Teschenit

Teschenit ist ein ultramafisches bis mafisches, relativ gleichkörniges magmatisches Gestein mit der Zusammensetzung eines Analcim-führenden alkalischen Gabbros oder Dolerits.

Etymologie und Erstbeschreibung

Teschenitgang an der Red Rocks Gorge des Murrumbidgee River in Südostaustralien

Das Wort Teschenit leitet sich von seiner Typlokalität, der Stadt Teschen in Österreichisch-Schlesien, ab, die nach dem Ersten Weltkrieg in das tschechische Český Těšín und das polnische Cieszyn geteilt wurde. Das Gestein wurde erstmals von Ludwig Hohenegger im Jahre 1861 wissenschaftlich unter der Bezeichnung Teschinit beschrieben.[1] Ferdinand Zirkel führte 1866 die heute gebräuchliche Bezeichnung ein.[2]

Definition

Gemäß dem Klassifizierungsschema magmatischer Gesteine von Roger LeMaitre (2002) würden plutonische Varietäten des Teschenits als Olivingabbro und vulkanische Varietäten als Pikrit oder Pikrobasalt eingestuft werden. Um jedoch ihre Eigenständigkeit aufrechtzuerhalten, definieren Gibb und Henderson (2006) Teschenite wie folgt:

„Teschenite sind mittel- bis feinkörnige magmatische Gesteine, die aus Plagioklas und Klinopyroxen sowie untergeordnetem Analcim bestehen. Olivinteschenite können bis zu 20 Volumenprozent Olivin enthalten.“

[3]

Auftreten

Die mesokraten (Farbzahl M' = 35 bis 65), mittel- bis grobkörnigen, hypidiomorphen, dunkelgrün bis schwarz gefärbten Teschenite treten neben ihrer plutonischen Erscheinung (als Lakkolith) vorwiegend hypabyssisch als subvulkanische Ganggesteine (Gänge und Lagergänge) auf. Untermeerische Extrusionen unter Bildung von Kissenlava sowie Laven und Pyroklastika sind ebenfalls bekannt.

Petrologie

Petrographie

Teschenit aus Polen

Der Teschenit führt als Phänokristalle 0,2 bis 2 Millimeter großen Olivin, bis 15 Millimeter großen, violettbraunen, titanhaltigen, gelegentlich zonierten Augit (mit pyramidaler Sektorenzonierung), manchmal auch Diopsid oder Ägirinaugit, bis 4,5 Millimeter großen, tafelförmigen und manchmal radialstrahlig angeordneten Plagioklas (Andesin bis Labradorit), bis 6 Millimeter große, titanreiche rotbraune Biotittafeln, 0,5 Millimeter großen, Zwickel füllenden Analcim, Eisen-Titan-Oxide (1,0 bis 2,5 Millimeter großen Titanomagnetit, Magnetit und Ilmenit) und 0,2 bis 0,8 Millimeter lange Fluorapatitnadeln.

Die Gehalte an Nephelin sind im Unterschied zum Theralith gering. In Gängen kann brauner Kaersutit (Amphibol bzw. Hornblende) oder Barkevikit (Amphibol) hinzutreten.

Die Grundmasse enthält Alkalifeldspate (Albit, Sanidin, Anorthoklas), Plagioklas, Amphibol, Biotit, Analcim, Apatit, Titanit und/oder Eisen-Titan-Oxide. Sie kann glasig oder auch sehr analcimreich ausgebildet sein. Sekundärminerale sind Calcit, Chlorit, Epidot, Goethit, sehr seltener Hibschit (ein Hydrogranat) sowie die Zeolithe Natrolith, Prehnit und faseriger Thomsonit.

Modal zeigen Teschenite in etwa folgende Mineralogie:

• Titanaugit – 45 Volumenprozent
• Plagioklas – 30 Volumenprozent
• Olivin – 10 bis 15 Volumenprozent
• Barkevikit – unter 5 Volumenprozent
• Akzessorien: Apatit (bis 1,2 Volumenprozent), Ilmenit, Pyrit, Titanomagnetit

Das Gefüge von Tescheniten ist ophitisch, subophitisch oder pegmatoid.

Varietäten und Synonyme

Deutlich Olivin-betonte Varietäten werden als Olivinteschenit bezeichnet. Cuyamit ist eine Olivin-freie bzw. Olivin-arme Teschenitvarietät. Crinanit ist mittelkörnig und der Begriff wird oft auch synonym verwendet. Lugarit, benannt nach dem Lagergang des Lugar Sill in Schottland, ist eine weitere Teschenitvarietät, die sich durch eine Vorherrschaft von Titanaugit- und Kaersutit-Phänokristallen auszeichnet, im Gegenzug aber nur wenig Labradorit und Analcim enthält. Olivin ist anwesend. Bogusit ist ein weiteres Synonym für Teschenit. Sich an Theralite annähernder Teschenit wird als theralitischer Teschenit (mit Anorthit-reichem Plagioklas), unter ansteigendem Alkalifeldspatgehalt mit Tendenz hin zu Monzonit als Monzoteschenit und weiter zu Syenit als Syenoteschenit bezeichnet.

Geochemische Zusammensetzung

Folgende geochemisch Analysen sollen die Zusammensetzung von Tescheniten veranschaulichen:

Hauptelemente

Oxid Gew. %	Samtskhe Georgien	Guria Georgien	Shiant Isles	Silesikum 28 Analysen	Olivinteschenit Polen	Teschenit Polen	Syenoteschenit 12 Analysen	Mallorca 6 Analysen	Whangārei Neuseeland
SiO2	46,82	49,46	43,01	41,42	39,74	43,44	43,13	43,94	45,08
TiO2	1,69	1,30	1,48	2,66	3,88	3,26	2,47	3,01	2,56
Al2O3	17,60	14,32	16,18	14,11	11,89	15,18	15,87	16,43	12,44
Fe2O3	8,96	10,70	12,04	11,58	10,41	11,42	12,31	10,34	10,20
MgO	5,22	9,36	9,37	6,21	11,43	5,15	4,06	4,71	8,06
MnO	0,15	0,16	0,19	0,17	0,15	0,18	0,18	0,17	0,29
CaO	10,11	9,09	9,87	13,25	12,29	12,33	9,75	8,72	10,43
Na2O	4,22	3,78	2,38	2,75	3,74	3,17	3,63	3,42	3,53
K2O	4,15	1,46	0,20	2,08	1,66	2,76	2,75	3,75	0,80
P2O5	1,12	0,36	0,12	0,71	0,54	0,67	1,09	0,85	0,52
S	0,60	0,01	0,54						0,10

Das Auftauchen von Feldspatvertretern in Tescheniten wie Analcim oder gelegentlich auch etwas Nephelin belegt die an Silizium untersättigte Natur der Gesteine.

Spurenelemente

Spurenelemente ppm	Samtskhe	Guria	Shiant Isles	Mallorca	Bludovicze	Punców	Swietoszowka
Cr	14	12	1674		15,2	7,1	420
V	243	144	305
Co	15	39	72
Ni	15	132	246	22,4	82	15	239
Cu	140	76	152	27
Zn	69	69	87	84,2
Rb	45	14	4,11	80,4	20	87	26
Sr	2152	890	1674	1177	778	2002	765
Zr	200	142	87	293	132	171	184
Ba	1680	264	46	938	366	1359	704
Pb	23	7	1,23	7,8

Isotopenverhältnisse

Sr-Nd-Isotopendiagramm mit Position der Teschenite (grüne Kreuze, umrandet mit gelbem Kreis) im Vergleich zu anderen europäischen Magmatiten. Der Pfeil markiert den Differenzierungstrend in Richtung Anreicherung von ^87Sr/^86Sr

Folgende Isotopenverhältnisse wurden an Tescheniten ermittelt:

Isotopenverhältnis	Bludovicze	Punców	Swietoszowka
^143Nd/^144Nd	0,51290	0,51287	0,51288
^87Sr/^86Sr	0,70569	0,70425	0,70305
εNd	5,81	5,59	6,11
εSr	17,12	- 4,57	- 20,94

Die vorhandenen Sr-Nd-Isotopenverhältnisse zeigen relativ hohe und konstante Neodymwerte (um + 6), die sich der abgereicherten DMM-Komponente (+ 10) annähern. Primitive Endglieder liegen im oder in Nähe des Mantle Array. Differenzierte Teschenite entfernen sich jedoch vom Mantle Array und entwickeln sich hin zu hohen Strontiumverhältnissen, die eine Kontamination des ursprünglichen Mantelmagmas entweder durch AFC-Prozesse (Assimilation und fraktionierte Kristallisation) oder durch metasomatische Fluide zu erkennen geben. Die primitiveren Glieder sind verwandt mit Magmatiten des französischen Zentralmassivs, kreidezeitlichen Lamprophyren aus den Pyrenäen und den Ehrwalditen, die tektonisch und zeitlich eine vergleichbare Stellung einnehmen. Eine nahezu identische Entwicklung manifestieren Magmatite aus dem Mecsek in Ungarn (Pannonisches Becken).[4]

Umwandlungen

Teschenite können starken Umwandlungserscheinungen durch hydrothermale Metasomatose wie beispielsweise Chloritisierung, Serpentinisierung, Iddingsitisierung, Saussuritisierung, Karbonatisierung, Silifizierung und Zeolithisierung unterliegen.

Vorkommen

Table Cape in Tasmanien, ein Teschenit-Lakkolith

Teschenit-Steinbruch bei Rudów, Polen

Die Typlokalität bildet Teil einer Teschenit-Pikrit-Assoziation mit zahllosen kleineren Vorkommen im äußeren Karpatenbogen (Unterbeskidische Flyschzone), die sich vom nordwestlichen Mähren bis nach Südpolen aneinanderreihen. Ihr Intrusionsalter wird mit 128 bis 120 Millionen Jahre BP eingestuft (Unterkreide – Barremium bis Aptium), neuerdings auch etwas jünger mit 122 bis 110 Millionen Jahre BP (Aptium bis Albium).

• Australien:
  • Canberra – Kambah: Red Rocks Gorge am Murrumbidgee River – Känozoikum
  • New South Wales
    • Gunnadah
    • Hunter Valley – Black Jack Sill
    • Sydney – Prospect Intrusion 10 Kilometer westlich[5]
  • Queensland
    • Brisbane – mehrere Vorkommen im Kalbar-Distrikt, 60 Kilometer südwestlich[6]
      • Aratula
      • Frazerview
    • Flinders – Intrusion im Limestone Ridges District – post-Oligozän[7]
  • Tasmanien
    • Table Cape – 14 bis 13 Millionen Jahre BP (Mittleres Miozän, Langhium/Serravallium)[8]
• Costa Rica:
  • Guayacán[9] – 4,5 Millionen Jahre BP (Pliozän – Zancleum)[10]
  • Turrialba und Reventazón
• Georgien:
  • Guria
  • Kutaisi (Opurchkheti) – 86 ± 3 Millionen Jahre BP (Oberkreide – Coniacium)[11]
  • Samtskhe
• Indien:
  • Gujarat – Nir Wandh[12]
• Japan:
  • Oki-Inseln
  • Yaizu
• Neuseeland:
  • Acheron River, Canterbury[13]
  • Wellington[14]
  • Whangārei
• Österreich:
  • Rätikon – Arosa-Zone, südpenninischer Bereich
• Polen:
  • Bielsko-Biała
    • Punców – 96,3 ± 3,7 Millionen Jahre BP – Cenomanium
    • Rudów – 122,2 ± 0,9 Millionen Jahre BP[15]
  • Bludovicze
  • Boguszowice – Bogusit
  • Cieszyn (Nordbereich) – 122,0 ± 1,5 Millionen Jahre BP[15]
    • Hałcnów
    • Międzyrzecze Górne
    • Pastwiska
  • Marków – 109,8 ± 4,6 Millionen Jahre BP – Albium
  • Swietoszowka – 122,7 ± 4,7 Millionen Jahre BP
• Russland:
  • Elbrus – Kamarbon-Intrusion
• Schottland:
  • Ardrossan, Ayrshire
  • Arran – Dippin Sill
  • Auchans, Ayrshire
  • Bathgate – Blackburn
  • Charlestown, Fife
  • Dalmahoy Hill in den Pentland Hills
  • Edinburgh
    • Barnton
    • Salisbury Crags
  • Inchcolm
  • Islay – Cnoc Rhaonastil
  • Lugar – Lugar Sill – Unteres Perm
  • Saltcoats, Ayrshire
  • Shiant Islands – Tertiär
• Spanien:
  • Mallorca – Serra de Tramuntana[16]
• Taiwan
  • Taipeh: mehrere kleinere Vorkommen in einer Entfernung von rund 20 Kilometer südöstlich und südwestlich der Hauptstadt – Unteres Miozän
  • Penghu-Inseln
• Tschechien: im Silesikum der Westkarpaten
  • Baška
  • Český Těšín (Typlokalität), mehrere kleinere Vorkommen westlich und nordwestlich von Teschen
  • Frýdlantu nad Ostravicí
  • Lubno
  • Malenovice
  • Tichá

Einzelnachweise

1. Ludwig Hohenegger: Die geognostischen Verhältnisse der Nordkarpathen in Schlesien und den angrenzenden Theilen von Mähren und Galizien. Perthes, Gotha 1861, S. 43–45 (GoogleBooks). 
2. Ferdinand Zirkel: Lehrbuch der Petrographie. Vol. 2. Marcus, Bonn 1866, S. 678–683 (BHL). 
3. Gibb, F. G. F. und Henderson, C. M. B.: Chemistry of the Shiant Isles main sill, NW Scotland, and wider implications for the perogenesis of mafic sills. In: Journal of Petrology. Band 47, 1, 2006, S. 191–230. 
4. Harangi, S. u. a.: Geochemistry and petrogenesis of Early Cretaceous alkaline igneous rocks in Central Europe: implications for a long-lived EAR-type mantle component beneath Europe. In: Acta Geologica Hungarica. Vol. 46/1, 2003, S. 77–94. 
5. Wilshire, H. G.: The Prospect alkaline diabase-picrite intrusion, New South Wales, Australia. In: Journal of Petrology. Band 8, 1967, S. 97–163. 
6. Stevens, N. C.: Igneous rocks of the Kalbar District, South-East Queensland. Vol. V Number 4. University of Queensland Press, Brisbane 1960, S. 1–10. 
7. Cochrane, N.: Geology of the Limestone Ridges District, Queensland. Pap. Dept. Geol. Univ. Qd., 1960. 
8. Sutherland, F. L. u. a.: An unusual Tasmanian Tertiary basalt sequence near Boat Harbour, Northwest Tasmania. In: Records of the Australian Museum. Vol. 48, 1996, S. 131–161. 
9. Žáček, V. u. a.: The late Miocene Guacimal Pluton in the Cordillera de Tilarán, Costa Rica: its nature, age and petrogenesis. In: Journal of Geosciences. Band 56, 2011, S. 51–79, doi:10.3190/jgeosci.087. 
10. Patino, L. C.: Central America: Geology, Resources, Hazards, vol. 1. Hrsg.: Bundschuh, J. und Alvarado, G. E. Taylor and Francis, London 2007, S. 549–654. 
11. Lebedev, V. A. u. a.: Late Cenozoic volcanic activity in Western Georgia: evidence from new isotope geochronological data. In: Doklady Earth Sciences. Vol. 427 No. 5. Pleiades Publishing Ltd., 2009, S. 819–825. 
12. Paul, D. K. u. a.: Petrology, geochemistry and paleomagnetism of the earliest magmatic rocks of Deccan Volcanic Province, Kutch, Northwest India. In: Lithos. 2007, S. 23. 
13. Lauder, W. R.: The geology of the Acheron Outlier (Doktorarbeit). University of Otago, 1953. 
14. Hutton, C. O.: The Igneous rocks of the Brocken-Range-Ngahape area, Eastern Wellington. In: Trans. Roy. Soc. N. Z. 1943, S. 353–370. 
15. Lucińska-Anczkiewicz, A. u. a.: 40Ar/39Ar dating of alkaline lamprophyres from the Polish Western Carpathians. In: Geol. Carpath. Band 53, 2002, S. 45–52. 
16. Enrique, P.: Las rocas básicas alcalinas intrusivas del Norte de Mallorca (Islas Baleares): características geoquímiquas. In: Geogaceta. Band 59, 2016, S. 71–74.