Dünnschliff von Titanomagnetitolivinit

Begonnen von PolMik, November 23, 2023, 15:15:17 NACHMITTAGS

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PolMik

Hallo,
anbei Angaben zu einem recht ungewöhnlichen Gestein aus Schweden.

Auf der Fahrt zum Vätternsee kam ich Mitte Mai an Taberg vorbei. Dort befindet sich ein Berg aus Eisenerz, an dem ich kurz anhielt. Der Berg heißt wie die Ortschaft. Er ist stark magnetisch. Von dem Berg aus purem Erz ein Bild. Man sieht, es war regnerisch. Dazu die geologische Kartierung von Sven Hjelmqvist 1946. Das Gestein wird in der Examensarbeit von Tobias Wiberg Steen 2015 umfassend beschrieben.

Der Taberg liegt rund 15 km südlich Jönköping. Seit dem 14. Jahrhundert fand dort Eisenerzgewinnung und -verhüttung statt. Der Bergbau i.e.S. begann im 17. Jahrhundert. Dieser wurde 1895 wegen zu geringer Eisengehalte eingestellt. 1831 entdeckte der Geologe N. G. Sefström das Element Vanadium im Erz des Taberges. Vor dem 2. Weltkrieg kauften Deutsche die Schürfrechte und bauten die Lagerstätte bis 1945 ab. Das Fördermaximum war 1939. Der Bergbau wurde 1960 eingestellt. Der Berg wurde noch bis 1962 zur Schottergewinnung genutzt. Insgesamt wurden aus Tiefen bis zu 520 m ungefähr 2 Millionen Tonnen Erz gefördert. 75% davon während des 2. Weltkrieges.

Das abgebaute Gestein und Erz ist ein Vulkanit namens Titanomagnetitolivinit. Davon gibt es weltweit nur ein weiteres Vorkommen auf Rhode Island/USA. In den meisten Petrographielehrbüchern findet man es nicht. Der Titanomagnetitolivinit vom Taberg entstand vor 1,2 Mrd. Jahren. Als Hauptbestandteile werden in der Literatur  40% Olivin, 35% Magnetit, 20% Plagioklas und 5% Serpentin angegeben. Der Olivin besteht aus 65% Forsterit und 35% Fayalith. Der Olivin ist teilweise serpentinisiert. Der Plagioklas ist mit An50 Labradorit. Die Plagioklase sind fast immer von Sericitisierungen verändert. Akzessorisch kommen Apatit, Ilmenit, Kupferkies, Pyrit und Pentlandit vor. Im Titanomagnetit ist der Eisengehalt zwischen 60% und 70%, der Titangehalt zwischen 4% und 13% und der Vanadiumgehalt zwischen 0,5% und 0,7%. Das Gestein ist sehr feinkörnig und homogen. Der Vanadiumgehalt nimmt mit zunehmender Tiefe ab. Die Erzminerale wurden im Forum schon einmal 2011 beschrieben, die Bilder von damals existieren leider nicht mehr.

Heute steht die Grube als Winterquartier für Fledermäuse unter Naturschutz. Minerale sammeln ist verboten. Es gibt davon massenhaft im Umfeld. Es macht auch wenig Sinn auf dem Gestein rumzuklopfen. Die Grube ist von Juni bis August für Führungen von Besuchern geöffnet. Als ich dort war hatte sie noch geschlossen.

Bei meinen Fotos verwende ich die Bezeichnungen der geologischen Kartierung. Die Fotos von den Dünnschliffen sind unter dem Motic SMZ 171 mit der Leica-Flexcam C3 aufgenommen. Die Bildbreite entspricht rund 6 mm auf dem Schliff.

Das erste Gestein ist der sogenannte Hyperit. Dieses Gestein ist am östlichen Rand des Berges zu finden. Es stammt vom dortigen Parkplatz. Es ist leicht magnetisch. Das graue Gestein sieht im Handstück am ehesten einem Diabas ähnlich. Im Dünnschliff erkennt man den schwarzen Magnetit, den braunen Pyroxen und den grauen Plagioklas. Mit gekreuzten Polarisatoren ist der blauen Pyroxen und die Sericitisierung des durch Zwillingslamellen gekennzeichneten Plagioklases zu erkennen. Das zweite Gestein ist der Magnetitolivinit mit Plagioklas. Im Handstück ein schwarzes, verrostetes, sehr gleich- und feinkörniges Gestein. Im Dünnschliff wieder schwarzer Magnetit, brauner Olivin und grauer Plagioklas. Aber ein völlig anderes Gefüge. Bei gekreuzten Polarisatoren erkennt man vor allem das Ausmaß der Sericitisierung des Plagiokalses. Die farbigen Olivinkörner sind gleichkörnig. Dieser Magnetitolivinit ist stärker magnetisch. Aber nicht so stark, wie die Magnetiterze aus den Skarnlagerstätten um Fiipstad oder den Eisenerzlagerstätten von Grängesberg, Malmberget und Kiruna.

 Viele Grüße
Michael

olaf.med

Lieber Michael,

besten Dank für die Vorstellung dieser interessanten Lagerstätte, die auch durch eine ungewöhnliche Erzparagenese ausgezeichnet ist. Mit Deinem ersten Dünnschliffbild habe ich allerdings so meine Probleme. Ich halte den großen Kristall mit der blauen Interferenzfarbe für Pyroxen oder höchstens Amphibol, keinesfalls aber für Olivin. Ich weiß, dass solche Bestimmungen an Bildern problematisch sind, aber ein Olivin wäre in Dünnschliffdicke niemals so grün gefärbt und sollte auch nicht solche planaren Elemente führen. Die eine helle Lamelle interpretiere ich als Zwilling, was im Olivin in dieser Form unmöglich ist. Daran erkenne ich auch einen Pleochroismus, der gleichfalls gegen Olivin spricht.

Herzliche Grüße,

Olaf
Gerne per Du!

Vorstellung: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4757.0

... und hier der Link zu meinen Beschreibungen historischer mineralogischer Apparaturen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34049.0

micromax

Lieber Olaf,

vielen Dank für Deine Anmerkungen, von denen ich gerne etwas lerne!!

Könntest Du bitte im Bild die "helle Lamelle" und den "Pleochroismus" markieren? Den Pleochroismus erwarte ich im linear polarisierten Licht und da kann ich keinen sehen.

Vielen Dank und Grüße
Thomas

olaf.med

Lieber Thomas,

hier ist das Bild mit der Markierung (roter Pfeil):

Amph.jpg

Es könnte sich natürlich auch um etwas anderes handeln - bei der Diagnose lediglich aus Fotos gibt es böse Fallstricke. Ich denke aber, dass Michael das am Schliff überprüft. Übrigens gibt es im Korn oben links auch noch eine Schar paralleler Texturen, die entweder eine Spaltbarkeit oder Entmischungen sind.

Herzliche Grüße,

Olaf
Gerne per Du!

Vorstellung: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4757.0

... und hier der Link zu meinen Beschreibungen historischer mineralogischer Apparaturen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34049.0

PolMik

#4
Hallo Olaf,
schönen Dank für die Korrektur. Ist eingearbeitet. Hierzu von einer dänischen Internetseite (https://www.rapakivi.dk/html_svg/hyperitdiabas.html):

"Hyperit oder Hyperitdiabas ist ein schwedischer Begriff für ein mafisches, dunkel gefärbtes Ganggestein, das aus Augit und Plagioklas besteht. Der Plagioklas ist aufgrund mikroskopischer Einschlüsse von Hercynit (FeAl2O4), Ilmenit (FeTiO3) und anderen eisenhaltigen Oxiden dunkel gefärbt. Darüber hinaus enthalten Hyperite unterschiedlich viel Pyroxen, Olivin und Apatit sowie teilweise geringe Mengen an Biotit, Orthoklas und Quarz. Hyperite sind fein- bis grobkörnig, meist einkörnig, es kommen aber auch plagioklas-porphyritische Typen vor. Aufgrund des Magnetitgehalts ist Hyperitdiabas meist stark magnetisch und weist ein hohes spezifisches Gewicht auf. Der Plagioklas wird manchmal als zentimetergroße glänzende Leisten gesehen, die sternförmige Figuren bilden können. Koronatexturen an Grenzflächen zwischen Olivin und Plagioklas sind häufig. Aufgrund der dunklen Farbe des Gesteins muss man genau hinschauen, um sie zu erkennen. Im Idealfall besteht die Korona aus zwei Zonen: Orthopyroxen und Pargasit/Spinell. Wenn man mit einem Hammer auf einen Hyperit-Diabas schlägt, erzeugt dieser einen besonderen metallischen Klang."

Der Hinweis war völlig richtig, in "Gesteinsbildende Minerale im Dünnschliff" steht: "Pyroxene und Olivin sind durch oft ähnliche Interferenzfarben verwechselbar. Das Unterscheidungsmerkmal ist die gute Spaltbarkeit bei Pyroxenen."

Herzlichen Dank
Michael

PolMik

Hallo Olaf,
ich vermute, dass es sich trotz des großen Achsenwinkels, um Augit handelt. Der große Achsenwinkel könnte ebenfalls nach o.g. Buch am Fe2+-Gehalt liegen. Der Achsenwinkel war die Ursache dafür, dass ich das für Olivin hielt.
Herzliche Grüße
Michael

Florian D.

Hallo Michael,

interessantes Gestein, danke für's Zeigen!
In diesen paläozoischen Gesteinen scheint Eisen ja noch viel häufiger gewesen zu sein als heutzutage.
Ich frage mich immer, ob dies nicht eng mit der Oxygenierung der Atmosphäre zusammenhängt.
Eisenatome und -ionen haben ja eine relativ hohe Dichte, verglichen mit Sauerstoffionen.
Das Eisen wird daher im Laufe der Zeit dazu tendieren immer weiter Richtung Erdkern abzusinken. Dabei geht es in niedrigere Oxidationsstufen (elementares Eisen und Wüstit Fe2+) über und lässt den Sauerstoff in der Kruste und Atmossphäre zurück. Vor 2.4 Milliarden Jahren kam es dann ja zur sog. "Sauerstoffkatastrophe" als viele Lebewesen plötzlich ausstarben, weil sie mit dem sprunghaften Sauerstoffanstieg in der Atmossphäre nicht zurecht kamen.
Diese fortschreitende Segregation der Erde mit dem Absinken schwererer Elemente ist ja auch die wesentliche Quelle für die Erdwärme.

Viele Grüsse
Florian

micromax

Lieber Olaf,

danke für die Markierung. Das hätte ich nicht als Lamelle erkannt. Ich dachte an einen Riss, der später verfüllt wurde oder wo sich Umwandlungsprodukte befinden wie in den parallelen Spaltrissen. Diese und die Lamelle zeigen ja die selben Interferenzfarben.

Aber Du hast Recht, das lässt sich am Foto schwerlich genau bestimmen.

Viele Grüße

Thomas

PolMik

Hallo Florian,
danke für die Nachricht. In der Tat ist dieser oberproterozoische Titanomagnetitolivinit ausgesprochen ungewöhnlich. Im Prinzip ist das ein Gestein wie Basalt. Nur mit einer deutlich anderen Zusammensetzung. Olivin ist in Basalt nicht selten, aber dann noch derartig viel Eisen, bei gleichzeitigem Mangel anderer Minerale schon. Das muss eine bemerkenswerte Magmendifferenzierung gewesen sein. Auch im Vergleich mit den sonst nicht seltenen Skarnerzlagerstätten im Raum Filipstad oder den magmatischen Erzen vom Kiruna Typ von Grängesberg eine vollkommen andere Paragenese.

Es ist genau, wie du schreibst. Die Stromatholithen produzierten von 3,5 Mrd. a bis 2,5 Mrd. a massenhaft Sauerstoff, so dass sich ungefähr vor 2,5 Mrd. a aus im Meer gelöstem Eisen (2+) Eisenschlämme absetzten. Diese bildeten dann die gebänderten Eisenerze. Das sind heute die größten Eisenerzlagerstätten der Welt. Die finden sich auf den "alten" Kontinenten. Die fleißigen Stromatolithen werden als die Verursacher der "Sauerstoffkatastrophe" angesehen. Sie führten durch ihre Photosynthese zum Umschlagen der Atmosphäre in das aerobe Milieu.

Viele Grüße
Michael