Petrochemie der jungen Vulkanite der Inselgruppe von Milos

Petrochemie der jungen Vulkanite der Inselgruppe von
Milos (Griechenland) und deren Stellung im Rahmen
der Kykladenprovinz
Von
CONRAD BURRI 1 und GORICA ŠOPTRAJANOVA 2
Zusammenfassung
Die 1923 durch R. A. SONDER gesammelten und 1924 von ihm beschriebenen
jungen Vulkanite der Inselgruppe von Milos (Ägäisches Meer) wurden einer Revision
unterzogen, wobei 26 neue chemische An al ysen angefertigt wurden. Die MilosGesteine bilden eine homogene Serie von extrem pazifischem Typus, welche sich
zwanglos in die «Kykladenprovinz» einordnet, die sich vorn Saronischen Golf bis
nach Santorin erstreckt. Milos nimmt daher innerhalb derselben keine Sonderstellung ein, wie dies bisher angenommen wurde. In den andesitischen, dazitischen,
wie auch liparitischen Gesteinen von Milos ist deutlich ersichtlich, dass nur ein Teil
der Plagioklaseinsprenglinge mit der Grundmasse in Gleichgewicht steht. Diese sind
gut idiomorph, während andere, etwas basischere, oft in engster Nachbarschaft zu
den erstem, starke Anschmelzungs- und Resorptionserscheinungen zeigen. Sie
müssen daher anderwärts auskristallisiert und zugewandert sein.
Summary
The young volcanic rocks of the Islands of the Milos group in the Aegean Sea
which had been collected in 1923 and studied in 1924 by R. A. SONDER, were revised,
26 new chemical analyses being made. They form a homogeneous series of extreme
pacific type and fit completely into the «Cycladean petrographic province» which
extends from the Saronic gulf to the Islands of Santorin. The Milos lavas do not,
therefore, show any special features within this province as was hitherto believed.
For the andesite, dacitic, as well as the liparitic rocks there are strong indications
that only part of the plagioclase phenocrysts are in equilibrium with the adjoining
1 Institut für Kristallographie und Petrographie ETH, Zürich.
2
Mineralogisch-petrographisches Institut der Universität Skoplje, Jugoslawien, z. Zt. Zürich.
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
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1967
groundmass, whereas others, of more basic composition, though often in close
neighbourhood to the former, show strong melting and resorption phenomena. They
must, therefore, have crystallized in another environment of different composition
and have reached their present position by migration.
Inhalt
A. Einleitung B. Mikroskopische und chemische Untersuchung ausgewählter Laven der Milos-Gruppe 2
4
1. Die gesteinsbildenden Mineralien a) Quarz b) Feldspäte c) Biotit d) Hornblende e) Pyroxen 4
4
4
7
8
8
2. Die Gesteine a) Liparite
b) Plagioklasliparite
c) Rhyodazite
d) Dazite
e) Andesite
f) Andesitbasalte
C. Charakterisierung des Provinzialtypus 8
9
11
12
13
15
19
20
24
D. Stellung der Vulkanite von Milos im Rahmen der Kykladenprovinz E. Literatur 27
A. Einleitung
Die jungtertiäre bis quartäre Vulkanzone, welche sich vorn Isthmusgebiet von
Korinth (Landschaft Kromyonia) über den Saronischen Golf (Ägina, Methana,
Poros) und weiter über die Inselgruppe von Milos (Antimilos, Milos, Kimolos,
Polyvos) nach Santorin (Thera, Therasia, Kameni-Inseln und Christiana) erstreckt
und welche ihre Fortsetzung auf den Inseln des Dodekanes und dem kleinasiatischen
Festland findet, ist schon vielfach Gegenstand geologisch-petrographischer und petrochemischer Forschung gewesen. Mitbestimmend hierfür mag vor allem der Umstand
sein, dass der morphologisch so eindrückliche Vulkan von Santorin einer der wenigen
noch aktiven Vulkane des Mittelmeergebietes ist. Die Vulkanzone verläuft in Form
eines Bogens längs des SW- und S-Randes der im Quartär eingebrochenen altkristallinen Kykladenmasse und zugleich parallel zu der südgriechisch-kretischen Faltungszone miozänen Alters. Was ihre Stellung im Rahmen des geologischen Geschehens
in der Ägäis anbelangt, so handelt es sich offenbar um den zur miozänen Orogenese
subsequenten Vulkanismus. Die Vulkane sind jedoch nicht der Faltungszone selbst
aufgesetzt, sondern sie befinden sich etwa 100-120 km davon entfernt im Gebiete
Jahrgang 112 C. BURR! u. G. SoPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
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der Randflexur, wo die Schwächezone am Rande des als Zwischengebirge fungierenden Kykladenmassivs das Aufdringen der Magmen erleichterte. Es herrschen
somit Verhältnisse, wie sie mit denjenigen am Innenrande des Karpathenbogens
verglichen werden können. Die grossen Vulkanitmassen dieser Region, wie z. B.
das ungarisch-slowakische Erzgebirge, das Veporer und Gömörer Erzgebirge, das
ungarische Mittelgebirge (Cserhät, Matra, Bükkgebirge), das Gebiet zwischen Tokaj
und Prešov (Eperjes), sowie die grossen Effusivmassen der Ostkarpathen vom
Vihorlat- bis zum Caliman-Gebirge und der Harghita befinden sich ebenfalls nicht
auf dem Karpathenkamm, sondern am Innenrand der Faltungszone, im Randgebiet
gegenüber dem Zwischengebirge der Pannonischen Masse, welche jedoch, im Gegensatz zur Kykladenmasse, heute nicht vom Meere überflutet ist. Analoge Verhältnisse
werden auch im westlichen Mittelmeergebiete, in Spanien, getroffen, wo die jungvulkanische Zone Alborän– Cabo de Gata– Cartagena ebenfalls dem Innenrand der
Betischen Cordillere folgt, während die gefaltete Zone frei davon ist.
Die zahlreichen petrographischen und chemischen Untersuchungen, welche über
die Vulkanite der Kykladenzone vorliegen, zeigen, dass für die ganze Zone einheitlich der pazifische Provinzialtypus herrschend ist. Es besteht somit in dieser Beziehung
eine enge Verwandtschaft mit den eben erwähnten, tektonisch analog situierten
Vorkommen des Karpathengebietes und Südspaniens. Nur im Gebiet des Dodekanes und auf dem benachbarten kleinasiatischen Festland (Halbinsel Bodrum)
stellen sich einige Komplikationen ein, indem auch K-reiche trachybasaltische und
trachyandesitische bis trachytische Laven gefördert wurden (A. BIANCHI, 1929, 1930,
C. BURRI, Y. TATAR und M. WEIBEL, 1967, E. DAVIS, pers. Mitt.).
Wenn auch der pazifische Charakter der Kykladenzone i. e. S., d. h. für den
Sektor vom Isthmusgebiet von Korinth und vom Saronischen Golf bis nach Santorin
als solcher feststeht, so machte es nach den bisherigen Untersuchungen doch den
Anschein, als ob der in der Mitte gelegenen Inselgruppe von Milos eine gewisse
Sonderstellung zukomme. Während auf den im NW gelegenen Gebieten des Saronischen Golfes, wie auch auf Santorin, ein extrem pazifischer Provinzialtypus mit
extrem hohen Werten (al-alk), d. h. hohem normativem Anorthit-Gehalt herrscht,
trifft dies jedoch für die Milos-Gruppe nach den bisherigen Angaben (R. A. SONDER,
1924) nicht zu, indem die (al-alk)-Werte bedeutend niedriger zu sein schienen. Angesichts der auf den Dodekanes-Inseln neben typisch pazifischen Laven vorhandenen
Trachyandesiten und Trachybasalten, welche sich ebenfalls durch niedrigeres (al-alk)
auszeichnen, schien diese Sachlage durchaus verständlich. Es wurden daher (E. N.
DAVIS 1957) für die gesamte vulkanische Zone vom Saronischen Golf bis zum Dodekanes drei Differentiationstendenzen angenommen, nämlich eine extrem pazifische
vom Typus Pelée-Lassen Peak (BURRI 1926), eine schwächer pazifische vom Typus
Sierra Nevada (Effusivgesteine), und eine pazifisch-mediterrane Übergangstendenz,
dein Typus Yellowstone Park nahestehend, wobei (al-alk) in dieser Reihenfolge
abnimmt. Die erste der drei Tendenzen war im Gebiete des Saronischen Golfes und
auf Santorin vorherrschend, die zweite auf Milos; sie fand sich aber auch auf den
Dodekanes-Inseln Kos und Nisyros, ganz untergeordnet auch auf Santorin, während
die dritte auf den Dodekanes beschränkt war. Da sich jedoch die Laven von Milos
modal in keiner Weise, besonders auch nicht hinsichtlich der Plagioklaszusammen-
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setzung, von denjenigen der anderen Vorkommen unterschieden, sowie auch, weil
neuere Untersuchungen an Laven der zur Milosgruppe gehörigen Insel Antimilos
(Erimomilos) (G. MARINOS 1959-1960) zeigten, dass diese dem gleichen extrem
pazifischen Typus angehörten wie diejenigen des Saronischen Golfes und von
Santorin, musste in Betracht gezogen werden, dass die scheinbare Sonderstellung
der Laven von Milos, wie sie bisher angenommen wurde, eventuell nur durch die
Unvollkommenheit der älteren Analysen vorgetäuscht wurde. Diese Vermutung
schien auch deshalb gerechtfertigt, als diese Analysen nach einer älteren, heute verlassenen Methode ausgeführt wurden, von welcher inzwischen erkannt wurde, dass
sie leicht zu niedrige Werte für die Tonerde liefert. Es schien daher angezeigt, die
Verhältnisse nachzuprüfen, indem eine grössere Serie ausgewählter Laven von Milos
chemisch neu untersucht wurde. Die Untersuchungen konnten am Originalmaterial
von R. A. SONDER durchgeführt werden, welches in den Sammlungen der Stiftung
«Vulkaninstitut Immanuel Friedlaender» im Institut für Kristallographie und Petrographie der ETH aufbewahrt wird. Die chemischen Analysen wurden nach den
modernen, durch M. WEIBEL (1961) verbesserten Schnellmethoden durch G. š OPTRAJANOVA ausgeführt, welche auch die mikroskopische Untersuchung der analysierten
Proben besorgte. Die Bestimmung der besonders interessierenden Tonerde erfolgte
komplexometrisch durch Titration mit EDTA (M. WEIBEL 1962).
Unter Vorwegnahme der im folgenden gegebenen Resultate der Untersuchungen
kann schon jetzt gesagt werden, dass sich die Vermutungen hinsichtlich der nicht
einwandfreien Qualität der älteren Analysen bestätigten und dass auf Grund der
neuen Ergebnisse den Laven von Milos keine Sonderstellung mehr zukommt, dass
sie sich vielmehr zwanglos in den Rahmen der Kykladenprovinz einordnen, wie er
sich auf Grund der übrigen Vorkommen ergibt.
B. Mikroskopische und chemische Untersuchung ausgewählter Laven der Milos-Gruppe
1. Die gesteinsbildenden Mineralien
a) Quarz
Quarz findet sich als Einsprengling in Lipariten, Plagiolipariten und Daziten. Er
übertrifft die anderen Einsprenglinge immer an Grösse und ist schon makroskopisch
als Körner von hellgrauer Farbe mit charakteristischem Fettglanz zu erkennen.
Unter dem Mikroskop ist er vorwiegend xenomorph; nur in zwei Daziten wurden
idiomorphe, bipyramidale Individuen konstatiert. Er zeigt meist Risse und Korrosionsformen. Sehr grosse, xenomorphe Individuen könnten sehr gut exogenen Ursprungs
sein. In einem Biotitliparit von Trachylas, Milos, findet sich ein vermutlich ebenfa lls
exogener Einschluss einer granophyrischen Verwachsung von Quarz und Orthoklas.
b) Feldspäte
α) Plagioklas
Plagioklas bildet den wichtigsten Bestandteil der betrachteten Laven. Er tritt
sowohl als Einsprengling, wie in der Grundmasse auf. In sauren Gesteinen, Lipariten
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und Daziten, wird er bis 5 mm gross, in den basischeren ist er im allgemeinen kleiner.
Er ist vorwiegend gut idiomorph mit ausgeprägter Zonarstruktur, wobei die Breite
der Zonen stark variieren kann. Die Verzwillingung ist intensiv. Neben dem Albit-,
Karlsbad- und dem Albit-Karlsbad-Komplexgesetz (Roc Tourné) wurde relativ
häufig auch das Albit-Ala-Komplexgesetz gefunden. Das Manebach-Gesetz wurde
nur einmal konstatiert, jedoch öfters das Baveno-Gesetz vom sog. Banater Typus
(BURRI 1963). Der Anorthitgehalt der untersuchten Plagioklase schwankt von 12
bis 88 % bei normaler Zonenfolge, wobei für Einzelindividuen Unterschiede bis zu
15 % konstatiert wurden. Es handelt sich ausschliesslich um Hochtemperaturformen.
Als Einschlüsse treten Quarzkörnchen, Glas, oder auch Hornblende auf.
Eine Reihe von Plagioklaseinsprenglingen zeigen mehr oder weniger stark gerundete Formen, wobei im Extrem direkt elliptische Querschnitte auftreten können. Es
müssen somit in solchen Fällen magmatische Resorptionen bzw. Wiederaufschmelzungen bereits ausgeschiedener Plagioklase angenommen werden. Eigentümlicherweise finden sich derartige gerundete Individuen eng benachbart mit völlig scharfkantigen, gut idiomorphen (Fig. 1). Diese Erscheinung liess vermuten, dass die gerundeten Individuen keinem Gleichgewichtszustande entsprechen konnten, im Gegensatz zu den idiomorphen, sich mit der Schmelze offenbar im Gleichgewicht befindlichen, was sich in einem Unterschied in der Zusammensetzung ausdrücken musste.
Diese Vermutung fand ihre Bestätigung durch die Bestimmung des An-Gehaltes.
Es wurde für einen Plagioliparit von Chalepa, W des Isthmus von Milos, gefunden:
4 gerundete Individuen
35-40, 40-42, 40-45, 38-42 % An
3 idiomorphe Individuen
28-30, 30-32, 32 % An
Es dürfte somit feststehen, dass sich die gerundeten Individuen nicht aus der Schmelze
ausgeschieden haben können, welche später zur Grundmasse erstarrte. Sie müssen
vielmehr einem Si0 2-ärmeren Milieu entstammen und gravitativ eingewandert sein,
worauf sie mit der neuen Na- und Si-reicheren Umgebung unter Resorption reagierten. Eventuell entstammen sie auch völlig desintegrierten grobkörnigen, endogenen
Einschlüssen, auf deren Vorhandensein in den Laven von Milos, wie auch überhaupt im Kykladengebiet, eine Reihe von Anzeichen hinweisen.
In anderen Fällen kam es nicht zur eigentlichen Rundschmelzung von der beschriebenen Art, aber immerhin zur Ausbildung einer resorbierten Aussenzone. Diese
weist gegenüber dem kaum oder nur sehr schwach zonaren Kern einen deutlichen
Unterschied in der Auslöschung auf, und ist sehr dicht mit feinsten Glaseinschlüssen
erfüllt. Diese Erscheinung wurde sowohl bei Plagiolipariten, Daziten, wie auch Andesiten konstatiert (Fig. 2 und 3). Bei den letzteren findet man gelegentlich auch noch
eine äusserste, schmale, rein glasige Zone. Man kann somit von einer eigentlichen
«angeschmolzenen Zone» sprechen, welche ihre Ursache naturgemäss ebenfalls in
Ungleichgewichtszuständen zwischen Kristall und Umgebung haben muss.
Wegen der starken Beteiligung glasiger Komponenten können optische Untersuchungen, auch solche mit dein U-Tisch, nur beschränkte Auskunft über die eigentliche Natur dieser Phänomene geben. Es wurde deshalb versucht, mit Hilfe der
Elektronen-Mikrosonde nähere Aufschlüsse zu erhalten. An einem Plagioklaseinsprengling aus dem gleichen Plagioliparit von Chalepa, welcher auch die oben
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Fig. 1. Gut idiomorphe Plagioklase An28_32 und schlecht
idiomorphe, durch Resorption
gerundete An35_45 in engster
Nachbarschaft. Plagioliparit
von Chalepa, W des Isthmus
von Milos. Vergr. 10fach,
+ Nic.
Fig. 2. Angeschmolzene Zone
an Plagioklas. Plagioliparit
von Chalepa, W des Isthmus
von Milos. Vergr. 20fach,
+ Nic.
Fig. 3. Angeschmolzene Zone
an Plagioklas mit neugebildeter, saurer äusserster Zone.
Rechts aussen: Hornblende,
in Umwandlung in Pyroxen
begriffen. Hornblendedazit,
Hügel NW Tasiphno, Milos.
Vergr. 17fach, + Nic.
Fig. 4. Leicht gerundeter
Plagioklas mit zahlreichen
Einschlüssen von Hornblende
und einschlussfreier äusserster
Zone. Vergr. 20 fach, + Nic.
erwähnten völlig gerundeten Individuen enthält, wurde gemessen:
Grundmasse
«Angeschmolzene Zone»
Kern
Or % Ab % An
17,0
3,0
4,8 (Rest ist Glas)
1,7
52,9
45,4
3,7
64,4
32,9 1Einsprengling
und an einem weiteren Beispiel aus Pyroxenandesit von Paochena, Milos:
Äusserste, frische Zone
«Angeschmolzene Zone»
Kern
Or% Ab% An%
7,3
53,2
39,5
2,8
33,6
63,6
7,4
47,4
45,2
Einsprengling
Die «angeschmolzene Zone» ist demnach ärmer an Or bzw. K und zugleich reicher
an An bzw. Ca, sowohl als die Grundmasse, bzw. die äusserste Zone, wie auch als
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der Kern. Sie kann daher kein Reaktionsprodukt zwischen dem Kern und der im
Moment der Erstarrung unmittelbar an den Einsprengling angrenzenden Schmelze
sein, wie sie heute als Grundmasse vorliegt und wie aus der unmittelbaren Beobachtung unter dem Mikroskop vielleicht zuerst vermutet werden könnte. Es muss vielmehr angenommen werden, dass die Reaktion, welche zur Bildung der «angeschmolzenen Zone» führte, mit einer Schmelze von anderer, und zwar anorthitreicherer
Zusammensetzung stattgefunden haben muss, als sie der heutigen Grundmasse entspricht. Voraussetzung hierfür ist, dass das Magma zur Zeit der ersten Plagioklasausscheidung bereits differenziert war, wobei sich grosso modo eine obere Zone,
reicher an Alkalien und an leichtflüchtigen Bestandteilen, herausgebildet hatte,
unterlagert von einer tieferen, ärmer an Alkalien und reicher an Ca. Nimmt man
nun an, dass sich der Feldspat infolge einer Temperaturabnahme, eventuell auch
infolge eines Verlustes an leichtflüchtigen Bestandteilen, in der oberen Zone auszuscheiden begann, so musste er relativ albitreich sein. Wegen des erhöhten Gehaltes
an leichtflüchtigen Bestandteilen darf hierbei für die obere Zone eine relativ geringe
Dichte und Viskosität angenommen werden, so dass für die ausgeschiedenen Plagioklase die Möglichkeit des Absinkens in die Tiefe bestand. Dort waren sie mit ihrer
Umgebung nicht länger im Gleichgewicht, und es bildete sich die beobachtete
«angeschmolzene Zone», welche in Übereinstimmung mit der Schmelze ärmer an
Or und Ab, sowie reicher an An sein muss. Der Umwandlungsprozess ging jedoch
nicht zu Ende, sondern vor seinem Abschluss wurde wohl infolge von Strömungen,
verursacht durch das Aufdringen der Schmelze, der in Umwandlung begriffene Kristall wieder emporgerissen, evtl. unter Abpressung der Restschmelze, so dass er
wieder in ein neues Milieu geriet. War die Temperatur noch hoch genug, konnte es
zur Bildung eines neuen Reaktionsrandes kommen, wie z. B. im Fall der Andesite
beobachtet werden kann, oder aber, die Umgebung erstarrte unter Bildung der heute
beobachteten Grundmasse. Diese ist jedoch, trotzdem keine stärkeren Resorptionen
beobachtet werden, mit dein Einsprengling nicht im Gleichgewicht, wie die Untersuchungen mit der Mikrosonde zeigen. Es resultiert somit auch hier, dass die Plagioklase der Laven nur zum Teil an Ort und Stelle gebildet wurden, und dass ein anderer
Teil, wohl durch gravitative Prozesse bedingt, zugewandert sein muss.
ß) Alkalifeldspat
Alkalifeldspäte sind in den untersuchten Gesteinen sehr selten. Nur in zwei
Schliffen von Lipariten wurde Sanidin mit (—)2V = 40° konstatiert.
c) Biotit
In den Lipariten und Plagiolipariten ist Biotit das einzige dunkle Mineral, während
er in den Daziten mit Hornblende und Pyroxen vergesellschaftet auftritt. In den
andesitischen Gesteinen tritt er jedoch stark zurück. Der Biotit ist entweder direkt
auskristallisiert, oder er hat sich durch Umwandlung von Hornblende gebildet.
Gelegentlich ist er durch die Fliessbewegungen im Magma protoklastisch deformiert,
gelegentlich auch in Umwandlung in Chlorit begriffen. Er ist praktisch einachsig
und kräftig pleochroitisch von hellbraun nach dunkelrotbraun. Bei holo- bis hemikristalliner Grundmasse zeigt der Biotit Opazitränder. Diese sind um so kräftiger,
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je ausgeprägter die Kristallinität der Grundmasse ausgebildet ist. Diese Erscheinung
wurde schon verschiedentlich beobachtet, u. a. von K. SOLDATOS (1961) anlässlich
seiner Untersuchungen an jungen Vulkaniten der griechischen Rhodopen. Im Biotit
wurden Einschlüsse von Zirkon und Plagioklas beobachtet.
d) Hornblende
Die Hornblende tritt in den untersuchten Gesteinen entweder als grüne Hornblende mit (—) 2 V = 72-74° und c/n γ = 12-14° und mit dem Pleochroismus nα
hellgelb, nß und n γ olivgrün auf, oder aber als Oxyhornblende mit (—)2V = 78-82°
und c/n γ um 7-9° und dem Pleochroismus nα dunkelbraun, n ß braungrün, n γ
dunkelgelb. In einem Liparit wurde auch eine Hornblende mit (—)2V = 54° und
c/nγ um 16° konstatiert.
Alle Hornblenden zeigen im allgemeinen gute Kristallformen. Sie sind jedoch
selten frisch, sondern fast immer opazitisiert. Vielfach führt diese Umwandlung bis
zur Bildung von eigentlichen Erzpseudomorphosen, wobei nur die Form derselben
noch erkennen lässt, dass ursprünglich eine Hornblende vorgelegen haben muss.
Neben der Opazitisierung kommt auch Umwandlung in Biotit vor. In einem Hornblendediorit (endogener Einschluss) von NW Tasiphno ist die Hornblende in Pyroxen
umgewandelt.
e) Pyroxen
Pyroxene treten vorwiegend in den andesitischen Gesteinen auf, während sie in
den Daziten seltener und zudem immer mit Hornblende vergesellschaftet sind. Es
sind sowohl monokline, wie auch orthorhombische Pyroxene vorhanden, oft auch
in Verwachsungen, wobei ein orthorhombischer, meist resorbierter Kern von einem
monoklinen Mantel umhüllt ist. Für monokline Pyroxene wurde gemessen:
(+)2V
c/n γ
58°
38°
56°
36°
54°
35°
52°
33°
was, zusammen mit der im Schliff farblosen Ausbildung und der Abwesenheit von
Dispersionserscheinungen, auf diopsidische Glieder schliessen lässt.
Die orthorhombischen Pyroxene sind Hypersthen mit (—)2V = 61-63°, entsprechend ca. 30 % FeSiO 3 .
2. Die Gesteine
Aus dein reichen, durch R. A. SONDER gesammelten Material wurden zum näheren
Studium 30 Proben ausgewählt. Da es sich in erster Linie darum handelte, die chemischen Verhältnisse nachzuprüfen, wurde bei der Auswahl in erster Linie danach
getrachtet, die ganze Variation der Gesteinstypen zu erfassen, und weniger Gewicht
darauf gelegt, dass alle Inseln des Archipels oder alle Gebiete der Hauptinsel gleichmässig vertreten waren. Über die regionale Verteilung der verschiedenen Gesteinstypen gibt die Darstellung von R. A. SONDER (1924) hinlänglich Aufschluss. Die
Laven von Milos lassen sich auf Grund von Chemismus und Mineralbestand wie
folgt klassifizieren :
Jahrgang 112 C. BuRRI U. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
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a) Liparite: Chemismus leukogranitisch, im besondern aplitgranitisch und engadinitgranitisch. Einsprenglinge von Quarz, K-Feldspat, saurem Plagioklas und Biotit
in hemikristalliner bis rein hyaliner Grundmasse.
b) Plagio-Liparite: Chemismus leukogranitisch bis trondhjemitisch, im besondern
engadinitgranitisch, yosemititgranitisch bis leukoquarzdioritisch. Mineralbestand
und Struktur wie bei den Lipariten, jedoch ohne K-Feldspat.
c) Rhyodazite: Chemismus granodioritisch, im besondern Na-rapakivitisch, farsunditisch bis leukopeléeitisch. Einsprenglinge von Quarz, intermediärem Plagioklas, Biotit, Hornblende und seltenem Pyroxen.
d) Dazite: Chemismus granodioritisch bis dioritisch, im besondern farsunditisch,
leukopeléeitisch, dioritisch, auch opdalitisch. Einsprenglinge von intermediärem
bis basischem Plagioklas, Hornblende, Pyroxen, Biotit. Quarz ist als Einsprengling vorhanden (Dazite i. e. S.) oder auch fehlend (Dazitoide, A. LAcRoIX).
e) Andesite: Chemismus quarzdioritisch bis dioritisch, im besondern auch leukopeléeitisch, peléeitisch oder si-melaplagioklasitisch. Einsprenglinge von intermediärem bis basischem Plagioklas, Pyroxen, selten Hornblende, Grundmasse
hyalopilitisch bis pilotaxitisch.
f) Andesitbasalte: Chemismus leukogabbroid bis belugitisch. Einsprenglinge von
basischem Plagioklas und Pyroxen in hyalopilitischer bis pilotaxitischer Grundmasse.
a) Liparite
Makroskopisch variieren die Liparite stark in ihrem Aspekt. Sie sind weiss bis
hellgrau, z. T. erscheinen sie ziemlich grobkörnig, oder sie sind dicht mit fettigem
Glanz, z. T. sind sie auch porös. Von blossem Auge erkennt man Einsprenglinge
von Quarz, Feldspat und Biotit. Die Quarzeinsprenglinge haben typischen Fettglanz
bei einem Durchmesser von 0,5-4 mm. Biotit tritt in Form dunkelbrauner bis
schwarzer, stark glänzender Blättchen von maximal 2 mm Grösse auf. Der 2-5 mm
grosse Plagioklas ist schmutzigweiss mit porzellanartigem Glanz und gut erkennbarer Spaltbarkeit. Der Sanidin ist glasglänzend, durchsichtig und ausgezeichnet
spaltbar.
Unter dem Mikroskop zeigt sich, dass ausser den erwähnten Mineralien keine
weiteren vorhanden sind, sowie dass diese vielfach protoklastisch deformiert und
zerbrochen sind. Die Plagioklase sind ziemlich gut idiomorph, oft jedoch etwas
gerundet, oder sie treten auch in unregelmässigen Bruchstücken auf. Sie sind intensiv
verzwillingt, wobei neben dem Albit- und Karlsbader-Gesetz auch das Albit-AlaKomplexgesetz konstatiert wurde. Der An-Gehalt variiert von An 1l bis An 24 .
Schwache Zonarstruktur ist vorhanden, Rekurrenzen fehlen. Der Sanidin ist ebenfalls gut idiomorph, randlich oft etwas gerundet, mit (—)2V = 40°. Der Quarz ist
vorwiegend xenomorph mit Resorptionsformen, wobei auch aus mehreren Körnern
bestehende Aggregate auftreten. Bipyramidaler Quarz ist selten. Ein vereinzeltes
granophyrisches Aggregat dürfte ein exogener Einschluss sein. Der Biotit ist stark
pleochroitisch von dunkelbraun nach hell gelbgrün und oft mechanisch verbogen
und aufgeblättert. Einschlüsse von Apatit und Zirkon treten auf. Alle diese Einspreng-
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Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
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linge liegen in einer Grundmasse, welche zwischen gekreuzten Nicols, mit einer einzigen Ausnahme, welche sehr feinkristallin bis mikrofelsitisch ist, völlig dunkel
bleibt, so dass die Struktur als vitrophyrisch zu bezeichnen ist. Die Betrachtung im
gewöhnlichen Licht zeigt jedoch, dass die hyaline Grundmasse vorwiegend aus völlig
verschiedenartigen, z. T. fl uidal deformierten und miteinander verschweissten Glasfetzen aufgebaut ist. Diese sind z. T. völlig homogen, z. T. mit perlitischer Absonderung, oder von Schwärmen von Mikrolithen durchsetzt. Sehr oft zeigen sie auch
eine faserige Struktur mit in der Fliessrichtung stark in die Länge gezogenen Poren,
wobei es bemerkenswert ist, dass diese Fliessrichtung in direkt aneinander grenzenden
Glasfetzen stark verschieden sein kann. Die hier als Liparite beschriebenen Gesteine
dürften somit, mindestens teilweise, ignimbritischer Natur sein und durch das Verschweissen heisser Glaspartikel, vermischt mit bereits auskrista llisierten Individuen
der heute als Einsprenglinge vorliegenden Kristalle entstanden sein. Dabei wurden
die letzteren teilweise leicht angeschmolzen und gerundet. Der Chemismus der
Gesteine geht aus Tabelle I hervor.
Tabelle I. Liparitische Gesteine *
1
1
2
3
4
2
3
4
SiO 274,5
Al20 312,4
Fe20 30,2
FeO
0,6
MnO
0,11
MgO
0,5
CaO
1,0
Na2O
3,7
K2O
4,2
TiO 20,18
0,00
P205
H 2O +2,5
73,3
12,8
0,7
0,2
0,10
0,6
1,3
3,7
4,2
0,09
0,02
2,6
75,1
12,4
0,5
0,3
0,09
0,14
0,8
3,5
4,5
0,08
0,00
2,3
75,0
12,7
0,3
0,6
0,09
1,0
1,1
4,0
4,0
0,11
0,00
1,4
99,89
99,61
99,71
100,30
si
al
fm
c
alk
459
423
490
430
45,2
43,6
47,8
43,1
9,2
12,1
5,9
13,1
6,7
7,9
5,5
6,9
38,9
36,4
40,8
36,9
k
0,43
0,42
0,46
0,39
mg
ti
p
0,32
0,43
0,20
0,66
0,7
0,3
0,4
0,3
Sp.
-
Magma
aplitgranitisch
aplitgranitisch
aplitgranitisch
aplitgranitisch/
trondhjemitisch
1 Biotitliparit, S Phyriplaka, Milos
2 Biotitliparit, S Phyriplaka, Milos
3
Biotitliparit, Trachylas, Milos
4 Biotitliparit, S Phyriplaka, Milos
Analytikerin: G. ŠO PTRAJANOVA
* In den Analysentabellen I-VI sind die neuen, hier zum ersten Male veröffentlichten Analysen
der Milos-Gruppe mit arabischen Zahlen durchlaufend numeriert. Aus der Literatur entnommene
Analysen von Milos sind mit grossen Buchstaben bezeichnet, weitere Vergleichsanalysen aus der
Kykladenprovinz mit kleinen.
Jahrgang 112 C. BuRRI u. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
11
b) Plagioklasliparite
Makroskopisch handelt es sich um rein weisse, poröse Gesteine mit Einsprenglingen von Quarz, Biotit und Hornblende, vereinzelt auch etwas Pyrit.
Unter dein Mikroskop erweisen sich die Gesteine als vitrophyrisch mit fluidaler,
schwach perlitischer Glasbasis. Unter den Einsprenglingen überwiegen an Grösse
die Plagioklase. Sie sind zonar gebaut mit schmalen Zonen und zeigen deutlich die
oben erwähnte «angeschmolzene» Aussenzone, welche hier breiter ist als in allen
anderen Gesteinstypen. Der An-Gehalt sinkt im Kern von innen nach aussen von
35 auf 30 %, um in der geschmolzenen Zone wieder bis auf ±45 % anzusteigen. An
Zwillingsgesetzen wurde auch hier neben dem Albit- und Karlsbadergesetz das Gesetz
Albit-Ala konstatiert. Die relativ seltenen Quarzeinsprenglinge sind gross, gerundet
und resorbiert. Der praktisch einachsige Biotit zeigt gelegentlich Einschlüsse von
Apatit. Die Hornblende ist gut idiomorph mit deutlicher Spaltbarkeit und (-)2V=
72-74°, c/n γ = 14°. Pleochroismus : n α und 11 β olivgrün, n γ grünbraun.
Tabelle II
Si02
Al203
Fe20 3
FeO
Mn0
Mg0
CaO
Na20
K20
TiO 2
P205
H2O+
H20
si
5
6
7
A
B
a
440
346
356
459
462
381
al
43,5
40,7
45,0
43,5
47,5
39,0
A
7
6
5
B
a
75,3
12,6
0,4
0,7
0,06
0,8
1,2
4,0
3,0
0,12
0,03
2,4
-
70,4
14,1
0,9
1,1
0,08
0,9
2,5
3,7
3,2
0,22
0,05
2,7
-
70,5
14,9
1,0
0,9
0,06
0,4
2,5
4,2
3,0
0,20
0,03
2,0
-
76,04
12,17
1,25
1,11
0,19
1,68
3,65
3,02
0,05
0,00
1,05
0,08
76,56
13,47
0,20
1,01
0,06
0,08
1,47
3,76
3,51
0,10
0,27
0,22
73,14
13,46
1,39
0,32
0,16
1,23
2,37
5,10
2,59
0,14
0,10
0,00
0,00
100,61
99,85
99,69
100,29
100,71
100,00
fm
15,1
18,3
10,4
13,0
7,0
16,0
c
alk
k
mg
ti
p
7,4
13,3
13,8
11,0
10,0
12,5
34,0
27,7
30,8
32,5
35,5
32,5
0,33
0,36
0,32
0,36
0,38
0,25
0,46
0,35
0,23
0,14
0,10
0,56
0,4
0,9
0,9
Sp.
0,4
0,6
Sp.
Sp.
0,1
0,0
0,3
Magma
engadinitgranitisch
leukoquarzdioritisch
leukoquarzdioritisch
leukoquarzdioritisch
quarzdioritaplitisch
leukoquarzdioritisch
5 Plagioliparit, Phyriplaka, höchster Kraterrand, Milos.
6 Plagioliparit, Chalepa, W des Isthmus, Milos.
7 Plagioliparit, Isthmus, Milos;
5-7 Analytikerin: G. ŠOPTRAJANOVA.
A Perlit, Milos, Anal. RAOULT, in A. LACROIx, Soc. géol. Belgique, Livre jub. I. 2. (1924) 400.
B Rhyolithobsidian, Bombarda, Milos. H. S. WASHINGTON, Amer. J. Sc. 50 (1920) 457, Anal.
Autor.
a Oligoklasdazitoid, Block im Trass von Acrotiri, Santorin. Anal. RAOULT, in C. A. KTENAS,
Pragur. Akad. Athen, torn. A, Nr. 4 (1935), Taf. II.
12
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
1967
Tabelle III
8
8
9
a
b
c
9
a
b
c
SiO 268,1
15,2
Al203
2,5
Fe203
FeO
0,4
0,02
MnO
1,8
MgO
CaO
1,7
3,2
Na20
K20
5,2
TiO 20,32
0,03
P205
H2O+1,7
H 20-
-
66,0
16,5
4,2
0,3
0,07
1,8
4,6
3,8
2,0
0,30
0,07
0,8
-
65,88
15,79
1,70
3,88
0,13
1,40
4,32
3,70
1,51
1,16
0,05
0,68
-
64,68
16,10
1,96
3,78
0,11
1,08
4,15
4,86
1,90
0,94
0,16
0,35
0,07
65,50
15,63
0,67
3,90
0,04
2,24
4,30
4,56
2,54
0,52
0,07
0,15
100,17
100,44
100,20
100,14
100,12
si
al
fm
c
alk
k
mg
ti
p
306
257
261
247
243
40,4
37,8
37
36,0
34
22,5
23,8
27
24,5
26,5
8,1
19,2
18
17,0
17,1
29,0
19,2
18
22,5
22,4
0,51
0,26
0,21
0,20
0,27
0,54
0,44
0,31
0,25
0,47
1,1
0,9
3,6
2,5
1,3
0,1
0,2
Sp.
0,2
Sp.
Magma
rapakivitisch
leukopeléeitisch
quarzdioritisch
quarzdioritisch
quarzdioritisch
8 Rhyodazit, Chalakas, S Kap Mavros, Milos. Anal. G. Š OPTRAJANOVA.
9 Rhyodazit, Chalkas, Kap Vani, Milos. Anal. G. ŠOPTRAJANOVA .
a Lava, Tritonkuppe, 26. 8. 1939, Santorin. Anal. RAOULT, in G. C. GEORGALAS und P. KOKKOROS,
Prakt. Akad. Athen 15 (1940) 194.
b Pyroxendazitoid, Fouqué-Kameni, Santorin. Anal. RAOULT, in C. A. KTENAS, Bull. volc. 4
(1927) 33.
c Dazit, Mikros Chonos, Antimilos, Milos-Gruppe. Anal. Tu. MURABAS in G. MARINOS, Deltion
Griech. geol. Ges. 4 (1959-1960) 44.
Der Chemismus der Gesteine geht aus Tabelle II hervor. Zum Vergleich sind zwei
Analysen von Perlit und Obsidian, ebenfalls von Milos, aus der Literatur angeführt,
welche sich auch mit den Gesteinen von Tabelle I vergleichen liessen. Analyse a)
eines von C. A. KTENAS beschriebenen und als Oligoklasdazitoid bezeichneten
Gesteins (Block aus Tuff) von Acrotiri, Santorin, zeigt, dass chemisch analog zusammengesetzte Gesteine auch auf dieser Insel auftreten.
c) Rhyodazite
Makroskopisch handelt es sich um graue bis rötlichgraue Gesteine mit deutlich
erkennbaren Einsprenglingen von 3-5 mm grossen Quarzkörnern, Biotit und nur
sehr schwer erkennbaren gräulichen Plagioklasen. Unter dem Mikroskop erweisen
sich die Gesteine als hemikristallin-porphyrisch mit hyalopilitischer Grundmasse
und fluidaler Textur. Ausser den schon erwähnten Einsprenglingen tritt auch noch
etwas Hornblende und Pyroxen auf. Die grossen Quarzeinsprenglinge sind rissig
und unregelmässig begrenzt. Es könnte sich bei ihnen sehr wohl um exogene Ein-
Jahrgang 112 C. BURRI u. G. ŠOPTRAJANOVA . Petrochemie junger Vulkanite von Milos
13
schlüsse handeln. Der Plagioklas ist tafelig, verzwillingt und ausgezeichnet zonar.
Es sind Oligoklas-Andesine mit An32-33 im Kern und An28-33 am Rande. Der
Biotit ist dunkelrotbraun und zeigt Opazitränder, sowie Einschlüsse von Magnetit
und Zirkon. Etwas Hornblende ist in kleinen resorbierten, nicht näher bestimmbaren
Individuen vorhanden, ausserdem einige Körner von Pyroxen. In einem Rhyodazit
von oberhalb Adames treten endomorphe Einschlüsse von Biotitgranodiorit auf, in
welchen sich der Biotit unter Resorption in Hornblende umwandelt. Es handelt sich
hierbei um ein sehr schönes Beispiel einer Umwandlung, welche zu der weitverbreiteten Bowenschen Reaktionsserie im Widerspruch steht und welche wohl mit dem
Auftreten des betreffenden Gesteins als endogener Einschluss im Zusammenhang
steht (Fig. 3). Tabelle III gibt die chemische Zusammensetzung je eines hornblendefreien und eines hornblendeführenden Rhyodazites von Milos. Zwei Vergleichsanalysen zeigen, dass chemisch analoge Gesteine auch unter den jüngsten Laven von
Santorin vertreten sind sowie ebenfalls auf der zur Milos-Gruppe gehörigen Insel
Antimilos (Erimomilos).
d) Dazite
Die dazitischen Laven lassen sich nach der Art der dunklen Gemengteile einteilen in:
α) Biotitdazit
β) Hornblendedazit
γ) Hornblende- Pyroxendazit
δ) Pyroxendazit
α) Biotitdazite
Dieser Typus zeigt alle Übergänge zu den Plagiolipariten und Rhyodaziten, wie
dies schon durch R. A. SONDER (1924, 209) festgestellt wurde. Von den Plagiolipariten unterscheiden sie sich durch den grösseren Gehalt an dunklen Gemengteilen. Die makroskopisch grauen Gesteine zeigen unter dem Mikroskop vitrophyrische Struktur bei fluidaler, oft auch perlitischer Textur. Die Plagioklase sind
intensiv verzwillingte Andesin-Labradore mit viel Glaseinschlüssen. Die Quarzeinsprenglinge sind gross und randlich angeschmolzen. Der Biotit ist tafelig, optisch
einachsig und zeigt starken Pleochroismus von hellgelb nach dunkelbraun.
β) Hornblendedazite
Dieser Typus ist hemikristallin-porphyrisch mit fein mikrokristalliner, etwas
glashaltiger Grundmasse, welche auch etwas Hornblende enthält. Quarzeinsprenglinge, immer resorbiert, sind selten. Die Plagioklase sind leicht gerundet. Bei den
grösseren Individuen ist die früher erwähnte K-arme «angeschmolzene» Zone ausgezeichnet entwickelt. Auf sie folgt meistens eine ziemlich breite Zone normaler
Zusammensetzung, welche im Gegensatz zu den inneren Partien des Kristalles keine
Hornblendeindividuen als Einschlüsse enthält. Die Resultate der Untersuchung mit
der Elektronenmikrosonde wurden im Abschnitt über die gesteinsbildenden Mineralien näher diskutiert. Die Zusammensetzung der Plagioklase ist A n42 -45 bei schwacher
14
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
1967
Tabelle IV
10
SIO 2 66,0
Al203 14,4
Fe203 1,9
Fe0
1,6
Mn0
0,10
Mg0
1,0
Ca0
5,0
3,6
Na20
K20
2,4
TiO 2
0,30
0,08
P205
H 2O+ 2,9
H20 incl.
11
12
13
14
15
a
61,4
17,9
3,5
1,2
0,05
1,7
5,4
3,5
1,2
0,50
0,05
3,1
64,0
16,2
2,9
2,0
0,11
2,5
6,2
3,7
1,5
0,40
0,08
0,7
64,1
15,6
2,6
2,3
0,11
3,1
6,2
3,5
1,5
0,40
0,13
0,5
61,3
16,5
3,8
1,9
0,13
3,0
7,1
3,5
1,6
0,50
0,08
0,5
-
-
61,2
16,2
3,4
2,6
0,16
4,0
6,4
3,3
1,5
0,50
0,11
0,2
59,94
18,40
3,69
2,99
1,95
6,58
3,43
1,67
0,02
0,94
-
b
-
-
99,28
99,50 100,29 100,04
99,91
99,57
99,61
59,93
17,24
2,92
2,67
0,12
2,54
6,76
3,44
1,98
0,74
0,27
1,20
0,12
-
c
D
99,93 100,13 100,09
si
al
fm
c
alk
lc
mg
ti
10
11
12
13
14
15
a
b
c
D
E
285
230
226
223
200
196
196
199
263
197
211
36,6
39,6
33,6
32,0
31,7
30,5
35,5
33,7
39,0
28,9
32,2
18,7
23,2
26,8
29,7
29,2
34,4
27,0
27,3
23,0
32,4
25,0
23,1
21,6
23,5
23,2
24,8
21,9
23,0
23,9
15,0
23,4
26,2
21,6
15,6
16,1
15,1
14,3
13,2
14,5
15,1
23,0
15,3
16,6
0,30
0,19
0,21
0,22
0,23
0,23
0,26
0,28
0,21
0,24
0,18
0,35
0,41
0,49
0,54
0,50
0,55
0,35
0,46
0,24
0,50
0,30
1,0
1,3
1,0
1,0
1,2
1,1
Sp.
1,8
0,2
1,6
1,9
10
11
12
13
14
15
Glasreicher Biotit-Hornblendedazitoid, oberhalb Adames, Milos.
Hornblendedazit, Chalakas, SE Kantaros, Milos.
Hornblendedazit, Hügel NW Tasiphno, Milos.
Pyroxen-Hornblendedazit, Antimilos, Milos-Gruppe.
Pyroxen-Hornblendedazitoid, Megalokradia, Milos-Gruppe.
Pyroxendazitoid, Mikrokradia, Milos-Gruppe.
Nr. 10-15 Analytikerin: G. SOPTRAJANOVA.
E
65,84
60,64
61,00
16,46
15,10
15,80
1,39
0,80
0,61
3,80
5,40
5,20
0,08
0,08
0,09
0,91
3,36
1,45
3,50
6,76
7,04
4,81
3,66
4,10
1,90
1,76
1,30
0,83
0,63
0,70
0,22
0,10
0,24
0,23
1,76
1,90
0,06 0,24 0,20
0,10 -
99,83
p Magma
0,3 farsunditisch/granodioritisch
0,1 leukopeléeitisch
0,2 leukopeléeitisch
0,2 quarzdioritisch
0,1 quarzdioritisch/dioritisch
0,2 quarzdioritisch/peléeitisch
- quarzdioritisch/leukopeléeitisch
0,4 quarzdioritisch/leukopeleeitisch
0,2 granodioritisch, k niedrig
0,2 quarzdioritisch/dioritisch
0,4 leukopeléeitisch
a Andesit, Kaimeni, Methana. Anal. A. RÖHRIG, in H. S. WASHINGTON, J. Geol. 3 (1895) 150.
b Hornblendedazit, Dretzeikan-Massiv, Methana. E. DAVIS, Publ. Vulkaninst. I. FRIEDLAENDER
6 (1957) 38, Anal. Autorin.
c Hyalodazit, Mai-Insel, Santorin (Mai 1866), Anal. RAOULT, in A. LACROIX und C. A. KTENAS,
C. R. Ac. Sc. Paris 181 (1925) 895.
D und E Dazit, Antimilos, Milos-Gruppe. Anal. TH. MURABAS in G. MARINOS, Deltion Griech.
Geol. Ges. 4 (1959-1960) 44.
Zonarstruktur, (-)2V = 76°-86° und intensiver Verzwillingung nach dem Albit-,
Karlsbad- und Albit-Karlsbad-Komplexgesetz. Die Hornblendeeinsprenglinge variieren in ihrer Grösse von denjenigen der Grundmasse bis 3 mm. (-)2V = 76°,
c/n γ um 9°. Pleochroismus: ne gelbbraun, nß gelbgrün, n γ hellbraun. Zwil li nge nach
(100) sind nicht selten. Gelegentlich tritt Umwandlung in Calcit und Magnetit auf.
Jahrgang 112 C. BURRI U. G. Š oPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
15
γ) Hornblende-Pyroxendazite
Dieser Typus enthält zum Unterschied gegen den vorigen neben dem als Oxyhornblende ausgebildeten und oft opazitisierten Amphibol auch kleine Individuen
von Orthaugit (Hypersthen) mit (—)2V = 61° und schwachem Pleochroismus.
δ) Pyroxendazite
Diese Gesteine sind makroskopisch grau bis rotgrau und lassen Einsprenglinge
von Quarz, Plagioklas und Pyroxen erkennen. Die Plagioklase sind bis 1 cm grosse
Andesin-Labradore An45_50 mit (+)2V = 82°. Der Pyroxen ist orthorhombisch oder
monoklin, diopsidisch, teilweise mit Verwachsungen, bestehend aus einem orthorhombischen, resorbierten Kern mit einer diopsidischen Hülle. Die Quarzeinsprenglinge sind bis 1 cm gross und völlig xenomorph. Es könnte sich bei ihnen sehr wohl
um exogene Einschlüsse handeln.
Tabelle IV gibt 6 chemische Analysen dazitischer Laven von Milos. Vergleichsanalysen belegen, dass chemisch analoge Gesteine auch anderwärts in der Kykladenzone auftreten, so z. B. auf Methana und Santorin, sowie wiederum auf Antimilos.
e) Andesite
Die Andesite unterscheiden sich von den bisher betrachteten Gesteinen durch
ihre schwarzgraue bis fast schwarze Farbe bei kompakter Textur und muscheligem
Bruch. Gelegentlich ist die Textur blasig ausgebildet. Als einziges Mineral ist von
blossem Auge Augit zu erkennen. Unter dem Mikroskop sind die Gesteine hemikristallinporphyrisch mit Einsprenglingen von Labrador bis Bytownit, orthorhombischem
und monoklinem Pyroxen, meist zusammen vorkommend, seltener etwas Hornblende. Es kann daher unterschieden werden zwischen:
α) Pyroxen - Amphibolandesit
ß) Pyroxenandesit.
α)
Pyroxen-Amphibolandesite
Diese makroskopisch schwarzgrauen bis rotgrauen Gesteine erweisen sich unter
dem Mikroskop als hemikristallin-porphyrisch mit Einsprenglingen von Plagioklas,
Hornblende und Pyroxen in einer pilotaxitischen Grundmasse mit fluidaler Textur.
Die Plagioklase sind sehr frisch und zeigen die «angeschmolzene Zone», z. T.
sogar in doppelter Ausbildung, wobei in beiden Fällen wieder eine K-reichere Zone
folgt. Für diese Plagioklase muss somit das Kristallisationsmilieu verschiedent li ch
gewechselt haben. Die Zusammensetzung variiert von An55_58 im Kern zu An50_52
am Rand, 2V dementsprechend von 78 82°. Neben dem Albit- und KarlsbaderGesetz wurde auch das Gesetz Albit-Ala gefunden, sowie Bavenozwillinge vom
Banater Typ. Die Hornblende ist magmatisch stark umgewandelt und meist durch
eine Magnetitparamorphose ersetzt. In Fällen, wo die Umwandlung nur zu einem
Opazitrand führte, zeigt sie einen Pleochroismus von hellgrün nach braun. Der
Pyroxen ist unregelmässig verteilt und oft knäuelartig verwachsen. Es handelt sich
um Hypersthen mit (—) 2 V = 62°, entsprechend ca. 30 % FeSiO 3 , welcher über diopsischen Augit mit (+)2 V = 58° und c/n = 38° dominiert.
16
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
1967
Tabelle V
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Si0262,5
Al203 16,1
Fe203 4,4
FeO
1,0
Mn0
0,16
Mg0
1,9
CaO
8,7
Na20
3,6
K20
1,3
TiO 20,40
0,09
P205
H 2O+0,20
61,0.
16,5
3,5
1,9
0,11
2,4
5,4
3,6
2,3
0,60
0,20
2,4
63,4
16,0
1,6
3,1
0,11
3,6
5,7
3,5
1,7
0,20
0,08
1,1
61,2
17,7
3,8
0,6
0,06
3,1
5,3
4,1
1,8
0,73
0,17
1,8
59,1
17,1
2,2
3,8
0,12
3,5
6,9
3,5
2,0
0,68
0,09
1,1
58,2
17,1
3,7
3,6
0,16
3,5
6,7
3,5
2,0
0,70
0,10
0,9
59,6
15,9
1,3
3,6
0,11
4,4
7,7
3,0
1,6
0,52
-
1,6
57,6
17,2
3,4
4,9
0,18
3,4
7,2
3,7
1,0
0,80
0,12
1,0
55,8
18,1
3,8
3,1
0,12
4,1
8,4
3,1
1,9
0,90
0,08
0,9
100,35
99,91
100,09
100,36
100,09
100,16
99,33
100,50
100,30
Magma
si
al
fm
c
alk
k
mg
ti
p
qz
16
207
31,4
23,6
31,7
13,3
0,19
0,40
1,0
0,2
-I-53,8
17
18
19
216
217
209
34,4
32,3
35,6
27,8
31,5
27,5
20,4
21,0
19,5
17,4
15,2
17,4
0,29
0,24
0,22
0,46
0,58
0,57
1,7
0,6
1,8
0,2
0,3
0,2
+46,4
+56,2
+39,4
20
21
22
23
24
183
176
183
170
157
31,3
30,6
28,7
29,9
30,1
31,5
33,7
34,0
34,8
32,8
22,9
21,7
25,3
22,7
25,4
14,3
14,0
12,0
12,6
11,7
0,27
0,27
0,26
0,15
0,28
0,51
0,47
0,59
0,43
0,53
1,7
1,6
1,1
1,8
1,5
0,2
0,2
0,0
0,2
0,1
+25,8
+20,0
+35,0
+19,6
+10,2
si-melaplagioklasitisch
leukopeléeitisch
quarzdioritisch
quarzdioritisch/
leukopeléeitisch
quarzdioritisch
dioritisch
peléeitisch
peléeitisch
peléeitisch
16
17
18
19
20
21
22
23
Hornblende-Pyroxenandesit, SW Kastro, Milos.
Hornblende-Pyroxenandesit, N Paotema, Milos.
Glasreicher Pyroxenandesit, Kastro, N- Seite, Milos.
Pyroxenandesit, Korakia, Milos.
Hornblende-Pyroxenandesit, NE Sklaro, Kimolos, Milos- Gruppe.
Hornblende-Pyroxenandesit, südl. Vorberg des Korakia, Milos.
Hypersthen-Augitandesit, SSW Elias, Chalakas, Milos.
Hornblende-Hypersthenandesitporphyr, etwas glasführend, endogener Einschluss in Andesit,
Megalikradia, Milos- Gruppe.
24 Hypersthen-Augitandesit, Katzimbardos, Chalaka, Milos.
16-24 Analytikerin: G. SOPTRAJANOVA.
ß) Pyroxenandesite
Auch diese Gesteine sind hemikristallin-porphyrisch mit hyalopilitischer bis pilotaxitischer Grundmasse. Sie führen entweder nur Einsprenglinge von Plagioklas,
oder auch solche von Pyroxen. Die Plagioklase sind zonar und intensiv verzwillingt,
wobei das Albit-, Karlsbad-, sowie das Albit-Karlsbad-Komplexgesetz konstatiert
wurde. Der An-Gehalt variiert von An80-85 im Kern bis zu An 68-70 am Rand. Die
Pyroxene sind sowohl diopsidisch mit (+)2V = 56° und c/n = 36°, wie orthorhombisch mit (-)2V
(-)2V=61-63° entsprechend Hypersthen von ca. 30 % FeSiO 3 . Der
Chemismus der Gesteine geht aus Tabelle V hervor. Vergleichsanalysen (Tabelle Va)
Jahrgang 112 C. BURRI u. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
17
Tabelle Va
b
F
c
G
H
d
I
e
f
55,64
Si0 2
Al203 18,19
2,20
Fe203
5,57
FeO
0,20
MnO
3,47
MgO
8,52
Ca0
3,64
Na20
1,30
K20
TiO 2
1,54
0,00
P205
H20+
0,00
H 2 0- 0,13
55,83
18,96
5,64
3,23
-
2,76
7,40
3,12
1,17
0,32
-
1,20
-
56,85
17,60
0,61
5,30
0,05
3,66
7,70
3,82
1,68
0,60
0,08
1,85
0,25
56,12
18,53
3,82
2,84
0,11
2,82
7,22
3,63
2,11
0,79
0,11
1,76
0,08
57,50
16,25
0,30
8,20
0,06
2,18
8,14
3,50
2,05
0,59
0,03
1,07
0,19
57,80
17,60
0,60
6,80
0,11
1,48
8,40
3,80
1,10
0,62
0,14
1,18
0,22
58,92
17,29
1,69
6,37
0,24
2,31
6,22
4,29
1,68
1,02
0,00
0,21
0,08
59,34
16,82
4,39
1,63
0,15
3,55
7,50
3,14
1,66
0,58
0,31
0,70
0,50
60,60
18,21
1,93
4,00
-
2,52
5,95
3,70
2,29
0,70
Sp.
0,00
-
59,99
16,97
2,15
2,60
0,11
2,65
6,33
2,70
2,43
1,00
0,18
2,50
0,30
100,40
99,63
100,05
99,94
100,06
99,85
100,32
100,27
99,90
99,91
a
si
al
a
b
F
c
G
H
d
I
155
165
168
171
172
179
182
185
30
33
30,8
33
28,6
32,2
31,5
30,5
e
f
198
209
35
35
fm
c
alk
k
mg
ti
p
qz
32,5
25,5
32,5
23,5
30,9
24,3
29
23,5
31,2 26,2
26,4 27,8
20,5
32
31,5
25
0,44
12
0,19
0,38
11
0,21
0,52
14,0
0,23
0,27
0,44
14,5
0,31
14,0 0,28
13,6 0,17 0,26
0,21
0,50
16
0,53
13
0,26
3,2
0,7
1,4
1,6
1,4
1,5
2,4
1,5
0,0
-
0,2
0,2
Sp.
0,2
0,0
0,4
+17,0
+21,0
-1-1 2,0
+13,0
+16,0
+24,6
-1-18,0
-I-33,0
20,5
23,5
16,5 0,29 0,44
0,37
0,51
14,5
1,8
2,7
-
0,2
+32,0
+51,0
28
27
Magma
peléeitisch
peléeitisch
dioritisch
dioritisch
cumbraitisch
cumbraitisch
dioritisch
dioritisch/
peléeitisch
quarzdioritisch
quarzdioritisch
a Basischer Andesit, Einschluss in Lava 1928, Santorin. Anal. RAOULT in C. A. KTENAS, Pragm.
Akad. Athen, torn. A Nr. 4 (1935), Taf. IV.
b Hornblendeandesit, Schliere in Dazit, Kosona, Methana. Anal. A. RÖHRIG in H. S. WASHINGTON,
J. Geol. 3 (1895) 150.
F Andesit, Antimilos, Milos-Gruppe. Anal. Tn. MURABAS in G. MARINOS, Deltion Griech. Geol.
Ges. 4 (1959-1960) 44.
c Hornblendereicher Einschluss, Milos. Anal. RAOULT, in A. LACROIX, Soc. géol. Belgique, Livre
Jub. I. 2. (1924) 400.
G Andesit, Antimilos, Milos-Gruppe, Anal. u. Autor wie F.
H Andesit, Antimilos, Milos-Gruppe, Anal. u. Autor wie F.
d Dazitandesit, Acrotiri, Santorin. Anal. RAOULT, in C. A. KTENAS, Pragm. Akad. Athen, torn. A,
Nr. 4 (1935), Taf. II.
I Pyroxendazit, Akradiés, Milos. Anal. RAOULT, in C. A. KTENAS, Pragm. Akad. Athen, tom. A.
Nr. 4 (1935).
e Mikrotinit (Andesit), Santorin. Anal. PISANI, in A. LACROIX, C. R. Ac. Sc. Paris 140 (1905) 974.
f Hornblendeandesit, endogener Einschluss in Dazit, Armyra, Kromyonia. I. N. PAPASTAMATIOU,
Inaug. Diss. Univ. Athen (1937) 37, Anal. Autor.
zeigen, dass chemisch analog zusammengesetzte Gesteine auch anderswo in der
Kykladenzone auftreten, wie z. B. auf Santorin, Methana, Antimilos und im Isthmusgebiet von Korinth. Die angeführten qz-Zahlen sind ausnahmslos positiv. Es handelt
18
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
1967
sich also insgesamt um Gesteine, welche bei holokristalliner Ausbildung modal
Quarz führen müssten, d. h. um Dazitoide im Sinne von A. LACROIx.
Für die beiden Hypersthen-Augitandesite ist bemerkenswert, dass sie chemisch
durch besonders niedriges alk und hohes c, somit durch einen niedrigen c-(al-alk)Wert ausgezeichnet sind, wie er peléeitischen Magmen zukommt.
Analog im Chemismus ist auch ein endogener Einschluss in Andesit der kleinen
Insel Megaliakradia, welche der Nordküste von Milos vorgelagert ist (Tab. V, Nr. 23).
Makroskopisch handelt es sich um ein feinkörniges Gestein von hellgrauner Farbe,
das einige Hornblendenadeln erkennen lässt. Unter dem Mikroskop erweist es sich
als porphyrisch, indem der Plagioklas deutlich in zwei Generationen auftritt. Grosse,
schlecht begrenzte Individuen mit zonaren Einschlüssen von Glas, welche den
kristallographischen Formen folgen, liegen in einer glasarmen Grundmasse aus einer
zweiten Generation von Plagioklas, sowie Hornblende und Pyroxen. Die Grundmasse ist eigenartig ausgebildet, fast holokristallin, indem das spärliche braune Glas,
welches stellenweise etwas faserigen Chalzedon ausgeschieden hat, nur isolierte, nicht
zusammenhängende Inseln bildet, und besonders in den Zwickeln der Mineralien
sitzt. Da der reich li ch vorhandene Plagioklas der zweiten Generation aus gut idiomorphen, leistenförmigen Individuen besteht, welche ebenfalls zonare Glaseinschlüsse
zeigen und sich vielfach berühren, entsteht lokal ein deutliches Balkenwerk, welches,
in Verbindung mit dem geringen Glasgehalt, deutlich nach einer intersertalen Struktur tendiert. Der Anorthitgehalt der zonaren Plagioklase zweiter Generation variiert
von An45-50 im Kern zu An35-42 am Rand, wobei neben dem Albit-, Karlsbad- und
Rock Tourné-Gesetz auch Aklin- und Ala-Zwillinge konstatiert wurden. Die Bestimmung des An-Gehaltes der Einsprenglinge vermittels des U-Tisches bereitet gewisse
Schwierigkeiten, weil bei grösseren Neigungen eine eigenartige Inhomogenität im
Bau in Erscheinung tritt, welche die genaue Einmessung der optischen Symmetrieebenen sehr erschwert. Die bei gewöhnlicher mikroskopischer Betrachtung homogenen Individuen erscheinen bei grösserer Neigung in eine grosse Anzahl verschieden
orientierter und unregelmässig begrenzter Teilindividuen aufgelöst, welche sich teilweise überlappen, so dass Kompensationseffekte auftreten können. Die Bestimmungen des An-Gehaltes streuen daher von An40 bis An 50 , obwohl Zonarstruktur kaum
auftritt. An Zwillingsgesetzen wurde Albit, Karlsbad und Roe Tourné konstatiert.
Zur Kontrolle der Bestimmung wurde an Hand von mit Hilfe des U-Tisches genau
orientierten Schnitten ^ a die Auslöschungsschiefe gemessen, welche sich im Mittel
zu 30° ergab, entsprechend An45, HT-Optik vorausgesetzt.
Die Hornblende ist eine braune Oxyhornblende mit dem Pleochroismus n α gelb,
np braungelb und n γ braun, (—) 2 V = 81° und c/n γ = 7°. Die Hornblende zeigt gute
prismatische Spaltbarkeit und protoklastische Deformation, welche bis zum völligen
Zerbrechen reicht. Opazitränder sind vielfach deutlich ausgebildet, vor allem aber
fällt eine fast immer vorhandene randliche Umwandlung in einen feinstengeligen,
farblosen, 40-45° schief auslöschenden Pyroxen auf. Gegenüber der Hornblende
an Menge zurücktretend, findet sich Hypersthen in Form selbständiger, kurzprismatischer Individuen mit grober Spaltbarkeit und Querabsonderung und leichtem,
aber deutlich wahrnehmbarem Pleochroismus von blassgrün nach lachsfarben.
(—)2V = 64°, entsprechend ca. 30 % FeSiO 3 .
Jahrgang 112 C. BURRI u. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
.ƒ
19
) Andesitbasalte
Relativ basische Gesteine, wie sie hier als Andesitbasalte bezeichnet werden, sind
unter den vorliegenden Proben nur spärlich vertreten. Sie sind makroskopisch
schwarzgrau, sehr feinkörnig, mit muscheligem Bruch und zeigen blasige Textur.
Unter dem Mikroskop erweisen sie sich als hemikristallin-porphyrisch mit hyalopilitischer bis pilotaxitischer Grundmasse. An Einsprenglingen treten auf: schwach
zonarer, verzwillingter Plagioklas Ans0-58 mit (—)2V = 87-86°, gelegentlich von
chloriterfüllten Rissen durchzogen, sowie überwiegend orthorhombische Pyroxene
mit (—)2V=63°, entsprechend ca. 30% FeSiO 3 . Monokline Pyroxene sind selten.
Die Mandeln führen einen Kern von Magnetit, welcher von einer Calcitzone umgeben
ist, auf welche eine solche von Chlorit folgt. Gelegentlich fehlt der Magnetit.
Die chemische Zusammensetzung geht aus Tabelle VI hervor. Die angeführten
Vergleichsanalysen zeigen, dass chemisch analoge Gesteine sich auch andernorts in
der Kykladenzone finden, so z. B. auf Santorin, Ägina, Methana und Poros. Dabei
fällt auf, dass sich Vergleiche besonders mit in Form von endogenen Einschlüssen
auftretenden älteren Laven ergeben. Interessanterweise zeigt auch ein Hornblendegabbro, welcher ebenfalls als Einschluss (Tab. VI, Nr. 26) auftritt, einen sehr ähnlichen Chemismus. Makroskopisch handelt es sich um ein graugrünes, massiges,
mittelkörniges Gestein, welches von blossem Auge grüne Hornblende und weissen,
trüben Plagioklas erkennen lässt. Unter dem Mikroskop zeigt es sich als aus Plagioklas, Hornblende und etwas Quarz aufgebaut, wozu noch kleine Mengen von Magnetit, Titanit, selten Zirkon, sowie etwas sekundärer Epidot kommen. Die Struktur ist
allotriomorph, stellenweise mit etwas besserer Idiomorphie der Plagioklase. Geringe
kataklastische Deformation mit gelegentlicher beginnender Mörtelkranzbildung an
den Korngrenzen und undulöser Auslöschung des Quarzes ist vorhanden. Die
Plagioklase zeigen einen Kern von der Zusammensetzung An 85 , welcher sich scharf
und ohne Übergang von einer äusseren Randzone mit An60 abhebt. Der Kern ist
etwas getrübt und zeigt deutliche Resorptionserscheinungen, während der Rand
völlig frisch ist. Der Reliefunterschied zwischen Kern und Rand ist sehr deutlich und
die Beckesche Linie gut beobachtbar.
Die Hornblende ist eine grüne, gewöhnliche Hornblende mit dem Pleochroismus
nα hellgrün, n ß gelbgrün, n γ oliv und (—)2V=64° bei c/n=17-20°. Randlich
tritt etwas Umwandlung in Biotit auf sowie, offenbar sekundär, in Epidot. Der
spärliche Quarz füllt völ li g xenomorph die Zwickel zwischen den anderen Mineralien
und löscht etwas undulös aus.
Die Natur des Gesteins ist nicht ganz klar. Nach dem Chemismus könnte es sich
sehr wohl um einen endogenen Einschluss handeln, d. h. um ein Bruchstück einer
in Tiefengesteinsfazies erstarrten Partie der gleichen Magmen, welche die behandelten
subsequenten Laven lieferten. Einschlüsse ähnlicher Zusammensetzung treten verschiedentlich in den jüngeren Laven des Saronischen Golfes auf, besonders auch
auf Santorin (C. A. KTENAS 1926), allerdings weitaus vorwiegend in vulkanitischer
und nicht in plutonitischer Fazies. Anderseits sprechen die, allerdings nur leichten,
kataklastischen Deformationen, wie auch die teilweise Epidotisierung der Hornblende, eher gegen eine derartige genetische Deutung. Es müsste sich dann eher um
1967
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
20
Tabelle VI
a
b
c
d
e
26
Si0 254,0
Al 2 0317,7
3,7
Fe203
Fe0
3,6
Mn0
0,08
Mg0
4,0
Ca0
10,2
Na 2 0
3,2
K 2 0
1,5
TiO 20,5
P 2 050,05
H 2 O+
2,0
H2O-
-
53,36
17,53
2,00
5,28
0,22
5,22
9,94
3,12
1,55
1,14
0,18
0,37
0,35
53,41
16,22
3,53
3,75
0,13
5,95
9,66
2,66
1,72
1,08
0,52
1,23
0,08
54,50
16,55
6,14
0,37
0,13
5,93
9,78
3,12
1,99
0,87
0,40
0,50
0,11
53,51
18,00
4,15
3,50
0,13
3,67
9,37
3,34
1,98
1,07
0,24
0,83
0,11
55,14
16,46
3,99
2,85
0,11
5,72
8,63
2,50
1,57
0,96
0,30
1,48
0,13
54,2
17,65
2,7
3,8
0,15
5,6
11,2
3,5
0,8
0,55
0,06
0,2
-
100,53
100,26
99,94
100,39
99,90
99,84
100,41
25
25
a
b
c
d
e
26
si
al
fm
c
alk
k
mg
ti
p
146
137
140
142
145
152
136
28,3
26,5
25,0
25,4
28,9
26,8
26,0
31,8
36
38,5
36,1
31,7
38,4
34,2
28,9
27,5
27,0
27,4
27,2
25,4
30,1
11,0
10
9,5
11,1
12,2
9,4
9,7
0,25
0,24
0,30
0,30
0,28
0,30
0,12
0,55
0,56
0,60
0,64
0,47
0,61
0,61
1,0
2,2
2,2
1,7
2,3
2,0
0,9
0,1
0,2
0,6
0,5
0,2
0,3
0,1
Magma
belugitisch
leukomiharaitisch
leukomiharaitisch
leukomiharaitisch
belugitisch
leukomiharaitisch
belugitisch
25 Andesitbasalt, W Katzimbardos, Milos.
25 und 26 Analytikerin: G. SOPTRAJANOVA.
a «Basalt», Dom von Mavrorachidi, Santorin. Anal. RAOULT, in C. A. KTENAS, C. R. Ac. Sc.
Paris 189 (1929) 997.
b Olivinführender Augit-Hypersthenandesit, Malisa, Methana. E. DAVIS, Publ. Vulk. Inst.
I. FRJEDLAENDER 6 (1957) 45, Anal. Autorin.
c Hypersthenandesit, Oros, Aegina. E. DAVis, ibid. 42, Anal. Autorin.
d Olivinführender Andesit, Einschluss in den Laven des Zentralmassivs, Methana. E. DAVIS,
ibid. 49, Anal. Autorin.
26 Hornblendegabbro, Block in Tuff, Phourkovouni, Milos.
ein Bruchstück eines altkristallinen Grundgebirges handeln oder eventuell auch um
ein solches einer synorogen-plutonischen Serie, wie sie zwar im betrachteten Gebiet
nicht bekannt ist, wohl aber z. B. in demjenigen von Laurion (Attika). Auf Grund
dieser zweifelhaften Stellung des Gesteines wurde es in den diagrammatischen Darstellungen Fig. 5 und 7 mit einer besonderen Signatur versehen.
C. Charakterisierung des Provinzialtypus
Ausser den 26 neuen, hier zum ersten Male veröffentlichten chemischen Analysen
sind noch 10 weitere in der Literatur enthalten, welche in Tabelle VII zusammengestellt sind, so dass zur Charakterisierung der chemischen Variation der Vulkanite
Jahrgang 112
C. BURRI u. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
21
Tabelle VII
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
56,85
17,60
0,61
5,30
0,05
3,66
7,70
3,82
1,68
0,60
0,08
1,85
0,25
56,12
18,53
3,82
2,84
0,11
2,82
7,22
3,63
2,11
0,79
0,11
1,76
0,08
57,50
16,25
0,30
8,20
0,06
2,18
8,14
3,50
2,05
0,59
0,03
1,07
0,19
57,80
17,60
0,60
6,80
0,11
1,48
8,40
3,80
1,10
0,62
0,14
1,18
0,22
59,34
16,82
4,39
1,63
0,15
3,55
7,50
3,14
1,66
0,58
0,31
0,70
0,50
60,64
15,10
0,80
5,20
0,08
3,36
6,76
3,66
1,76
0,63
0,10
0,76
0,24
61,00
15,80
0,61
5,40
0,09
1,45
7,04
4,10
1,30
0,50
0,24
1,90
0,20
65,50
15,63
0,67
3,90
0,04
2,24
4,30
4,56
2,54
0,52
0,07
0,15
76,04
12,17
1,25
1,11
0,19
1,68
3,65
3,02
0,05
0,00
1,05
0,08
76,56
13,47
0,20
1,01
0,06
0,08
1,47
3,76
3,51
0,10
100,05
99,94
100,06
99,85
100,27
99,09
99,63
100,12
100,29
100,71
Si0 2
Al 2 0 3
Fe203
Fe0
Mn0
Mg0
Ca0
Na 2 0
K2 0
Ti0 2
P205
H2 O +
H 2 O-
si
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
al
168
30,8
171
28,6
172
28,6
179
32,2
185
30,5
197
28,9
211
32,2
243
34,0
459
43,5
462 47,5
fm
c
alk
k
mg
ti
p
30,9
31,2
31,2
26,4
31,5
32,4
25,0
26,5
13
7
24,3
26,2
26,2
27,8
25
23,4
26,2
17,1
11
10
14,0
14,0
14,0
13,6
13
15,3
16,6
22,4
32,5
35,5
0,23
0,27
0,28
0,17
0,26
0,24
0,18
0,27
0,36
0,38
0,52
0,44
0,31
0,16
0,53
0,50
0,30
0,47
0,14
0,10
1,4
1,6
1,4
1,5
1,5
1,6
1,9
1,3
Sp.
0,4
0,2
0,2
Sp.
0,2
0,4
0,2
0,4
Sp.
0,0
-
0,27
0,22
Magma
dioritisch
cumbraitisch
cumbraitisch
cumbraitisch
dioritisch/peléeitisch
quarzdioritisch/dioritisch
leukopeléeitisch
quarzdioritisch
leukoquarzdioritisch
quarzdioritaplitisch
27 Andesit, Antimilos, Milos-Gruppe. Anal. Tn. MURABAS, in G. MARINOS, Deltion Griech. Geol.
Ges. 4 (1959-1960) 44.
28 Hornblendereicher Einschluss, Milos. Anal. RAOULT, in A. LACROIX, Soc. géol. Belgique,
Livre jub. I. 2. (1924) 400.
29 Andesit, Antimilos, Anal. u. Autor wie 27.
30 Andesit, Antimilos, Anal. u. Autor wie 27.
31 Pyroxendazit, Akradies, Milos. Anl. RAOULT, in C. A. KTENAS , Pragm. Akad. Athen, tom. A,
32
33
34
35
36
Nr. 1 (1935), Taf. V.
Dazit, Antimilos, Anal. u. Autor wie 27.
Dazit, Antimilos, Anal. u. Autor wie 27.
Dazit, Antimilos, Anal. u. Autor wie 27.
Perlit, Milos, Anal. u. Autor wie 28.
Rhyolith-Obsidian, Bombarda, Milos. H. S. WASHINGTON, Amer. J. Sc. 50 (1920) 457, Anal.
Autor.
der Milos-Gruppe insgesamt 36 Analysen zur Verfügung stehen. Diese erstreckt sich
über eine Si0 2-Variation von 53,36-75,1 Gew.- % bzw. von 136-490 si. Das
Variationsdiagramm der Niggli-Werte zeigt nur eine sehr geringe Streuung (Fig. 5),
so dass sich leicht mittlere Variationskurven zeichnen lassen. Diese ergeben ein
Diagramm von ausgeprägt pazifischem Charakter (Fig. 6) mit augenfällig grosser
Differenz (al-alk). Aus den mittleren Variationskurven lassen sich folgende Werte
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
22
1967
50
40
301
0.5
20
10
IC
40
30
20
0.5
10
Milos -Gruppe
(Kykladen)
I(
30
20
10
I(
40
30
20
10
500
400
300
200
100
si
Fig. 5. Variation der Niggli-Werte der jungen Vulkanite der Milos-Gruppe. Das Kreuz bezeichnet
den Hornblendegabbro aus Tuff, Analyse Nr. 26.
—
_—x--- _— —x-- - -- — I -----
40-
alk
3020—fm
10150
200
300
250
350
400
450
- si
Fig. 6. Variationsdiagramm der jungen Vulkanite der Milos- Gruppe.
extrapolieren (in Klammer Vergleichswerte des Typus «Pelée-Lassen Peak» nach
BURRI, 1926) :
si
al
150
200
250
300
350
28
32,5
37
40
42
(28,5)
(34)
(38)
(41)
(43)
400
450
43,5 (45)
44 (46)
c
fm
34 (36)
29 (28)
24 (22,5)
20 (18)
16 (14)
13 (12)
11 (10)
27
23,5
21
17
13
(25)
(22,5)
(19,5)
(16)
(13)
9,5 (10)
7 (8)
alk
11 (10)
15 (15)
18 (20)
23 (25)
29 (30)
34 (33,5)
38 (36)
(al-alk)
17 (18,5)
17 (19)
19 (18)
17 (16)
13 (13)
9,5 (11,5)
6 (10)
Magma
belugitisch/peléeitisch
quarzdioritisch
leukopeléeitisch
farsunditisch
leukoquarzdioritisch /
dioritisch
trondhjemitisch
engadinitisch
Jahrgang 112 C. BURRI u. G.Š OPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
23
Es zeigt sich, dass die Laven von Milos diesem Typus sehr gut entsprechen und
dass insbesondere die Differenz (al-alk) die hierfür charakteristischen hohen Werte,
mit Ausnahme des Gebietes si<400 nicht nur erreicht, sondern sogar teilweise noch
um ein Geringes übertrifft. Es steht somit fest, dass der normative An-Gehalt bedeutend sein muss und dass die Vulkanite von Milos eine Serie von extrem pazifischem
Charakter bilden. Dieses Ergebnis steht allerdings in direktem Gegensatz zu der bis
jetzt herrschenden und durch ältere Analysen scheinbar belegten Ansicht, dass auf
Milos zwar eine pazifische Serie, jedoch mit bedeutend geringerem (al-alk) vorhanden sei.
Fig. 7. Zusammensetzung und Mengenverhältnis der normativen Feldspäte der jungen Vulkanite
der Milos-Gruppe. Das Kreuz bezeichnet den Hornblendegabbro aus Tuff, Analyse Nr. 26.
Eine Übersicht über Zusammensetzung und Mengenverhältnisse der normativen
Feldspäte ergibt das Feldspatdreieck Fig. 7. Es wurde auf Grund der Werte k und π
gezeichnet (BURRI 1959, 186), wobei π aus den Niggliwerten als π = (al-alk) / (al+alk)
erhalten wurde. Aus dem Dreieck ist zu ersehen, dass die Zusammensetzung der
Plagioklase von Andesin-Labrador bzw. saurem Labrador für die Basaltandesite
und Andesite bis zu Oligoklas bzw. Albit-Oligoklas für die sauren Liparite variiert.
Gleichzeitig nimmt der Or-Gehalt, welcher für die basischen Gesteine weniger als
1 / 8 des Gesamtfeldspates beträgt, bis auf über 3 /8 für die sauren Liparite zu.
Um eine Übersicht über den potentiellen Mineralbestand einer derartigen Serie
bei holokristalliner Ausbildung zu erhalten, wurden für einige Häufungspunkte folgende mittlere Kennwerte interpoliert:
I Andesitbasalt
2
3
4
5
6
7
Andesit
Dazit
Rhyodazit
Plagioliparit
Liparit I
Liparit II
si
140
165
215
275
350
440
460
al
27
29
34
38
42
44
44
fm
35
33
27
21
16
12
11
c
28
26
23
19
13
8
7
alk
10
12
16
22
29
36
38
k
0,18
0,25
0,23
0,35
0,35
0,38
0,40
mg
0,58
0,50
0,50
0,45
0,30
0,52
0,20
ti
0,9
1,5
1,5
1,2
0,9
0,3
0,5
p
0,1
0,2
0,2
0,1
0,1
—
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
24
1967
Zur Berechnung eines normativen Mineralbestandes bedarf es zusätzlich der
Kenntnis des Oxydationsverhältnisses des Eisens durch den Wert
w = 2 Fe203/(2 Fe203 + FeO) .
Dieser schwankt in vulkanischen Serien erfahrungsgemäss ziemlich stark, wegen der
leichten Verwitterbarkeit, auch wenn die Gesteine im Dünnschliff durchaus frisch
erscheinen. Versuche, durch graphische Interpolation mittlere Werte für die ausgeschiedenen Kennwerte zu erhalten, führten bei ziemlich starker Streuung auf Mittelwerte zwischen w = 0,4 und w = 0,65. Es schien daher zulässig, für alle Kennwerte
einen einheitlichen Wert von w = 0,5 anzunehmen. Unter dieser Annahme berechnen
sich aus den oben gegebenen Niggli-Werten folgende Diopsid-Varianten der KataStandardnormen (BURRI 1959, 140), wobei das Verhältnis En/Hy für Diopsid und
Orthaugit identisch angenommen wurde.
Q
Or
Ab
An
Di
En
Hy
Mt
Ru
Cp
An
1
2
3
4
5
6
7
4,1
10,1
25,9
30,5
15,4
8,1
1,5
3,9
0,3
0,2
9,8
9,7
29,2
27,6
11,0
6,3
1,6
4,0
0,5
0,3
16,8
10,0
33,6
24,5
4,8
5,5
1,3
2,8
0,4
0,3
22,0
17,6
32,8
18,4
2,4
3,4
1,0
2,0
0,3
0,1
27,3
19,4
36,1
12,4
0,6
1,5
0,9
1,5
0,2
0,1
32,3
22,0
36,0
6,4
2,0
0,5
0,7
0,1
33,4
23,6
35,5
4,7
0,6
0,55
0,55
1,0
0,1
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
62,0
48,6
42,1
25,9
25,6
15,1
11,7
Die berechneten Äquivalentnormen entsprechen einem H 2 O-freien Mineralbestand, wie er für die Andesitbasalte und Andesite mit ihren diopsidischen und
orthorhombischen Pyroxenen bei holokristalliner Ausbildung weitgehend realisiert
sein dürfte. Ein Teil der Andesite und Dazite führt etwas Hornblende, letztere
auch Biotit, während für die liparitischen Gesteine Biotit der herrschende oder sogar
der einzige dunkle Gemengteil ist. Für diese empfiehlt sich daher die Berechnung
einer Biotit-Variante, unter Eliminierung des Orthaugites gemäss :
6 (En ;- Hy) + 5 0r (+ 2 W) = 8 Bi + 3 Q
wodurch man erhält:
5a
6a
7a
Q
Or
Ab
An
Di
Bi
Mt
Ru
Cp
Summe
28,5
33,6
33,9
17,4
19,9
22,7
36,1
36,0
35,5
12,4
6,4
4,7
0,6
0,6
3,2
3,3
1,5
1,5
0,7
1,0
0,2
0,1
0,1
0,1
-
100,0
100,0
100,0
D. Stellung der Vulkanite von Milos im Rahmen der Kykladenprovinz
Wie schon eingangs erwähnt, bilden die Laven der Milos-Gruppe ein Glied in der
bedeutenden Zone jungtertiärer bis quartärer vulkanischer Bildungen, welche sich
Jahrgang 112 C. BURRI u. G. Š OPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
25
längs des SW- und S-Randes des alten, im Quartär eingebrochenen Kykladenmassivs,
von der Landschaft Kromyonia im Isthmusgebiet von Korinth über Ägina, Methana
und Poros im Gebiet des Saronischen Golfes, nach Milos, Santorin und den Inseln
des Dodekanes bis auf das kleinasiatische Festland erstreckt. Wenn man von den
Vorkommen des Dodekanes und des benachbarten Festlandes, wo auch trachyandesitische bis trachytische Laven auftreten, absieht, so ist für die Laven eines
grossen Teils dieser Zone eine enge Verwandtschaft zu konstatieren. Diejenigen des
Isthmusgebietes und des Saronischen Golfes zeigen den gleichen extrem pazifischen
Provinzialtyp wie diejenigen von Santorin, während er auf Milos nach den bisherigen
Kenntnissen in abgeschwächtem Masse vorhanden zu sein schien. Es muss daher
geprüft werden, ob diese Sonderstellung von Milos innerhalb der petrographischen
Provinz der Kykladen durch die neuen Untersuchungen bestätigt wird, oder ob sie
eventuell dahinfällt.
Zu diesem Zwecke wurden die in der Literatur vorhandenen Analysen der übrigen
Vulkanite der Kykladenzone, vom Isthmusgebiet bis nach Santorin, mit der chemischen Variation der Milos-Gesteine, wie sie sich auf Grund der neuen Untersuchungen
darstellt, verglichen. Fig. 8 zeigt die Variationskurven der Niggli-Werte für die MilosLaven gemäss Fig. 5. Eingezeichnet wurden zusätzlich alle Analysen der übrigen
Vulkangebiete der Kykladenzone, wobei lediglich diejenigen weggelassen wurden,
welche ausserhalb der auf Milos realisierten si-Variation liegen, sowie eine Anzahl
von Santorin-Laven mit si um 250, da deren Zahl so gross ist, dass es technisch
nicht möglich ist, sie alle einzuzeichnen. Aus Fig. 8 geht deutlich hervor, dass die
chemische Variation der übrigen Kykladen-Vulkanite weitgehendst mit derjenigen
von Milos übereinstimmt. Der Kykladenvulkanismus erscheint somit vom Isthmusgebiet von Korinth bis nach Santorin als einheitliche petrographische Provinz von
extrem pazifischem Charakter. Die Laven von Milos ordnen sich, entgegen den
bisherigen Ansichten, in vollkommener Weise in den Rahmen der Provinz ein, ohne
irgendwelche Sondertendenzen zu repräsentieren. Die bemerkenswerte Homogenität
der Provinz erscheint höchstens durch das eigenartige Verhalten der Laven von
Santorin im Gebiet von si um 250 etwas gestört. Diese Dazitoide sind deutlich etwas
höher in alk und etwas niedriger in c, als dies der mittleren Gesamtvariation der
Provinz entspricht. Dieses Verhalten muss als durchaus gesichert angesehen werden,
da es durch mehrere als zuverlässig bekannte Analytiker (KEYES, MURABAS, RAOULT,
WASHINGTON) unabhängig voneinander konstatiert wurde. Wie Fig. 8 zeigt, sind
auch die basischeren Laven von Santorin, wie auch diejenigen von Ägina, mit si < 200,
eher etwas höher in alk und teilweise niedriger in c als diejenigen von Milos, während
diejenigen von Methana in bezug auf alk etwas unter der mittleren alk-Kurve von
Milos zu liegen kommen. Es handelt sich hierbei offenbar um geringfügige laterale
Unterschiede innerhalb der Kykladen-Provinz, für welche eine Erklärung nicht
gegeben werden kann. Eventuell liesse sich für Santorin an eine pneumatolytische
Alkalianreicherung denken. Wenn auch die grosse Caldera heute nicht mehr als
Explosionscaldera, sondern als durch Einsturz bedingt angenommen wird, so zeigen
doch die gewaltigen Bimssteinmassen, dass die Anreicherung der leichtflüchtigen
Bestandteile für den Santorin unterliegenden Magmenherd ein Ausmass erreichte,
wie es von den übrigen Vulkanherden der Kykladenzone nirgends auch nur annähernd
26
Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich
150
200
250
300
350
400
1967
450
Fig. 8. Chemismus der Kykladen-Laven, verglichen mit der mittleren Variation der Milos- Gruppe
gemäss Fig. I und Fig. 2.
bekannt ist. Diese könnte sich sehr wohl auch im Sinne einer Alkalianreicherung
dazitischer Differenziate ausgewirkt haben.
Zur weiteren Charakterisierung der Stellung von Milos im Rahmen der Kykladenprovinz ist in Fig. 7 auch das Feld der Hauptvariation der normativen Feldspäte
für die Gebiete des Saronischen Golfes und für Santorin eingezeichnet. Wie ersichtlich, fallen die Milos-Laven, mit Ausnahme der sauren Liparite, für welche in der
Kykladenzone analoge Vorkommen nicht bekannt sind, gut in das abgegrenzte Feld.
Dieses erstreckt sich anderseits weiter in Richtung nach An-reicheren Mischungen,
welche jedoch in Gesteinen auftreten, wie sie auf Milos bis jetzt nicht bekannt
geworden sind.
Jahrgang 112 C. BURRI u. G. SOPTRAJANOVA. Petrochemie junger Vulkanite von Milos
27
Herrn M. WEIBEL sind wir für Anleitung und Ratschläge beim chemischen Arbeiten zu grossem Dank verpflichtet, Herrn R. GUBSER für die Untersuchung der Plagioklase mit Hilfe der Mikrosonde, sowie Herrn E. SCHÄRLI für Beihilfe bei der Anfertigung der Mikrophotographien.
E. Literatur
BIANCHI, A. (1929): Le rocce effusive del Dodecaneso (Mar Egeo). Boll. Soc. geol. Italiana 48, 1-49.
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Stellung im Rahmen der Kykladenprovinz. Publ. Vulkan-Inst. I. FRIEDLAENDER 6, Zürich (auch
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— (1935): Le groupe des Iles de Santorin. Contribution a l'étude des laves tertiaires et quaternaires
de la Mer Egée. Pragm. Acad. Athens, tom. A, no. 4.
MARINOS, G. (1959-1960): The Antimilos Volcano in Aegean Sea. Deltion, Griech. Geol. Ges. 4,
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SOLDATOS, K. (1961): Die jungen Vulkanite der griechischen Rhodopen und ihre provinziellen Verhältnisse. Publ. Vulkaninst. I. FRIEDLAENDER 8, Zürich (auch als Promotionsarbeit ETH Zürich).
SONDER, R. A. (1924): Zur Geologie und Petrographie der Inselgruppe von Milos. Z. Vulk. 8, 181
bis 237.
WEIBEL, M. (1961): Die Schnellmethoden in der Gesteinsanalyse. Schweiz. Min. Petr. Mitt. 41,
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— (1962): Die Aluminiumbestimmung in der chemischen Silikatanalyse. Z. anal. Chem. 184,
322-327.