VOM SISMONDIN- UND SEINEN MUTTERGESTEINEN AUS DEM OBERSTEN MELNIKKAR, HOCHALM-ANKOGELGRUPPE (Kärnten).

Von Franz ANGEL (Graz) und Alfred WEBER (Köflach)
Mit 1 Kärtchen und 4 Abbildungen im Text.

1.Fundort und allgemeine Lagerungsverhältnisse
Wie das Kärtchen andeutet, gehört der Sismondin und sein petrographisches Milieu einem metamorphen Sedimentstreifen an, dessen Ausbisse in etwa 2650m SH nahe dem Lieserkarschartel im Ostgrat Kl. Malteiner Sonnblick-Waschgang zu finden sind. Im nahen Osten des Vorkommens zieht die Silbereckscholle (F. BECKE) durch (im Kärtchen horizontale Schraffen) und über ihr liegen die granitischen Stöße des Hochalm-Stockwerkes; im Westen schließt liegend das Ankogel-Stockwerk an: z.T. Granitoide, z.T. Migmatite und eingelagerte komplexe Schieferlagen. Der Zugang zum Fundort ist unschwierig aber mühsam. Man kann von Pflüglhof (Maltatal) ausgehen und im Melniktal ansteigen. Nach 5-6 Gehstunden und mit Überwindung von 1850m Höhenunterschied und Umgehung des Melnikkar-Sees gelangt man in die oberste, hinterste Karnische, die meist erst gegen Ende August schneefrei wird und unter einer weithin weiß leuchtenden Marmorkuppe die Gesteine der Sismondin-Paragenese einsehen läßt. R. STABER und ich (ANGEL) fanden das Vorkommen im August 1937, und gaben schöne Proben davon an F. MACHATSCHKI (Uni WIEN) und das Grazer Min.Petr.Inst. der Uni. Unter "Sismondin" als Glied der Chloritoidgruppe wird hier ein Chloritoid verstanden, in dem ein beachtlicher Anteil des Fe.. durch Mg.. ersetzt ist, hier etwa 1/3.

2. Petroqraphische Charakterisierung Die spezielle Hangend-Liegend -Gesteinsfolge im Vorkommen ist: Marmorkuppe (5.0) -Graphitquarzit -Weißer Feinquarzit Serizitquarzit -Serizitschiefer –Woiskenschiefer-Bänke -phyllitische Glanzschiefer -nun etwa 2m mächtig der Stoß phlebitisch aufgebauter Gesteine mit dem Sismondin. Darunter Granatglimmerschiefer, auch Typen mit Cyanit und Diaphthorite -Amphibolite, weiter darunter die granitischen Migmatite des Ankogelstockwerkes. -Es ist festzuhalten, daß dies alles noch knapp an und über der Liegendgrenze der Silbereckscholle beheimatet ist. Aus den umfangreichen Beobachtungen und Untersuchungen werden wir jedoch nur auf einige wenige Punkte der Problematik an dieser Stelle eingehen können.

3. Der Sismondin Die nachfolgend gebotene Analyse hat A. WEBER im Grazer Min-Petr. Institut durchgeführt, desgleichen auch zahlreiche optische, physikalische und kristallographische Messungen. F. MACHATSCHKI (4) untersuchte das Mineral röntgenographisch und machte den Versuch, diesen Sismondin und die ganze Chloritoidgruppe als "Sprödtalke" zu systemisieren; dies hat keinen Anklang gefunden, erscheint uns aber der Erwähnung wert zu sein.
Mohs-Härte 6-7. sp.G.: 3,552± 0,003, Pykn. 18° C. Die Analyse läßt sich auf die klassische Chloitoid-Formel H₂FeAl₂SiO₇ berechnen, dieser Formeltyp steht fest, nur muß er auf die speziellen Ionenverhältnisse abgestimmt werden.
Dies entspricht pauschal wK der der Typenformel, wenn man die Umgruppierung in (OH) und ° berücksichtigt. Zur Analyse wäre noch anzumerken: TiO₂ lieferte bloß Spuren, CaO und P₂O₅ fehlten ganz. In Analyse I lag FeO sichtlich zu niedrig, wurde daher ein drittes Mal bestimmt, was FeO= 14,10% lieferte, also sehr gut entsprach und bei der Festlegung der Mittelwerte der Analyse berücksichtigt worden ist. Die Analyse zeigt auch, daß das Material, das dafür ausgewählt wurde, einen sehr hohen Reinheitsgrad besaß.
F. MACHATSCHKI hatte uns 1942 die Ergebnisse seiner röntgenographischen Bearbeitung zur Verfügung gestellt. Er fand:
a_ob_oc_o mit 5,4 bzw. 9,4 und 18,1 Å, das β der monoklinen Zelle mit 80 Grad und d_oo1= 17,85 Å. Die zwei letztgenannten Werte sind weniger genau als a_o und b_o oder auch d_oo1.Diese Zelle müßte 4 Formeleinheiten enthalten. Heute rechnet man allgemein aber mit zwei Formeleinheiten, auch die Sprödtalkfrage spielt heute keine Rolle. Wir wollen aber an dieser Stelle nicht weiter darauf eingehen. Hingegen bringen wir physikalische und kristallographische Daten, die dauernd verwertbar sein werden.
Optik: n_{X Y Z} = 1,719; 1,722; 1,734; ±0,001, daraus erhält man die Doppelbrechungen 0,003; 0,012; 0,015±,001. ~mittels Berekkompensator erhielten wir entsprechend 0,002-0,003, und 0,011-0,012. Dispersion stark.
2E: (Na-Licht, UT) 97°58'40" ; AV-Apparat, Farbgläser: blau 91°28'40", Na-gelb 95°47', rot 101°54' 2 V_Na= 51°48'40" und 51°2'20". Im Mittel 51°30'30" 2 V berechnet = 53°28', 53°8' und 53°1' (Annäherung befriedigend) Auslöschung Y /001 = +11°(blau),+12° (Na-gelb) +13°(rot), Taglicht + 12°.
Pleochroismus                    X                               Y                            Z
                 Dicke 0,1mm  tiefoliv                 pflaumenblau               sattgelb
                 0,01mm         helloliv                 hellblaugrau               hellgelblich

Farbe im Augenschein: schwarz bis grünblauschwarz. Glanz lebhaft, hart. Betrag der Achsenstreuung in 2E: 100, also sehr beträchtlich. Im Tageslicht erscheinen daher die Achsenbalken nicht schwarz, sondern licht kupferrot auf grünem Grund.
Die Sismondinkörner sind in den Prismenzonen infolge der lamellaren Verzwilligung nach dem TSCHERMAK'schen Glimmergesetz so rauh und zart gerieft, daß sie nicht kristallographisch meßbar sind; kleinere Körner haben auch Verzwilligung mit schmetterlingsflügelähnlichen Querschnitten. Es ließen sich aber doch Winkel (130) und (110) mit 29°58' beziehungs0 weise 59°58' feststellen, worin die starke Pseudohexagonalität zu erkennen ist.
β konnte mit 82°30' gemessen werden (bei MACHATSCHKI etwa 80°). Das kristallographische Verhältnis a:b= 0,5831:1 (aus ctg0 0 )5958' durch cos 730'. MACHATSCHKI berechnete aus den Röntgendaten a:b:c=0,58:1:1,92 kristallometrisch erhielten wir a:b:c=0,583:1:1,92 und ß = 97°30' ±10'.
Spaltung (001) sehr gut, 130 und 130 recht gut, dann noch eine nicht so gute Trennungsfläche nach (100). An Splitterbegrenzungen gibt es steile Prismen der Zonen 130 und 130, vergleichbar mit Druckfigurflächen bei Glimmern.
Opt.AE ?(010), also wie bei Glimmern 1.Art. Austritt der I. Mittellinie auf (001) in ß´ , al so nach rückwärts zu. Bisektrix I/001 für blau 3°30, gelb und grün 4°30, rot 5°30. -Winkel zur Lotrechten auf (001): UT 11-12°, AW-Apparat ebendasselbe. Damit ist der Sismondin dieses Fundortes wohl genau charakterisiert.

4.Gesteine. Kornbestände. Paraqenesen; der phlebitische Charakter:
Ein paar Worte über den phlebitischen (SCHEUMANN) Charakter des Sismondin enthaltenden Gesteinskomplexes sind hier noch am Platz. Daß es sich um eine Gesteinslage von etwa 2m Mächtigkeit handelt, wurde bereits berichtet. Als Lage oder Bank ist der Komplex scharf begrenzt gegen Hangend und Liegend, aber intern wechseln verschieden grob- und feinkörnige Lagen mit quantitativ wechseln, den Kornbeständen, der Lagenverband ist nur im großen konkordant, örtlich geradezu schlierenförmig, dazu kommen ebenfalls schlierige, unscharfe, richtungswechselnde Aderungen vor, die z.T. sehr quarzreich sind und besonders große Sismondine besitzen; in gleichartigen Quarzkornmassen treten starke Ballungen von Magnetit und Hämatit auf.
Die im Folgenden erörterten Gesteinsvarianten stammen alle aus dem phlebitischen Lagenbereich des Vorkommens.
1. Rhätizitgarben-Glimmerschiefer (mit Hämatit, Mg-Prochlorit, Staurolith, Sismondin und ausnahmsweise etwas Apatit)
2. Rhätizit-Glimmerschiefer (mit Hämatit, Mg-Prochlorit, Epidot)
3. Rhätizit-Sismondin-Glimmerschiefer (mit Hämatit und Rutil)
4. Sismondin-Glimmerschiefer (mit Rhätizit, Mg-Prochlorit, Ilm.,Rutil)
5. Sismondin-Glimmerschiefer (mit Mg-Prochlorit, Staurolith, Häm.,Rutil) 6. Mg-Prochlorit-Sismondin-Glimmerschiefer (mit Epidot, Ilm., Rutil)
7. Quarzreicher, spitzfaltiger Sismondin-Glimmerschiefer (mit Mg-Prochlorit u. Staurolith)
8. Flachwellig-faltiger Sismondin-Glimmerschiefer und (mit Rhätizit und Quarz-Einschlüssen im Sismondin)
9. Grobporphyblastischer Sismondin-Glimmerschiefer mit Grundgewebsfältelung (mit Mg-Prochlorit u. Hämatit)
10. Phlebitische Quarzmassen mit besonders großen und reinen Sismondinen (und Rhätizit, Staurolith, Mg-Prochlorit)
11. Phlebitische Quarzmassen mit Magnetit -Hämatit-Ballungen
Das ist ziemlich alles an Varianten im Sismondin enthaltenden Komplex, weder in der Nähe, noch sonst Wo im Hochalm-Ankogel-Gebiet haben wir Vergleichbares gefunden. Es ist das schönste und interessanteste Sismondin-Vorkommen weit und breit, einzigartig in seinen Besonderheiten und auffallend in seiner Isoliertheit.

Tabelle der Kornsorten-Volumsverhältnisse

Vol.%          1.         2.        3.       4.         5.        6.        9.          11.
Quarz          26        37      32,5   38,2    38,4     32,8      28,1         1,4
Muskovit      25        29      33,5   28,1    33,0     17,7      38,0
Rhätizit        25        20     14
taur.(Ep)       4         3                             1,8     (0,4)
Sismondin      2         0      18,0   29,5    20,0      34,7      27,5
Mg-ProChl.    6          4                2,7      5,3      11,4       2,5
Magnetit                                                                                   74,5
Hämatit      12           7       2,0                0,8                 4,0          24,1
Ilm.Rut.                                       1,5      0,7      3,0
Die Paragenesen 7., 8. und 10 waren wegen Stickbeschaffenheit und Dimension nicht zu Vo1.-Ausmessungen geeignet.
Um die Gesteinscharaktere besser ersichtlich zu machen, wurde auf Grund obiger Tabelle eine weitere angefertigt, welche Grundgewebe von Porphyroblasten und Nebenkornsorten trennt, mit 100 angesetzt und die Porphyroblasten etc. dazu und untereinander proportioniert. Das sieht dann so aus:
Quantitative Proportionen der Kornsorten

Vol-Anteile        1.          2.         3.          4.          5.          6.          9.
Quarz               51,0      56,0     49,3      57,6      53,9       65,2     42,5  Grundgewebe
Muskovit           49,0      44,0     50,7     42,4       46,1      35,0      67,5
------------------------------------------------------------------------------------------
Rhätiz.             49,0      30,4     21,1
PorStaur.(Epid.)  7,8      (4,6)                               2,5       (0,8)
Sismondin          3,9                 27,2    44,2          28,0      69,4      41,5
Mg-Prochlorit     11,6     6,1                   4,1         7,4        22,8        3,8 Porphyroblasten
------------------------------------------------------------------------------------------
Ilm.(Rutil)                                            2,3          (1,0)      6,0  
Hämat.             23,5      10,6     3,0                       1,1                    6,0 Nebenkornsort.

Die Tabelle macht den glimmerschiefrigen Charakter der Grundgewebe sichtbar; in den Proportionen typisch Glimmerschiefer, nur ausnahmsweise einmal ein höherer Quarzanteil bei No.6, nämlich über 65 Vol.%. Ferner sind die Mengenverhältnisse der Porphyroblasten untereinander gut erfaßt. Mit Ausnahme des Sismondin erreicht keine Porphyroblastensorte auffallende Größe, und speziell für Staurolith, Epidot möchten wir erwähnen, daß dies lauter kleine Körner sind, der Rhätizit feinnadelig-garbig, bloß der Mg-Prochlorit zeigt sich in .gröberen Schuppen, aber lang nicht so wie der Sismondin.

5. Zusammenhänge zwischen Keimzahlen und Korngrößen beim Sismondin.
Erstaunlich erscheint der auffallende Korngrößenwechsel beim Sismondin auf diesem engen Raum.
In cm                      1.                  3.                 4.               5.                 6.
Tafeldurchm.           0,02-0,01     0,12-0,02      0,2-0,16        0,3-0,2         0,5-0,3
Dicke                    0,015-0,004   0,05-0,006    0,06-0,04       0,2-0,1        0,5-0,3
                                       7.                   8.                 9.              10.
Tafeldurchm.                     1,0                 1,5               2,3            2,3-4,6
Dicke                               0,5              0,2-0,3        1,0-0,5           0,3-0,5

In phlebitischen Quarzkornmassen gibt es Sismondine mit gelegentlich 6 cm Tafeldurchmesser. Die Skala von Hundertstel cm bis zu 6cm gilt über den ganzen Gesteinsbereich, doch sind zum Beispiel in Handstückgrößen, oder in Aufschlußbereichen von einigen dm2 die Korngrößenwechsel nicht so auffallend.
Nun ist es noch nicht so lange her, daß man mutmaßte: Kleine Korngrößen -milde P,T-Bedingungen bei der Produktion; große Körnungen extremere P,T. Aber das ist nicht zu halten. Es läßt sich gerade hier in der Natur wieder einmal zeigen, daß die Korngrößen neben genügendem Stoffvorrat wesentlich mit der Keimausschüttung, den Keimzahlen, zusammenhängt. Keimzahlen kann man aus der beobachtbaren Kornanzahl in ausgewählten Bereichen ablesen, zu jedem derzeit ausgewachsenem Mineralkorn gehört ein Keim, und wenn ein Gesteinsvolumen eine kleine Anzahl von Kristallkörnern der untersuchten Art bietet, so war eben die Keimzahl gering. Wie groß in einem bestimmten Gesteinsvolumen der Substanzvorrat für die Mineralbildung war, ergibt sich aus der Volumsausmessung. Dazu nun wieder eine kleine Tabelle für den Sismondin.

Tabelle Sismondin: Keimzahlen und Korngröße
No.                Vol.%             Keimzahl/cm²                 Tafeldurchmesser, cm
1.                    2                              0,10                                   0,02-0,01
3.                  18                            12,0                                     0,12-0,02
4.                   29,5                          7,0                                     0,16-0,20
5.                   20,0                          6,2                                     0,20-0,30
6.                   34,7                          2,5                                     0,50-0,30
9.                   27,5                          0,83                                   3,0-2,0
10.                 29,5                          0,13                                   4,0-3,0

Dazu: Für No.4,9 und 10 ist der Stoffvorrat für Sismondin sehr annähernd gleich groß (Vol!), die Keimzahlen (bemessen aus der Kornanzahl) sinken von 7 über 0,83 auf 0,13 pro cm², in gleicher Reihe steigt aber die Korngröße von 0,16-0,20 auf 3-2 und schließlich auf 4-3 cm Tafeldurchmesser. Nun ist aber eine Keimausschüttung eine sehr subtile, empfindliche Angelegenheit, die in ganz bestimmten engen Bedingungen abläuft. Daraus ist zu verstehen, daß auf so engem Raum derartige Korngrößenunterschiede verwirklicht werden konnten.

6. Kristallisationsablauf und Fazies
Als Ausgangslage stellen wir uns ein tonig-sandiges, praktisch kalkfreies Sediment vor, von dem leider keine Relikte erhalten worden sind, auch daß dieses Sediment reichlich Eisen und immerhin nennenswert Mg enthalten hat, scheint uns schlüssig zu sein; hingegen fehlte es anscheinend an Alkalien, daher auch der Biotitmangel, und nur einmal wurde in einem Grundgewebe ein Korn saurer Oligoalbit gefunden. Das die Paragenese keinen Granat produzierte, hängt wohl mit der faziellen Stellung zusammen; im Nahbereich anstehende Granatglimmerschiefer sind ja auch diaphthoritisiert.
Vom Sedimentzustand bis in jenen metamorphen Zustand, in dem die Gismondingesteine derzeit sind, verläuft ein weiter Weg mit nicht allein stoffgleichen und neuen Kornverbänden und Kornsorten, sondern auch beträchtlichen Differenzierungen, Korngestaltung und Platzwechsel verschiedenen Ausmaßes.
So schuf z.B. mechanische Korndifferenzierung ein Auseinanderrücken körniger, stengliger und blättriger Kornsorten. Das bringt z.B. mit sich die immer merkbare Trennung von Quarz einerseits, Muskovit und Chlorit anderseits, ferner die Bildung von Gemeinschaften mit dem nadeligen Rhätizit, wo immer auch Staurolith und Epidot Einstand finden. Der Sismondin bleibt dabei „einsame Klasse", er läßt sich von anderen nicht ins Schlepptau nehmen. Aber wie sich diese Kornsorten vor der metamorphen Differentiation verteilten, kann man nicht rückerschließen; man kann auch nicht ersehen, ob diese Gesteine im Sedimentzustand feiner oder gröber schichtig gebaut waren und diese Schichten materialmäßg verschieden waren.
Noch ein mit der Keimkristallisation verbundener Umstand muß erwähnt werden: Die Schwarmbildung vermittels Keiminduktion und damit in kleinräumigen Rahmen Stoffwanderungen, die dadurch geschehen, daß sich die Generationen kleiner Keimgruppen zu Kornschwärmen auswachsen, die voneinander durch davon leere Räume getrennt werden. Diese Art des Kristallisierens läßt keinen bindenden Schluß zu, daß die Substanz der betreffenden Kornsorten vorher etwa gleichmäßig verteilt gewesen wäre.
Aus Einschlußbeobachtungen und Auswachsungen kann man zeitlich Kristallisation wie folgt ordnen:
Frühkristallisation: Ilmenit, Rutil, und Durchläufer Muskowit-Quarz. Dann: Epidot, oder Staurolith Dann: Sismondin und Prochlorit
Höhe des Ablaufes: Rhätizit
Spätkristallisation: Sismondin, Mg-Prochlorit, Epidot, Staurolith
Schluß mit Muskowit und Quarz. Eisenrahm.

Faziell lassen sich diese Gesteine einstellen in die I. Streßzonenstufe, IV. Epidotamphibolitfazies, IV/1.Prasinitfazies.

7. Besonderheiten der Kornsorten I. Rhätizit (vgl.Abb.2) Diese Kornsorte ist mit sehr hohen Keimzahlen ausgeschieden worden, es wurden sehr dichte Nadelfilze gebildet, die die Raumfüllung auch vermittels Keiminduktionen erkennen lassen. Trotz der Varianz der Aggregationsformen ist zu sehen, daß die Kriställchen alle gleich gestaltet und nahezu gleich groß sind. Die Rhätizite erscheinen bei Lupenbetrachtung zart lila getönt; Ursache: Einschlußwölkchen feinster Hämatitschüppchen, die bei starker Vergrößerung blutrot durchsichtig sind.
Staurolith
Wie oben nur ein e Keimgeneration, die sich immer in den Rhätizitfilzen versteckt. Die stets nur wenigen Körnchen sind gleich gestaltet und gleich groß. Auch der Staurolith hat die Einschlüsse von feinstem Eisenglimmer.
Epidot
Der Epidot kommt ebenfalls bloß in einer Generation vor und hat einen etwas ungewöhnlichen Pleochroismus, nämlich graugelb/grünlich, lavendel/grauviolett, hellgelb. Unter der Lupe sind die Epidote braune Säulchen.
Sismondin
(Vgl. dazu die Abb.4) Man sieht Korrosion seiner Quarzeinschlüsse, manchmal auch Muskowiteinschluß-Reste. Ungeklärt ist die Natur der reliktischen Trübe , die fleckig auftritt, auf eine Spaltung des betreffenden proterogenen Vorläufers hindeutet und optisch nicht auflösbar war. In einem Vorkommen enthielten die Gismondine Einschlüsse von Rhätizitnadeln. Die Einschlüsse häufen sich in den Gismondin-Kernen, die dann oft auch klare Rinden haben. Die großen Gismondine der phlebitischen Anteile sind einschlußrein. Gismondin scheint mehrere Generationen aufzubauen. Mg-Prochlorit, vgl.ebenfalls Abb.4 bilden Blattfächer, die z.T. von Sismondin umwachsen werden, z.T. auf diesen aufwachsen. Rutil ist darin Einschluß. ad Muskovit. In der Varietät 2 der Gesteine, zeigte sich der Hellglimmer sehr zart gelbgrünlich gefärbt, da könnte es sich auch um Phengit handeln.
Eisenrahm (Vgl.Abb.3 und 5)
Hier ist der Magnetit Korngenosse. Eisenrahm fand sich z.B. auch im Rhätizitgarben-Glimmerschiefer, wo man den Eisenrahm als zarte, feinschuppige und leicht mechanisch verletzbare Pseudomorphose nach Magnetit erkennen kann.
Erzballungen-Magnetit und Hämatit zeigt Abb.5.
Folgende Kornsorten fehlen unserem Material: Granat, wir dachten an Almandin; Karbonspäte; Turmalin. Rhätizitreiche Typen waren fast ausnahmslos Ti-frei; sie haben an sich schon hohe Erzanteile (Mt,Hm), doch werden durch Stoffwanderungen Magnetit/Hämatit in quarzreichen Phlebiten gelegentlich ebenso konzentriert, wie die großen Sismondine sich an die Phlebitadern halten.

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