Mo und Se im Kristall nachweisbar. Das Auftreten von Se<br />
ist nicht an andere Elemente gebunden.<br />
8.2 SCHEELIT-VERERZUNG BEl GUSSARVSHYTTAN<br />
Bevor im Sommer 1979 erste Scheelit-fUhrende Blöcke bei<br />
Gussarvshyttan gefunden wurden, war nur eine W-Anomalie aus<br />
geochemischen Untersuchungen von Moränenmaterial westlich des<br />
Gussarvshyttesjön bekannt. Daraufhin wurde das Gebiet systematisch<br />
beprobt und später im Bereich der vermuteten Lagerstätte<br />
17 Bohrungen niedergebracht. Um möglichst viele Ergebnisse Uber<br />
den Erzkörper zu erhalten, wurden die Bohrungen mit Winkeln zwischen<br />
30 0 und 60 0 nach Norden niedergebracht.<br />
Nach Kartierung der Bohrkerne und Zusammenstellung aller Ergebnisse<br />
zeigte sich, daB drei voneinander unabhängige Erzkörper<br />
existieren; sie streichen mit ungefähr 80 0 und haben eine maximale<br />
Längserstreckung von 80-100 m. Der sUdlichste Erzkörper ist<br />
ca. 10 m breit und reicht bis gut 60 m unter die Oberfläche.<br />
Nach N folgt die mächtigste Erzzone, mit einer Ausstrichbreite<br />
von ca. 25 m. In der Tiefe dUnnt der Erzkörper aus, bei 110 m<br />
unter Geländeoberkante ist er nur noch 8-10 m breit. Wie tief er<br />
noch unter 110 m herunterreicht, ist nicht bekannt. Das nördlichste<br />
der drei Vorkommen steht oberflächlich nicht an, es ist<br />
nur erbohrt worden. Die Vererzung ist max. 5 m breit und es liegen<br />
keine Erkenntnisse Uber den weiteren Verlauf in der Tiefe<br />
vor.<br />
8.2.1 Geologie der Lagerstätte<br />
Zur Geologie der Lagerstätte liegt eine geologische Karte im MaBstab<br />
1:1000 als Anlage 5 vor. Sie ist das Ergebnis der Auswertung<br />
von 17 Bohrungen, einer magnetischen Detailaufnahme sowie<br />
einer groBen Zahl von Rammsondierungen, die von der firma LKAB<br />
PROSPEKTERING AB in diesem Bereich durchgefuhrt worden sind .<br />
Die Lagerstätte liegt im Grenzbereich zwischen der Grönstens<br />
Urgranit-Serie im Norden und Leptiten im SUden. Bei den Urgraniten<br />
handelt es sich um Granite des Typs I mit ausgeprägter<br />
Gneisstruktur, deren Petrographie und Geochemie bereits in den<br />
Kapiteln 5.2.2.2 und 6.5 behandelt worden ist. Da sie nicht direkt<br />
im Bereich der Lagerstätte oberflächlich anstehen und auch<br />
von keiner Bohrung angefahren werden, soll hier nicht weiter auf<br />
die Urgranite eingegangen werden.<br />
Die dominierenden Gesteine im Bereich der Lagerstätte sind die<br />
Leptite. Es handelt sich hier um hellgraue bis -rote, teilweise<br />
74
iotitreiche Gneise mit se hr hohem Quarz-Anteil. Sie werden<br />
durchschlagen von dunklen Amphiboliten, mit denen sie sehr stark<br />
verfaltet sind. Die Mächtigkeit dieser Amphibolite schwankt zwischen<br />
einigen mm und max. 5 m. Db diese Gesteine Teile der<br />
Metabasit-Leptit-Serie sind, oder ob es sich um synorogene umgewandelte<br />
ehemalige Diabase handelt, läGt sich an Hand der<br />
Bohrkerne nicht sicher entscheiden.<br />
Die Vererzung mit Scheelit ist auf die Skarne beschränkt. Ihre<br />
petrographischen Zusammensetzungen schwanken stark, die<br />
Hauptgemengteile sind Granat, Pyroxen, Quarz und Epidot. Die Abgrenzung<br />
zu den Karbonaten, aus denen sie durch Ca-Mg<br />
Metasomatose entstanden sind, ist teilweise schwierig. Auf der<br />
einen Seite findet man verbreitet flieGende Obergänge zwischen<br />
beiden Gesteinen, andererseits treten auch sehr scharfe Grenzen<br />
auf. Dies mag abhängig sein von den p-T-Bedingungen während der<br />
Verskarnung sowie von der Beschaffenheit der zugefUhrten Lösungen.<br />
Bei den nichtvererzten Karbonaten handelt es sich um<br />
hellgraue bis -rote Marmore von unterschiedlicher Reinheit. Die<br />
Vererzung als solche ist se hr unregelmäGig und nicht an eine spezielle<br />
petrographische Zusammensetzung gebunden, doch sind<br />
granatreiche Skarne sehr oft höher vererzt als granatarme<br />
Variationen (GrUnskarne).<br />
Nördlich und sudlich der Lagerstätte wurden von elnlgen Bohrungen<br />
nichtmetamorphe Gänge von Tuna-Diabas und Gustafsporphyr<br />
durchteuft. Vereinzeit wechselt der ansonsten hellrote<br />
Gustafsporphyr seine Farbe in Richtung Grun und es scheinen sich<br />
Obergänge zum Tuna-Diabas anzudeuten. Inwieweit genetische Zusammenhänge<br />
zwischen beiden Gesteinen bestehen, ist makroskopisch<br />
nicht sicher zu sagen. Da diese Vulkanite als postorogene Gesteine<br />
kaum als "Erzbringer" in Frage kommen, 5011 hier auf die<br />
Frage genetischer Zusammenhänge nicht weiter eingegangen werden.<br />
In den Bohrungen wurden an mehreren Stellen Pegmatite angetroffen.<br />
Ihre Mächtigkeiten schwanken zwischen einigen dm und max.<br />
6 m. Es handelt sich hierbei durchweg um sehr grobkörnige,<br />
hellrote bis graue feldspatreiche Gesteine, die keinerlei Anzeichen<br />
einer metamorphen Beanspruchung zeigen. Diese Tatsache und<br />
die Ähnlichkeit mit in der Literatur (KULLING &HJELQUIST, 1948;<br />
HJELMQUIST, 1966) beschriebenen Pegmatiten gibt zu der Vermutung<br />
AnlaG, daG diese Pegmatite Bildungen des spätorogenen sog. "Yngre<br />
Granites" darstellen. Die nächsten Aufschlusse dieses<br />
nichtmetamorphen Granites liegen zwar ca.15 km entfernt, doch besteht<br />
die Möglichkeit, daG dieser Granit im tieferen Untergrund<br />
des Kartiergebietes auch zu finden ist.<br />
Mit Ausnahme der nichtmetamorphen Vulkanite und Pegmatite sind<br />
alle Gesteine intensiv gefaltet mit steil nach SW einfallenden<br />
B-Achsen. Die Lagerstätte wird von einer ungefähr W-Estreichenden<br />
Störungszone durchzogen, in der die Gesteine teilweise<br />
brecciiert, vereinzeit aber auch mylonitisiert worden sind.<br />
Die Brecciierung ist im allgemeinen durch Quarz verheilt, die<br />
mylonitisierten Bereiche dagegen nicht. Aus diesem Grund liegt<br />
die Vermut ung nahe, daG es sich zumindest um zwei verschiedene<br />
75
tektonische Ereignisse handelt, wobei die verheilte Brecciierung<br />
älter ist.<br />
Im Bereich der Lagerstätte ' läOt sich folgende stratigraphische<br />
Abfolge feststellen :<br />
Tuna-Diabas, Gustafsporphyr<br />
Skarne<br />
Pegmatite<br />
Urgranit<br />
Karbonate<br />
Amphibolite<br />
Leptite<br />
8.2.2 Gesteinsbeschreibung, Petrographie und Geochemie<br />
8.2.2.1 leptite<br />
Die Leptite aus der Lagerstätte unterscheiden sich kaum in ihrer<br />
Petrographie von den in Kap. 5.1.1.2 beschriebenen Gesteinen.<br />
Die beobachteten Mineralbestände sind Abb. 11 zu entnehmen.<br />
Diese Leptite sind hauptsächlich den Leptit-Typen I und II zuzuordnen.<br />
Auffällig ist das Vorhandensein von Granat in drei DUnnschliffen.<br />
Die Granate sind immer gröber als die Ubrigen Gemengteile und<br />
hypidiomorph ausgebildet. Teilweise umwachsen sie bereits vorhandene<br />
Quarze. Zusammen mit den Granaten treten oft fe-arme,<br />
schwach gefärbte Epidote sowie Klinozoisite auf. Eine Deutungsmöglichkeit<br />
fUr die Granatbildung ist das Entstehen von Granat<br />
als folge der Verskarnung benachbarter Karbonatkörper, doch ist<br />
auch eine Granatbildung während der Metamorphose möglich.<br />
8.2.2.2 A.phibolite<br />
Amphibolite sind als schmale, im allgemeinen Streichen gestreckte<br />
Linsen im Bereich der Lagerstätte zu finden. Ihre Mächtigkeit<br />
Ubersteigt 10 m nicht. Es handelt sich um feinkörnige Gesteine,<br />
die intensiv mit den Leptiten verfaltet sind. Aus dieser Tatsache<br />
heraus und aus Vergleichen der geochemischen Zusammensetzungen<br />
wird dieses Gestein den Metabasiten der<br />
Leptit-Metabasit-Serie zugeordnet.<br />
76
8.2.2.3 Karbonate<br />
Bei den Karbonaten handelt es sich um Kalke mit MgO-Gehalten<br />
unter 2 %. Der Gehalt an ande ren Elementoxiden ist stark abhängig<br />
vom Grad der Verskarnung, ein gewisser SiOz-Anteil scheint<br />
aber auch schon in "frischen" Proben ohne erkennbare<br />
Verskarnungserscheinungen vorhanden zu sein. Es fällt auf, daB<br />
der Ubergangsbereich zwischen annäherend vollständig verskarnten<br />
Partien und nicht umgewandelten Karbonaten nur se hr schmal ist<br />
und schätzungsweise im dm-Bereich liegt.<br />
8.2.2.4 Skarne<br />
Zunächst 5011 hier auf die Petrographie und weniger auf die<br />
Geochemie eingegangen werden, sowie auf die möglichen Bedingungen,<br />
die zur Skarnbildung fUhren.<br />
Als Skarne werden hier solche Gesteine angesehen, die<br />
makroskopisch keine gröBeren Mengen Karbonate mehr erkennen lassen.<br />
Dies ist Vorbedingung, um Aussagen Uber die reale<br />
petrographische und geochemische Zusammensetzung der Skarne machen<br />
zu können. Zwischenstadien der Umbildung wUrden dies Bild<br />
verfälschen.<br />
Wie bereits kurz erwähnt, kann man zwischen vier verschiedenen<br />
Skarnen unterscheiden. Die ungefähre Zusammensetzung an den drei<br />
hauptsächlich vorkommenden Skarnmineralen Granat, Pyroxen und<br />
Epidot-Klinozoisit ist dem Dreiecksdiagramm der Abb. 47 zu entnehmen.<br />
Die abgeschätzten Anteile an Haupt- und<br />
Ep<br />
Gr<br />
Abbildung 47. Skarn-Typen: Im Dreieck Granat-Epidot-Pyroxen<br />
sind schematisch die Bereiche eingegrenzt, in<br />
denen nach der petrographischen Auswertung der<br />
DUnnschliffe (Anteile an Haupt- und<br />
Nebengemengteilen und an Akzessorien abgeschätzt)<br />
die verschiedenen Skarne des Arbeitsgebietes<br />
liegen. I - IV = Skarn-Typen (vergl.<br />
S. 40).<br />
Di<br />
77
L.<br />
Gr Px Q Ep Klz Sch C. Cl Am T1 Op<br />
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Abbildung 48. Mineralbestände der Skarne: Abgeschätzte<br />
Modalbestände der Skarn-Proben aus der<br />
Scheelit-Lagerstätte von Gussarvshyttan.<br />
Signaturen: siehe S. 21. Probenbezeichnungen:<br />
Bohrungsnummer/Probennummer. I - IV = Skarn<br />
Typen (verql. S. 40).<br />
Nebengemengteilen sowie an Akzessorien in den untersuchten<br />
Skarnproben sind in der Abb. 48 zusammengefaBt. Das Vor handensein<br />
solch verschiedener Gesteine mag entweder auf unterschiedliche<br />
Gehalte an Mg, Fe und Al im Edukt zuruckzufuhren sein, oder<br />
78,
II<br />
I<br />
Abbildung 49. Aufnahme zonierter Granate: Skarnprobe<br />
10/101, Scheelit-Vorkommen von Gussarvshyttan.<br />
SprUnge im Granat mit Kalzit und Quarz verheilt.<br />
Bild I mit (+) Nicol s , Bild II mit (II)<br />
Nicols; Vergrö8erung : 43.1:1.<br />
auf Variationen dieser Elemente in den zugefUhrten, die<br />
Verskarnung bewirkenden Lösungen.<br />
Auf das GefUge der Skarne wurde bereits im Kap. 5.3 kurz eingegangen<br />
, so da8 die Ergebnisse hier nur kurz zusammengefa8t werden<br />
sollen: holokristallines, dichtes, granoblastisches Gefuge<br />
mit xenomorphen Komponenten se hr unterschiedlicher Korngrö8e. Im<br />
folgenden werden die wichtigsten Gemengteile kurz beschrieben<br />
werden.<br />
Granat: Die Granate sind hauptsächlich als derbe, dichte,<br />
xenomorphe Aggregate zu finden. Nur aus wenigen Proben lassen<br />
sich gr08e idiomorphe und zonierte Kristalle beschreiben (Abb.<br />
49). Die Korngrö8en der Granate variieren in weiten Grenzen, und<br />
zwar zwischen 0.05 und l mm. Die Kristalle werden se hr häufig<br />
durchzogen von mit Kalzit verfullten Spalten und Rissen. Hierbei<br />
handelt es sich nicht um Produkte der Granatumwandlung, sondern<br />
vielmehr um sekundäre VerfUllungen durch kalzitische Lösungen.<br />
Die Zusammensetzung der Granate wurde mit dem<br />
Rasterelektronenmikroskop und angeschlossenem EDX-System, sowie<br />
durch Untersuchungen mit dem Röntgendiffraktometer bestimmt. Aus<br />
den ermittelten d-Werten lie8 sich eine Gitterkonstante a = 11.94<br />
errechnen. Als spezifisches Gewicht der Granate wurde 3.65 g/cm 3<br />
ermittelt. Es handelt sich um Grossular mit einer<br />
Andraditkomponente. Die genaue Zusammensetzung ist Gross. 52-67 ,<br />
Andr· 27 _ 41' Alm. 6 •<br />
79
Px<br />
Gr<br />
Ep<br />
Q<br />
Abbildung SO. Aufnahrne zonierter Epidote: Skarnprobe K 38,<br />
Hällsjö-Gruva. Ep = Epidot, Gr = Granat, Q =<br />
Quarz, Sch = Scheelit, Px = Pyroxen. Aufnahme<br />
mit (+) Nicols; Vergrö8erung : 43.1:1.<br />
Pyroxen: Pyroxene sind in den Skarnen von Gussarvshyttan ausnahmslos<br />
xenomorph. Besonders in Schliffen, die hauptsächlich<br />
aus Pyroxen bestehen, ist ihre Gleichkörnigkeit auffällig.<br />
Solche Gesteine stellen auch die feinkörnigsten Skarne dar.<br />
Durch Vermessung der Auslöschungsschiefe wurden die Pyroxene als<br />
Diopsid-Hedenbergit bestimrnt. Umwandlungserscheinungen sind selten,<br />
vereinzeIt findet man randIich sehr schmaIe Chloritsäume.<br />
Epidot-Reihe: Epidot fällt durch seine anomalen<br />
Interferenzfarben, seinen Pleochroismus und seinen Zonarbau auf<br />
(Abb. SO). Er ist in den Schliffen deutlich häufiger zu finden<br />
als der farblose Klinozoisit. Umwandlungserscheinungen sind<br />
nicht feststellbar. Die Gehalte an Epidot liegen in den meisten<br />
Fällen unter denen von Granat und Pyroxen und dUrften 20 ~ kaum<br />
Uberschreiten.<br />
Quarz: Quarz findet man in fast jeder Probe. Er ist immer<br />
xenomorph und von stark schwankender KorngröOe. Es scheint zwei<br />
Quarz-Generationen zu geben. Die erste Generation ist bereits in<br />
den Edukten vorhanden gewesen und möglicherweise durch<br />
Sammelkristallisation noch gewachsen. Diese Quarze werden von<br />
den späten Mineralbildungen, besonders von Granaten, umwachsen.<br />
Die zweite Generation .i s t grobkörniger als die erste. Sie<br />
brecciiert das Gestein; die Bildung ist sicherlich postmetamorph<br />
und auf tektonische Bewegungen zurGckzufUhren.<br />
80
Gr<br />
Sch<br />
Abbildung 51. Scheelite in Granat-Skarn: Probe 6/74,<br />
Scheelit-Vorkommen von Gussarvshyttan.<br />
Scheelite mit unterschiedlichen Interferenz<br />
farben.Sch = Scheelit, Gr = Granat, Q = Quarz<br />
Px = Pyroxen. Aufnahme mit (+) Nieois; Ver<br />
grö8erung : 43.1:1.<br />
Kalzit: Nicht verskarnte Reste der Kalke (Kalzit I. Gen.) sind<br />
nur sehr selten noch zu finden. Die vorhandenen Kalzite (Kalzit<br />
II. Gen.) sind als spät- bis postmetsomatische Bildungen anzusehen.<br />
Ob diese sekundäre Kalzitbildung auf durch die Verskarnung<br />
mobilisierte Ca-lanen oder auf späte sekundäre Zufuhrung von<br />
CaC0 3-reichen<br />
Lösungen zuruckzufuhren ist, war nicht feststellbar.<br />
Scheelit: Scheelit ist immer xenomorph und kommt sowohl in Form<br />
von Spaltenfullungen als auch als selbstständige, bis zu 10 mm<br />
gro8e Einzelkristalle vor. Auffällig sind seine hellgrauen bis<br />
-braunen Interferenzfarben (Abb. 51) sein sehr hohes Relief und<br />
ausgeprägtes Chagrain. Eine detailliertere Beschreibung von<br />
Scheelit ist in Kap. 8.1 zu finden.<br />
Es scheint zwei verschiedene Generationen von Scheelit zu geben.<br />
Die ältere ist sehr feinkörnig, nur vereinzeit zu finden und<br />
meistens von Granat umwachsen (Abb. 52). Die zweite Generation<br />
macht den Hauptteil der Vererzung aus. Sie hat sehr stark<br />
schwankende Korngrö8en und scheint als eines der letzten Minerale<br />
gebildet worden zu sein. Diese Kristalle sind meistens in<br />
Zwickeln zwischen den anderen Mineralen zu finden.<br />
81
Sch<br />
K<br />
Abbi1dung 52. Aufnahme von Schee1it in Granaten: Skarnprobe<br />
14/86, Scheelit-Vorkommen von Gussarvshyttan.<br />
Schee1itkrista11e (Sch) von xenomorphen<br />
Granaten (Gr) umwachsen. K = Ka1zit Aufnahme<br />
mit (+) Nicols; VergröOerung : 43.1:1.<br />
Aus der mikroskopischen Bearbeitung der Skarn-Proben ergibt sich<br />
eine Krista11isationsfo1ge<br />
Kalzit (I. Gen.)<br />
Quarz (I. Gen.)<br />
Scheelit (I. Gen.)<br />
Epidot<br />
Granat<br />
Pyroxen<br />
Schee1it (II. Gen.)<br />
Quarz (II. Gen.)<br />
Ka1zit (II. Gen.)<br />
Nach der petrographischen Beschreibung der Skarne wird im f01<br />
genden auf ihre Geochemie näher eingegangen werden. Die Ergebnisse<br />
der geochemischen Analysen sind in den Tab. 13-.22 im Anhang<br />
zusammengefa8t. Die Vertei1ung der Hauptelementoxide sowie von<br />
Wolfram und Molybdän ist Abb. 53 zu entnehmen. Dart werden zwei<br />
verschiedene Skarne voneinander getrennt, granatfUhrende<br />
granatfreie (GrUnskarne) Skarnet Eine weitere Unterteilung<br />
und<br />
ist<br />
bei einzelnen DUnnschliffen zwar möglich; auf die Gesamtheit der<br />
Skarne länt sich auf Grund ihrer Heterogenität jedoch nur diese<br />
Zweiteilung anwenden.<br />
82
·1.<br />
70 70<br />
10 ' 0<br />
37 31 41 41 .52 5 1 (;[101.• % 0,05 0,'0 0,15 0,70 035 OJ GEw.-%<br />
·1. ·1. Al O<br />
2 3<br />
70 70<br />
10 10<br />
11 13 15 11 GEw.-% " 13 '4 6EIo',--I_<br />
·1. (00 ·1. 1'190<br />
2 0<br />
70<br />
10 10<br />
11, 19 210 29 34 39 GE"' ·% 10 GEW··1_<br />
n 1150<br />
-I. No O + K O PO<br />
2 2 2 5<br />
7 O 20<br />
10<br />
10<br />
OJ '.2 O~ 0,4 0,5 ~ ,5 GEW. ··1. 0,01 0,03 0,05 0 117 O," "0 ,'5 GEW.·%<br />
'·1.)<br />
20<br />
1"10) Mo<br />
20<br />
'0<br />
10<br />
0,1 0.2 O,J 0,4 0.5 . 0.5 GE"'. -/. o JO .0 'O 120 15(l·1SQ ~PM<br />
Abbildung 53. Elementverteilung in den Skarnen: Darstellung<br />
der prozentualen Häufigkeit der Hauptelemente<br />
sowie der Spurenelemente W und Mo in den<br />
Skarnen. Schraffiert die Daten fur die<br />
granatfreien Grunskarne. n = Anzahl in %,<br />
Elementgehalte in Gew.-%.<br />
83
Mit den Ergebnissen der geochemischen Untersuchungen der Erz<br />
Proben aus dem Erzkörper II wurde eine Clusteranalyse mit Rechenprogrammen<br />
des Rechenzentrumsder WWU (de LANGE & STEINHAUSEN<br />
1981) durchgefuhrt. Hierbei wurden alle Elemente, mit Ausnahme<br />
vom Wund Mo ungewichtet verarbeitet. Als Ergebnis zeigten sich<br />
drei verschiedene Cluster (Abb. 54), wobei fast alle Grunskarne<br />
in einem Cluster zusammengefaBt sind. Die Abgrenzung der<br />
8128<br />
8136<br />
8180<br />
8114<br />
8115<br />
8014 .<br />
8020<br />
8021<br />
8022<br />
8129<br />
8130<br />
8119<br />
8012<br />
8018<br />
8024<br />
8137<br />
8182<br />
8127<br />
8010<br />
8016<br />
8017<br />
8026<br />
B031<br />
8178<br />
8181<br />
8116<br />
8123<br />
8126<br />
8019<br />
8025<br />
8134<br />
8135<br />
8179<br />
8120X<br />
8125<br />
8023<br />
8132<br />
8122x_----&.__-..<br />
8183<br />
8132x<br />
8138x<br />
8118x<br />
8121 x_---''---,<br />
8011x<br />
8013x<br />
8015x<br />
8124x -----&.-............---_...I-<br />
Abbildung 54. Clusteranalyse: Clusterberechnung nach Programmen<br />
des Rechenzentrums der WWU (de LANGE &<br />
STEINHAUSEN, 1981). Mit X versehene Proben =<br />
Grunskarne. Probennummern siehe Tab. 13-22.<br />
--J<br />
84
GrUnskarne zu den granatfUhrenden Skarnen der beiden anderen<br />
Cluster wird aus der Tab. 22 im Anhang deutlich. Bei den<br />
GrUnskarnen sind die Elemente angereichert, die eher in Pyroxenen<br />
eingebaut werden, als in Granaten. Die beiden Granat-Skarn<br />
Cluster unterscheiden sich. in ihrem Chemismus kaum voneinander.<br />
Oberträgt man die Clusterzugehörigkeit auf die drei Bohrungen,<br />
die den Erzkörper II durchteufen, so zeigt sich eine so unregelmäBige<br />
Verteilung der Cluster, daB keine RUckschlUsse auf<br />
genetische Zusammenhänge zwischen Elementverteilung und Skarn<br />
Typen möglich sind.<br />
Auffällig ist die ausgeprägte Varianz bei allen Hauptelementen<br />
(vergl. Tab. 13-22), mit Ausnahme des Kalziums und des<br />
Magnesiums. Diese Schwankungen dokumentieren unterschiedliche<br />
Bedingungen während der Verskarnung sowie eventuell auch das Vorhandensein<br />
unterschiedlich aufgebauter Edukte. Ausgeprägt<br />
dolomitische Gesteine konnten im Kartiergebiet nicht angetroffen<br />
werden, doch sind partiell leicht erhöhte Mg-Gehalte nicht ausgeschlossen<br />
und werden auch immer wieder in der Literatur beschrieben<br />
(GEIJER & MAGNUSSON, 1944; KULLING & HJELMQUIST, 1948;<br />
HOBNER, 1966). Trotzdem muB davon ausgegangen werden, daB sekundär<br />
unter anderem auch Magnesium zugefUhrt worden ist.<br />
Einen Oberblick Uber die Umverteilung der Hauptelemente ergeben<br />
Berechnungen nach einer Vorlage von BATEMAN (1968). In Abb. 55<br />
werden die Zusammensetzungen von sechs verschiedenen Skarnen<br />
(Probennummern der granatfUhrenden Skarne : 8129, 8136; Probennummern<br />
der GrUnskarne : 8120, 8121, 8124, 8011) in Beziehung gesetzt<br />
zu einer nicht verskarnten Marmorprobe (Probe 8315). Es<br />
zeigt sich deutlich, daB Si, Fe, und Mn immer, Al, Na und Mg<br />
meistens bei der Verskarnung zugefUhrt werden. Ober Ti, K und P<br />
ua_AT[<br />
Ull .120<br />
1__- 1I11 .12. .Ut<br />
'Ut .011<br />
J I....· l....· 1....- ~ .1 II&I... J 1-..- 10"••<br />
' ••1 II&I.. '111 . , ...1 ..,...J<br />
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J.Jt 0.11' J.Ol . .. O.OJ 1.70 0 .12 0.00 0.00 O••• 0 .02 0 .1. 0 .11' O.J' ".07 ·I].U<br />
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··2° 0 .02 O.Jt 0 .13 J.U .<br />
"2 ° 0.00 0.11 2.U 0.00 0.01 0 .1t J.2'<br />
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·<br />
SUlIIl<br />
2."<br />
Abbildung 55. Hauptelementbilanz der Verskarnung: Verglichen<br />
wird die nichtverskarnte Probe 8315 mit<br />
den Skarnproben 8120, 8121, 8124, 8129, 8136<br />
und 8011. Die Ergebnisse der chemischen Analysen<br />
(in Gew.-%) werden umgerechnet in mg/cm 3<br />
(spez. Gew. in g/cm 3 8315: 2.963, 8120:<br />
3.614, 8121: 3.413, 8124: 3.405, 8129: 3.349,<br />
8136: 3.570, 8011: 3.280). Die Differenz<br />
stellt die, auf die Ionen umgerechnete Zubzw.<br />
Abnahme der Elemente dar. Weitere Erklärungen<br />
im Text.<br />
85
lassen sich keine Aussagen machen, da die vorhandenen Gehalte im<br />
allgemeinen zu gering « 0.1 ~) sind. Kalzium und die fluchtigen<br />
Bestandteile werden immer weggefuhrt. Auf die Probe 8011 5011<br />
hier kurz näher eingegangen werden. Sie fällt dadurch auf, daO<br />
hohe Mengen Ti (11.97 mg/cm 3 ) , Al (177.06 mg/cm 3 ) und P (2.18<br />
mg/cm 3)zugefuhrt worden sind, während sie extrem an Ca (448.05<br />
mg/cm 3 ) verarmt ist. Bei der Spurenelementanalyse (siehe Tab. 13<br />
- 22) sind leicht erhöhte Nb-, Ni-, Sr-, Cr- und V-Gehalte zu beobachten;<br />
bei den ubrigen Elementen gibt es keine signifikanten<br />
Unterschiede zu den anderen Grunskarn-Proben.<br />
Die durchschnittliche Zusammensetzungen aller Skarne sowie die<br />
Durchschnittsgehalte der Granat- und Grunskarne sind in der Tab.<br />
22 im Anhang aufgelistet.<br />
Zu den geologisch wichtigen Elementen der Skarne zählen unter anderen<br />
Nickel und Kobalt. In den meisten untersuchten Skarn<br />
Proben aus Gussarvshyttan ist das Ni/Co-Verhältnis kleiner als l<br />
(Abb. 56), was mit Untersuchungen an anderen schwedischen<br />
Skarngesteinen ubereinstimmt (LANDERGREN 1948). NEMEC (1972) kam<br />
bei Untersuchungen an Skarnen Westmährens (CSSR) zu ähnlichen Ergebnissen<br />
und vermut et darin (Ni/Ca (l) ein allgemeines Merkmal<br />
von Skarnen in Abgrenzung zu Rand- und HUllgesteinen, fur die er<br />
Verhältnisse gröOer als l ermittelte. Er schlieOt aus dieser<br />
Tatsache, daO Ni und CA "durch skarnisierende Lösungen und Fluida<br />
zugefuhrt werden muOten" ,(NEMEC 1972, S. 65), bezieht allerdings<br />
die Nebengesteine nicht in diesen Vorgang mit ein. Eine solche<br />
Abgrenzung ist in der varliegenden Arbeit nicht erkennbar; möglicherweise<br />
sind die direkten Nebengesteine hier doch leicht durch<br />
solche Lösungen beeinflu8t worden, wofur möglicherweise das Vorhandensein<br />
von Granaten in den Leptiten spricht.<br />
Ni<br />
(ppm)<br />
20<br />
le<br />
le<br />
•<br />
• • •<br />
• • • •<br />
•<br />
le<br />
le le • • .. :<br />
.. • •<br />
• • •<br />
le<br />
• ,<br />
•<br />
• • • •<br />
• • •<br />
10 , • ,<br />
le<br />
• • •<br />
• • • •• • · ~<br />
I<br />
<br />
10 20 30 [ppm) (o<br />
Abbildung 56. Ni/Co-Verhältnis: Signaturen: Punkte =<br />
Granatskarne, Kreuze = Grunskarne.<br />
86
Neben solch genetischen GrUnden können auch geochemischmineralogische<br />
eine Rolle spielen. Kobalt ähnelt chemisch mehr<br />
dem Eisen als dem Nickel. Skarne sind im allgemeinen Fe-reiche<br />
Assoziationen, weshalb Co mehr dem Fe folgt als das Ni, das eher<br />
in magnesiumreichen Gesteinen in höheren Konzentrationen zu finden<br />
ist.<br />
Generell werden Co und Ni besonders in Pyroxenen eingebaut, deutlich<br />
weniger in Granaten. Aus WEDEPOHL(1978) lieA sich fUr Ni<br />
ein Einbauverhältnis Klinopyroxen/Granat von 5-10 : l berechnen,<br />
fUr Co 1-2 : l. Dies zeigt sich deutlich bei den hauptsächlich<br />
aus Diopsid/Hedenbergit bestehenden GrUnskarnen. Sie haben<br />
durchschnittlich 11.7 ppm Ni und 26.7 ppm Co, während<br />
granatfUhrende Skarne im Schnitt 10 ppm Ni und 18.4 ppm Co aufweisen.<br />
Hieraus lassen sich Ni/Co-Verhältnisse von 0.44 fUr<br />
GrUnskarne und 0.54 fUr Granatskarne errechnen. Somit kann<br />
dieses Verhältnis als diagnostisches Merkmal der verschiedenen<br />
Skarne dienen.<br />
8.2.2.5 Pegmatite<br />
Pegmatite von unterschiedlicher Mächtigkeit sind in mehreren Bohrungen<br />
durchteuft worden, so in GAH 2, 4, 5, 6, 7, 10, 13, 14, 16<br />
und 17. Es handelt sich immer um mittel- bis sehr grobkörnige<br />
Gesteine ohne erkennbare metamorphe Textur. Die Pegmatite werden<br />
dominiert von hellroten Feldspäten und Quarz, Glimmer fehlen völlig.<br />
Zur Herkunft dieser Pegmatite sind nur schwer Aussagen möglich.<br />
Sie werden oft in Verbindung gebracht mit den spätorogenen Graniten<br />
("Yngre Granit"). Um Vergleiche zwischen beiden Gesteinen<br />
anstellen zu können, sind in der Tab. 23 neben den geochemischen<br />
Analysen der Pegmatite auch zwei Analysen der Granite aus der Literatur<br />
(LKAB PROSPEKTERING AB) angefUgt worden. auf eine eventuelle<br />
Verwandtschaft zwischen beiden Gesteinen wir d im Kap.<br />
8.2.5.2 eingegangen.<br />
Betrachtet man die Geochemie der Pegmatite (Tab. 23), so fallen<br />
bei einigen Proben se hr hohe Spurenelementgehalte auf. Dies gilt<br />
besonders fUr die Elemente Bi, Pb, Zn, Rb, Ta und Co. Verglichen<br />
mit den Ubrigen sauren Gesteinen des Kartiergebietes (Leptite,<br />
Urgranite) besitzen die Pegmatite sehr wenig Fe, Mg und Ti. Da<br />
die Pegmatite möglicherweise fUr die Scheelit-Vererzung mitverantwortlich<br />
sind, ist besonders ihr Wolfram-Gehalt von Bedeutung.<br />
Dieser liegt bei durchschnittlich 61 ppm fUr die in Stockholm gemessenen<br />
Proben. Die von der BGR/Hannover mit der dort installierten<br />
RFA gemessenen W-Gehalte weichen von den schwedischen<br />
Werten deutlich ab. Dies kann möglicherweise dadurch erklärt<br />
werden, daA in Hannover MeAprogramme zur schnellen Bestimmung<br />
möglichst vieler Haupt- und Spurenelemente verwandt wurden, während<br />
die Labors in Stockholm speziell auf die W-Bestimmung abgestimmte<br />
MeAprogramme benutzen. Auf diese unterschiedlichen<br />
MeAergebnisse wurde bereits im Kap. 4.0 hingewiesen.<br />
87
8.2.J Untersuchungen der einzelnen Erzkörper<br />
Wie bereits im Uberblick Uber die Geologie der Lagerstätte erwähnt,<br />
existieren drei verschiedene Erzkörper, die im folgenden<br />
von S nach N als Erzkörper I, II und III bezeichnet werden.<br />
Untersucht man jeden Erzkörper fUr sich, so fallen geochemische<br />
und petrographische Unterschiede auf. Die vererzten Skarne des<br />
Erzkörpers I bestehen in erster Linie aus Granat, nur untergeordnet<br />
ist Diopsid-Hedenbergit zu finden. Nach Norden, zu den<br />
Erzkörpern II und III, nimmt die PyroxenfUhrung zu. Insgesamt<br />
kann man- in Gussarvshyttan von einer Granatskarn-Grunskarn<br />
Wechselfolge sprechen. Betrachtet man den durchschnittlichen<br />
Chemismus dieser beiden Hauptgemengteile, so ergibt sich der Bezug<br />
zum Durchschnittschemismus der einzelnen Erzkörper. Im folgenden<br />
sind die chemischen Zusammensetzungen von Epidot,sowie von<br />
einigen Pyroxenen und Granaten zusammengestellt (nach BATEMAN<br />
1965):<br />
Grossular Andradit Diopsid Hedenbergit Epidot<br />
SiO z 40.0 35.5 55.6 48.4 37.87<br />
CaO 37.3 33.0 25.9 22.2 23.51<br />
MgO 18.5<br />
FeO 29.4<br />
Fe Z03<br />
31.5 12.60<br />
AI 22.7 24.13<br />
H 2<br />
Ö0 3 1.89<br />
Die fur die Unterscheidung der einzelnen Pyroxene und Grdnate<br />
wichtigsten Elemente sind in erster Linie Al und Mg, sowie untergeordnet<br />
noch Si und Fe. Zieht man nun den<br />
Durchschnittschemismus der Erzkörper (siehe Abb. 57, 58, 59 und<br />
60) heran, so ergibt sich folgendes Bild: Bei den vererzten<br />
Granat- und GrUnskarnen im Norden (Erzkörper II und III) sind im<br />
Vergleich zu dem hauptsächlich aus Granatskarn bestehenden<br />
Erzkörper I im Suden erhöhte Mg-, Fe- und Si-Gehalte sowie<br />
erniedrigte AI-Werte gemessen worden (vergl. Abb. 57). Im SUden<br />
ist generell A1 2 0 3<br />
und CaO in gröBeren Konzentrationen zu finden.<br />
Hier soll nun auf die vertikale Elementverteilung innerhalb jedes<br />
einzelnen Erzkörper kurz eingegangen werden und zwar mit Hilfe<br />
der Bohrungen GAH l, 5 und 6, die die Erzkörper in verschiedenen<br />
Teufen anfahren (vergl. Anlage 6 und Abb. 58-60).<br />
88
Durchschnittselementgehalte der Erzkörper<br />
Si02<br />
Ti0 2<br />
A1 203<br />
Fe 203<br />
Erzkörper I ErzkörperII Erzkörper III<br />
42.47<br />
0.15<br />
11.57<br />
10.62<br />
42.09<br />
0.16<br />
8.11<br />
12.21<br />
45.13<br />
0.04<br />
6.23<br />
14.96<br />
MnO 1.13 1.01 1.17<br />
MgO 2.25 3.03 3.04<br />
CaO 27.83 26.29 24.66<br />
Na 20<br />
K20<br />
P20S<br />
LOI<br />
0.08<br />
0.02<br />
0.03<br />
2.77<br />
0.04<br />
0.03<br />
0 .03<br />
4.61<br />
0.13<br />
0.02<br />
0.01<br />
3.68<br />
As 13 10 15<br />
Cu 18 7 25<br />
Mo 84 50 63<br />
Ni 10 10 9<br />
Pb 19 9 21<br />
Sn 177 178 226<br />
Sr 104 84 76<br />
W 3146 2349 3312<br />
Y 38 37 40<br />
Zn 53 60 80<br />
Zr 33 28 23<br />
Co 17 19 22<br />
er 19 20 11<br />
La 10 17 17<br />
V 60 57 35<br />
Abbildung 57. Durchschnittse1ementgeha1te aller drei<br />
Erzkörper: Ungewichtete Mitte1werte. Haupte1emente<br />
in Gew.-%, Spurenelemente in ppm.<br />
Erzkörper I zeichnet sich durch die Nähe zu unverskarnten<br />
Karbonaten aus. Die durchschnitt1ichen Haupt- und Spurene1ement<br />
Geha1te dieses Erzkörpers sind in Abb. 58 zusammengestellt. Auffällig<br />
ist besanders die bimoda1e Verteilung des Wolframs. Sein<br />
Geha1t nimmt von der Oberf1äche (GAH l) bis auf 4928 ppm W<br />
(GAH 6, in einer Teufe von ca. 37 m) zu und fällt dann wieder bis<br />
auf unter 5 ppm Win einer Teufe von ca. 80 m (GAH 5) ab. Eine<br />
vergleichbare Tendenz, die Abnahme von der Mitte des Erzkörpers<br />
sowohl zur Oberfläche als auch in die Tiefe, läBt sich auch bei<br />
vielen anderen Spurenelementen ebenfalls wiederfinden. Der Grad<br />
der Verskarnung scheint mit der Teufe abzunehmen, wofur eine<br />
kräftige Zunahme beim CaO-Gehalt und beim GIUhverlust spricht,<br />
während fast alle anderen Elemente in ihren Gehalten reduziert<br />
89
Erzkörper I<br />
GAH l GAH 6 GAH 5 (Probe 8316)<br />
8m) ( 34m) ( 80m)<br />
SiO z 42.02 42.92 27.24<br />
TiO z 0.15 0.14 0.03<br />
A1 2 D 3 12.29 10.71 1.43<br />
fe 203 10.54 10.70 5.52<br />
MnO 1.10 1.16 0.52<br />
MgO 2.24" 2.25 1.44<br />
CaO 27.82 27.83 37.02<br />
Na20 0.14 0.02 0.01<br />
K 20 0.02 0.01 0.01<br />
P 20S<br />
0.02 0.01 0.00<br />
LOI 2.99 2.57 25.94<br />
As 9 17 5<br />
Cu 23 12 8<br />
Mo 38 129 6<br />
Ni 8 Il 5<br />
Pb 10 28 8<br />
Sn 197 157 20<br />
Sr 150 57 107<br />
W 1363 4928
Erzkörper II<br />
GAH l GAH 6 GAH 5<br />
( 37m) ( 70m) (112m)<br />
Si0 2 45.91 43.13 37.23<br />
Ti0 2 0.24 0.13 0.10<br />
A1 20 3 10.35 6.63 7.15<br />
Fe 203 11.75 12.18 13.29<br />
MnO 1.13 0.97 0.92<br />
MgO 2.49 4.17 2.73<br />
CaO 24.89 25.10 27.88<br />
Na20 0.12 0.02 0.01<br />
K 20 0.01 0.01 0.08<br />
P 20 S 0.06 0.02 0.02<br />
LOI 1.90 2.56 9.37<br />
As 8 10 12<br />
Cu 14 5 4<br />
Mo 44 48 57<br />
Ni 13 8 9<br />
Pb 5 15 6<br />
Sn 232 130 173<br />
Sr 126 46 79<br />
W 2167 2287 2593<br />
Y 33 36 42<br />
Zn 39 78 63<br />
Zr 23 32 29<br />
Co 20 21 17<br />
Cr 26 18 17<br />
La 21 9 22<br />
V 85 48 38<br />
Abbildung 59. Durchschnittselementgehalte Erzkörper II: Ungewichtete<br />
Mittelwerte. Hauptelemente in<br />
Gew.-%, Spurenelemente in ppm. Meterangaben =<br />
Teufe unter Geländeoberkante, in der die Bohrung<br />
den Erzkörper anfährt.<br />
zeitiger Abnahme fast aller anderen Hauptelemente) bemerkbar.<br />
Bei den Elementen W, Mo, As und Y nehmen die Gehalte mit der<br />
Teufe zu, während die restlichen Spurenelemente wiederum vertikal<br />
eine bimodale Verteilung im Erzkörper zeigen. Dies wird deutlich<br />
aus der Zusammenstellung der durchschnittlichen Elementgehalte<br />
aus den drei Bohrungen GAH l, GAH 5 und GAH 6 in Abb. 59.<br />
Die durchschnittliche chemische Zusammensetzung des Erzkörpers<br />
III aus den Bohrungen GAH 5 und GAH 6 ist der Abb. 60 zu entnehmen.<br />
Der Erzkörper III ist am geringmächtigsten. Hier deutet<br />
sich zwar wieder die oben beschriebene Verskarnungstendenz an<br />
91
Erzkörper III<br />
.GAH 6 GAH 5<br />
( 80m) (120m)<br />
Si0 2 45 ..63 44.63<br />
Ti0 2 0.02 0.06<br />
A1 20 3 4.80 7.66<br />
Fe 203 16.55 13.37<br />
MnO 1.17 1.16<br />
MgO 3.95 1.93<br />
Can 23.91 25.44<br />
Na20 0.11 0.14<br />
K20 0.01 0.03<br />
P 20S 0.01 0.01<br />
LOI 2.80 4.56<br />
As 5 27<br />
Cu 47 5<br />
Mo 28 97<br />
Ni 8 9<br />
Pb 30 Il<br />
Sn 133 319<br />
Sr 96 55<br />
W 1995 4629<br />
Y 33 47<br />
Zn 105 54<br />
Zr 26 20<br />
CA 27 15<br />
Cr 10 12<br />
La 9 24<br />
V 23 46<br />
Abbildung 60. Durchschnittselementgehalte Erzkörper III: Ungewichtete<br />
Mittelwerte. Hauptelemente in<br />
Gew.-%, Spurenelemente in ppm. Meterangaben<br />
= Teufe unter Geländeoberkante, in der die<br />
Bohrung den Erzkörper anfährt.<br />
doch ist sie nicht so ausgeprägt. Dagegen ist auch hier die Zunahme<br />
der Elemente W, Mo, As und Y mit der Teufe deutlich erkennbar.<br />
Betrachtet man die horizontale Verteilung der W-Gehalte innerhalb<br />
des Erzkörpers II, so ist ein zyklisches Verhalten deutlich bemerkbar<br />
(siehe Abb. 61). Auf hochvererzte Partien (5-10 m) folgen<br />
immer wieder Bereiche mit W-Gehalten unter 500 ppm. Dieses<br />
Phänomen ist auch aus mehreren anderen Bohrungen, die die<br />
Erzkörper durchteufen, bekannt, so aus GAH 2, GAH 10 und GAH 14.<br />
Zusätzlich läGt sich diese Zyklizität auch nach im dm-Bereich<br />
92
s<br />
ERZKÖRPER II<br />
N<br />
Abbildung 61. W-Verteilung im Erzköper II: MaOstab 1:750,<br />
l mm = 0.1 % W. N-S-Profil bei 100 W des<br />
lokalen Koordinatennetzes. Siehe auch die<br />
Anlagen 5 und 6 .<br />
wiederfinden. Vergleicht man die bestimmten W-Konzentrationen<br />
mit der Petrographie der Skarne, so fällt eine Bindung der erhöhten<br />
Gehalte besonders an granatreiche Partien auf. Diese Bindung<br />
ist schon im vorhergegangene Kapitel beschrieben worden, und<br />
zwar bei der Deutung der durchschnittlichen Elementgehalte der<br />
Grun- bzw. Granatskarne.<br />
93
S<br />
SOm<br />
100m<br />
400N /oSON SOON<br />
I<br />
I I I.<br />
, I<br />
•<br />
fl<br />
I • I<br />
I<br />
I I<br />
-<br />
I~ ERZKÖRPER II<br />
I ,I I<br />
I / I I<br />
lej I • /<br />
/ / \ II<br />
I / \ II<br />
\<br />
\<br />
/ / II,...... ERZKÖRPER III<br />
\<br />
\<br />
/ /<br />
\<br />
II<br />
\ I<br />
\<br />
\ II<br />
I<br />
\ tl 'I<br />
I<br />
\ I I<br />
\ I I I<br />
\ I I I<br />
.\ I I I<br />
I-I .~<br />
I I • •<br />
I I I I<br />
I I<br />
ERZKÖRPER I \<br />
I<br />
I<br />
N<br />
Abbildung 62. W-Verteilung in den drei Erzkörpern entlang<br />
eines N-S-Profils: Schematische Darstellung<br />
der W-Verteilung. Die GröOe der Kreise verdeutlicht<br />
die relativen W-Gehalte untereinander.<br />
Die Pfeile kennzeichnen die Richtungen<br />
der gröOten Zunahme der W-Gehalte. MaOstab<br />
1:1000.<br />
Die vertikale Verteilung des Wolframs in den Erzkörpern zeigt<br />
Abb. 62. Hier ist schematisch die Zunahme der W-Gehalte mit der<br />
Teufe dargestellt. Besonders deutlich wird dies bei den<br />
Erzkörpern I und III, wo die Gehalte von unter 1500 ppm auf uber<br />
94
W<br />
E<br />
1S0W 100W sow ow<br />
/ /<br />
ERZKÖRPER I<br />
/<br />
/<br />
/ I /<br />
SKARN I SKARN LEPTIT<br />
\<br />
I<br />
/<br />
/<br />
/'<br />
/ -:<br />
/ /<br />
/ ,/<br />
/ /"<br />
SO m / /<br />
,/<br />
/'<br />
/ »:<br />
/"<br />
/'<br />
/'<br />
/<br />
Abbildung 63.<br />
W-Verteilung im Erzkörper lentlang eines E-W<br />
Profils: Schematische Darstellung der Form<br />
des Erzkörpers und der Richtung der grö~ten<br />
Zunahme des W-Gehaltes (Pfeil). Lage des Profils:<br />
425 N des lokalen Koordinatennetzes.<br />
Ma~stab 1:1000.<br />
4500 ppm Wansteigen. Die genauen Werte sind den Zusammenstellungen<br />
in den Abb. 58, 59 und 60 zu entnehmen. Die Pfeile veranschaulichen<br />
diesen Trend und zeigen au~erdem, da~ gleichzeitig<br />
mit der Zunahme der W-Gehalte mit der Teufe auch eine Zunahme<br />
nach Norden einhergeht.<br />
Bis jetzt sind die Erzkörper immer nur an Hand eines N-S-Profiles<br />
beschrieben worden. Hier soll jetzt noch kurz auf die Form der<br />
Vererzungen in zwei W-E-Profilen eingegangen werden. Das erste<br />
Profil (Abb. 63), gelegen bei 425 N des lokalen<br />
Koordinatensystems in der geologischen Detailkarte der Lagerstätte<br />
(Anlage 5) zeigt deutlich, da~ der Erzkörper I nach Westen<br />
abtaucht und mit der Teufe ausdunnt. In Abb. 63 verdeutlicht der<br />
Pfeil schematisch die Richtung des Anstiegs der W-Gehalte im<br />
Erzkörper mit der Teufe.<br />
Beim Profil durch den Erzkörper II (W-E-Profil bei 475 N des lokalen<br />
Koordinatennetzes) zeigt sich ein etwas komplexeres Bild.<br />
Der Erzkörper ist bis in ca. 100 m Teufe gleichbleibend mächtig<br />
und dunnt erst ab dort mit zunehmender Teufe nach Westen aus.<br />
95
W<br />
15 0""' 10 OW 50W O,,",<br />
E<br />
SKARN<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
SKARN<br />
ERZKÖRPER<br />
\ I<br />
\ I<br />
SOm \ I<br />
\ I<br />
\ I<br />
\ I<br />
100m /<br />
I<br />
J<br />
/<br />
I<br />
I<br />
Il<br />
/<br />
/<br />
/<br />
/<br />
I<br />
I<br />
/<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
/<br />
/<br />
LEPTIT<br />
Abbildung 64. W-Verteilung im Erzkärper II entlang eines E<br />
W-Profils: Schematische Darstellung der form<br />
des Erzkärpers und der Richtung der grä~ten<br />
Zunahme des W-Gehaltes (Pfeil). Lage des Profils:<br />
475 N des lokalen Koordinatennetzes.<br />
Ma13stab 1:1000.<br />
Die Zunahme der W-Gehalte ist in Abb. 64 mit dem Pfeil dargestellt<br />
.<br />
Zusammenfassend lä~t<br />
sich zu den Erzkärpern folgendes sagen<br />
l . Bei den Erzkärpern handelt es sich um unterschiedlich mächtige<br />
Linsen, die nach Westen abtauchen und ausdunnen.<br />
2. Innerhalb der vererzten Bereiche nimmt der Granat-Anteil<br />
nach Suden zu.<br />
96
3. Von N nach S nehmen Si, Mg und fe in ihren Gehalten ab, während<br />
Ti, Al und Ca zunehmen.<br />
4. Der Grad der Verskarnung wird mit der Teufe geringer.<br />
5. Es besteht bei einigen Spurenelementen eine vertikalbimodale<br />
Verteilung in den einzelnen Erzkörpern.<br />
6. Die Elemente W, Mo, As und Y nehmen mit der Teufe zu.<br />
7. Die W-Gehalte steigen mit der Teufe nach Westen an.<br />
8.2.4 Geochemische Untersuchungen der Nebengesteine sus der<br />
Bohrung GAH 5<br />
Eine der wichtigsten fragen zur Beurteilung einer Lagerstätte ist<br />
die frage nach dem Erzbringer. Um feststellen zu können, Db es<br />
sich bei den vererzenden Lösungen um Mobilisate aus dem Nebengestein<br />
handelt, wurde die Bohrung GAH 5 systematisch beprobt.<br />
Hierbei fanden in erster Linie die ehemals vulkanischen Gesteine<br />
sowie Skarne und einige Pegmatite BerUcksichtigung.<br />
Abbildung 65. Verteilung der Leptit-Varietäten in der Bohrung<br />
GAH 5: Verkleinerte Fassung der Anlage 6<br />
MaOstab 1:2000. Na = Natrium-extremer Leptit;<br />
K = Kalium-extremer Leptit; A = Alkaliintermediärer<br />
Leptit. Signaturen siehe Anlage6.<br />
Betrachtet man den Chemismus der Leptite in dieser Bohrung, dann<br />
fällt auf, daO im Umfeld der Erzkörper immer nur Na-extreme<br />
Leptite (Natron-Leptite) vorkommen (Abb. 65). In einiger Entfer<br />
97
nung von den Erzkörpern tritt ein schmaler Bereich von K-extremen<br />
Leptiten (Kali-Leptite) auf. Ähnliches war auch an der Hällsjö<br />
Gruva zu beobachten (vergl. Abb. 8). Verfolgt man in der Bohrung<br />
GAH 5 die ermittelten K-Gehalte weiter nach N, so ist eine stete<br />
Abnahme der Gehalte feststellbar (bis auf 0.14 Gew.-% K). Diese<br />
Tendenz, die Verarmung der'Leptite an Kalium, ist auch schon aus<br />
der Scheelitlagerstätte Sandudden (LKAB PROSPEKTERING AB, 1979)<br />
bekannt. Dieses Ergebnis sollte m.E. nicht in direkten Zusammenhang<br />
gebracht werden mit der Scheelit-Genese, sondern vielmehr<br />
mit der Karbonatfällung in den Bereichen einer vulkanischen<br />
Folge, in denen Na-extreme Leptite entstehen (siehe hierzu Kap.<br />
6.1 und auch das folgende Kapitel 8.2.5). Diese Karbonate und<br />
ihre Umwandlungsprodukte, die Skarne, bieten allerdings die<br />
Voraussetzungen zur Scheelit-Genese in ökonomisch bedeutendem<br />
Rahmen.<br />
Die Hauptelemente sollen hier auf Grund ihrer zum Teil se hr hohen<br />
Mobilität nicht weiter betrachtet werden. Die Variationen der<br />
Spurenelemente entlang der Bohrung sind in der Anlage 7 dar gestellt.<br />
Der Ubersichtlichkeit halber wurden die einzelnen Probenpunkte<br />
miteinander verbunden.<br />
Aus der Aufnahme des Bohrkernes ist an mehreren Stellen eine,<br />
wenn auch nur geringfugige, Scheelitfuhrung in den Leptiten bekannt,<br />
so in den Teufenbereichen 11-30 m, 60-67 m, 70-73 m und<br />
79-83 m. Auffällig ist jeweils die relative Nähe dieser<br />
"Mineralisationen" zu Amphiboliten bzw. amphibolitreichen Partien<br />
(siehe Anlage 6). So wurde bei der amphibolitischen Probe 8306<br />
(siehe Tab. 6), bei der makroskopisch kein Scheelit festzustellen<br />
war, ein W-Gehalt von 74 ppm bestimmt. Dies ist insofern interessant,<br />
da nach Wiendl (1968) die sa uren Gesteine in der Regel<br />
höhere W-Werte aufweisen als die basischen (siehe Abb. 66).<br />
GESTEIN ZAHL DER PROBEN W(ppm)<br />
Dunit 13 0.46<br />
Gabbro 7 0.53<br />
Basalt 17 1.17<br />
Diorit 13 1.30<br />
Andesit 2 1.10<br />
Granodiorit 3 2.66<br />
Rhyolith l 2.40<br />
Granit 117 1.55<br />
Abbildung 66. Durchschnittliche W-Gehalte magmatischer Gesteine:<br />
Angaben nach WIENDL (1968). W<br />
Gehalte entsprechen dem gewogenen Mittel der<br />
Proben.<br />
Nimmt man einen mengenmä8ig bedeutenden W-Transport von den ehemals<br />
vulkanischen Gesteinen in Richtung auf die primären Kalke<br />
bzw. Skarne an, so mU8te dies bei einigen Spurenelementen erkennbar<br />
sein. Aus Faktoranalysen (SPSS-X-Unterprogramm "Faktor",<br />
Typ PAl, Rotation "Equimax") sind Elementgruppen bekannt,<br />
98
W Mn As Mo Sn y<br />
W 1.000 0.671 0.869 0.963 0.652 0.750<br />
Mn 0.671 1.000 0.481 0.577 0.748 0.808<br />
As 0.869 0.481 1.000 0.828 0.769 0.714<br />
Mo 0.963 0.577 0.828 1.000 0.558 0.647<br />
Sn 0.652 0.748 . 0.769 0.558 1.000 0.832<br />
Y 0.750 0.808 0.714 0.647 0.832 1.000<br />
Abbildung 67. Korrelationskoeffizienten: Berechnung nach<br />
einem SPSS-X-Lauf, Unterprogramm "Faktor".<br />
Proben : siehe Tab. 13-22 im Anhang.<br />
fur die aus den vererzten Skarnen eine deutlich positive Korrelation<br />
untereinander vor handen ist. Zu dieser Gruppe gehören neben<br />
Wolfram noch Molybdän, Arsen, yttrium und mit Einschränkungen<br />
Zinn, Nickel, Blei sowie Zirkonium (Abb. 67). Vergleicht man allerdings<br />
diese Resultate mit der Anlage 7, so zeigt sich deutlich,<br />
da8 sowohl fur obengenannte Elemente als auch fur alle<br />
anderen Spurenelemente keinerlei gerichtete Elementverteilung von<br />
den Leptiten und Amphiboliten zu den Karbonaten bzw. Skarnen existiert;<br />
ein Ergebnis, das bei der Diskussion der Lagerstättengenese<br />
noch gedeutet werden soll.<br />
Betrachtet man dagegen nur die Skarnkörper, so fällt eine Zunahme<br />
der Gehalte an y, Mo, Ni, Cr, Ti, Zr und V in Richtung suf die<br />
vererzten Bereiche auf.<br />
Untersuchung der drei Pegmatit-Proben aus dieser Bohrung ergab,<br />
da8 die Pegmatite teilweise se hr hohe Bi-, Cu-, Nb-, Ta-, Pb- und<br />
Y-Gehalte aufweisen. Sie zeigen aber keinen Bezug zu den Elementgruppen,<br />
fur die in den Skarnen positive Korrelationen ermittelt<br />
worden sind.<br />
Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfsssen :<br />
l. Die Leptite fuhren vereinzeit makroskopisch erkennbar<br />
Scheelit in se hr untergeordneten Mengen.<br />
2. Die Scheelitfuhrung in den Leptiten liegt immer in der Nähe<br />
solcher amphibolitischer Gesteine, die ihrerseits durch<br />
leicht erhöhte Wolfram-Gehalte auffallen.<br />
3. Eine auf die vererzten Bereiche gerichtete Verteilung der<br />
Spurenelemente, die auf einen Materialtrsnsport schlie8en<br />
lä8t, ist in den LeptitEil und Amphiboliten nicht feststellbar,<br />
dagegen existiert sie bei den Skarnen fur die Elemente<br />
y, Mo, Ni, Cr, Ti, Zr und V.<br />
4. Die Pegmatite aus dieser Bohrung zeigen wenig Bezug zu den<br />
Skarnen der Erzkörper.<br />
99
8.2.5 lagerstättengenese<br />
Zur Herkunft des Wolframs in dem Schee1it-Vorkommen von<br />
Gussarvshyttan sind vier Deutungsmode11e mög1ich, wovon drei auf<br />
der Mobilisation von Wolfram aus den ehemaligen Vulkaniten basieren,<br />
während das Vierte die Vererzung auf hydrothermale Lösungen<br />
oder pneumatolytische Gase aus intrusiven Graniten zurUckfUhrt.<br />
8.2.5.1 Transportfor.en des Wo1frams<br />
Bevor auf die vier Modelie eingegangen wird, sollen verschiedene<br />
mögliche Transportformen des Wolframs vorgestelit werden.<br />
Wolfram bildet verschiedene, geochemisch se hr mobile und leicht<br />
wasserlösliche Verbindungen, sowohl im sauren als auch im neutralen<br />
und basischen Milieu. FUr sehr viele Scheelitvorkommen<br />
Bergslagens nimmt man einen W-Transport in Form von Halogeniden<br />
(vor allem Fluoriden und Chioriden) an, begrUndet in erster Linie<br />
durch hohe F1uorit-Gehalte in den Skarnen (HUBNER, 1971;<br />
LINDROTH, 1922; OHLSSON, 1979, 1980; LKAB 1973, 1977, 1978, 1979,<br />
1981). Da in Gussarvshyttan aber keinerlei Fluorit nachzuweisen<br />
war, scheidet ein Transport in dieser Form aus. BRYZGALIN (1958,<br />
1960) nimmt als Alternativen einen W-Transfer in Form von<br />
Heteropolysilikaten oder von leicht wasseriöslichen Alkali<br />
Wolframaten an.<br />
Der Transport als Wolframat ist gebunden an basische Lösungen.<br />
Bei den Wolframaten handelt es sich in erster Linie um Na 2W04 •<br />
Im Kontakt zu Ca-Ionen-liefernden Gesteinen (Marmore, Skarne)<br />
kommt es zu einem Kationen-Austausch Na Ca, wobei sich an den<br />
pH-Bedingungen nichts ändert; das Milieu bleibt basisch. Eine<br />
Begleiterscheinung dieses Prozesses ist die Albitisierung eventuell<br />
vorhandener Plagioklase, sowie die Uralitisierung von<br />
Pyroxenen.<br />
Der Transport von Wolfram im sauren Milieu erfolgt als<br />
Heteropolysi1ikate bzw. Heteropolysäuren. WIENDL (1968) nennt<br />
folgende wichtige Heteropolysäuren des Wolframs :<br />
GUNDLACH & THORMANN (1960) konnten zeigen, daB bei pH-Werten
die zur Fällung der W-Erze (FeW0 4 , MnW0 4 und CaW0 4<br />
) ausreicht.<br />
Diese Neutralisation kann in der Natur stattfinden, wenn die aufsteigenden<br />
sa uren Lösungen Gelegenheit haben, mit alkalischen Lösungen<br />
oder mit Kalken oder anderen Nebengesteinen in Reaktion<br />
zu treten; ..." (GUNDLACH & THORMANN, 1960, S. 27). "In reaction<br />
with limestone the tungsten-bearing solutions were effectively<br />
neutralized even if they had a very initial pH and ...",<br />
(BRYZGALIN, 1960, s. 629).<br />
Laborversuche ergaben fUr W-Minerale in Abhängigkeit von der<br />
Wasserstoffionenkonzentration die Ausfällungsreihenfolge<br />
FeW0 4 pH 5.9<br />
MnW0 4<br />
pH 6.7<br />
CaW0 4<br />
pH 7.3<br />
Zusammenfassend kann man sagen, daB Scheelit-Bildung nur unter<br />
basischen Bedingungen möglich ist; saure Transportlösungen bedUrfen<br />
einer Neutralisation, wobei Kalke sehr viel geeigneter sind,<br />
als Ca-Plagioklase.<br />
8.2.5.2 Hodelle fur die Scheelitgenese in Gussarvshyttan<br />
Nachdem die möglichen Transportmedien des Wolframs vorgestelit<br />
worden sind, sollen nun seine Herkunft sowie die Scheelit-Genese<br />
diskutiert werden. So gibt es verschiedene Hinweise suf eine<br />
Mobilisation von Wolfram aus den Leptiten und Metsbasiten. Es<br />
sind immer wieder in diesen Gesteinen Nester von Scheelit<br />
Kristallen zu finden. Ihre Positionen können dem N-S-Profil in<br />
Anlage 6 entnommen werden (Punkte entlang den Bohrungen). Eine<br />
Erklärung fUr solche Vorkommen mag sein, dsB in Bereichen der<br />
Vulkanite mit primär erhöhten W-Gehalten das Wolfram mit<br />
zirkulierenden Lösungen, angereichert an freien ungebundenen Calonen,<br />
reagierte. Solche Lösungen entstehen beispielsweise bei<br />
der K-Metasomatose.<br />
STUDENIKOVA & PAVLENKO (1960) beobachteten im Kaukasus, daB<br />
Wolfram oft aus den Gesteinen weggefUhrt werden kann, die einer<br />
Na-Metasomatose unterlagen. Bei K-metasomatisch umgewandelten<br />
Gesteinen war eine solche Mobilisierung dagegen dort nicht zu beobachten.<br />
Somit ist eine Scheelit-Entstehung in den Leptiten<br />
dann möglich, wenn in gröBeren Tiefen bei erhöhten Temperaturen<br />
durch Na-Metasomatose K und Waus dem Gestein weggefUhrt werden<br />
und diese Lösungen in oberflächennahen kälteren Bereichen der<br />
vulkanischen Folge eine K-Metasomatose bewirken. Die dabei freiwerdenden<br />
Ca-Ionen können dann mit Wzu CaW0 4 reagieren. Wolfram<br />
wird bei dieser Form der Mobilisation in erster Linie als Na 2W0 4<br />
transportiert , da diese Verbindung in wässrigen Lösungsmitteln<br />
gut löslich ist und man auBerdem davon ausgehen kann, daB nicht<br />
alle Na-Ionen aus dem zirkulierenden Meerwasser bei der Na<br />
Metasomatose verbraucht worden sind und deshalb zur<br />
101
Na 2W04-Bildung<br />
zur VerfUgung stehen. fUr die Paragenese Albit<br />
Scheelit gibt es als dritte Variante die Scheelit-Entstehung entsprechend<br />
der Umsetzungsreaktion :<br />
Verglichen mit den Skarnen ist die Scheelit-fUhrung in den<br />
Leptiten und Metabasiten vernachlässigbar gering. In den Skarnen<br />
ist eine frUh gebildete Scheelit-Generation aufgefallen, die m.E.<br />
vor der Verskarnung gebildet worden ist. Diese Scheelite können<br />
ebenfalls als Produkt der Reaktion W-angereicherter Lösungen mit<br />
Ca-Ionen angesehen werden. Hierzu wird bei der Na-Metasomatose<br />
freigesetzes, als Na ZW0 4 transportiertes Wolfram dur ch Reaktion<br />
mit den Kalken zu CaW0 4<br />
umgebildet. Ein Nebenprodukt dieser Reaktion<br />
ist relativ saurer Plagioklas, der vereinzeit in den<br />
Marmoren zu finden ist.<br />
Neben der synsedimentären bis frUhdiagenetischen Vererzung kann<br />
es auch zur W-Mobilisation infolge der Regionalmetamorphose gekommen<br />
sein. Uber das Verhalten von Wolfram unter metamorphen<br />
Bedingungen ist wenig bekannt. Aus Untersuchungen in Colorado<br />
(USA) weiB man, daB Wolfram bei erhöhten Drucken und Temperaturen<br />
Uber relativ weite Strecken transportiert werden kann (WEDEPOHL,<br />
1978). lnwieweit ein solcher Transport auch fUr dieses Vorkommen<br />
zutrifft, lieB sich bisher nicht feststellen.<br />
Sowohl die Scheelit-fUhrung in den Leptiten als auch die erste<br />
Scheelit-Generation in den Skarnen haben wirtschaftlich keinerlei<br />
Bedeutung. Betrachtet man die durchschnittlichen W-Gehalte der<br />
wichtigsten magmatischen Gesteine in Abb. 66, so erkennt man, daB<br />
die Mobilisierung von Wolfram aus solchen Gesteinen nicht zur<br />
Entstehung bedeutender Scheelit-Lagerstätten ausreicht. Bei<br />
einem durchschnittlichen W-Gehalt von 2151 ppm und einem angenommenes<br />
spez. Gewicht von 3.44 g/cm 3 ergibt sich fUr die Skarne von<br />
Gussarvshyttan ein W-Ionen-Gehalt von 7.38 mg/cm 3 • Will man dies<br />
ausschlieBlich aus den Vulkaniten mobilisiert beziehen, so benötigt<br />
man pro Kubikzentimeter vererzten Skarns 1182 cm 3 Rhyolith<br />
(spez. Gew.: 2.60 g/cm 3 , W-Gehalt : 2.4 ppm), was einem WUrfel<br />
mit einer Kanteniänge von 10.57 cm entspricht. Vereinfacht gesagt,<br />
mUBte das Einzugsgebiet fast 1200 mal so groB sein, wie der<br />
Rauminhalt der Erzkörper. Dies gilt aber nur unter der Voraussetzung,<br />
daB die gesamten Vulkanite des Einzugsgebietes Nametasomatisch<br />
umgewandelt wurden und sämtliches Wolfram<br />
weggefUhrt worden ist.<br />
Neben diesem räumlichen Problem gibt es auch transporttechnische<br />
Schwierigkeiten. W-haltige Lösungen sind empfindlich gegen p-Tsowie<br />
pH-Schwankungen, so daB ein Transport Uber sehr groBe Entfernungen<br />
nicht möglich ist. Die GröBe des benötigten Einzugsgebietes<br />
erfordert aber gerade weite Transportwege. Aus diesem<br />
Grund scheidet die Mobilisation als einzig vererzender Vorgang<br />
aus. AuBerdem reicht die Transportkapazität von Na in<br />
2W0 4<br />
wässrigen Lösungen nicht aus, um die benötigten Mengen Wolfram<br />
heranzuschaffen.<br />
102
Neben den bis jetzt vorgesteliten Modellen einer frUhorogenen<br />
Vererzung der Karbonate gibt es die Möglichkeit der Vererzung und<br />
Verskarnung der Kalke dur ch hochtemperierte und -fluide<br />
granitische Restlösungen. Diese werden in Mittelschweden immer<br />
wieder in Zusammenhang gebracht mit den sog. JUngeren Graniten<br />
("Yngre Granit"): "Most ,of them occur adjacent to late<br />
Svecokarelian granites (Snöan, Elgfallet, Kolheden, Högfors,<br />
Skommarberget) or pegmatite veins (Laggarudden, Hörken)",<br />
(OHLSSON, 1979, S. 1014).<br />
Solch eine Lagerstättenentstehung wird als kontaktpneumatolytisch<br />
bzw. kontaktmetasomatisch bezeichnet. Kontaktpneumatolyse ist<br />
ein Vorgang, den man auch fUr die Skarnbildung, als das Entstehen<br />
von Ca-, Mg-, fe-Silikaten, verantwortlich macht (WIENDL, 1968).<br />
Die sauren und aggressiven Restlösungen kommen in Reaktion mit<br />
den Karbonaten, wobei gleichzeitig ein Stofftransport groBer Mengen<br />
von Si, fe, Al, Mn, 55owie einer groBen Anzahl Schwermetalle<br />
ins karbonatische Nebengestein stattfinden kann. Meistens handelt<br />
es sich um exogene Kontaktpneumatolyse, da nur ein einseitig<br />
auf den Kalk gerichteter Stofftransport vorhanden ist. Die Bildungstemperaturen<br />
solcher Lagerstätten liegen im Bereich von<br />
700°-400°C (WIENDL,1968). Ein oft beobachtetes Phänomen ist der<br />
spätere Nachschub von Quarz in solche Lagerstätten, was die<br />
zweite Quarz-Generation in dem Scheelitvorkommen von<br />
Gussarvshyttan erklärt.<br />
Die pneumatolytischen Restlösungen haben zu Beginn der<br />
Kontaktpneumatolyse extrem niedrige pH-Werte; im Verlauf der Umwandlungs-<br />
und Zersetzungsprozesse ändern sie ihren Charakter und<br />
werden zunehmend basischer, bis sie schlieBlich leicht alkalisch<br />
sind. Erst dies sind Bedingungen, unter denen Scheelit gebildet<br />
werden kann. Ein oft angenommener W-Transport dur ch<br />
Halogenverbindungen (Wf , 6<br />
WCl) scheidet fUr die Scheelit<br />
Lagerstätte von Gussarvshyttan a~s, da beispielsweise keinerlei<br />
fluorit , der bei der Ausscheidung von Scheelit aus fluorhaltigen<br />
Lösungen entsteht, zu finden war. Es ist hier vielmehr ein<br />
Transport in form von Heteropolysäuren zu erwarten, die unter<br />
sauren Lösungsbedingungen bis weit in den hydrothermalen Bereich<br />
beständig sind.<br />
Verglichen mit den von OHLSSON (1979) genannten Scheelit<br />
Vorkommen sind die Pegmatite in Gussarvshyttan sehr geringmächtig<br />
und es fehlt ihnen die, in oben genannten Vor kommen teilweise beobachtete<br />
Scheelit-fUhrung. Vergleicht man die<br />
Hauptelementkomposition der Pegmatite aus der Lagerstätte mit Literaturwerten<br />
fUr den spätorogenen Malingsbo-Granit (siehe in<br />
Tab. 22 die als Yg-l und Yg-2 gekennzeichneten Proben), so fallen<br />
starke Ähnlichkeiten auf. Besonders auffällig sind die extrem<br />
niedrigen Ti-Gehalte. Wie bereits frUher erwähnt, treten bei einigen<br />
Pegmatit-Proben erhöhte Spurenelementgehalte auf, beispielsweise<br />
402 ppm Bi in der Probe 8134 und 147 ppm Ta bei Probe<br />
8102 (Tab. 23). Solch hohe Gehalte an Schwermetallen können damit<br />
erklärt werden, daB verskarnende und vererzende Lösungen bei<br />
der Intrusion der Pegmatite mittransportiert worden sind. HierfUr<br />
sprechen auch die mit 61 ppm auBergewöhnlich erhöhten<br />
Wolframgehalte.<br />
103
Karbonat<br />
CoO. MgO. F.10l.IMnOl IG• ..,·%) CD O. "'gO. Ft 10l.<br />
(l'1 nOl IG• ..,.%)<br />
10 20 30 40 ~O 10 20 30 40 50<br />
30 30<br />
GRUNSKARN<br />
GRANATSKARN<br />
~.<br />
" ~.. 50<br />
~<br />
!:!<br />
0<br />
iiị<br />
o: 60<br />
c<br />
40 40<br />
\::~~"<br />
70 70<br />
80<br />
\ T5<br />
\kTS<br />
kt5 80 ktS '\<br />
" "<br />
Abbi1dung 68. Vektor-Diagramm: Diagramm-Entwurf nach LEGLER<br />
& BAUMANN (1983) DUnne Pfei1e = Proben aus dem<br />
Schee1itvorkommen von Gussarvshyttan, dicke<br />
Pfei1e = Referenzproben (siehe auch Text) .<br />
LEGLER & BAUMANN (1983) behande1n die Fragen der Skarngenese und<br />
deren Beziehung zur Vererzung. Sie gehen davon aus, daB es zwei<br />
verschiedene Mög1ichkeiten der Skarnbildung gibt, eine<br />
regiona1metamorphe und eine kontaktmetamorphe (-metasomatische).<br />
Sie weisen darauf hin ~ daB die chemische Zusammensetzung von<br />
metasomatisch umgewande1ten und metamorphisierten sedimentären<br />
Skarnedukten ähn1ich ist . Zur Unterscheidung verwenden sie das<br />
104
in Abb. 68 dargestelite Vektordiagramm, das auf der Gegenuberstellung<br />
von SiOz+Al z03 und CaO+MgO+Fe z03(+MnO)<br />
in Prozent (siehe<br />
kleines Diagramm) basiert. Die Richtungen der Vektoren geben an,<br />
ob es sich um regionalmetamorph (senkrechte Pfeile) oder<br />
kontaktmetasomatisch (waagerechte Pfeile) gebi1dete Skarne hande1t.<br />
Zum Verg1eich sind mit den dicken Pfei1en theoretisch errechnete<br />
und natur1iche metamorphe Karbonat-Sand-Ton-Gemische mit<br />
eingetragen worden. Regiona1metamorphe Skarne zeichnen sich nach<br />
LEGLER & BAUMANN (1983) durch hohe SiOz- und A1 20)-Geha1te, aber<br />
niedrige CaO- und Fe 20)-Werte aus. Die dunner gezeichneten<br />
Vektoren der Skarne von Gussarvshyttan zeigen durch ihren relativ<br />
waagerechten Verlauf, daB die Skarne das Produkt einer<br />
Kontaktmetasomatose und nicht einer Regiona1metamorphose sind.<br />
Fur dieses Ergebnis sprechen auch die Resu1tate der eigenen<br />
Granatbestimmungen. Die Granate wurden als Grossu1ar-Andradit<br />
mit nur untergeordneter Almandin-Komponente bestimmt. HÖSEL<br />
(1971) weist darauf hin, daB sich hochtemperatur-metasomatische<br />
Skarne, die keiner Regiona1metamorphose ausgesetzt gewesen sind,<br />
durch Granate der Grossulat-Andradit-Reihe auszeichnen, während<br />
regiona1metamorphe Skarne Granate der Grossular-A1mandin-Reihe<br />
aufweisen. Das fazieskritische Mineral ist demnach der Almandin,<br />
zu dessen Bildung se hr hohe Drucke benötigt werden, wie sie nach<br />
experimentellen Untersuchungen nur bei der Regionalmetamorphose<br />
erreicht werden. Somit kann man davon ausgehen, daB die<br />
Skarnbildung in Gussarvshyttan nach der Regionalmetamorphose erfo1gt<br />
ist, also spätorogen. Bei einer fruhorogenen Verskarnung<br />
wären die Granate während der Regiona1metamorphose vollständig in<br />
Almandin umgewande1t worden; ein Ergebnis, das HÖSEL (1971) bei<br />
Skarnuntersuchungen im Erzgebirge zeigen konnte. Wie bereits bei<br />
der mikroskopischen Bearbeitung der Skarne gesagt, ist die zweite<br />
und mengenmäBig bedeutendere Schee1it-Generation etwas später gebildet<br />
worden als die Skarn-Minerale Granat und Pyroxen. Dies<br />
bedeutet, daB die Scheelitvererzung syngenetisch mit der<br />
Verskarnung erfolgt ist, wahrscheinlich in einem späten Stadium<br />
der Kontaktmetasomatose. Diese kurze zeitiiche Verschiebung zwischen<br />
der Verskarnung und der Vererzung beschreibt auch WIENOL<br />
(1968).<br />
8.3 HÄLLSJÖ-GRUVA<br />
8.3.1 Allgemeine Beschreibung der Lsgerstätte<br />
Die ehemalige Eisenerzmine Hällsjö-Gruva liegt ca. 3 km sudlich<br />
von Rankhyttan am S-Ufer des Hällsjön. Der genaue Zeitpunkt des<br />
Beginns des Erzabbaus war nicht zu erfahren, doch sind im<br />
Schacht, nur wenige Meter unterhalb der Geländeoberfläche, Anzeichen<br />
fur einen Abbau durch "Feuersetzen" zu erkennen (Abb. 69).<br />
Diese Abbaumethode wurde hauptsächlich im Mittelalter angewandt,<br />
und zwar in Ermangelung von Sprengstoffen. Erste Angaben uber<br />
Fördermengen liegen fur den Zeitraum von 1873-1877 sowie<br />
105
Abbildung 69. "Feuersetzen": Mittelalterliche Abbauweise,<br />
gefunden in der Hällsjö-Gruva, ca. 5 munter<br />
Geländeoberkante.<br />
1894-1894 vor (GEIJER & MAGNUSSON 1944); in dieser Zeit wurden<br />
3450 t sowie 2463 t Erz abgebaut. Wann die Förderung eingestel1t<br />
worden ist, war ebenfalls nicht zu erfahren. 1958 wurden erste<br />
Gespräche Uber eine Wiedereröffnung gefUhrt; der Abbau begann<br />
dann Anfang der sechziger Jahre; er wurde aber nach einigen<br />
Jahren endgultig eingestellt. Insgesamt soll Hällsjö-Gruva ca.<br />
60000 t Erz geliefert haben (SIND 1983). Der Erzabbau in<br />
Hä11sjö-Gruva erfolgte Uber 5 verschiedene Schächte von unterschiedlicher<br />
Teufe, wovon der tiefste, Springagruva, bis auf 70 m<br />
Endteufe niedergebracht worden ist.<br />
Hällsjö-Gruva liegt im Grenzbereich zwischen dem Urgranit und Gesteinen<br />
der Leptit-Serie. Beide Gesteine sind in der Grube angefahren.<br />
Nahe des Hauptschachtes ist ein Gang des rotbraunen<br />
Gustafsparphyres aufgesch1ossen. Amphibolitische Gesteine und<br />
granatreiche Skarne treten in<br />
Form schmaler Linsen auf. Die Vererzung ist auf diese Linsen beschränkt.<br />
Das Haupterzmineral Magnetit kommt, teilweise nur von<br />
Amphibolschlieren verunreinigt, sehr rein vor. Solch ein Erz<br />
wird auch als "Svartmalm" (Schwedisch: svart = schwarz, malm =<br />
Erz) bezeichnet, ein alter schwedischer Bergmannsausdruck fUr ein<br />
dunke1grUnes bis schwarzes Amphibol-Magnetit-Erz. In peripheren<br />
Tei1en der Erzkörper sind auch vereinzeit unbedeutende Mengen<br />
Pyrit und Chalkopyrit zu finden. Scheelit tritt unregelmäuig<br />
verteilt, mit teilweise bis zu 1.5 cm gro8en Kristallen in<br />
granatreichen Skarnen und Quarzgängen auf. Insgesamt ist die<br />
Scheelitvererzung gering.<br />
106
Abbildung 69. "feuersetzen": Mittelalteriiche<br />
gefunden in der Hällsjö-Gruva, ca.<br />
Geländeoberkante.<br />
Abbauweise,<br />
5 munter<br />
1894-1894 vor (GEIJER & MAGNUSSON 1944); in dieser Zeit wurden<br />
3450 t sowie 2463 t Erz abgebaut. Wann die förderung eingestellt<br />
worden ist, war ebenfalls nicht zu erfahren. 1958 wurden erste<br />
Gespräche Uber eine Wiedereröffnung gefUhrt; der Abbau begann<br />
dann Anfang der sechziger Jahre; er wurde aber nach einigen<br />
Jahren endgultig eingestellt. Insgesamt 5011 Hällsjö-Gruva ca.<br />
60000 t Erz geliefert haben (SIND 1983). Der Erzabbau in<br />
Hällsjö-Gruva erfolgte Uber 5 verschiedene Schächte von unterschiedlicher<br />
Teufe, wovon der tiefste, Springagruva, bis auf 70 m<br />
Endteufe niedergebracht worden ist.<br />
Hällsjö-Gruva liegt im Grenzbereich zwischen dem Urgranit und Gesteinen<br />
der Leptit-Serie. Beide Gesteine sind in der Grube angefahren.<br />
Nahe des Hauptschachtes ist ein Gang des rotbraunen<br />
Gustafsparphyres aufgeschlossen. Amphibolitische Gesteine und<br />
granatreiche Skarne treten in<br />
form schmaler Linsen auf. Die Vererzung ist suf diese Linsen beschränkt.<br />
Das Haupterzmineral Magnetit kommt, teilweise nur von<br />
Amphibolschlieren verunreinigt, sehr rein vor. Solch ein Erz<br />
wird auch als "Svartma1m" (Schwedisch: svart = schwarz, malm =<br />
Erz) bezeichnet, ein alter schwedischer Bergmannsausdruck fur ein<br />
dunke1grunes bis schwarzes Amphibol-Msgnetit-Erz. In peripheren<br />
Tei1en der Erzkörper sind auch vereinze1t unbedeutende Mengen<br />
Pyrit und Chalkopyrit zu finden. Schee1it tritt unregelmäuig<br />
verteilt, mit teilweise bis zu 1.5 cm groBen Kristallen in<br />
granatreichen Skarnen und Quarzgängen auf. Insgesamt ist die<br />
Scheelitvererzung gering.<br />
106
Erzanlysen Hällsjö-Gruva<br />
I II III<br />
Si0 2 (%) 38.60 39.90 11.03<br />
Ti0 2 0.14 0.08<br />
A1 2O) 7.97 4.99 2.19<br />
fe203 21.00 23.40 54.18<br />
feO 2.11 4.10 26.63<br />
MnO 1.33 2.16 0.39<br />
MgO 1.50 0.54 1.97<br />
CaO 27.10 24.60 3.85<br />
Na 20 0.05 0.02<br />
K 20<br />
0.01 0.03<br />
PzOs 0.02 0.01 0.01<br />
LOI 0.60<br />
Summe 100.43 99.84 100.25<br />
W (ppm)
Gehalt. Wie bereits aus dem Wolfram-Vorkommen von Gussarvshyttan<br />
beschrieben, ist auch in diesem Gebiet ein Ubergang von<br />
K-extremen Leptiten im S zu Na-extremen Formen im N feststellbar,<br />
also ein Ubergang von rhyolithischer zu dazitischer Zusammensetzung.<br />
Die petrographische und geochemische Zusammensetzung der<br />
Leptite (K 38a, K 37) ist den Tab. l und 2 sowie den Abb. 11-13<br />
zu entnehmen.<br />
Die in der Grube aufgeschlossenen Urgranite sind dem Typ III<br />
(siehe Kap. 5.2.2) zuzuordnen. Sie haben den höchsten<br />
Quarzgehalt aller untersuchten Urgranit-Proben. Sowohl nach den<br />
aus den geochemischen Analysen berechneten Normmineralien<br />
(MESO-NORM) als auch nach der Auswertung der DUnnschliffe, ist<br />
der Urgranit ins Monzogranit-Feld des STRECKEISEN-DIAGRAMMES<br />
(Abb. 18) einzuordnen.<br />
Aus der Literatur (GEIJER & MAGNUSSON 1944) liegt eine Analyse<br />
der Eisenerze aus der Hällsjö-Gruva aus dem Jahre 1901 vor. Die<br />
petrographische Zusammensetzung dieser Probe ist allerdings unbekannt.<br />
Zwei weitere Proben wurden von LKAB 1983 fUr diese Arbeit<br />
analysiertj hierbei handelte es sich um Granat-Diopsid-Skarne,<br />
wovon eine Probe scheelit-fUhrend war und eine Probe<br />
scheelitfrei. Die Ergebnisse aller drei Proben sind in Abb. 70<br />
zusammengefaOt.<br />
8.4 SCHURFE AM HORNBERGET UND SUOLICH PERSBO<br />
Am Hornberget ist in den Metabasiten der Leptit-Metabasit-Serie<br />
vor langer Zeit Erz abgebaut worden. Ein Schurf ist ca. 8 x 6 m<br />
groO und ungefähr 4 m tief. Nach Proben, die aus dem Schurf und<br />
aus den Halden entnommen wurden, handelt es sich bei den Erzen um<br />
Pyrit, Magnetit, Chalkopyrit und untergeordnet um Zinkblende.<br />
Die geochemische Analyse der Erze ergab folgende Elementgehalte<br />
Hornberget Morttjärn Persbo<br />
Fe (%) 13.2 12.0 38.5 2.0<br />
Co 0.006 0.002 0.003 0.001<br />
Cu 1.40 0.850 0.026 0.022<br />
Pb 0.01 0.01
Beim Schurf sUdlich Persbo handelt es sich wiederum um ein t y<br />
pisches Svartmalm. Auch dieses Vorkommen ist nur sehr klein, ca.<br />
4 x 4 m bei gut J m Teufe. Ähnlich wie in Hällsjö-Gruva ist die<br />
Hauptvererzung in amphibolitischen Gesteinen anzutreffen, doch<br />
sind hier auch die Leptite leicht mit Pyrit und Chalkopyrit sowie<br />
mit etwas Bleiglanz und Zinkblende vererzt. Das Haupterzmineral<br />
ist hier Magnetit. Eine Analyse des Svartmalms ist in der Zusammenstellung<br />
s. 108 zu finden. Erwähnenswert ist hier eine geringe<br />
ScheelitfUhrung in amphibolreichen Skarnen. Die UnterslJchung mit<br />
der UV-Lampe ergab eine se hr unbedeutende ScheelitfUhrung, so daB<br />
von einer W-Analyse abgesehen wurde.<br />
109
9.0 KALKGRUBEN<br />
Von den vier Karbonatvorkommen des Kartiergebietes sind drei<br />
teilweise abgebaut worden, mit Ausnahme ihrer verskarnten Au8enbereiche.<br />
Der Hauptabbau 1iegt nörd1ich des Rödsjön. Hier sind<br />
an mehreren Stellen kleine Abbaue zu finden, die meistens nur wenige<br />
Meter Durchmesser haben und max. 2-3 m tief sind. Der zu<br />
Marmor umkristallisierte Kalk ist hier an Ort und Stelle gebrannt<br />
worden (Abb. 71).<br />
Abbildung 71. Kalkgruben K 55: Brennofen, in dem der abgebaute<br />
Kalk vor Ort gebrannt worden ist.<br />
110
10.0 TEKTONIK<br />
Die Tektonik des Kartiergebietes 5011 im folgenden kurz erläutert<br />
werden. FUr die Urgrahite, die flächenmäOig gröOte Gesteinseinheit,<br />
war es auf Grund sehr guter AufschluOverhältnisse möglich,<br />
Serien-Kluftmessungen in einigen groOen AufschlUssen<br />
durchzufUhren . So wurden an 9 Stellen in den Urgraniten jeweils<br />
mindestens 200 KIUfte eingemessen, die später mit den Rechenprogrammen<br />
GELl II (BEHRENS & SIEHL, 1975) und mit dem Programm zur<br />
Kluftauswertung (SMOLKA, 1984) rechnerisch bearbeitet wurden.<br />
Die Darstellungen der Ergebnisse sind den Abb. 72-76 (Polpunkt<br />
Diagramme) und der Tektonischen Karte als Anlage 2 (Kluftrosen)<br />
zu entnehmen. Fur die Leptite, Metabasite und Hetamonzodiorite<br />
waren solche Serienmessungen wegen schlechterer AufschluOverhältnisse<br />
nicht möglich; die MeOwerte wurden deshalb einzeln in die<br />
tektonische Karte eingetragen. Da der Asby-Diabas am<br />
Hällsjöberget groOflächig ansteht und da dort die KIUfte se hr gut<br />
ausgebildet sind, wurden auch an dieser Stelle 105 KIUfte eingemessen.<br />
N<br />
Abbildung 72 . Faltenachsen-Diagramm: 54 Faltenachsen, im<br />
Arbeitsgebiet eingemessen. Klasseneinteilung:<br />
1-3 %, 3-6 %, 6-9 %, >9 ~ Besetzungsdichte.<br />
Das Hessen von Faltenachsen (B-Achsen) in den Leptiten und<br />
Metabasiten war wegen widriger AufschluOverhältnisse schwierig.<br />
Aus diesem Grund stehen nur 54 MeOwerte zur Auswertung zur VerfU<br />
111
gung. Abb. 72 zeigt das Sammeldiagramm dieser Messungen. Es<br />
wird deutlich, daO die B-Achsen steil (55°-90°) nach SUdwesten<br />
einfallen und mit ca. 56° streichen. Besonders im Ubergangsbereich<br />
zwischen Leptiten und Metabasiten wir d die sehr engständige,<br />
teilweise isoklinale Faltung im cm- bis dm-Bereich deutlich<br />
(Abb. 73). Teilweise entsteht der Eindruck, daO es sich um<br />
Schlingentektonik handelt. Zu vergleichbaren Ergebnissen kommen<br />
auch HUSNER (1966) und LUNDQVIST (1979), die beide beim<br />
faltungsstil von "Schlingenbau" sprechen.<br />
Abbildung 73. Aufnahme einer Falte: Isoklinale engständige<br />
Faltung. AufschluO K 69, Leptit-Hetabasit-<br />
Ubergangsbereich.<br />
Das auffallendste tektonische Element ist die KIUftung der Gesteine.<br />
Besonders deutlich wird sie in den groOflächigen AufschlUssen<br />
des Urgranites am Rösasen, am Hällsjöberget und am<br />
Röberget. Aus der Auswertung der dort durchgefUhrten Serienmessungen<br />
(vergl. Abb. 70-72 sowie tektonische Karte) ist erkennbar,<br />
daO vier verschiedene Hauptkluftrichtungen auftreten :<br />
l. Die im Gelände auffälligste Kluftschar streicht NE-SW und<br />
steht fast saiger (Beispiel:152°/88°). Sie läuft parallel zum<br />
generellen Streichen der verschiedenen Strukturen im<br />
Kartiergebiet Man kann diese KIUfte als bc-KIUfte indizieren. Da<br />
die Tuna-Diabas- und Gustafsporphyr-Gänge nahezu gleiches Streichen<br />
aufweisen wie diese Kluftschar, kann man davon ausgehen, daO<br />
diese KIUfte den jUngeren postorogenen Vulkaniten das Aufdringen<br />
erleichterten.<br />
112
2. Ein zweites Kluftsystem streicht NW-SE und und fällt oft<br />
schwach nach Westen ein (Beispiel: 223°/80°). ParalIeI zu dieser<br />
Schar von KIUften verläuft im Arbeitsgebiet der Asby-Diabas.<br />
Legt man orthorhombische Symmetrie zugrunde, lassen sich diese<br />
KIUfte als ab-KIUfte bezei~hnen.<br />
N<br />
Rösb(" "<br />
RösIs," s<br />
N<br />
N<br />
Rösls(" (<br />
HALlSJÖllll(i( T<br />
DI.....S<br />
Abbildung 74. Kluftdiagramme aus den Urgraniten am Rösasen<br />
und aus dem Asby-Diabas am Hällsjöberget:<br />
Rösasen-N: 245 MeOwerte; Rösasen-E: 210 MeOwerte;<br />
Rösasen-S: 210 MeOwerte; Hällsjöberget<br />
(Diabas): 105 MeOwerte. Klasseneinteilung:<br />
1-5 ~t 5-10 ~t 10-15 ~t 15-20 ~t >20 ~<br />
Besetzungsdichte.<br />
113
3. Weitsus seltener läGt sich eine NNW-SSE-streichende Kluftschar<br />
im Gelände beobachten. In den Leptiten tritt sie nur vereinze1t<br />
suf und feh1t in vie1en Urgranit-AufschlGssen gänzlich.<br />
Die Einfallwinkel schwanken zwischen 80° und 90° (Beispiel:<br />
270°/84°). Bei diesen KlGften handelt es sich um hOl-KlGfte.<br />
4. Neben diesen drei Systemen deutet sich ein weiteres an, daG<br />
in den K1uftrosen aber nicht immer eindeutig ansprechbar ist.<br />
N<br />
N<br />
HÄLLSJÖlfllG[T N<br />
HALLSJlilfAG[l f<br />
N<br />
N<br />
HAll SJÖIfIlGET w<br />
HÄLL SJOIfllGET II(<br />
Abbildung 75.<br />
Kluftdiagramme aus den Urgraniten am Hällsjöberget:<br />
Hällsjöberget-N: 200 MeGwerte; Hällsjöberget-W:<br />
245 MeGwerte; Häl1sjöberget-E:<br />
200 MeGwerte; Hällsjöberget-NE: 200 MeGwerte.<br />
Klasseneintei1ung siehe Abb. 74.<br />
114
Diese Klufte streichen NNE-SSW und lassen sich als hOl-Klufte indizieren<br />
(Beispiel: 95°/82°). Zur Unterscheidung beider wird<br />
diese Kluftschar im folgenden als hOl(E)- und die im vorhergegangenen<br />
Abschnitt behandelte Schar als hOl(W)-Kluft bezeichnet.<br />
Die drei detaillierter bearbeiteten Gebiete in den Urgraniten<br />
sollen hier kur z einzeln behandelt werden.<br />
An der SE-Flanke des Rösasen sind drei Aufschlusse (Gröne jeweils<br />
ca. 400 m 2 ) vermessen worden (Abb. 74 sowie tektonische Karte).<br />
Auffällig ist ein leichtes Umschwenken der bc-Klufte Richtung<br />
Norden, eine Bewegung, der die ubrigen Klufte nicht folgen. Im<br />
Norden des Gebietes sind die ab-Klufte kaum ausgeprägt, hkl<br />
Klufte sind in jedem Aufschlun vereinzeIt zu finden.<br />
Am Hällsjöberget sind in vier Ausschlussen innerhalb der Urgranite<br />
Klufte eingemessen worden. Die Ergebnisse der Auswertung<br />
der Daten sind in der Abb. 75 sowie in der tektonischen Karte<br />
(Anlage 2) dargestelIt. Am Hälljöberget sind anders als in den<br />
beiden anderen Gebieten, die bc-Klufte am häufigsten, sondern die<br />
ab-Richtungen. Sie treten sagar soweit zuruck, da~ die<br />
hOl(W)-Klufte öfter vor kommen als die bc-Klufte. Auch die<br />
hOl(E)-Klufte sind seltener zu finden. Die Kluftrose des Aufschlusses<br />
Hällsjöberget-W unterscheidet sich in ihrer Form von<br />
allen anderen, in erster Linie dur ch die starke Streuung (bis<br />
50°) um die E-W-Richtung. Dies kann man möglicherweise durch<br />
spätere Auflockerung des Gesteinsverbandes und Verstellungen während<br />
der Vergletscherung erklären. Die Flie~richtung des Eises<br />
war in diesem Gebiet ungefähr 150°. Der Hällsjöberget, der auch<br />
N<br />
N<br />
AOIEAClET H<br />
IOIIIGI I S<br />
Abbildung 76. Kluftdiagramme aus den Urgraniten am Röberget:<br />
Röberget-N: 200 Me~werte, Röberget-S: 200 Me~werte.<br />
Klasseneinteilung wie in Abb. 74.<br />
115
heute nach als ausgeprägte Erhebung erkennbar ist, wird dem vordringenden<br />
Eis entgegengestanden haben, was möglicherweise an der<br />
Stirnseite, also im Bereich des Aufschlusses Hällsjöberget-W,<br />
eine Verstellung der Gesteine bewirkt haben kann.<br />
Am Röberget konnten wieder bc-KIUfte am häufigsten eingemessen<br />
werden (Abb. 76 und tektonische Karte als Anlage 2). Auch hier<br />
fällt von S nach N ein Umschwenken der Kluftrichtungen nach N<br />
auf, eine Tendenz, der allerdings auch die ande ren Kluftsysteme<br />
folgen.<br />
Nahe des Gipfels des Hällsjöbergets wurde die KIUftung des Asby<br />
Diabas näher untersucht (Abb. 74 und tektonische Karte). Hier<br />
sind die ab-KIUfte am verbreitetsten, doch treten auch bc-KIUfte<br />
auf, allerdings nur untergeordnet. Das Auftreten letztgenannter<br />
Kluftsysteme in diesem postarogenen Gestein weist darauf hin, daO<br />
diese svekokarelisch angelegten KIUfte später nachmals aktiviert<br />
worden sind.<br />
Im Kartiergebiet und in den Bohrkernen aus der Wolframlagerstätte<br />
sind immer wieder Breccien- und Mylonit-Zonen zu finden. Diese<br />
Zonen folgen dem allgemeinen Streichen, sie verlaufen also ungefähr<br />
paraliei der Leptit-Urgranit-Grenze. Die Brecciierung ist<br />
verbreitet mit Quarz verheilt. Es ist schwierig, zum Alter<br />
dieser Bewegungszonen Aussagen zu machen; sie sind auf jeden Fall<br />
postarogen, da die Skarne der Lagerstätte, deren Entstehung als<br />
spätorogen bezeichnet werden kann, teilweise vollständig in ihrem<br />
Verband gestört worden sind.<br />
116
11.0 GEOPHYSIKALISCHE HESSUNGEN<br />
Während der Kartierung wur~en an drei Stellen im Kartiergebiet<br />
magnetische Totalfeldmessungen durchgefuhrt, und zwar am<br />
Hällsjöberget (Fläche: 0.168 km 2 ) , an der Hällsjö-Gruva (0.222<br />
km 2 ) sowie nördlich des Hällsjön (0.031 km 2 ) . Die Messungen erfolgten<br />
mit einem tragbaren Protonenmagnetometer (MP-2). Zur<br />
Kompensation der Drift (Gerätedrift, Schwankungen im Hagnetfeld)<br />
muOten jeweils an einer festgelegten Position im MeOgebiet in<br />
30-minutigen Abständen Kontrollmessungen durchgeffuhrt werden,<br />
aus deren Ergebnissen eine Driftkurve erstellt werden konnte.<br />
Wegen der relativ geringen Datenmenge wurde von einer rechnerischen<br />
Bearbeitung der Messungen abgesehen.<br />
Im Bereich des Scheelitvorkommens fuhrte LKAB im Jahre 1981 magnetische<br />
Totalfeldmessungen durch (LKAB PROSPEKTERING AB, 1982).<br />
Ziele der Messungen waren die Festlegung der Grenze Leptit<br />
Urgranit sowie die Kartierung der Erzkörper. Beides wurde nicht<br />
erreichtj es existieren keine signifikanten Unterschiede zwischen<br />
Leptiten und Urgraniten und die Fuhrung an magnetisierbaren<br />
Erzen, die in der Hällsjö-Gruva eine Verfolgung der<br />
Magnetitvererzung und damit auch des Scheelites erlaubte, war in<br />
Gussarvshyttan verschwindend gering. Deut1ich erkennbar und<br />
kartierbar waren ausschlieOlich die Diabas-Gänge (siehe An1age<br />
3) .<br />
Mit ähnlicher Problemstellung erfolgten zunächst die Vermessung<br />
der Häl1sjö-Gruva, sowie eines 100 m breiten Bereiches ca. 600 m<br />
nordöstlich. Auch hier lieO sich die Grenze nicht fassen, so daO<br />
der schmale Streifen gar nicht kartenmäOig weiter bearbeitet worden<br />
ist . Die Erzzone der Hällsjö-Gruva ist dagegen gut<br />
verfolgbar. Es zeigt sich, daO die Anomalie, die die<br />
magnetitvererzten Skarne erzeugen, räumlich sehr begrenzt ist und<br />
mit ca. 55° streicht. Die räumliche Begrenzung spricht fur ein<br />
se hr steiles Einfallen des Erzkörpers. Die kleinen Anomalien<br />
sudlich der Grube sind möglicherweise auf Diabas-Gänge zuruckzufuhren<br />
(Abb. 77) .<br />
Die Messungen nördlich des Hällsjön wurden durchgefuhrt, um Informationen<br />
uber den weiteren Verlauf des Hetamonzodiorit<br />
Vorkommens nach E zu erhalten. Es zeigte sich, daO es sehr bald<br />
nach E auskeilt (Abb. 78). Möglicherweise besteht eine, wenn<br />
auch schmale Verbindung zu einem kleinen Vorkommen dieses Gesteines<br />
150 m weiter östlich.<br />
Uber die Lagerungsverhältnisse des Asby-Diabases am Hällsjöberget<br />
lieOen sich im Gelände kaum Erkenntnisse gewinnen. Deshalb wurde<br />
ein 0.168 km 2 groOes Gebiet im Gipfelbereich magnetisch vermessen<br />
(Abb. 79). Auffällig ist eine nahezu bilaterale Symmetrie der<br />
Isanomalen. Hieraus kann man schlieOen, daO der Asby-Diabas sehr<br />
stei1 steht, mit leichtem Einfallen nach W. Der Hauptgang wird<br />
auf seiner W-Seite möglicherweise begleitet von einem oder von<br />
mehreren geringmächtigeren Gängen. Bei den Anomalien am W-Rand<br />
117
HÄLLSJÖ-GRUVA<br />
[nT]<br />
10000<br />
5000<br />
1000<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
o<br />
-100<br />
-200<br />
I<br />
SOm<br />
Abbildung 77.<br />
Hagnetische Karte der Hällsjö-Gruva: HeBzeitpunkt:<br />
12., 22. und 23. Hai 1983. Basiswert:<br />
50300 nT, HeBpunktabstand: 20 m, HeBgerät:<br />
HP-02.<br />
des Gebietes kann es sich um Gänge des Tuna-Diabases handeln,<br />
sie ein fur den Asby-Diabas untypisches Streichen aufweisen.<br />
da<br />
Neben den magnetischen Totalfeldmessungen fuhrte LKAB PROSPEKTE<br />
RING AB im Umfeld der Lagerstätte auch geoelektrische Hessungen<br />
durch. VLf-Hessungen brachten einige Erkenntnisse uber die Störungs-<br />
und Verwerfungszonen im Bereich der Lagerstätte.<br />
118
N' HÄLLSJÖN<br />
---- ---- - - - --- - - ------- -------- -- - ---'<br />
20m<br />
-100 o 100 200 300 400 600 [nT)<br />
Abbildung 78. Magnetische Karte eines Gebietes nördlich des<br />
Hällsjön: MeOzeitpunkt: 12. Mai 1983. Basiswert:<br />
50300 nT, MeOpunktabstand: 10 m, MeOgerät:<br />
MP-02.<br />
Geoelektrische Tiefensondierungen nach der Schlumberger-Methode<br />
(Elektrodenabstand: 20 m) ergaben kaum brauchbare Ergebnisse,<br />
ebenso wie die Verwendung eines tragbaren Szintillometers, von<br />
dessen Anwendung fur diese Arbeit Erkenntnisse uber die Abgrenzung<br />
zwischen Leptiten und Urgraniten erwartet wurden.<br />
119
HÄ LLSJÖBERG ET<br />
SOm<br />
200 300 400 ' 600 1000 >1000 [nTl<br />
Abbildung 79.<br />
Magnetische Karte des Hällsjö-Bergets: MeOzeitpunkt:<br />
23. Mai 1983. 8asiswert: 50300 nT, MeOpunktabstand:<br />
10 m, MeOgerät: MP-02.<br />
120
12.0 ZUSAHHENfASSUNG UND SCHLUBfOLGERUNGEN<br />
Bei der Kartierung konnte an drei Stellen im Arbeitsgebiet<br />
Scheelit nachgewiesen werden. Betrachtet man die Positionen<br />
dieser drei Vorkommen (Gussarvshyttan, Hällsjö-Gruva, S'Persbo)<br />
in der geologischen Karte (Anlage l), so fällt auf, daG sie alle<br />
nahe der Grenze der Leptite zu den Urgraniten liegen Verfolgt man<br />
diese Richtung (55°-60°) weiter nach NE, so trifft man suOerhalb<br />
des Kartiergebietes auf Karbonatvorkommen nahe des Ortes Holm sowie<br />
auf die fe-Grube Strandgruva und die Sulphiderzmine<br />
Kalvbäcken (vergl. HUBNER 1966). Es scheint hier somit eine lone<br />
obengenannten streichens zu existieren, die sich durch erhöhte<br />
Gehalte an Fe, Cu, Pb, ln und Wauszeichnet. Somit wäre eine<br />
Verf01gung dieser lone Uber das Kartiergebiet hinaus nach SW von<br />
Interesse, was allerdings mangels guter AufschluGverhältnisse<br />
sehr schwierig ist.<br />
Neben der Kartierung der Umgebung des scheelit-Vorkommens von<br />
Gussarvshyttan bestand die Hauptaufgabe dieser Arbeit in der<br />
petrographisch-geochemischen Bearbeitung der scheelitvererzten<br />
skarne und der ummittelbaren Nebengesteine sowie in der Ausdeutung<br />
der Ergebnisse in Bezug auf die Lagerstättengenese der Erze.<br />
Betrachtet man die räumliche Verteilung der Leptit-Varietäten im<br />
Arbeitsgebiet, so fällt auf, daG die Karbonat- und Skarn<br />
Vorkommen immer im Bereich der Na-Leptite zu finden sind. Dies<br />
zeigt sich auch im Profil entlang der Bohrung GAH 5 in Abb. 65.<br />
Je näher die Proben zu den Skarne liegen, desto geringer wir d der<br />
K 20-Gehalt,<br />
während die Na 20-Werte<br />
snsteigen. Dieses Phänomen,<br />
die Abnahme der K 20-Gehalte, ist bereits in anderen<br />
scheelitvererzten Skarnen beobachtet worden, so beispielsweise in<br />
der scheelit-Lagerstätte Sandudden westlich von Grängesberg,<br />
Mittelschweden.<br />
Als Ergebnis der halbquantitativen mikroskopischen Auswertung der<br />
der skarn-Proben ist zu nennen, daG man zwischen vier verschiedenen<br />
Skarn-Typen unterscheiden kann, in Abhängigkeit von dem<br />
Granat-Pyroxen-Epidot-Verhä~tnis. Rein makroskopisch ist dagegen<br />
nur eine Unterteilung in granatfuhrende (Granatskarne) und<br />
granatarme bis -freie Skarne (GrUnskarne) möglich.<br />
Die skarne sind in ihrer geochemischen Zusammensetzung sehr<br />
heterogen. Besonders bei den Spurenelementen (Tab. 21) fallen<br />
se hr hohe standardabweichungen auf, Abweichungen z.T. gröGer als<br />
die Mitte1werte. Die zum Verg1eich der Elemente untereinander<br />
benutzten rechnerischen Verfahren
Zum Vergleich der verschiedenen Skarn-Proben untereinander sind<br />
die Haupt- und Spurenelemente dagegen gut verwendbar. Die dur chgefuhrten<br />
Clusterberechnungen erbrachten eine sehr eindeutige<br />
Dreiteilung. Alle Grunskarne sind hierbei in einem Cluster zusammengefaBt.<br />
Die deutlichsten Unterschiede .zwischen den drei<br />
Clustern liegen in den Ti0 2 - , MnO-, MgO-, P 20 S - ' Ni-, Pb-, Sn-,<br />
Sr-, Zn-, Ce-, Cr- und V-Gehalten. Die Verteilung der verschiedenen<br />
Cluster innerhalb der Erzkörper läBt keine Ruchschlusse auf<br />
eventuell vorhandene regelmäBige Abfoigen zu.<br />
Aussagen zur Lagerstättengenese sind schwierig. Mit elnlger Sicherheit<br />
kann gesagt werden, daB das Wolfram nicht, wie in vielen<br />
anderen Scheelit-Lagerstätten (Yxsjöberg, Wigström, Sandudden)<br />
als Fluorid transportiert worden ist; es lieB sich weder Fluorit<br />
finden, noch Fluor in gröBeren Mengen (max. 0.035 Gew.-% F) nachweisen.<br />
Da auch die Na O-Gehalte in den Analysen der Skarne se hr<br />
gering sind (i.a. < 0.3 Gew.-% NazO) und in keiner Probe<br />
Plagioklase zu finden waren, scheidet auch Na ZW0 4<br />
als<br />
Haupttransportmedium aus. Ein W-Transport in dieser Form innerhalb<br />
der Leptite ist allerdings nicht ausgeschlossen. Aus den<br />
genannten Grunden ist m.E. ein Transport von W in Form von<br />
Heteropolysäuren fur das Scheelitvorkommen von Gussarvshyttan<br />
sehr wahrscheinlich.<br />
Berechnungen uber das W-Lieferungspotential der Metavulkanite<br />
(Leptite und Metabasite) zeigten, daB die Mobilisierung primär in<br />
den Metavulkaniten vorhandenen Wolframs nicht ausreicht, um eine<br />
Lagerstätte von der GröBe des Vorkommens von Gussarvshyttan entstehen<br />
zu lassen. Allerdings sei darauf hingewiesen, daB die in<br />
den Proben vereinzeit beobachtete, vor der Verskarnung gebildete<br />
l. Scheelit-Generation auf, durch Na-Metasomatose freigesetztes,<br />
möglicherweise als Na 2W0 4<br />
transportiertes Wolfram zuruckzufuhren<br />
ist.<br />
Die Granatbestimmungen sowie die Vektor-Diagramme nach LEGLER &<br />
BAUMANN (1983) sprechen fur eine Skarnbildung durch Metasomatose<br />
und nicht durch eine Regionalmetamorphose. Auch aus diesen Grunden<br />
erscheint eine Vererzung vor der Verskarnung unwahrscheinlich.<br />
Obwohl der Vergleich der Spurenelementzusammensetzungen<br />
der Skarne mit denen der gefundenen Pegmatite keinerlei Hinweise<br />
auf genetische Zusammenhänge aufzeigt, ist m.E. eine Zufuhr W<br />
haltiger Lösungen in den Dimensionen, wie sie zur Entstehung<br />
einer Scheelit-Lagerstätte von der GröBe der Lagerstätte von<br />
Gussarvshyttans notwendig ist, nur uber Pegmatite möglich. Da<br />
die beobachteten Pegmatite keinerlei Anzeichen fur metamorphe Beanspruchung<br />
zeigen, kann man sie als zum spätorogenen "Yngre Granit"<br />
gehörig ansehen. Dieser Granit wird in vielen anderen<br />
Scheelit-Lagerstätten Mittelschwedens in genetischen Zusammenhang<br />
mit der Vererzung gebracht.<br />
AbschlieBend muB gesagt werden, daB die vorhandenen Spurenelementanalysen<br />
nicht die erhofften Informationen uber die Skarnund<br />
Scheelit-Genese gebracht haben. Möglicherweise wären durch<br />
Mikrosondenuntersuchungen an Skarn-Mineralen weitere Informationen<br />
gewinnbar gewesen, Eine weitere interessante Aufgabe wäre<br />
die Untersuchung der beobachteten Abhängigkeiten zwischen<br />
122
Wolfram, Molybdän und Selen, doch hätten solche Bearbeitungen den<br />
Rahmen dieser Arbeit gesprengt.<br />
123
12.1 SUMMARY<br />
On the occasion of the mapping around Gussarvshyttan three<br />
scheelite occurences of different grade were found. It is<br />
remarkable that these three places (Gussarvshyttan, Hällsjö<br />
Gruva, S'Persbo, see Geologische Karte, Anlage l) are<br />
situated in a zone, lying paraliei to the transitionai zone<br />
between the leptites and the older granites (Urgranit).<br />
Following this zone further to the NE (strike 55°-60°) there<br />
are several carbonate- and skarn-occurences, for example<br />
near the village of Holn or at the sulphide-mines<br />
Strandgruva and Kalvbäcken (see HUBNER 1966). It is likely<br />
that this is a zone of larger extension, which is<br />
distinguished by a concentration of the elements Fe, Cu, Pb,<br />
Zn and Win skarns and amphibo1itic rocks. It cou1d be of<br />
interest to fo110w this zone further to the SW, a task that<br />
will be difficult because of the lack of outcrops in that<br />
region.<br />
The second reason for this thesis was the examination of the<br />
scheelite-mineralised skarns and the unmineralised hostrocks<br />
from the petrographic-geochemical point of view and the interpretation<br />
of these results with respect to the ore<br />
genesis. According to Abb. 8 featuring the distribution of<br />
the leptite varieties in the field and to Abb. 65 featuring<br />
the distribution of the different leptites along the drillcore<br />
of GAH 5 the carbonates and skarns always occure in<br />
parts dominated by Na-1eptites. The decrease of the<br />
K20-content has also been made at other tungsten<br />
mineralisations, for example at the scheelite deposit of<br />
Sandudden, west of Grängesberg.<br />
According to the semiquantitative evaluation of the skarnsamples<br />
by microscope it is possible to distinguish four<br />
different skarn-types as a function of the garnet-pyroxeneepidote-ratio.<br />
Without any optica1 devices one can<br />
differentiate only garnet-bearing skarns (garnet-skarn =<br />
Granatskarn) and skarns poor or free in garnet (greenskarn =<br />
Grunskarn).<br />
The geochemical composition of the skarns is heterogeneous.<br />
The standard deviations of the elements are extraordinary<br />
high, particularly of the trace- elements (see Tab. 21).<br />
For some of the trace-e1ements the deviation is higher than<br />
the mean value. To compare the element compositions factoranalyses<br />
(SPSS-X-Unterprogramm "Faktor", Typ PA l, Rotation:<br />
"Equimax", "Varimax") were made. The results of these<br />
calculations are so ambiguous that they were of no use for<br />
this thesis, except for" some correlation diagrams. With<br />
these statistical methods it is impossible to find groups of<br />
elements which are responsible for processes controlling the<br />
formation of the skarns and the ores. The consequence of<br />
123A
this tendency is that major- and trace-element-studies have<br />
generally proved to be unsuccessful in sorting out problems<br />
of skarn-genesis (see also EINAUDI 1981, 1982).<br />
For a comparison of the different skarn-samples with each<br />
other major- and trace-element-analyses are quite effective.<br />
With the help of cluster-analyses it was possible to show<br />
that the skarns from Gussarvshyttan can be divided into<br />
three different groups. All the greenskarns are summarized<br />
in one cluster. The main differences between the clusters<br />
are regarding the contents of Ti02, MnO, MgO, P205, Ni, Pb,<br />
Sn, Sr, Zn, Ce, Cr and V. The distribution of these three<br />
groups of skarns along the drill-holes GAH l, 5 and 6 does<br />
not showa regular sequence.<br />
It is difficult to make statements about the ore genesis.<br />
It seems to be obvious that the tungsten has not been<br />
transported as fluorides, in contrast to many other<br />
scheelite occurences (for example Yxsjöberg, Wigström,<br />
Sandudden) because there was no fluorite in the thinsections<br />
and the fluor-content in the skarns is max. 0.035<br />
wt.-%. As the determined Na20-concentrations are low too «<br />
0.3 wt.-%) and as there is no plagioclase in the skarns<br />
Na2W04 can also be excluded as a medium for the tungsten<br />
transfer in the skarns. For this reason and and because of<br />
the observed early generation of quartz it is likely that<br />
the major part of the tungsten has been transported inside<br />
the skarns as heteropolysilicates. A tungsten transfer as<br />
Na2W04 inside the leptites seems to be possible.<br />
Calculations about the capacity of tungsten supplies from<br />
the metavolcanics (leptites, metabasites) make it obvious<br />
that the mobilisation of latent tungsten from these rocks is<br />
not sufficient for the formation of a deposit of the size of<br />
the scheelite deposit at Gussarvshyttan. The first<br />
scheelite-generation, found in some samples, was possibly<br />
formed of tungsten which was leached by Na-metasomatism from<br />
the metavolcanic rocks and was transported as Na2W04.<br />
According to the results of the garnet identifications and<br />
to the vector-diagrams (see LEGLER & BAUMANN 1983) there is<br />
a strong probability of skarn genesis by metasomatism and<br />
not by regional metamorphism. Therefore it is plausible<br />
that the tungsten mineralisation is younger than the<br />
formation of the skarns. The comparison of the traceelement-compositions<br />
of the skarns with those of the<br />
pegmatites found in several drill-cores gave no idea of<br />
genetic connections between these two rocks. Despite of<br />
this the pegmatites seem to be the only rock-type with the<br />
potential to transfer tungsten bearing solutions in a volume<br />
that is necessary for the formation of a scheelite deposit<br />
of the size of Gussarvshyttans. The pegmatites do not show<br />
any indications for metamorphism. This is the reason for<br />
the assignment of this rock-type to the younger granites<br />
123B
('Yngre Granit'), which are considered to be responsible for<br />
the formation of many scheelite deposits in CentralSweden.<br />
The conclusive result of this work is that the traceelement-studies<br />
did not give the expected informations about<br />
the skarn- and scheelite- genesis. Detailed examinations of<br />
some skarn-minerals and the scheelite with microprobe could<br />
give some more answers about the conditions during the<br />
formation of these minerals, but this can be the task for a<br />
future work.<br />
123C
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128
14.0 ANHANG<br />
129
Erläuterungen zu den Tabellen:<br />
Chemische Analysen:<br />
Hauptelemente angegeben in Gew.-%<br />
Spurenelemente angegeben in ppm<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM):<br />
=<br />
Q Quarz<br />
Ab Or = Orthoklas<br />
Albit<br />
An Anorthit<br />
C Bi Biotit<br />
Korund<br />
Hm = Hämatit<br />
Il =<br />
Ap Apatit<br />
Ilmentit<br />
=<br />
nb = nicht berechnet<br />
129
TABELLE l<br />
Chemische Analysen:<br />
Na-extreme Leptite<br />
K 38a K 59a K 69 K 75 K 76 Kl19 K121 K122 K139<br />
SiO z 75.45 74.08 75.39 74.50 75.00 74.80 75.64 73.25 76.33<br />
TiO z 0.10 0.18 0.16 0.19 0.23 0.12 0.10 0.27 0.08<br />
Al z03 13.51 13.41 12.03 12.58 12.54 13.05 13.02 13.96 13.28<br />
Fe Z0 3 0.52 2.08 2.19 2.86 2.93 2.25 1.31 2.33 0.68<br />
MnO 0.01 0.07 0.07 0.07 0.06 0.06 0.03 0.03 0.03<br />
MgO 0.77 0.60 1.51 1.32 1.14 1.08 0.75 0.53 0.22<br />
CaO 0.54 1.47 2.98 1.40 1.72 2.52 1.89 1.55 1.92<br />
NazO 6.86 5.06 3.59 3.94 3.55 4.06 4.21 5.05 5.17<br />
KzO 0.57 1.33 0.72 1.36 1.33 0.92 1.10 0.93 0.43<br />
PzOs 0.01 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.05 0.02<br />
LOI 1.12 1.24 0.99 1.07 1.23 1.04 1.42 1.91 1.25<br />
Summe 99.46 99.56 99.67 99.32 99.86 99.92 99.49 99.86 99.41<br />
Rb 27 35 35 55 46 42 42 24 27<br />
Sr 89 90 150 107 89 156 251 169 217<br />
Ni
TABELLE 2<br />
Chemische Analysen:<br />
K-extreme Leptite<br />
K37<br />
K124<br />
SiDz 76.16 74.34<br />
no, 0.12 0.13<br />
Alz03 11.43 12.02<br />
FeZ 0 3 1.19 1.28<br />
MnO 0.02 0.03<br />
MgO 0.51 0.49<br />
CaO 0.21 0.17<br />
Na zO 1.85 1.92<br />
KzO 7.09 8.05<br />
P Z05 0.05 0.03<br />
LO! 1.09 1.21<br />
Summe 99.72 99.67<br />
Rb 104 147<br />
Sr<br />
Ni<br />
62 107<br />
Y 20 9<br />
Zr 228 130<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM):<br />
Q 38.80 30.30<br />
Ab 15.70 16.30<br />
Or 41.20 49.00<br />
An 0.70 0.60<br />
C 0.60 0.30<br />
Bi 1.90 1.80<br />
Hm 1.30 1.30<br />
Il 0.10 0.10<br />
Ap 0.10 0.10<br />
131
TABELLE 3<br />
Chemische Analysen:<br />
Alkaliintermediäre Leptite<br />
K 49 K 60 K 77 K 78 K 79 K 99 KI06 Kl18 K125<br />
SiOz 74.02 69.02 75.11 78.72 74.81 75.08 75.14 75.05 72.88<br />
TiOZ 0.10 0.27 0.14 0.09 0.16 0.13 0.12 0.16 0.27<br />
A1 20 3<br />
13.20 13.45 12.39 9.99 12.83 13.00 12.42 11.84 13.56<br />
Fe Z0 3<br />
1.78 4.59 2.13 2.07 2.18 1.81 2.00 2.71 2.08<br />
MnO 0.03 0.09 0.09 0.04 0.04 0.04 0.03 0.04 0.04<br />
MgO 0.89 2.88 1.28 0.88 1.06 0.49 0.16 0.87 0.64<br />
CaO 1.80 1.41 2.39 0.44 0.25 0.91 1.43 1.10 0.78<br />
Ns 2 0 2.81 3.03 2.06 2.34 3.54 3.90 3.14 2.66 3.69<br />
K20 3.43 3.43 2.77 3.09 3.46 3.26 3.67 3.83 4.22<br />
P,Os 0.02 0.06 0.03 0.02 0.04 0.03 0.02 0.05 0.05<br />
LOI 1.53 1.27 1.20 1.35 1.25 1.35 1.40 1.13 1.39<br />
Summe 99.61 99.50 99.59 99.16 99.52 100.01 99.53 99.44 99.60<br />
Rb 100 79 166 110 99 140 142 71 82<br />
Sr 114 15/ 100 124 60 72 190 102 94<br />
Ni
TASELLE 4<br />
Chemische Analysen:<br />
Leptite GAH 5<br />
8303 8305 8307 8308 8309 8310 8321<br />
Si0 2 72.74 74.58 75.54 75.95 76.48 75.62 75.55<br />
TiO z 0.08 0.21 0.09 0.08 0.08 0.08 0.13<br />
Alz03 13.19 11.76 12.52 11.91 9.49 12.48 10.99<br />
FeZO J<br />
1.24 3.35 1.31 1.09 1.14 0.80 1.25<br />
MnO 0.03 0.04 0.03 0.03 0.08 0.02 0.09<br />
MgO 0.58 2.82 0.48 0.36 0.65 0.42 1.34<br />
Can 0.85 0.48 0.81 1.68 3.08 1.94 1.86<br />
NazO 2.07 3.74 2.58 3.75 4.77 3.27 4.95<br />
KzO 6.87 3.00 5.66 3.10 0.29 3.05 0.53<br />
Pz05 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01<br />
LOI 1.53 1.14 1.13 0.99 3.36 1.08 2.43<br />
Summe 99.22 99.15 99.21 99.04 99.45 99.16 99.24<br />
Mo 11 7 9 7 4 7 7<br />
Nb 8 14 10 10 7 10 13<br />
Ni
TABELLE 5<br />
Chemische Analysen:<br />
Leptite GAH 5<br />
8328 8331 8332<br />
SiOz 77.10 77.71 75.44<br />
TiO z 0.08 0.07 0.14<br />
Al z03 11.62 12.15 12.31<br />
Fe Z03<br />
0.85 0.80 1.93<br />
MnO 0.03 0.02 0.02<br />
MgO 0.05 0.24 0.86<br />
CaO 2.51 1.53 1.78<br />
NazO 5.05 5.36 3.82<br />
KzO 0.31 0.39 1.52<br />
PzOs 0.00 0.00 0.01<br />
LOI 1.41 1.04 1.14<br />
Summe 99.11 99.4 99.20<br />
Mo 10 7 14<br />
Nb 11 15 8<br />
Ni
TABELLE 6<br />
Chemische Analysen:<br />
Metabasite<br />
K 36 K 59b K 143 8306 8311 8320<br />
SiO z<br />
TiO z<br />
A1 20 3<br />
Fe Z03<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
NazO<br />
KzO<br />
PzOs<br />
LOI<br />
50.02<br />
0.98<br />
17.45<br />
10.66<br />
0.15<br />
7.53<br />
6.55<br />
3.34<br />
1.77<br />
0.17<br />
1.28<br />
47.51<br />
0.79<br />
16.07<br />
12.19<br />
0.21<br />
8.05<br />
8.57<br />
1.66<br />
1.50<br />
0.19<br />
2.33<br />
45.82<br />
0.70<br />
15.65<br />
13.65<br />
0.27<br />
8.94<br />
9.71<br />
1.40<br />
1.21<br />
0.19<br />
1.99<br />
50.40<br />
0.95<br />
17.00<br />
11.15<br />
0.19<br />
4.44<br />
7.73<br />
3.50<br />
1.44<br />
0.28<br />
1.53<br />
51.21<br />
0.46<br />
16.82<br />
11.34<br />
0.15<br />
4.82<br />
3.71<br />
3.33<br />
1.13<br />
0.19<br />
6.23<br />
42.24<br />
0.65<br />
15.37<br />
13.35<br />
0.41<br />
8.24<br />
10.03<br />
1.83<br />
0.06<br />
0.17<br />
2.43<br />
SUMME 99.90 99.17 99.51 99.05 99.43 99.37<br />
Metamonzodiorite<br />
K 9 K 17 K 64 K 66<br />
SiO z<br />
TiO z<br />
Al z03<br />
Fe z03<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
NazO<br />
KzO<br />
PzOs<br />
LOI<br />
54.07<br />
0.72<br />
16.15<br />
9.35<br />
0.16<br />
4.93<br />
8.76<br />
2.59<br />
1.46<br />
0.21<br />
1.29<br />
50.00<br />
0.72<br />
17.02<br />
11.66<br />
0.20<br />
5.47<br />
9.06<br />
2.82<br />
0.82<br />
0.29<br />
1.53<br />
47.91<br />
0.62<br />
16.56<br />
9.73<br />
0.15<br />
8.16<br />
12.19<br />
1.56<br />
1.14<br />
0.10<br />
1.41<br />
48.09<br />
0.58<br />
18.23<br />
9.36<br />
0.17<br />
7.17<br />
10.29<br />
2.11<br />
1.79<br />
0.12<br />
1.65<br />
Summe 99.72 99.59 99.53 99.56<br />
135
TABELLE 7<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Karbonate<br />
8313 8315<br />
SiO z 21.57 15.90<br />
rrn, 0.08 0.09<br />
Al z03 3.48 3.92<br />
FeZO) 4.74 3.72<br />
MnO 0.65 0.41<br />
MgO 1.45 1.84<br />
CaO 41.12 44.41<br />
NazO 0.02 0.02<br />
KzO 0.01 0.02<br />
PzOs 0.01 0.02<br />
S03 0.03 0.03<br />
LOI 26.20 28.84<br />
Summe 99.36 99.17<br />
As
TABELLE 8<br />
Chemische Analysen:<br />
Urgranite TyU<br />
P6°s<br />
L I<br />
K 4 K 25 K 28 K 34 K 40 K 86 KI04<br />
Si02 73.18 74.00 74.63 76.54 75.15 76.48 75.20<br />
Ti0 2 0.20 0.14 0.15 0.10 0.16 0.13 0.18<br />
A1 203 13.65 13.65 13.28 12.49 13.30 13.22 13.57<br />
fe203 2.83 1.66 1.69 1.48 1.85 1.56 1.91<br />
MnO 0.05 0.03 0.04 0.03 0.03 0.04 0.04<br />
MgO 0.48 0.21 0.24 0.14 0.24 0.21 0.36<br />
CaO 2.46 0.41 1.12 1.02 1.54 0.44 1.07<br />
Na20 3.37 3.95 3.67 3.50 3.36 3.53 3.86<br />
K 20 3.41 4.31 3.65 3.40 3.08 4.06 2.69<br />
0.05 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.04<br />
1.10 1.07 1.20 0.92 1.09 0.95 0.97<br />
Summe 100.78 99.45 99.69 99.65 99.88 99.65 99.89<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM):<br />
Q 35.40 33.70 36.80 38.90 39.50 38.10 39.80<br />
Ab 28.50 33.50 31.10 31.80 29.30 29.90 32.70<br />
Or 18.90 24.90 20.90 20.80 17.50 26.30 14.90<br />
An 11.90 1.90 5.90 4.90 8.50 2.00 8.50<br />
C 0.00 1.80 1.10 0.60 1.10 1.70 1.20<br />
Bi 1.90 0.90 1.00 0.60 1.00 0.90 1.50<br />
Hm 2.80 1.70 1.70 1.50 1.90 1.60 2.30<br />
Il 0.20 0.10 0.10 0.10 0.20 0.10 0.20<br />
Ap 0.10 0.00 0.00 0.10 0.00 0.10 0.10<br />
137
TABELLE 9<br />
Chemische Analysen:<br />
Urgranite Typ- I (Forts.) Urgranite Typ-ll<br />
Kl14 Kl16 K135 K138 K 90 K132 K134 K146<br />
Si0 2<br />
75.37 73.89 73.13 73.76 72.16 71.84 72.64 72.18<br />
Ti0 2 0.09 0.18 0.08 0.21 0.18 0.28 0.26 0.16<br />
A1 20 3<br />
12.67 13.80 13 .84 13.00 14.66 14.83 14.01 14.41<br />
Fe 203 1.79 2.22 1.84 2.12<br />
2.55 2.77 2.29 2.28<br />
MnO 0.04 0.08 0.04 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05<br />
MgO 0.29 0.45 0.20 0.39 0.39 0.50 0.43 0.45<br />
Can 0.61 0.59 1.55 0.91 1.19 1.24 1.12 1.25<br />
Na20 3.69 3.35 4.75 3.80 3.17 3.33 3.34 2.99<br />
K 20 4.19 4.03 4.38 4.49 4.28 4.06 4.29 4.71<br />
P20S 0.02 0.06 0.06 0.07<br />
0.07 0.08 0.07 0.07<br />
LOI 1.03 1.19 1.12 1.19 1.18 1.25 1.23 1.30<br />
Summe 99.79 99.84 99.99 100.00 99.81 100.24 99.66 99.76<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM)<br />
Q 37.60 35.60 nb. 32.70 34.10 32.40 33.70 33.3<br />
Ab 31.30 30.10 nb. 32.20 26.80 29.10 28.30 25.3<br />
Or 24.00 24.30 nb. 25.40 27.20 25.00 27.10 29.8<br />
An 2.90 2.50 nb. 4.10 5.40 5.60 5.10 5.7<br />
C 1.00 2.30 nb. 1.10 2.30 2.30 1.50 1.7<br />
Bi 1.20 1.90 nb. 1.60 1.60 2.10 1.80 1.4<br />
Hm 1.80 2.20 nb. 2.10 2.60 2.30 2.30 2.3<br />
Il 0.10 0.20 nb. 0.20 0.20 0.30 0.20 0.2<br />
Ap 0.00 0.10 nb. 0.20 0.20 0.20 0.20 0.2<br />
138
TABELLE 10<br />
Chemische Analysen:<br />
Urgranite Ty.p-ill<br />
K 31 K 38a K 84a K 84b K 94 K 96 K 97 Klll<br />
Si0 2 76.36 76.29 77.38 76.02 75.49 75.00 75.04 76.33<br />
Ti0 2 0.10 0.06 0.06 0.06 0.22 0.08 0.10 0.11<br />
A1 203 12.97 13.53 12.27 12.32 13.52 13.10 13.06 12.52<br />
Fe203 1.51 0.76 1.27 1.29 1.28 1.49 1.21 1.36<br />
MnO 0.02 0.03 0.04 0.07 0.03 0.03 0.02 0.03<br />
MgO 0.23 0.07 0.27 0.25 0.27 0.18 0.25 0.33<br />
CaO 1.08 0.70 0.93 1.03 1.29 1.16 0.80 0.33<br />
Na 2 0 5.23 3.55 3.16 3.72 6.25 3.00 2.55 2.63<br />
K 2 0 1.21 4.00 3.69 4.04 0.40 5.10 5.84 5.21<br />
P20S 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.02<br />
LOI 0.92 0.99 0.90 0.91 1.04 1.02 0.99 0.98<br />
Summe 99.64 99.94 99.99 99.73 99.52 99.69 99.89 99.85<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM)<br />
Q 39.10 34.40 43.00 nb. nb. 36.00 35.20 40.60<br />
Ab 44.39 34.30 26.80 nb. nb. 25.40 21.60 22.30<br />
Or 6.50 26.10 21.10 nb. nb. 29.60 26.50 29.90<br />
An 6.30 3.40 4.20 nb. nb. 5.60 3.80 1.50<br />
C 0.70 0.80 1.50 nb. nb. 0.60 1.10 2.00<br />
Bi 0.90 0.40 1.10 nb. nb. 0.70 1.00 1.30<br />
Hm 1.80 0.80 1.30 nb. nb. 1.50 1.20 1.40<br />
Il 0.10 0.10 0.10 nb. nb. 0.10 0.10 0.10<br />
Ap 0.00 0.00 0.10 nb. nb. 0.10 0.10 0.00<br />
139
TABELLE Il<br />
Chemische Analysen:<br />
Urgranite Ty'p--!'y'<br />
K 98 KI07 KI09<br />
SiOz 68.14 65.08 59.59<br />
TiO z 0.48 0.35 0.94<br />
Al z03 14.51 16.07 16.41<br />
fe Z0 3<br />
4.68 5.73 6.58<br />
MnO 0.07 0.20 0.11<br />
MgO 0.86 1.34 2.27<br />
CaO 2.31 2.57 5.50<br />
NazO 4.21 4.13 3.63<br />
KzO 2.84 2.46 2.18<br />
PzOs 0.16 0.09 0.41<br />
LOI 1.56 1.71 1.98<br />
Summe 99.82 99.73 99.60<br />
Norm-Minerale (MESO-NORM)<br />
Q 29.30 21.60 nb.<br />
Ab 35.70 43.50 nb.<br />
Or 14.40 13.30 nb.<br />
An 10.40 12.20 nb.<br />
C 0.70 0.50 nb.<br />
Bi 3.50 1.90 nb.<br />
Hm 4.70 5.70 nb.<br />
Il 0.50 0.30 nb.<br />
Ap 0.40 0.20 nb.<br />
140
TABELLE 12<br />
Chemische Analysen:<br />
Tuna-Diabas<br />
Gustafsporphy.!<br />
K 68 K 85 8304 K 24 K 43 K 44<br />
Si0 1<br />
Ti02<br />
A1 2O;<br />
"Fe 203<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
Ns 20<br />
K 20<br />
P20S<br />
LOI<br />
50.39<br />
1.56<br />
15.83<br />
11.34<br />
0.16<br />
4.57<br />
8.82<br />
2.83<br />
1.65<br />
0.35<br />
3.19<br />
52.70<br />
1.16<br />
15.29<br />
9.27<br />
0.14<br />
4.77<br />
7.45<br />
3.21<br />
2.18<br />
0.29<br />
3.59<br />
50.40<br />
0.95<br />
16.00<br />
11.15<br />
0.19<br />
4.44<br />
7.43<br />
3.50<br />
1.44<br />
0.28<br />
4.69<br />
71.57<br />
0.99<br />
13.34<br />
2.22<br />
0.05<br />
0.07<br />
0.48<br />
3.38<br />
5.57<br />
0.08<br />
2.15<br />
74.00<br />
0.93<br />
12.28<br />
2.20<br />
0.02<br />
0.04<br />
0.06<br />
3.23<br />
5.14<br />
0.03<br />
1.87<br />
73.13<br />
1.05<br />
12.58<br />
2.36<br />
0.03<br />
0.07<br />
0.11<br />
3.14<br />
5.34<br />
0.01<br />
1.91<br />
Summe 99.87 99 78 99.89 99.28 99.44 99.33<br />
Rb<br />
Sr<br />
67<br />
477<br />
96<br />
436<br />
66<br />
347<br />
205<br />
117<br />
339<br />
12<br />
302<br />
18<br />
Asby-Diabas<br />
K 27 K 29 K 32 K 71<br />
Si0 2<br />
Ti0 2<br />
A1 20 3<br />
fe 20 3<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
Na20<br />
K 20<br />
P 20S<br />
LOI<br />
46.68<br />
4.02<br />
16.40<br />
12.92<br />
0.13<br />
3.81<br />
6.56<br />
3.57<br />
1.64<br />
0.57<br />
3.84<br />
49.27<br />
3.34<br />
16.17<br />
10.91<br />
0.12<br />
4.02<br />
8.06<br />
2.65<br />
1.59<br />
0.47<br />
3.18<br />
48.72<br />
3.82<br />
16.69<br />
10.53<br />
0.12<br />
3.17<br />
6.69<br />
3.82<br />
1.72<br />
0.57<br />
3.69<br />
46.99<br />
4.03<br />
16.79<br />
11.72<br />
0.12<br />
3.63<br />
6.81<br />
3,73<br />
1.73<br />
0.56<br />
3.95<br />
Summe 99.87 99 78 99.89 99.35<br />
Rb<br />
Sr<br />
48<br />
591<br />
45<br />
576<br />
52<br />
561<br />
51<br />
581<br />
141
TABELLE 13<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Granatfuhrende Skarne I<br />
8003 8004 8005 8006 8007 8010 8012 8014 8016<br />
Si0 2 37.96 38.28 50.95 38.95 43.94 40.56 51.51 38.03 39.12<br />
Ti0 2 0.05 0.09 0.22 0.10 0.27 0.16 0.16 0.12 0.05<br />
A1 20 3<br />
13.47 11.52 12.66 14.28 9.54 10.89 7.34 11.08 12.32<br />
fe,03 11.69 12.08 8.59 9.99 10.35 12.50 10.95 13.62 11.75<br />
MnO 1.45 1.25 0.75 1.23 0.88 1.15 1.00 1.79 1.33<br />
MgO 1.03 1.71 1.34 1.73 5.39 2.49 2.81 1.18 1.17<br />
CaO 31.07 29.53 21.47 30.77 26.25 29.06 23.73 30.85 31.27<br />
Na 2 .O 0.07 0.10 0.42 0.00 0.10 0.00 0.04 0.08 0.27<br />
K 20 0.01 0.01 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 '<br />
P20S 0.00 0.01 0.01 0.01 0.06 0.02 0.03 0.02 0.01<br />
5°3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.01<br />
LOI 2.26 4.88 2.78 2.49 2.55 2.63 1.50 2.50 2.01<br />
SUMME 99.06 99.47 99.20 99.55 99.33 99.50 99.10 99.29 99.31<br />
As 7 14
TABELLE 14<br />
Chemisehe Analysen:<br />
GranatfGhrende Skarne II<br />
Si0 2<br />
TiO z<br />
A1 20 3<br />
Fe 203<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
Na 20<br />
K 20<br />
P 20S<br />
5°3<br />
LOI<br />
8017 8018 8019 8020 8021 8022 8023 8024 8025<br />
38.13<br />
0.04<br />
12.79<br />
11.37<br />
1.37<br />
1.39<br />
31.16<br />
0.04<br />
.01<br />
0.01<br />
0.04<br />
2.86<br />
40.42<br />
0.14<br />
12.S6<br />
10.97<br />
1.26<br />
1.S2<br />
30.72<br />
0.00<br />
0.00<br />
0.04<br />
0.02<br />
1.45<br />
49.08<br />
0.11<br />
10.80<br />
8.84<br />
0.98<br />
2.28<br />
2S.70<br />
0.14<br />
0.02<br />
0.02<br />
0.03<br />
1.23<br />
47.66<br />
0.06<br />
7.03<br />
12.28<br />
1.30<br />
2.60<br />
2S.6S<br />
O.lS<br />
0.01<br />
0.01<br />
O.OS<br />
2.31<br />
44.88<br />
0.04<br />
8.47<br />
13.72<br />
1.S2<br />
1.40<br />
27.S9<br />
0.20<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.02<br />
1.39<br />
47.26<br />
0.23<br />
7.74<br />
12.86<br />
1.43<br />
2.06<br />
26.23<br />
0.00<br />
0.01<br />
O.OS<br />
0.02<br />
1.60<br />
S3.69<br />
0.07<br />
6.S6<br />
8.86<br />
1.02<br />
4.09<br />
23.17<br />
0.03<br />
0.00<br />
0.03<br />
0.02<br />
1.79<br />
SS.96<br />
O.OS<br />
S.70<br />
9.9S<br />
1.0S<br />
4.02<br />
21.S2<br />
0.00<br />
0.00<br />
0.02<br />
0.07<br />
1.21<br />
SO.08<br />
0.20<br />
8.64<br />
9.84<br />
0.80<br />
3.47<br />
23.70<br />
0.06<br />
0.00<br />
O.OS<br />
0.06<br />
2.23<br />
SUMME 99.20 99.11 99.23 99.12 99.26 99.48 99.32 99.26 99.14<br />
As
TABELLE 15<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Granatfuhrende Skarne III<br />
8026 8101 8102 8103 8104 8105 8106 8114 8115<br />
Si0 2 49.84 43.10 43.04 44.48 43.39 43.01 40.48 40.25 38.32<br />
Ti0 2 0.17 0.25 0.22 0.14 0.05 0.07 0.10 0.06 0.10<br />
A1 203 9.19 13.41 9.97 11.73 9.67 8.97 10.87 8.82 9.30<br />
Fe203 11.32 8.63 11.34 10.30 11.37 11.02 11.52 14.52 14.94<br />
MnO 1.20 1.10 1.02 1.24 1.20 1.52 0.89 1.42 1.23<br />
MgO 2.25 1.35 3.05 1.09 2.50 10.5 3.43 1.04 1.10<br />
CaO 23.21 27.96 27.57 28.17 27.77 26.36 29.15 29.83 31.00<br />
Na 20<br />
0.12 0.06 0.00 0.02 0.00 2.51 0.02 0.00 0.03<br />
K 20 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01<br />
P 2 Os 0.04 0.04 0.08 0.02 0.02 0.01 0.03 0.01 0.02<br />
5°3 0.03 0.04 0.03 0.07 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05<br />
LOI 1.78 3.36 2.74 1.91 1.89 2.93 2.60 3.26 3.10<br />
Summe 99.16 99.01 99.06 99.18 97.92 98.52 99.24 99.44 99.19<br />
As 20 9
TABELLE 16<br />
Chemisehe Analysen:<br />
GranatfOhrende Skarne IV<br />
Si0 2<br />
Ti0 2<br />
A1 20 3<br />
Fe 20 3<br />
MnO<br />
Bl16 Bl19 B12J B125 ,B126 B127 B12B B129 BIJO<br />
3B.2B<br />
0.12<br />
9.19<br />
11.29<br />
0.99<br />
40.4J<br />
0.20<br />
8.82<br />
12.74<br />
1.19<br />
41.B2<br />
0.05<br />
8.JO<br />
14.75<br />
0.74<br />
40.91<br />
0.09<br />
7.17<br />
15.44<br />
0.86<br />
41.37<br />
0.14<br />
B.97<br />
lJ.72<br />
0.81<br />
40.75<br />
0.07<br />
8.12<br />
14.27<br />
1.18<br />
39.77<br />
O.OB<br />
8.91<br />
14.96<br />
1.48<br />
52.74<br />
0.11<br />
6.45<br />
11.21<br />
0.92<br />
55.56<br />
0.12<br />
7.10<br />
10.17<br />
0.91<br />
MgO 1.92 J.21 4.17 4.J6 4.02 J.70 2.11 2.61 0.95<br />
CaO 29.42 29.65 27.J9 29.J2 28.86 29.J5 29.B2 2J.J2 21.01<br />
Na20 .02 0.00 O.OJ 0.00 0.04 0.00 0.02 0.00 0.00<br />
K20 O.OJ 0.04 0.00 0.01 0.02 0.00 0.01 0.00 0.00<br />
P 20 S O.OJ 0.04 0.00 0.01 0.02 0.00 0.01 0.01 0.00<br />
5°3 0.17 0.11 0.14 0.14 0.13 0.19 0.20 0.21 0.20<br />
LOI B.05 J.IJ 1.51 1.lJ 1.31 1.51 1.64 1.73 2.B6<br />
5umme 99.50 99.53 98.95 99.20 99.39 99.14 99.09 99.J2 98.B9<br />
As 15 7 O 5 14
TABELLE 17<br />
Chemische Analysen:<br />
Granatfuhrende 5karne V<br />
5i0 2<br />
Ti0 2<br />
Al z03<br />
feZ03<br />
8131 8133 8134 8135 8136 8137 8140 8178 8179<br />
46.85<br />
0.14<br />
7.31<br />
11.01<br />
48.54<br />
0.02<br />
1.07<br />
9.92<br />
43.79<br />
0.19<br />
5.33<br />
12.64<br />
49.54<br />
0.05<br />
3.95<br />
13.01<br />
39.93<br />
0.09<br />
10.13<br />
14.17<br />
42.14<br />
0.06<br />
9.19<br />
13.48<br />
45.62<br />
0.03<br />
4.80<br />
16.55<br />
33.91<br />
0.17<br />
10.24<br />
13.24<br />
40.14<br />
0.09<br />
5.28<br />
12.64<br />
MnO 0.90 0.88 1.06 1.13 1.61 1.38 1.17 1.00 0.81<br />
MgO 2.90 10.94 4.76 4.24 0.85 2.28 3.95 1.93 4.20<br />
CaO 25.01 23.90 26.64 23.71 29.54 28.50 23.91 28.16 26.03<br />
Na<br />
60 K2<br />
P 20 S<br />
5°3<br />
LOI<br />
0.03<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.16<br />
4.79<br />
0.13<br />
0.02<br />
0.01<br />
0.19<br />
3.38<br />
0.06<br />
0.00<br />
0.07<br />
0.23<br />
4.45<br />
0.06<br />
0.01<br />
0.03<br />
0.20<br />
2.99<br />
0.02<br />
0.01<br />
0.01<br />
0.24<br />
2.56<br />
0.00<br />
0.00<br />
0.03<br />
0.20<br />
1.43<br />
0.11<br />
0.01<br />
0.01<br />
0.36<br />
2.80<br />
0.00<br />
0.33<br />
0.04<br />
0.26<br />
10.23<br />
0.00<br />
0.02<br />
0.03<br />
0.26<br />
9.83<br />
Summe 99.12 98.99 99.22 98.92 99.16 98.69 99.31 99.50 99.32<br />
As
TABELLE 18<br />
Chemisehe Analysen:<br />
GranatfOhrende Skarne VI<br />
SiO z<br />
Ti0 2<br />
Al z03<br />
Fe Z03<br />
MnO<br />
8180 8181 8182 8183 8185 8318 8323<br />
37.34<br />
0.04<br />
5.98<br />
14.41<br />
0.99<br />
36.35<br />
0.07<br />
4.16<br />
11.44<br />
0.80<br />
38.62<br />
0.09<br />
8.62<br />
14.13<br />
1.05<br />
37.02<br />
0.12<br />
9.81<br />
13.85<br />
0.88<br />
44.63<br />
0.06<br />
7.66<br />
13.37<br />
1.16<br />
38.95<br />
0.32<br />
6.76<br />
14.87<br />
0.65<br />
37.83<br />
0.69<br />
4.99<br />
11.17<br />
0.57<br />
MgO 2.47 12.95 2.68 2.14 1.93 2.14 0.75<br />
CaO 28.68 28.36 27.93 28.17 25.44 29.54 29.58<br />
NazO 0.00 0.00 0.04 0.00 0.14 0.00 0.00<br />
K 20<br />
PzOs<br />
50 3<br />
LOI<br />
0.02<br />
0.01<br />
0.23<br />
9.26<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.28<br />
14.63<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.23<br />
5.15<br />
0.11<br />
0.01<br />
0.23<br />
7.09<br />
0.03<br />
0.01<br />
0.00<br />
4.56<br />
0.00<br />
0.09<br />
0.09<br />
5.90<br />
0.00<br />
0.21<br />
0.10<br />
13.44<br />
Summe 99.41 99.07 98.58 99.37 99.01 99.31 99.33<br />
As 10 8 30 16 27 Il 7<br />
Bi Il 7
TABELLE 19<br />
Chemisehe Analysen:<br />
GranatfUhrende Skarne VII<br />
SiO z 36.87<br />
TiO z 0.08<br />
A1 20 3 13.48<br />
FeJ0 3 11.74<br />
8326 8329<br />
31.99<br />
1.07<br />
3.91<br />
5.12<br />
MnO 1.00 0.80<br />
MgO 0.45 2.99<br />
CaO 33.51 28.58<br />
Na20 0.00 0.09<br />
KzO 0.01 0.03<br />
PzOs 0.01 0.34<br />
5°3 0.09 0.12<br />
LOI 2.20 24.55<br />
Summe 99.45 99.17<br />
As
TABELLE 20<br />
Chemisehe Analysen:<br />
GrUnskarne I<br />
8011 8013 8015 8118 8120 8121 8122 8124<br />
Si0 2 47.68 46.27 40.30 49.68 47.40 50.38 49.24 45.66<br />
Ti0 2 0.69 1.07 0.78 0.91 0.05 0.02 0.03 0.07<br />
A1 20 3 13.74 15.16 15.97 10.96 2.72 0.39 1.20 3.47<br />
F"e203 9.60 10.23 11.49 10.92 12.72 12.62 12.63 12.33<br />
MnO 0.40 0.29 0.38 0.37 0.91 0.96 0.93 0.98<br />
MgO 3.71 2.65 3.20 3.84 8.13 9.96 0.93 0.98<br />
CaO 21.00 22.00 23.49 19.54 25.62 23.87 23.84 24.00<br />
Na 20<br />
0.58 0.00 0.32 0.06 0.15 0.09 0.11 0.05<br />
K 20 0.10 0.00 0.02 0.01 0.00 0.00 0.01 0.03<br />
P 20 S 0.17 0.31 0.21 0.17 0.01 0.00 0.01 0.11<br />
50 3 0.00 0.00 0.00 0.13 0.09 0.10 0.12 0.74<br />
LOI 1.50 1.30 3.03 2.91 1.19 0.85 1.10 2.30<br />
Summe 99.18 99.28 99.18 99.49 98.99 99.24 99.06 98.42<br />
As
TABELLE 21<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Grunskarne II<br />
Si0 2<br />
Ti0 2<br />
A1 20 3<br />
Fe 203<br />
MnO<br />
8132 8138 8312 8314 8316 8319 8327<br />
46.16<br />
0.29<br />
8.02<br />
11.56<br />
0.81<br />
48.74<br />
0.26<br />
10.91<br />
9.67<br />
0.64<br />
40.97<br />
0.08<br />
11.79<br />
9.90<br />
0.66<br />
36.22<br />
0.02<br />
0.25<br />
12.32<br />
0.81<br />
27.24<br />
0.03<br />
1.43<br />
5.52<br />
0.52<br />
29.32<br />
O.SO<br />
13.94<br />
13.20<br />
0.64<br />
31.76<br />
0.08<br />
8.45<br />
11.83<br />
0.96<br />
MgO 5.8S 2.92 1.66 2.51 1.44 7.43 2.55<br />
CaO 23.95 20.18 31.74 28.29 37.02 19.58 25.51<br />
Na 20 0.03 0.99 0.00 0.00 0.01 0.04 0.00<br />
K 2 0<br />
P 20 S<br />
5°3<br />
LOI<br />
0.01<br />
0.14<br />
0.17<br />
2.24<br />
0.11<br />
0.06<br />
0.26<br />
4.S3<br />
0.01<br />
0.02<br />
0.05<br />
2.S6<br />
0.01<br />
0.01<br />
0.07<br />
18.68<br />
0.00<br />
0.01<br />
0.07<br />
25.94<br />
0.02<br />
0.12<br />
0.10<br />
14.43<br />
0.01<br />
0.14<br />
0.11<br />
9.03<br />
Summe 99.22 99.28 99.42 99.18 99.23 99.33 99.39<br />
As 14 5 12 8
TABELLE 22<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Durehsehnittselementgehalte aller Skarne sowie der<br />
Granat- und GrUnskarne<br />
Granatskarne GrUnskarne Alle Skarne<br />
•<br />
X S X S X S<br />
SiO z 41.74 6.84 47.15 2.74 42.49 6.70<br />
Ti0 2 0.15 0.18 0.42 0.39 0.19 0.24<br />
AlzO 3 8.55 3.20 8.25 5.63 8.51 3.64<br />
Fe Z0 3<br />
11.52 2.77 11.37 1.61 11.50 2.61<br />
MnO 1.03 0.31 0.67 0.27 0.98 0.33<br />
MgO 2.68 1.70 5.88 2.84 3.13 2.20<br />
CaO 27.61 4.69 22.75 1.87 27.00 4.72<br />
NazO 0.16 0.63 0.24 0.30 0.16 0.60<br />
KzO 0.04 0.13 0.04 0.05 0.04 0.12<br />
Pz05 0.03 0.05 0.11 0.10 0.05 0.07<br />
50 3 0.10 0.09 0.16 0.21 0.11 0.12<br />
LOI 4.18 3.08 2.10 1.08 3.89 2.99<br />
As 10 8.04 7 4.16 10 7.68<br />
Bi 7 5.54 6 2.36 7 5.22<br />
Cu 10 8.82 8 5.19 10 8.46<br />
Mo 62 92.86 26 12.04 57 87.78<br />
Nb 4 2.15 5 3.87 4 2.53<br />
Ni 10 6.62 12 5.17 10 6.46<br />
Pb Il 13.68 114 272.65 25 108.36<br />
Rb 4 10.58 3 1.99 4 9.85<br />
Sn 172 113.75 80 48.16 159 111.73<br />
Sr 79 89.31 222 178.66 99 117.18<br />
Ta 4 0.64 4 0.64 4 0.64<br />
Th 6 2.77 7 3.02 6 2.82<br />
U 4 1.77 2 2.11 4 1.92<br />
W 2350 2723.17 920 1565.33 2152 2658.70<br />
Y 34 18.60 25 13.65 33 18.26<br />
Zn 65 64.93 375 859.24 108 342.97<br />
Zr 25 25.32 52 55.71 28 32.71<br />
Sa 3 15.38 51 152.10 9 60.75<br />
Ce 8 15.97 26 32.11 10 20.01<br />
Co 18 9.45 27 7.63 20 9.68<br />
Cr 36 115.57 38 35.30 37 108.05<br />
La 17 13.26 28 16.06 18 14.21<br />
Se 3 9.05 17 16.67 5 11.50<br />
V 58 37.84 105 79.01 64 48.70<br />
151
TABELLE 23<br />
Chemisehe Analysen:<br />
Pegmatite<br />
2-50 5-300 6-165 10-36 8102 8133 8134 Yg-l Yg-2<br />
Si0 2<br />
Ti0 2<br />
A1 203<br />
Fe 203<br />
MnO<br />
MgO<br />
CaO<br />
Na20<br />
K 20<br />
PzOs<br />
LOI<br />
76.03<br />
0.01<br />
13.57<br />
0.13<br />
0.01<br />
0.03<br />
0.60<br />
2.74<br />
5.95<br />
0.01<br />
0.79<br />
73.09<br />
0.05<br />
13.67<br />
0.56<br />
0.04<br />
0.34<br />
1.28<br />
3.67<br />
6.29<br />
0.02<br />
0.77<br />
74.45<br />
0.23<br />
12.24<br />
0.45<br />
0.18<br />
0.16<br />
2.21<br />
3.65<br />
5.38<br />
0.02<br />
0.92<br />
81.91<br />
0.01<br />
9.39<br />
0.19<br />
0.01<br />
0.07<br />
0.58<br />
3.77<br />
2.98<br />
0.01<br />
0.43<br />
72 .82<br />
0.01<br />
14.73<br />
0.34<br />
0.22<br />
0.03<br />
0.95<br />
5.32<br />
3.91<br />
0.00<br />
0.95<br />
73.84<br />
0.01<br />
14.03<br />
0.25<br />
0.03<br />
0.05<br />
0.66<br />
3.84<br />
5.86<br />
0.02<br />
0.69<br />
71. 72<br />
0.01<br />
15.55<br />
0.23<br />
0.03<br />
0.04<br />
0.61<br />
5.62<br />
4.85<br />
0.01<br />
0.48<br />
75.68<br />
0.10<br />
13.08<br />
0.90<br />
0.02<br />
0.29<br />
0.92<br />
3.93<br />
4.28<br />
0.02<br />
0.56<br />
74.85<br />
0.06<br />
13.40<br />
1.10<br />
0.04<br />
0.19<br />
0.83<br />
3.43<br />
5.22<br />
0.02<br />
0.56<br />
Summe 99.87 99 78 99.89 99.35 99.28 99.44 99.33 100.00 100.00<br />
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14<br />
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18<br />
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47<br />