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

Zusammenfassung

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

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

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

Summary

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

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

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