Weißschiefer

Weißschiefer ist ein selten auftretendes metamorphes Gestein. Sein charakteristisches Merkmal ist eine Mineralvergesellschaftung (Paragenese) von Talk und Disthen. Diese Paragenese ist unter hochdruckamphibolitfaziellen und eklogitfaziellen Metamorphosebedingungen stabil, d. h. bei Drücken oberhalb von ca. 1 GPa (entspricht einer Tiefe von mehr als ca. 30 km unter der Erdoberfläche) und Temperaturen von ca. 550 bis 850 °C. Solche Bedingungen sind in der Natur unter niedrigen geothermischen Gradienten verwirklicht, z. B. im Bereich von Subduktions- bzw. Kollisionszonen.

Mineralogie/ Gesteinschemie

Die chemische Zusammensetzung der Minerale in Weißschiefern wird durch das nach den Anfangsbuchstaben der Komponenten benannte MASH-System gekennzeichnet: sie enthalten MgO - Al₂O₃ - SiO₂ - H₂O in wechselnder Zusammensetzung. In geringeren Mengen können Fe₂O₃, Mn₂O₃, MnO₂, FeO, MnO, CaO, TiO₂ und weitere enthalten sein. Elemente, die durch Fluide mobilisierbar sind (z. B. Na, K), treten oft nur in geringen Konzentrationen auf.

Bei prograder (ansteigender) Metamorphose wird ein Chlorit-Quarz-Schiefer zu einem Talk-Disthen-Schiefer (Weißschiefer) umgewandelt. Typische „späte“ Abbauprodukte, die durch retrograde Metamorphose von Talk und Disthen entstehen, sind unter anderem Cordierit, Enstatit, Chlorite, aluminiumhaltiger Anthophyllit oder Kornerupin. In einigen Fällen wurde die Bildung des seltenen Minerals Yoderit beobachtet, das zusätzlich zu den Komponenten des MASH-Systems Fe₂O₃ enthält.

Weißschieferbildung findet sowohl unter oxidierenden als auch reduzierenden Bedingungen statt. Unterschiede in der Sauerstoff-Fugazität bewirken eine jeweils typische Mineralogie: unter oxidierenden Bedingungen treten Eisen- und Manganoxide (Hämatit, Bixbyit) auf, während unter reduzierenden Bedingungen Sulfide (Pyrit, Pyrrhotin) entstehen.

Ausgangsgestein

Zumeist entstehen Weißschiefer durch metasomatische Prozesse, also durch allochemische Umwandlung eines Ausgangsgesteines, wobei es hauptsächlich zur Anreicherung von Magnesium und Abreicherung der Alkalien kommt. Diese Umwandlung kann entweder vor oder mit der Metamorphose (prä- oder synmetamorph) erfolgen. Es ist aber theoretisch auch eine isochemische Umwandlung eines saponitischen Bentonits denkbar. In den meisten Fällen wurden basaltische Gesteine als Protolith (Ausgangsgestein) nachgewiesen; in wenigen Fällen geht man aber auch von granitischen Protolithen oder Metasomatose von Orthogneisen durch Zirkulation von hochsalinaren Wässern in Störungszonen aus. Sedimentäre Ausgangsgesteine (z. B. Evaporite oder Pelite) sind hingegen seltener.

Vorkommen

Weißschiefer sind im Vergleich zu anderen Gesteinsarten eher exotische Gesteine. Europäische Fundorte liegen zum Beispiel in Österreich im Simplontunnel. Bekannt sind sie außerdem aus dem Dora-Maira-Massiv und vom Monte Rosa in den Westalpen oder in Norwegen. Außerhalb Europas sind sie von Sar-e-Sang in Afghanistan bekannt, vom Mautia Hill in Tansania, aus dem Dabie Shan in China, vom Sambesi-Gürtel in Sambia, Simbabwe und Mosambik sowie aus Tasmanien.

Siehe auch

Liste der Gesteine

Literatur

Timm John: Subduction and continental collision in the Lufilian Arc-Zambesi Belt orogen: A petrological geochemical, and geochronological study of eclogites and whiteschists (Zambia). 2001 (Dissertation an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Christian-Albrechts-Universität Kiel. pdf-Version; 4,1 MB).
T. John, V. Schenk, K. Mezger & F. Tembo: Timing and P-T evolution of whiteschist metamorphism in the Lufilian Arc - Zambesi Belt orogen (Zambia): implications for the assembly of Gondwana. In: The Journal of Geology. 112, 2004, ISSN 0022-1376, S. 71–90.
S. P. Johnson & G. J. H. Oliver: High fO₂ metasomatism during whiteschist metamorphism, Zambezi Belt, Northern Zimbabwe. In: Journal of Petrology. 43, 2002, ISSN 0022-3530, S. 271–290. doi:10.1093/petrology/43.2.271.
W. Schreyer: Whiteschists. Their compositions and pressure temperature regimes based on experimental, field, and petrographic evidence. In: Tectonophysics. 43, 1977, ISSN 0040-1951, S. 127–144.