7.2.3 Die Zirkone der migmatischen Gesteine

Die letzte Gesteinsgruppe, die zirkontypologisch untersucht worden ist, sind die Migmatite. Sie sind durch hochgradig amphibolitfazielle bis granulitfazielle Metamorphose gekennzeichnet und zeigen, verschieden stark ausgeprägt, Anzeichen einer teilweisen bis fast völligen Aufschmelzung.
Die untersuchten Gesteine dieser Gruppe werden im Rahmen dieser Untersuchungen durch sieben Proben repräsentiert. Zu dieser Gruppe gehören neben Migmatiten auch Leukosom-Körper und Diatexite. Alle sieben Proben konnten am REM trachtindiziert, als auch am Durchlichtmikroskop untersucht werden.
Bis auf zwei aus Risemedet stammende Proben stellt das Mühlig Hofmann-Gebirge (Festninga und Vedkosten) das Liefergebiet der übrigen Proben dar.

7.2.3.1 Kristallhabitus

Einen ersten Überblick über die Elongations-Verhältnisse der zu dieser Gruppe gehörenden Gesteine bietet wieder Tabelle 7-2. Wie auch bei den Gneisen liegen die Längen-Breiten-Verhältnisse auch bei den migmatischen Gesteinen klar über 2, was nach POLDERVAART (1955, 1956) für ein magmatisches Edukt spricht. Das kann in diesem Fall mit der partiellen Schmelzbildung erklärt werden, die mit der Migmatisierung einherging. Insgesamt liegen die L/B-Verhältnisse der einzelnen Populationen auch recht nahe beieinander und bewegen sich mit nur geringen Abweichungen um 2,80. Lediglich die Probe 13.01.00/1 liegt mit 3,31 deutlich über diesem Wert. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass POLDERVAART (1955, 1956) zwar innerhalb seiner abgegrenzten Gruppen keine weiteren Differenzierungen machen konnte, aber meiner Meinung durchaus die Möglichkeit besteht, auch bei Populationen mit einem L/B-Verhältnis von >2 eine weitere Unterscheidung anhand dieses Merkmals möglich sein könnte. Dies deuten zumindest erste Vergleiche der vorliegenden Proben an. So ist es sehr auffallend, dass sich die L/B-Verhältnisse der migmatischen Gesteine deutlich von den Durchschnitten der Gneise unterscheiden.

Die Habiti der Zirkone der Diatexite unterscheiden sich hier von denen der Leukosom-Körper derart, dass hier zwar größere Körner gewachsen sind, die Elongations-Verhältnisse aber mit Werten von 2,71, 2,70 und 2,71 sehr dicht beieinander liegen und einen langsäuligen Habitus zeigen. Diese Gesteine sind demnach wohl in gleichem Maße metamorph überprägt bzw. migmatisiert worden. Die Korngrößen der diatexitischen Zirkone zeigen Mittelwerte von etwa 225 µm bei den Längen und etwa 85 µm bei den Breiten.
Demgegenüber enthalten die Leukosome kleinere Körner mit Längen um etwa 193 µm und Breiten, die um 70 µm streuen. Auch bei den Leukosomen liegen die L/B-Verhältnisse mit Werten von 2,88, 2,87 und 2,91 eine sehr dicht beieinander und sind ebenfalls langsäulige Kristalle. Eine Ausnahme bildet hier das Leukosom eines charnockitischen Migmatits aus Festninga, dessen Zirkone mit einem L/B-Verhältnis von 3,31 als kurzstängelig anzusprechen sind und in dieser Gruppe die Körner mit dem langstängeligsten Habitus darstellen.

Alle Zirkonpopulationen der migmatischen Gesteine zeigen relativ geringe Abweichungen vom Mittelwert der jeweiligen L/B-Verhältnisse. Die errechneten Standardabweichungen liegen zwischen 0,65 und 0,75, nur beim charnockitischen Migmatit liegt sie mit 0,84 etwas höher. Die Abweichungen sind damit niedriger als die der Gneise, die mit Abweichungen von bis zu 1,41 deutlich heterogenere Populationen aufwiesen als die der migmatischen Gesteine.

7.2.3.2 Kristalltracht

Die Trachtdiagramme nach PUPIN (1980) für die migmatischen Gesteine:

		Der grau hinterlegte Trachttyp stellt den am häufigsten auftretenden Typ dar. Legende:
Abb. 7-27: Trachtdiagramm der Probe 13.01.00 / 1 (charnockitischer Migmatit) nach PUPIN (1980).

Abb. 7-28: Trachtdiagramm der Probe 18.01.00 / 2 (Diatexit) nach PUPIN (1980).		Abb. 7-29: Trachtdiagramm der Probe 11.01.00 / 3 (massiver Diatexit) nach PUPIN (1980).

Abb. 7-30: Trachtdiagramm der Probe 03.01.00 / 3 (Diatexit) nach PUPIN (1980).		Abb. 7-31: Trachtdiagramm der Probe 18.01.00 / 1 (Plag.-Hbl.-Leukosom) nach PUPIN (1980).

Abb. 7-32: Trachtdiagramm der Probe 09.01.00 / 2 (deformiertes Leukosom) nach PUPIN (1980).		Abb. 7-33: Trachtdiagramm der Probe 15.12.99 / 4 (massives Leukosom) nach PUPIN (1980).

Im Gegensatz zu den Zirkonen der Gneise zeigen die Zirkone der migmatischen Gesteine unter dem Rasterelektronenmikroskop zumeist gut ausgebildete Flächen und damit Kristalle mit idiomorphem Wachstum. Zugerundete Körner wie man sie eher aus Zirkonen sedimentärer Gesteine kennt, aber auch bei den Gneisen beobachten konnte, sind hier selten. Somit minimierte sich bei den migmatischen Gesteinen auch die Anzahl der Zirkonkörner, die nicht zu indizieren waren.
Trotzdem sind auch an den Zirkonen der migmatischen Gesteine Wachstumsbehinderungen zu erkennen, die vom Wachstum anderer Kristalle in der Schmelze herrühren. Die im Vergleich zu den Gneisen weitaus seltener auftretenden Rundungserscheinungen können nach MAGER (1981) auf Resorptions-, Foliierungs- und Rekristallisierungsvorgänge während des Höhepunktes der Deformationen zurück zu führen, die die Metamorphose begleiten. Dieses Phänomen war aber bei den Zirkonen der Gneise deutlich stärker ausgebildet.

Bei den Diatexiten gibt es im Trachtdiagramm markante Häufungspunkte bei den Nebentypen S19 und S24. Beide Typen sind durch bevorzugtes Wachstum der (101)-Pyramide und des (100)-Prismas charakterisiert. Daneben sind auch andere Nebentypen deutlich entwickelt. Die bevorzugt entwickelten Flächenkombinationen folgen dabei einem alkalischen Trend und zeigen eine Entwicklung parallel zu jener Achse, die durch den Index A repräsentiert wird. Ein entsprechender Trend bei der Entwicklung der Prismen, die mit der Schmelztemperatur korreliert sind, ist bei den Proben 18.01.00/2 und 03.01.00/3 nicht zu beobachten. Die Zirkone dieser Gesteine zeigen eine Kristallisation bei ausschließlich hohen Temperaturen auf. Die Alkalinität der zirkonkristallisierenden Schmelze war also über die Zeit hinweg nicht konstant, sondern hat entsprechend stark geschwankt, was durch eine Kontamination durch Krustenmaterial erklärbar ist, während die Gesteine migmatisiert worden sind. Möglich ist hier die Vorstellung eines lokalen Hitzeherdes im Untergrund, der während der Migmatisierung zur entsprechenden Mobilisierung von Al-reichen krustalen Gesteinen geführt hat.
Demgegenüber steht der Diatexit 11.01.00/3, der ein ganz anderes Bild zeigt: dieses Gestein ist in seiner Kristallisation eindeutig temperaturdominiert: Häufungsschwerpunkte bei der Trachtindizierung zeigen dominierende Flächenkombinationen im P-Typ, wobei die Hochtemperatur-Typen P4 und P5 dominieren. Der P-Typ mit seinen fünf Untertypen tritt darüber hinaus nur bei extremer Al-Armut und entsprechendem Reichtum an Natrium und Kalium auf. Die Kristallisation dieses Diatexits aus Vedkosten erfolgte demnach unter äußerst alkalischen Bedingungen und unter anfänglich sehr hohen Temperaturen: der mean point mit A- und T-Indices von 673 bzw. 497 zeigt eine Temperatur von etwa 800°C zu Beginn der Kristallisation an.

Die Leukosom-Körper zeigen wieder andere Ausbildungen im Trachtdiagramm als die diatexitischen Gesteine: sie zeigen ein recht heterogenes Wachstum mit vergleichsweise vielen verschiedenen Nebentypen neben dem Maximum: das Hornblende-Plagioklas-Leukosom 18.01.00/1 zeigt neben einem Häufungsmaximum vom Typ S18 sehr viele weitere Typen, die sowohl bei der Entwicklung der Prismen als auch der Pyramiden fast alle Flächenkombinationen abdecken.
Die anderen Leukosome 09.01.00/2 sowie 15.12.99/4 zeigen das, was bereits bei den Gneisen beobachtet werden konnte: die Trachtdiagramme zeigen auffällige Entwicklungen entweder entlang des A- oder des T-Index: das massive Leukosom 15.12.99/4 zeigt eine bevorzugte Entwicklung der flachen (101)-Pyramide, demgegenüber aber bei den Prismen das Auftreten fast aller möglichen Kombinationen der Primen (110) und (100). Es lässt sich also ein Entwicklungspfad über einen offenbar langen Zeitraum des Wachstums ableiten. Dieses Leukosom lässt sich als aus einem Granit "ausgeschwitztes" Leukosom interpretieren, dass, wie später noch gezeigt wird, auch beim Internbau typische Merkmale von Tiefengesteinszirkonen zeigt.

Nachfolgend einige Beispielzirkone aus den migmatischen Gesteinsproben:

Abb. 7-34: Zirkonkristall aus der Probe 09.01.00/2.Zerbrochener und wieder verwachsener Zirkonkristall mit S19-Tracht.		Abb. 7-35: Zirkonkristall aus der Probe 09.01.00/2.Zwei miteinander verwachsene Zirkone. Die kleinere Pyramide besitzt S14-Tracht.

Abb. 7-36: Zirkonkristall aus der Probe 11.01.00/3.Zwei durch Diatexis stark beanspruchte Zirkone, die miteinander verwachsen sind.		Abb. 7-37: Zirkonkristall aus der Probe 11.01.00/3.Stark beanspruchter Zirkon.Wie in Abb. 7-36 offenbart auch hier die diatektische Einwirkung einen Zonarbau.

Abb. 7-38: Zirkonkristall aus der Probe 11.01.00/3.Idiomorpher Zirkon in P5-Tracht.		Abb. 7-39: Zirkonkristall aus der Probe 15.12.99/4.Typischer Niedrig-Temperatur-Kristall mit einer S10-Tracht. Es ist der häufigste Untertyp in dieser Population.

Abb. 7-40: Zirkonkristall aus der Probe 15.12.00/4.Zwei miteinander verwachsene Körner in S20-Tracht. An den großen Körnern sind jeweils kleine angewachsene Körner zu erkennen, die im Gegensatz zu den großen Zirkonen eine Tracht mit dominierendem (110)-Prisma zeigen.		Abb. 7-41: Zirkonkristall aus der Probe 18.01.00/1.Zwei verwachsene Zirkone. Das große Korn zeigt eine S19-Tracht, der kleinere Zirkon eine S25-Tracht.

Abb. 7-42: Zirkonkristall aus der Probe 18.01.00/1.Idiomorpher, gedrungener Kristall in S9-Tracht.		Abb. 7-43: Zirkonkristall aus der Probe 18.01.00/2.Idiomorpher Zirkon in S13-Tracht. Außerdem ist die sehr steile Pyramide (301) an der oberen Pyramide gut entwickelt.

Abb. 7-44: Zirkonkristall aus der Probe 18.01.00/2.Idiomorpher Zirkon in P4-Tracht.		Abb. 7-45: Zirkonkristall aus der Probe 18.01.00/2.Idiomorpher Zirkon in S20-Tracht. Auf der rechten Seite ist die Pyramide asymmetrisch ausgebildet.

7.2.3.3 Kristallinterne Phänomene

Mit Hilfe der beobachtbaren kristallinternen Phänomene lässt sich diese Gruppe grob in zwei Teile untergliedern: zum einen in die Proben 03.01.00/3, 13.01.00/1 und 15.12.99/4, bei denen es sich um zwei Leukosome und ein Migmatit i.e.S. handelt. Die Populationen dieser drei Gesteine zeigen typischerweise einen ausgeprägten Zonarbau bei sehr vielen Körnern. Dieser ist dann auch sehr gut entwickelt. Die einzelnen Zonen zeigen, soweit erkennbar, die gleiche Tracht wie die Außenhülle des Kristalls. Oft beginnt der Zonarbau mit einem zentralen Kern und setzt sich dann mitunter recht fein gegliedert zum Außenrand des Korns hin fort. Die Kerne zeigen wieder sehr starke Metamiktisierung und können dadurch eine fast schwarze Farbe annehmen.
Diese Zirkone zeigen also eindeutige Merkmale einen mehrphasigen Wachstums, wie man sie gerade von Zirkonen kennt, die in plutonischen Gesteinen gewachsen sind (FRASL 1963).
Dass gerade die Leukosome solche Merkmale aufzeigen, ist durchaus erklärbar, zeigen doch Leukosome nach MATTHES (1996) die charakteristischen Züge magmatischer Kristallisationsprodukte, zu denen ein ausgeprägter Zonarbau gehört.
Gerade die Probe 15.12.99/4 zeigte ja auch im Trachtdiagramm (Abb. 7-32) Flächenkombinationen, wie sie für granitische Gesteine typisch sind, so zum Beispiel die bevorzugte Ausbildung des (110)-Prismas.
Die Zirkone dieser Gruppe zeichnen sich des weiteren dadurch aus, dass sie relativ arm an Einschlüssen sind und im Vergleich zu den Gneisen deutlich weniger Fremdmineraleinschlüsse enthalten. Sind Einschlüsse zu beobachten, scheint es sich meistens um Gas- oder Flüssigkeitseinschlüsse zu handeln, die offenbar während der Neukristallisation im Verlaufe der Migmatisierung aufgenommen worden sind. Eine Unterscheidung, ob es sich bei den fluid inclusions um gasförmige oder flüssige Einschlüsse handelt, war nicht mit Sicherheit zu treffen.

Die drei Proben 18.01.00/1, 18.01.00/2 und 09.01.00/2 nun zeigen völlig andere Merkmale zu denen, die bislang beschrieben worden sind:
Typischerweise finden sich in den Zirkonen dieser Proben so gut wie keine Körner mit einem ausgeprägten Zonarbau. Kern-Mantel-Strukturen dagegen sind immer wieder derart zu beobachten, dass viele Körner recht große Kerne eines früheren Wachstumsstadiums umwachsen. Diese Kerne sind aber nicht, wie bislang fast immer der Fall, metamikt, sondern zumeist ebenfalls von durchscheinender Farbe oder gar völlig transparent.

Einschlüsse sind hier sehr selten und beschränken sich in erster Linie auf Zirkone der Probe 18.01.00/2, wo sehr nadelige Fremdmineraleinschlüsse zu beobachten sind. Allerdings sind diese Einschlüsse in keiner Weise orientiert eingeschlossen, sondern zeigen eine richtungslose Verteilung im Mineral. Viele der Zirkone sind auch frei von Deformationserscheinungen und zeigen keinerlei Rissbildung oder andere Merkmale einer Deformation.

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