Die bildung von wollastonit während der variskischen abkühlung im Schwarzwald, Deutschland

Zusammenfassung Metaquarzdioritische Plagioklas-Biotit-Quarz-Gneise vom Steinbruch Artenberg bei Steinach, Schwarzwald, enthalten etwa 10 cm breite Calcit-Gänge, die von einer zonierten Kalksilikat-Vergesellschaftung teilweise ersetzt und umrandet werden. Die Kalksilikat-Gänge bestehen dann aus zwei Teilen: (a) eine zonierte Mineralsequenz aus Reaktionsprodukten im Gang selbst (Wollastonit, Granat, Klinopyroxen, Quarz mit Relikten von Calcit) und (b) eine zonierte Alterationssequenz im Nebengesteins-Gneis, die vom Gang-Gneis-Kontakt einige Zentimeter in den Gneis hinein reicht (Hornblende, Chlorit). Hornblende-Plagioklas-Thermobarometrie und Chlorit-Stabilität zeigen P-T Bedingungen während der Kalksilikat-Bildung von etwa 2 kbar und 450 °C an.Die zonierte Mineralsequenz bildete sich bei der bi-metasomatischen Reaktion in einem offenen System von hydrothermalem Gangkarbonat mit dem Orthogneis in der Anwesenheit eines externen Fluids. Die Reaktion begann durch die Infiltration von H₂O und SiO₂ entlang des Gang-Gneis-Kontaktes. Die Stabilität von Wollastonit bei den obigen P-T-Bedingungen zeigt, daß die Fluidphase weniger als 5 Mol-% CO₂ enthielt. Chemische Potential-Gradienten von Ca, Al, Fe, Mg und möglicherweise Si führten zu diffusivem Elementtransport senkrecht zum Gang-Gneis-Kontakt. Die Abfolge der Kalksilikat-Vergesellschaftungen zeigt, daß Ca vom Gang zum Gneis, Fe, Mg und Al dagegen in umgekehrter Richtung diffundierten. Die Kalksilikate bildeten sich wahrscheinlich während der posttektonischen Abkühlung in der Folge der variskischen Orogenese.