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Quarzporphyre vom Typ „Hammarudda“


Zusammenfassung     english summary

Lagekarte

Hammarudda-Quarzporphyre sind überwiegend rötliche, quarzreiche Gesteine mit großen, gerundeten Feldspäten. Einige dieser Feldspäte sind deutlich größer als 1 cm und tragen einen Plagioklassaum.
Das Gestein ist ein Leitgeschiebe für Åland und wurde nach der Halbinsel Hammarudda („steinige Landzunge“) an der Südwestküste Ålands benannt. Solche Porphyre kommen aber auch auf benachbarten Inseln und vereinzelt im Westen Ålands vor. „Hammarudda-Quarzporphyr“ ist deshalb als „ein Porphyr von Åland“ und nicht als präzise Herkunftsangabe für die gleichnamige Halbinsel zu verstehen.
Der Hammarudda-Quarzporphyr lässt sich nicht scharf vom Åland-Quarzporphyr trennen. Beide kommen zusammen vor und gehen ineinander über.

Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 1: Hammarudda-Quarzporphyr. Probe aus dem Süden
der gleichnamigen Halbinsel.
Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 2: Typisch sind die großen gerundeten Feldspäte.

Alle Bilder dieser Beschreibung in der     
Alle Bilder dieser Beschreibung      

Geländefotos dieser Gesteine in der „Bilderstrecke Åland-Porphyre

 

 

Ausführlich:

Die Karte zeigt, dass der Porphyrgang die Halbinsel von Hammarudda durchzieht und sich unter Wasser weit nach Südosten erstreckt. Für einen Quarzporphyr ist dieser Gang ungewöhnlich breit.

Es gibt sehr viele verschiedene Varianten der Hammarudda-Porphyre, deren Grundmasse meist dicht ist, aber auch feinkörnig sein kann. Letztere sind dann Granitporphyre. Unabhängig von diesen Feinheiten wird der Porphyr von Hammarudda in der Literatur einheitlich als „Quarzporphyr“ bezeichnet.

Karte vom Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 3: Der Hammarudda-Quarzporphyr verläuft durch die Mitte
der gleichnamigen Halbinsel und erstreckt sich dann über
Inseln und unter Wasser hinweg nach Südosten.

Sein auffälliges Aussehen verdankt dieses Gestein vor allem den großen runden Feldspäten. Sie sind fast immer Einkristalle, bestehen also aus einem einzigen Feldspatkristall. Um das zu erkennen, braucht man eine Bruchfläche, auf der die Kristalle dann in einem Stück reflektieren.

Hammarudda-Quarzporphyr, wet cut
Bild 4: Viele große, mehr oder weniger gerundete Feldspäte
sind typisch für Hammarudda-Quarzporphyre.

Die großen Quarze in diesen Porphyren sind im Schnitt 2 bis 5 mm groß und auf Bruchflächen meist grau bis hellgrau, gelegentlich auch transparent. Sie haben immer einen eingebuchteten Rand und tief ins Innere reichende Löcher als Folge magmatischer Korrosion. (Siehe dazu die Einleitung)
Viele dieser Feldspäte sind bei genauem Hinsehen fleckig, da sie winzig kleine Quarze und auch kleinste Feldspäte enthalten.

close up of a Hammarudda-Quartz porphyry
Bild 5: Die Feldspäte enthalten viele winzig kleine Quarzeinschlüsse.

Neben den meist rötlichen Formen gibt es auch braune. Der folgende hat zusätzlich eine körnige Grundmasse und ist daher eigentlich ein Granitporphyr. (Der Stein stammt als Ufergeröll von Hammarudda und ist deshalb rund.)

Granitporphyr
Bild 6: Dieser Hammarudda-Porphyr hat eine körnige Grundmasse.

Bruchfläche eines anderen, noch kräftiger braunen Exemplars:

brauner Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 7: Bruchfläche mit verschieden gefärbten Plagioklassäumen.

Ein ganz ähnliches Exemplar im Schnitt, das von der Insel Pepparn kommt, die etliche Kilometer südöstlich von Hammarudda liegt.

Schnitt durch einen Hammarudda-Quarzporphyr von Pepparn.
Bild 8: Hammarudda-Quarzporphyr mit blaugrauem Plagioklas.

Bild 8 zeigt blaugrauen Plagioklas als Saum und auch als eigenständiges Mineral. Da Plagioklas in den verschiedensten Farben vorkommt, kann er nicht einfach über seine Farbe bestimmt werden. Allein die Zwillingsstreifen auf einer frischen Bruchfläche bieten Gewissheit. Da man Geschiebe in der Regel nicht zerteilt, bleibt die Bezeichnung „Plagioklas“ für Säume um Feldspäte nur eine sinnvolle Arbeitshypothese, nicht mehr.

roter Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 9: roter Hammarudda-Quarzporphyr (Insel Flatskärshällen)

Manche Plagioklase sind mosaikartig aus kleinen Sub-Kristallen zusammengesetzt.

Plagioklaskristall
Bild 10: Ein aus kleinen Kristallen bestehender Plagioklas
(Probe von der Halbinsel Hammarudda)

Dazu ein zweites Beispiel mit frischer Bruchfläche:

plagioclase with twins
Bild 11: Auf den Bruchflächen zeigen die kleinen Plagioklase
ihre Zwillingsstreifen.

Die großen Feldspateinsprenglinge sehen aus der Nähe ganz verschieden aus. Neben den meisten rundlichen Feldspäten gibt es auch kantengerundete oder solche mit einer perfekten Kristallform. Sie sind dann „idiomorph“, eigengestaltig.

Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 12: Hammarudda-Porphyr mit kantengerundeten Einsprenglingen.
Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 13: Hier liegen idiomorphe, runde und zerbrochene
Feldspäte nebeneinander.
Hammarudda Quartzporphyry at the shore of Hammarudda
Bild 14: Hammarudda-Quarzporphyr, anstehender Fels
auf der Halbinsel Hammarudda.

Auch die Menge der Einsprenglinge schwankt und kann sich abrupt ändern, wie das folgende Bild 15 zeigt. An anderen Stellen vollziehen sich solche Gefügewechsel allmählich über mehrere Meter hinweg.

Gefügewechsel im Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 15: Farb- und Gefügewechsel am Ufer von Hammarudda.

Diese Kontakte spiegeln die verschiedenen Schübe des Magmas wider, das vor über 1,5 Milliarden Jahren in Etappen nach oben drängte. Traf das Magma dabei auf noch heiße und weiche Schmelze, bildeten sich unscharfe Übergänge. Traf es auf kaltes Gestein, entstanden eher scharfe Kontakte.

An einigen Stellen auf der Halbinsel Hammarudda ist der Quarzporphyr sehr dunkel und hat eine dunkelbraune Grundmasse.

dunkler Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 16: dunkler Hammarudda-Quarzporphyr

Die Feldspäte sind insgesamt alle etwas kleiner und ein Teil von ihnen trägt einen hellen Plagioklassaum. Fehlt der Saum, ist das Gestein als Geschiebe nicht zu erkennen.

dunkler Hammarudda-Quarzporphyr mit hellem Plagioklassaum
Bild 17: So ein heller Plagioklassaum muss
zumindest bei einigen Feldspäten vorhanden sein.


Einschlüsse (Xenolithe)

Eine Besonderheit sind die vielen Einschlüsse eines schwarzen, feinkörnigen Gesteins, die zwischen einigen Millimetern und mehreren Dezimetern groß sind. Diese Einschlüsse kommen lokal in großer Menge vor und sind immer rundlich, was als Indiz für eine plastische Konsistenz gilt. Beide Partner waren beim Aufeinandertreffen noch heiß und fließfähig.

Quarzporphyr mit Xenolith
Bild 18: dunkle Einschlüsse im roten Porphyr
Brauner Qaurzporphyr mit Einschlüssen
Bild 19: Einschlüsse im braunen Quarzporphyr

Die schwarzen Flecken sind Reste einer zweiten (mafischen) Gesteinsschmelze, die zusammen mit dem Porphyr aufstieg. Diese zweite Schmelze hatte in etwa die Zusammensetzung eines Gabbros bzw. Basalts und gehört nicht in den granitischen Porphyr. Daher Xenolith, also „fremdes Gestein“.

Hammarudda-Quarzporphyr
Bild 20: Xenolithe im Hammarudda-Porphyr

Der Block im Bild 20 hat allein auf seiner Vorderseite schon fünf schwarze Einschlüsse. Ein sechster (oben rechts), ist kantig und sieht eher grau-grünlich aus. Das ist ein großer Plagioklas, der ebenfalls nicht in diesen Porphyr gehört. Er ist der Rest eines plagioklasreichen Gesteins (vermutlich Anorthosit), das ebenfalls von der roten Porphyrschmelze aufgenommen und weitgehend „verdaut“ wurde.

Bild 21 zeigt eine Stelle mit besonders vielen der schwarzen mafischen Einschlüsse.

anstehender Quarzporphyr mit Einschlüssen
Bild 21: Hier sind die Einschlüsse besonders zahlreich.

Neben den feinkörnigen schwarzen Gesteinseinschlüssen gibt es im Hammarudda-Quarzporphyr viele große Plagioklase. Die meisten sind grau-grünlich und bei einigen kann man an ihren Umrissen noch die früheren großen Kristalle erahnen. Da auch sie von außerhalb stammen, sind sie „Xenokriste“, also „fremde Kristalle“.

großer Plagioklaseinschluss
Bild 22: Dieser Plagioklaskristall fällt schon durch seine Größe auf.
Oben ist die ursprüngliche Kristallform erhalten.

Dass es sich bei diesen zum Teil recht großen Einschlüssen tatsächlich um Plagioklas handelt, ist auf den glatten Oberflächen der Steine nicht erkennbar. Dazu braucht es eine frische Bruchfläche, auf der man dann die für Plagioklas typischen Zwillingsstreifen findet.

Plagioklas im Bruch
Bild 23: Bruchflächen zeigen die für Plagioklas typische polysynthetische Verzwillingung.

Die meisten Fremdgesteinseinschlüsse sind nur wenige Zentimeter groß. Sie kommen aber in so großen Mengen und so regelmäßig vor, dass man sie auch in kleineren Steinen findet. Die nassen Ufergerölle am Strand von Hammarudda zeigen das besonders schön.

Strandgerölle
Bild 24: typische Hammarudda-Quarzporphyre

Beachten Sie auch den einen dunklen Quarzporphyr im Bild 25. Das ist die oben beschriebene dunkle Variante von Hammarudda, umgeben von etlichen roten Quarzporphyren. Auf 11 Uhr ein blasser Åland-Rapakiwi, der hier als Nahgeschiebe zwischen den Porphyren liegt.

Ufergerölle
Bild 25: am Strand von Hammarudda
(Bild mit beschrifteten Nahgeschieben)

Die letzte Probe, ebenfalls ein Ufergeröll von Hammarudda, ist ein Beispiel für einen der Granitporphyre, die man dort hin und wieder zwischen den Quarzporphyren findet.

Granitporphyr von Hammarudda
Bild 26: Granitporphyr von Hammarudda
Nahaufnahme Granitporphyr
Bild 27: Granitporphyr, weil hier die Grundmasse erkennbar körnig ist.

Trotz solcher Ausnahmen bleibt es bei der generellen Bezeichnung „Hammarudda-Quarzporphyr“ für diese Gesteine.

 

Porphyre vor der Westküste Ålands

Hammarudda-Quarzporphyre gibt es nicht nur auf der gleichnamigen Halbinsel und ihrer Umgebung, sondern vereinzelt auch im Westen Ålands, im Seegebiet „Signilskärsfjärden“. Die nächste Probe stammt von dort. Genauer gesagt von der Insel Flyttorna.

Quarzporphyr von Flyttorna
Bild 28: Hammarudda-Quarzporphyr von Flyttorna,
ganz im Westen Ålands.
QUarzporphyr von Flyttorna
Bild 29: Ausschnitt Quarzporphyr Flyttorna

Flyttorna liegt ganz im Norden des Porphyrgebietes, westlich von Höggrund. (Karte)

Flyttorna
Bild 30: Flyttorna ist eine karge Insel. Außer Flechten gibt es kaum Bewuchs.

Unsere Probe stammt aus einem nur wenige Meter breiten Gang, der in einen unauffälligen Quarzporphyr bzw. Porphyraplit eingebettet ist.

das Wirtsgestein für den Gang
Bild 31: Das Wirtsgestein, in dem der Gang des grobkörnigen Porphyrs steckt.

 

Karte des Porphyrgebiets vor der Westküste:

Karte vom Westen Alands
Bild 32: Das Seegebiet „Signilskärsfjärden“

Porphyre vom Hammarudda-Typ fanden wir anstehend auf Flyttorna und als Nahgeschiebe auf Glasskär. Die meisten der Inseln dort bestehen aus Granitporphyren. Auf den blau beschrifteten Inseln gibt es Quarzporphyre.

Geländefotos dieser Gesteine in der „Bilderstrecke Åland-Porphyre

 

Herkunft der Proben

Alle hier gezeigten Handstücke stammen von Åland und dort zumeist von der Südküste der Halbinsel Hammarudda. Runde Steine lagen als lose Stücke direkt auf dem Anstehenden und sind Teil des dortigen Gesteinsspektrums. Die Geländefotos entstanden ebenfalls auf Hammarudda und auf den Inseln Ålands. Die Koordinaten der einzelnen Inseln finden Sie hier:

Bitte beachten Sie: Der Uferbereich von Hammarudda ist bewohnt und Privatgelände. Bitte betreten Sie das Ufer dort nicht ohne vorherige Zustimmung der Besitzer.

 

Literatur

ANDERSSON, U.B., EKLUND O. (1994) Cellular plagioclase intergrowths as a result of crystal-magma mixing in the Proterozoic Aland rapakivi batholith, SW Finland. Contrib. Mineral. Petrol. (1994) 117:124-136 

EKLUND, O, FRÖDJÖ S. & LINDBERG, B. (1994) Magma mixing, the petrogenetic link between anorthositic suites and rapakivi granites, Åland, SW Finland. Mineralogy and Petrology 50, 3 - 19. 

EKLUND O, SHEBANOV A D, The origin of rapakivi texture by sub-isothermal decompression, Precambrian Research 95 (1999) S. 129–146

 

Druckfassung (PDF)

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Summary

Preliminary note: This text deals with the determination of erratics which can be found everywhere in the northern part of Central Europe. A few of these erratics are unique and can be attributed to the area of origin. These ones are called „Leitgeschiebe“. This text should help to determine such erratics.

Quartz porphyry of the "Hammarudda" type from Åland (Finland)
Hammarudda quartz porphyries are predominantly reddish, quartz-rich rocks with large, rounded feldspars. Some of these feldspars are significantly larger than 1 cm and have a rim of plagioclase.
This porphyry is unique and erratics of this type are certainly from Åland. It was named after the peninsula Hammarudda ("stony peninsula") on the southwest coast of Åland. Such porphyry can also be found on neighbouring islands and occasionally in the western part of the Åland Islands. "Hammarudda quartz porphyry" if found as erratic is therefore to be understood as "a porphyry of Åland" and not as a precise indication of origin for the Hammarudda peninsula.

The Hammarudda quartz porphyry cannot be clearly separated from the „Åland quartz porphyry“. Both occur together and merge into each other.
Picture 3 shows a sketch of the occurrence. The dyke of the quartz porphyry runs through the middle of the Hammarudda peninsula and then extends across islands and underwater to the southeast.  

There are many different variants of the Hammarudda porphyry, whose ground mass is mostly dense. Sometimes the ground mass is fine grained and these rocks are actually granite porphyries. Regardless of this, the porphyry of Hammarudda is called "quartz porphyry".

The large round feldspars are almost always single crystals, so they consist of a single feldspar crystal. To recognize this, you need a fracture surface on which the crystals reflect at once. Many of these feldspars are spotty because they contain tiny quartz crystals and also smallest feldspars - see Fig. 5.

The large quartz crystals in these porphyries are 2 to 5 mm in size and on fractured surfaces they are mostly grey to light grey, occasionally transparent. They always have an undulating edge and holes reaching deep into the interior as a result of magmatic corrosion. (See the introduction)  

The colours of the porphyry range from brick red to brown. (Picture 8, 9)
Figure 8 shows blue-grey plagioclase as a rim and also as an independent mineral. Since plagioclase occurs in a wide variety of colours, it cannot be determined by its colour. Only the twin stripes on a fresh fracture surface offer certainty. Since erratics are not usually broken up, the name "plagioclase" for rims around feldspars remains only a reasonable working hypothesis, no more.
Some plagioclases are mosaic-like composed of small sub-crystals. (Picture 10, 11) 

Figure 15 shows the change of colour and texture on the bank of Hammarudda. In other places, such structural changes gradually take place over several metres. These contacts reflect the various thrusts of magma that rose over 1.5 billion years ago. When the magma met still hot and soft melt, blurred transitions were formed. If it hit cold rock, the contacts were more likely to be sharp.

In some places on the Hammarudda peninsula the quartz porphyry is very dark and has a dark brown ground mass. The feldspars are slightly smaller than in the red Hammarudda quartz porphyry. Some have a bright rim of plagioclase. (Picture 16, 17)


Xenoliths
A special feature are the many inclusions (xenoliths) of a black, fine-grained rock. These xenoliths are between a few millimetres and several decimetres in size. They occur in large quantities and are always roundish, which is an indication of a plastic consistency. Both partners were still hot and flowable when they met. (Picture 18-21)

Besides the fine-grained black rock inclusions, the Hammarudda quartz porphyry contains many large plagioclase. Most of them are grey-greenish and in some of them you can still see the former large crystals by their outlines. Since they also come from outside, they are "xenocrysts", i.e. "foreign crystals". (Picture 22, 23)

Most xenoliths are only a few centimetres in size. However, they occur in such large quantities and so regularly that they can also be found in smaller stones. The wet pebbles on the beach of Hammarudda show this particularly well (pictures 24 and 25). Note also the dark quartz porphyry in picture 25, which is the dark variant of Hammarudda described above, surrounded by several red quartz porphyries. At 11 o'clock a pale Åland Rapakivi, which is here as a local erratic between the porphyries. 

The main occurence of this porphyry is located on the Hammarudda peninsula and surrounding islands, but this porphyry can also be found occasionally in the western part of Åland. The sample in picture 28,29 is from the island Flyttorna.

Flyttorna is located in the far north of the porphyry area („Signilskärsfjärden“), west of Höggrund. Our sample comes from a dyke only a few meters wide, embedded in an inconspicuous quartz porphyry (or porphyraplite).
We also found porphyry of the Hammarudda type as local erratics on Glasskär island.  

About the origin of the samples: All handpieces shown here come from Åland and there mostly from the south coast of the Hammarudda peninsula. Round stones lay as loose rocks directly on the surface and are part of the local rock spectrum. The terrain photos were also taken on Hammarudda and on the island of Ålands. 

Please note: The shore area of Hammarudda is private property. Please do not enter the shore there without prior permission from the owners.

 

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