Zur Mineralogie von Vulkaniten und Lithophysen im Bereich des unterpermischen Leisniger Porphyrs (Nordwestsächsisches Becken)


Zur Mineralogie von Vulkaniten und Lithophysen im Bereich des unterpermischen Leisniger Porphyrs (Nordwestsächsisches Becken)

Götze, J.; Möckel, R.; Breitkreuz, C.; Georgi, U.; Klein, A.

Mineralogische und geochemische Untersuchungen an Proben des Leisniger Porphyrs sowie von Gangporphyren, Pechsteinen und Lithophysen (Hochtemperatur-Kristallisationsdomänen) im entsprechenden Verbreitungsgebiet wurden durchgeführt, um eine mineralogisch-petrographische Charakteristik dieser vulkanischen Bildungen und deren Zuordnung zu möglichen vulkanischen Edukten zu erarbeiten. Phasenanalytische Untersuchungen (Röntgendiffraktometrie, Mikroskopie, Kathodolumineszenz - KL) erbrachten eine monotone Mineralzusammensetzung, die von Quarz, den beiden Kalifeldspat-Phasen Sanidin und Orthoklas sowie Biotit dominiert ist. Anhand der geochemischen Charakteristika (Röntgenfluoreszenzanalyse - RFA) lassen sich die untersuchten Vulkanite überwiegend als Rhyolithe einstufen. Das Vorkommen von hypidiomorphen Quarzphänokristen, z.T. mit Einbuchtungen, gut erhaltenen Kalifeldspäten, sowie das Fehlen von Glas-Shards und Fiamme (Bimsfetzen) deuten darauf hin, dass es sich bei den vulkanischen Ablagerungen im Untersuchungsgebiet um keine Pyroklastite (Ignimbrite) handelt. Neuere Untersuchungen (Rehda 2018) gehen davon aus, dass es sich bei den Gesteinen nicht um klassische Fließlaven handelt, sondern um einen Lakkolith, der sich unter den Rochlitz-Ignimbrit eingeschoben hat. Damit müsste auch die bisherige stratigraphische Einordnung des Leisniger Porphyrs in die KohrenFormation korrigiert werden und eine Einordnung in die frühe Oschatz-Formation erfolgen. Die deutlichen Übereinstimmungen aller Gesteinstypen hinsichtlich mineralogischer Zusammensetzung, chemischer Charakteristik, Ausbildung der Phänokristen sowie deren KL-Eigenschaften deuten auf die Herkunft aus einem gemeinsamen Magmenreservoir hin. Auftretende Unterschiede sind im Wesentlichen auf sekundäre Alterationen zurückzuführen. Allerdings zeigen Geländebefunde und vertikal ausgerichtete Gefüge in Pechsteinen und Gangporphyren, dass diese vulkanischen Bildungen den eigentlichen Leisniger Porphyr wahrscheinlich zu einem späteren Zeitpunkt in Form vertikaler Gangstrukturen durchschlagen haben. Aufgrund der mineralogischen und geochemischen Ähnlichkeiten der Kristallisationsdomänen der Lithophysen und aller Gesteinstypen im Verbreitungsbereich des Leisniger Porphyrs kann bisher keine eindeutige Zuordnung
der Lithophysen- und Achatbildungen zu einer speziellen Gesteinsgruppe erfolgen. Aus Geländebefunden ist eine Häufung in Kreuzungsbereichen von Gangporphyren und Pechsteinen mit dem eigentlichen Leisniger Porphyr zu beobachten, was allerdings im Anstehenden oder in Bohrproben nicht direkt nachgewiesen werden
konnte. Die Bildung der Lithophysen im Bereich einer glasigen Fazies konnte ebenfalls bisher nicht bestätigt werden, da keine randlichen Anhaftungen von Pechsteinrelikten an den Lithophysen (wie im Fall des Kemmlitzer Porphyrs) beobachtet wurden. Auf Grund spezifischer textureller und mineralogischer Unterschiede kann allerdings eine Zuordnung der Lithophysen zum Seifersdorfer Porphyr im Liegenden bzw. zum Rochlitz-Ignimbrit im Hangenden ausgeschlossen werden.

Mineralogical and geochemical investigations were carried out on samples of the Leisnig porphyry including certain vein-like porphyries, pitchstones and lithophysae (HTCD - high temperature crystallization domains) in the distribution area to get information about mineralogical and petrographical characteristics of the volcanic rocks and their origin. Analytical results of X-ray diffraction, microscopy and cathodoluminescence (CL) revealed a monotonous mineral composition dominated by quartz, orthoclase/sanidine and biotite. The volcanic rocks can be classified as rhyolite according to geochemical characteristics (X-ray fluorescence – XRF). Hypidiomorphic quartz phenocrysts, partially with embayments, well preserved K-feldspar, and the absence of glass shards and fiamme disclose a pyroclastic formation (ignimbrite) of the rocks of the Leisnig porphyry in contrast to the Rochlitz ignimbrite in the same area. Recent results of Rehda (2018) indicate that the volcanic rocks of the Leisnig porphyry were not formed by flowing lava, but represent a laccolith that emplaced below the volcanic rocks of the Rochlitz ignimbrite. This consideration would result in a stratigraphic position of the Leisnig porphyry in the early Oschatz Formation instead of the previously assumed position in the Kohren Formation. The common mineralogical and chemical composition of all rock types, as well as similar characteristics of phenocrysts including their CL properties, indicate an origin from the same magma chamber or at least a melt with similar composition. Detected differences can mainly be related to secondary alteration processes. Field observations and vertically oriented textures in pitchstones and vein porphyries show that these volcanic rocks subsequently penetrated the Leisnig porphyry as vertical vein structures. Up to now, no unambiguous assignment of the lithopysae and associated agates can be done to one of the rock types in the distribution area of the Leisnig porphyry because of their similarities in mineralogy and geochemistry with the crystallization domains of the lithophysae. Based on field observations, a preferred occurrence of lithophysae in cross areas of vein porphyries and pitchstones with the Leisnig porphyry is assumed. However, this assumption could not be proven directly in outcrops or drilling samples. Although the formation of lithophysae in a glassy facies is most likely (as it was proven for the Kemmlitz porphyry), this assumption could not be confirmed due to the lack of adherent pitchstone relics on the lithophysae. However, mineralogical and textural differences to the underlying Seifersdorf porphyry and the overlying Rochlitz ignimbrite disclose an assignment of the lithophysae in the area of the Leisnig porphyry to these volcanic rocks.

  • Veröffentlichungen des Museums für Naturkunde Chemnitz 43(2020)-5-44

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-31570
Publ.-Id: 31570