Geochemistry of Metapelite Hosted Tourmalinites, Eastern Alps, Austria

摘要

Turmalinite stellen kleinraumige, jedoch charakteristische lithologische Elemente innerhalb des pre-mesozoischen, kristallinen ?°Grobgneis-Komplexes",der sich uberwiegend aus Phylloniten und dem namengebenden Grobgneis zusammensetzt, dar. Die Turmalinite treten in Form konkordanter, linsenformiger Korper von wenigen Metern streichender Lange sowie Machtigkeiten im dm-Bereich (≤0,5 m) innerhalb der phyllonitischen Gesteine auf. Die Entfernung zwischen den am weitesten auseinander liegenden Fundpunkten betragt rund 50 km. Die Turmalinite stellen uberwiegend massige, meist schwarze und sehr feinkornige Gesteine dar. Turmalin (60-80 Quarz und — stark zuriicktretend Muskovit ( 5 Vol.-%) — sind die einzigen mit dem freien Auge erkennbaren Minerale. Im Dunnschliff sind dariiber hinaus Chlorit, Apatit, Klinozoisit, Zirkon und Granat erkennbar. Letzterer enthalt zahlreiche kleine Turmalineinschlusse. Feldspate fehlen. Die Turmaline zeigen, unabhangig von ihrer Korngroβe, einen einheitlichen Zonarbau mit grunlich-blaulichen Kernbereichen und dunkelbraunen Randern und entsprechen ihrer chemischen Zusammensetzung nach einem Mg-reichen Schad. Der Hauptelementchemismus der Turmalinite wird durch das wechselnde Verhaltnis von Turmalin und Quarz kontrolliert, was sich in Bor-Konzentrationen zwischen 2,9 and 8,9 Gew.-% B_2O_3 niederschlagt. Turmalinite und Phyllonite weisen einen auβerst ahnlichen Chemismus auf, der sich nur im hohen Borund im niedrigeren Kaliumgehalt der Turmalinite unterscheidet. Der Spurenelementchemismus der Turmalinite ist durch die folgenden Konzentrationen ausgewahlter Spurenelemente charakterisiert (arithm. Mitt./Max., ppm; n = 11): Lithium 15/20; Be 4/11, F 790/1280; Sn 13/20 und W 11/30. Die Turmalinite sind frei von jeder Erz- oder Sulfidmineralisation. Die δ~(11)B-Verhaltnisse von -11 ‰ (5 Analysen; zwei Werte = -9 ‰) entsprechen exakt dem Durchschnittswert der kontinentalen Kruste (CHAUSSIDON & ALBAREDE, 1992). Dieses Ergebnis schlieSt eine Herkunft des Bors aus marinen Evaporiten fur die Turmalinitbildung aus (BARTH, 1993; JIANG & PALMER, 1998), erlaubt aber nicht, zwischen einer Herkunft des Bors aus Sedimenten oder einem granitischen Magma zu unterscheiden. Die nahezu identische chemische Zusammensetzung der Turmalinite und Phyllonite spricht fur eine Entstehung der Turmalinite durch In-situ-Metasomatose von Sedimenten durch B-reiche hydrothermale Ldsungen. Da auch B-reiche Sedimente nicht ausreichend genug Bor enthalten, um Turmalinite im Sinne der Definition zu bilden (z.B. PESQUERA et al., 2005), ist eine externe Bor-Zufuhr anzunehmen.Eine zunachst nahe liegende Herkunft des Bors aus dem Grobgneis respektive dessen ursprunglichem Magma erscheint jedoch unwahrscheinlich. Zum einen wegen des Ungleichgewichtes zwischen dem riesigen Volumen des Grobgneises einerseits und der verglichen damit verschwindend kleinen Ausdehnung der Turmalinitkorper und zum anderen wegen des Fehlens jeder Anreicherung von ?granitophilen" Spurenelementen in den Turmaliniten, wie sie im Falle einer Herleitung des Bors aus dem Ausgangsmagma des Grobgneises zu erwarten waren. Daraus folgt, dass die Bildung der beschriebenen Turmalinite zeitlich vor die Intrusion des Ausgangsmagmas des Grobgneises zu stellen ist. Uber die Herkunft des Bors kann keine weitergehende Aussage getroffen werden. Die Turmalinite und ihre umgebenden Gesteine sind von zwei metamorphen Uberpragungen erfasst worden, die aufgrund regionaler Beobachtungen als permisch respektive spat-kretazisch interpretiert werden (SCHUSTER et al., 2001, 2008). Dies wird durch ein zweiphasiges Wachstum der in den Phylloniten auftretenden Granate unterstrichen. Der altere Granatkern wird der Permischen Metamorphose zugeordnet, der Rand der spat-Kretazischen. Die Granate innerhalb der Turmalinite hingegen zeigen einphasiges Wachstum, das mit der jungeren Metamorphose - also mit dem jiingeren Granat aus den Phylloniten – zu korrelieren ist. Die Beobachtung von Turmalineinschlussen in