Spinel-peridotit Xenolithe von Kapfenstein (Grazer Becken, Ostösterreich): Eine geochemische und petrologische Studie

Zusammenfassung Die ultramafischen Xenolithe aus dem Basaltuff von Kapfenstein (Grazer Becken) bestehen großteils aus protogranularem und porphyroklastischem Spinell-Lherzolith. Abgesehen von diesen weitverbreiteten Gesteinen wurden auch ein grobköringer Spinell-Harzburgit und ein heterogener Spinell-Peridotit, der aus einem Klinopyroxen-armen Harzburgit und einem Klinopyroxen-reichen Lherzolith besteht, gefunden. Interstitielle Amphibole (Pargasit und Kaersutit) sind in den meisten Xenolithen vorhanden. Die magmatischen Prozesse, die diese Xenolithe an die Erdoberfläche befördeten, stehen mit dem mit Extension assoziierten Alkali-Basalt-Vulkanismus, der während des Pliozän/ Pleistozäns dem durch Subduktion ausgelösten Kalk-alkalischen Vulkanismus des inneren Karpathenbogens folgte, in Zusammenhang.Die mineralogischen und geochemischen Vollanalysen der Kapfensteiner Xenolithe sind mit den Daten von anderen Gruppen von subkontinentalen Xenolithen des oberen Mantels vergleichbar. Korrelationsdiagramme für Haupt- und Spurenelemente zeigen, daß die chemische Variation auf verschiedene Grade von Teilschmelzbildung zurück-zuführen ist. Die Verteilungsmuster der Seltenen Erden in Klinopyroxenen der Xenolithe sind generall LREE-verarmt, aber LREE angereichte und kompliziertere Verteilungsmuster kommen vor. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/1⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse der Klinopyroxene schwanken zwischen 0.70193 und 0.70330 (_Sr = von – 36.4 bis –17.0), beziechungsweise zwischen 0.512854 und 0.513589 (_Nd=von –4.2 bis 18.l). Die höchsten⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und niedrigsten¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Isotopenverhältnisse treten in den Proben mit dem stärksten refraktären Charakter und den ungewöhnlichsten REE-Verteilungsmustern auf. Die mittels Zonensonde ermittelten Gehalte an REE der interstitiellen Amphibole deuten ein Gleichgewicht mit dem Wirt-Peridotit an, obwohl auch Anzeichen von gestörtem Gleichgewicht, unter anderem extreme Anreicherungen an LREE, beobachtet wurden.Ein Vergleich der Kapfenstein-Xenolithe mit denen aus dem östlichen Transsylvanischen Becken zeigt bemerkenswerte strukturelle und einige geochemische und isotopengeochemische Ähnlichkeiten. Beide Gegenden befinden sich am Rande des Erdmantel diapirs, im Zentrum des Pannonischen Beckens. Die Deformationen und Verarmungsund Anreicherungsprozesse, die in beiden Gebieten stattfanden, sind vergleichbar. Die an LREE angereicherten interstitiellen Amphibole und das Auftreten von diskordanten Amphibolgängen legen nahe, daß der obere verarmte lithosphärische Mantel unter dem Grazer Becken von, mit den mafischen alkalischen Grund-Magmen verwandten, metasomatischen Prozessen erfaßt worden ist, und nicht von mit Subduktion assoziierten Flüssigkeiten oder Schmelzen.