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Anorthosit von Höggrund


Zusammenfassung     english summary

Lagekarte

Anorthosite sind keine Leitgeschiebe, denn sie kommen in Skandinavien an diversen Stellen vor. Der Anorthosit von Höggrund wird hier beschrieben, weil er dem schwedischen „Ångermanland-Syenitgabbro“ aufs Haar gleicht, der aus diesem Grund kein Leitgeschiebe mehr ist.
Als geschnittenes und poliertes Handstück sieht der Anorthosit von Höggrund so aus:

Anorthosit von Höggrund
Bild 1: Anorthosit von Höggrund.
Anorthosit von Höggrund
Bild 2: Ausschnitt (polierte Schnittfläche)

Da der Plagioklas hier mehr als 90 % des Gesteinsvolumens ausmacht, ist das Grundgestein ein Anorthosit. Die großen Kristalle sind als Folge von Alteration grünlich verfärbt.

anorthosite from Hoggrund, Aland
Bild 3: Detail mit großen Plagioklasen
anorthosite with interstitial filling
Bild 4: rötliche Zwischenmasse aus Feldspat und Quarz.

Zwischen die Plagioklaskristalle zwängte sich eine Schmelze mit ungefähr granitischer Zusammensetzung, bestehend aus rötlichem Alkalifeldspat und Quarz. Die Quarze darin sind klein und meist nur mit der Lupe erkennbar. Das Ganze ist rein äußerlich der gleiche Vorgang wie in Nordingrå. Ob die rötliche Masse hier so wie in Schweden ein Abkömmling des benachbarten Åland-Rapakiwis ist, bleibt vorläufig offen. Dazu bedarf es vor allem einer Datierung.

Im zweiten Handstück ist der Anorthosit noch grobkörniger, enthält aber weniger von der rötlichen Masse zwischen den Plagioklasen.

 Anorthosit von Höggrund, Aland
Bild 5: Anorthosit von Höggrund.
anorthosite detail
Bild 6: kleine Quarze im rötlichen Feldspat

Auch hier erkennt man in der Vergrößerung des Ausschnitts, dass die kleinen Quarze in der rötlichen Zwischenmasse graphische Verwachsungen bilden.

Dass hier nur zwei Proben als Nahaufnahmen gezeigt werden, liegt an den Umständen unseres Besuchs. Die Zeit war leider sehr begrenzt, denn wir mussten ein ziemlich teures Taxiboot auf Stundenbasis mieten. Außerdem hat der Anorthosit von Höggrund eine eher glatte und geschlossene Oberfläche, die es schwer macht, Handstücke zu gewinnen.
(Die Exkursion wurde 2018 von Xander de Jong, Bart de Jong und Matthias Bräunlich unternommen.)


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Die Insel Höggrund

Karte des Seegebiets vor Aland
Bild 7: Höggrund liegt westlich von Åland.

Höggrund liegt etwa 7 km westlich der Hauptinsel Ålands im Seegebiet „Signilskärsfjärden“. Die Inseln dort sind weitgehend unbewachsen, von einigen wenigen niedrigen Pflanzen abgesehen. Dazu kommen Moose und vor allem Flechten. Aus geologischer Perspektive also sehr gute Aufschlussverhältnisse.

Höggrund
Bild 8: Höggrund von Norden gesehen

Die Insel hat eine nach Norden offene Bucht, die einen perfekten natürlichen Hafen bietet.
Bereits beim Einlaufen sieht man vom Boot aus die großen Feldspäte in der Sonne glitzern. Eine Freude für jeden, der kristalline Gesteine mag.

Anorthosit mit großen Feldspäten
Bild 9: Die hellen Flecken sind spiegelnde Feldspäte!

Auf solchen unbefestigten Inseln wird angelegt, indem man das Schiff mit der Nase gegen das Ufer drückt und über den Bug aussteigt. Das erfordert natürlich eine Gummipolsterung am Schiff und ein eher steiles Ufer, damit man das Boot in Ufernähe nicht aufsetzt. Flache Ufer sind ungeeignet, denn wegen möglicher Grundberührung kann man im Flachwasser auch bei ruhiger See oft nicht anlegen. Es bleibt dann nur, etliche Meter vorher auszusteigen und an zu Land waten.

Anlanden auf Höggrund
Bild 10: Anlanden auf Höggrund. Der Pfeil zeigt auf den Übergang zum Anorthosit. (Vergrößerung ohne Pfeil)

Im Hintergrund von Bild 10 kann man sehen, dass das Südende der Insel trocken ist, obwohl
Sederholms Karte an dieser Stelle einen Streifen Wasser zeigt (unten). Wie hoch das Wasser tatsächlich steht, hängt vor allem vom Wind ab und ändert sich ständig. Wir hatten mit niedrigem Wasser und schönem Wetter ausgesprochenes Glück.

map from Sederholm 1934
Bild 11: Sederholms Skizze von Höggrund. Das Kreuz markiert die Stelle, an der Bild 10 aufgenommen wurde. (Vergrößerung ohne Pfeil)

Um auf die Ostseite der Insel zu gelangen, umrundeten wir die kleine Bucht im Süden. Dabei fiel auf beiden Seiten der Insel der schroffe Kontakt zwischen dem Anorthosit und dem Gestein der Südhälfte auf. Das südliche, ältere Gestein verwittert uneben und scharfkantig, während der Anorthosit überwiegend glatte Flächen bildet, auf denen man auch Gletscherschrammen findet.
Der Süden von Höggrund ist stark vergneist, also metamorph überprägt. Darin stecken diverse granitische Gänge in unterschiedlichen Farben und Größen. Bild 12 zeigt in der linken Hälfte einen größeren Gang. Das Gleiche, nur kleiner, ist im Bild 13 erkennbar, das am Übergang ganz im Süden aufgenommen wurde: Auch hier stecken jüngere Gänge im metamorphen Grundgebirge.

anstehendes Grundgebirge
Bild 12: jüngerer Granit links
Höggrunds Süden
Bild 13: metamorphes Gestein im Süden

Das Gestein im Süden ist voller schwarzer Einschlüsse. Worum es sich dabei genau handelt, kann ich leider nicht sagen. Das könnten Amphibolite sein, aber das ist nur eine Vermutung. Die Oberfläche des Anstehenden ist vom Eis spiegelglatt poliert und an eine Probennahme war nicht zu denken. (Wir beschädigen so glatten Flächen nicht und hätten da auch gar keine Chance gehabt.)

Mischgestein
Bild 14: Das Anstehende im Süden.
Nahaufnahme davon
Bild 15: Die vom Eis polierte Oberfläche aus der Nähe.

Die Umrisse der schwarzen Einschlüsse scheinen eher von Schmelze als von Tektonik geformt zu sein. Allerdings sind andere Teile des Gesteins stark foliiert (Bild 16). Ob undeformiert aussehende Oberflächen nur die Ansicht quer zur Foliation zeigen oder wirklich undeformiert sind, konnten wir mit unseren Mitteln nicht feststellen.

Gneis im Süden von Höggrund
Bild 16: Einige Flächen zeigen eine kräftige Foliation.
Bohrspuren
Bild 17: Dieses Gestein interessiert ganz offensichtlich auch andere Leute.

Was wir aber nicht übersehen konnten, waren die vielen Bohrungen dort. Ganz offensichtlich ist diese Stelle auch für die finnischen Geologen von Interesse, denn man hat dort diverse Proben genommen. Da auch die Profis keine Chance für Handstücke sahen, benutzten sie eine tragbare Kernbohrmaschine. Die kann von einer Person bedient werden und ist mit einer ringförmigen Diamantkrone ausgerüstet, die einen knapp 2 cm dicken Gesteinskern erbohrt, der am Ende aus dem Fels herausgebrochen wird. Auf diese Weise gewinnt man nicht nur Material für Dünnschliffe, sondern kennt auch noch dessen Orientierung im Raum.
Unser Bootsführer erzählte uns, dass er die Geologen der Universität Turku (Åbo) regelmäßig nach Höggrund bringt. (Er fährt all die Leute, die wir als Autoren diverser Schriften kennen.)

Von der Südspitze aus sind es kaum 100 m bis zum scharfen Übergang vom älteren zerklüfteten Gestein zum glatten Anorthosit. Auch auf der anderen Seite der Bucht kann man diesen Übergang noch aus der Entfernung erkennen - siehe Bild 18.

Kontakt
Bild 18: Kontakt zum Anorthosit (rechts)

Nördlich vom Kontakt stecken rötliche Gänge im Anorthosit, von denen Bild 19 einige wenige zeigt. Genau solche Gänge findet man auch im Anorthosit von Nordingrå.

dikes of red granite in anothosite
Bild 19: rote Gänge im grauen Anorthosit (Vergrößerung ohne Pfeile)
dike of aplite
Bild 20: Ein verwitterter, ziegelroter Gang im hellgrauen Anorthosit.

Von diesen Gängen aus ist die rötliche Schmelze in den Anorthosit eingedrungen und hat sich zwischen die großen Plagioklaskristalle gezwängt. Siehe Bilder 1-6.

weitere Gänge
Bild 21: Etwas weiter sind die Gänge eher blass-gelblich und nur wenig rötlich.
Anorthosit mit rötlicher Zwickelfüllung
Bild 22: Grauer Anorthosit mit reichlich rötlicher Füllung in den Zwischenräumen.
fast reiner Anorthosit
Bild 23: Dieser Anorthosit ist fast frei von Beimengungen.

Wie groß der Anteil des Anorthosits mit der rötlichen Zwickelfüllung am gesamten Anorthosit ist, wissen wir nicht. Um das zu ermitteln, müsste die gesamte Fläche eingehend untersucht werden, wofür uns bei unserem Besuch leider die Zeit fehlte. Aber selbst wenn wir die Insel akribisch untersuchen, hilft das nur bedingt, denn das Vorkommen setzt sich ja zu beiden Seiten unter Wasser fort, sodass wir letztlich die gleiche Situation wie im schwedischen Nordingrå haben: Wir kennen eher kleine Vorkommen eines auffälligen Gesteins an Land, aber ob und wie weit sich diese Flächen unter Wasser fortsetzen, wissen wir nicht.

Neben den durchgehend grobkörnigen Gefügen gibt es auch ausgeprägt porphyrischen Anorthosit. Dann stecken Kristalle und Bruchstücke von Plagioklas in einer kleinkörnigeren Grundmasse.

poprhyrisches Gefüge
Bild 24: porphyrischer Anorthosit auf Höggrund

 

Nahgeschiebe auf Tödding - mit Fragen

Während einer früheren Exkursion fand Xander de Jong das folgende Geschiebe auf der Insel Tödding. Das geschnittene und polierte Geschiebe lässt vermuten, dass es von Höggrund oder aus dessen näherer Umgebung stammt. Doch es bleiben Fragen.

erratic from Aland
Bild 25: Geschiebe auf Tödding (Åland)
Geschiebe von Tödding aus der Nähe
Bild 26: Detail der polierten Schnittfläche
Karte
Bild 27: Der Fundort auf Tödding in Relation zu Höggrund

Die Lage des Fundorts fällt auf. Wenn das Geschiebe von Höggrund stammt, dann liegt es auffällig weit abseits des normalen Transportwegs, der während der letzten Vereisung dort genau von Nord nach Süd verlief. Man sollte so ein Geschiebe genau südlich erwarten, also etwa auf Hamnskär oder Signilskär, aber nicht auf Tödding. Misst man nach, dann liegt der Fundort 4,3 km zu weit östlich.

Was ist dieser Fund zu verstehen? Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten.

  - Der Stein stammt aus Nordingrå in Schweden. Das ist zwar nicht sehr wahrscheinlich, aber möglich, denn ein Gletschertransport durch die Bottensee über Åland hinweg ist realistisch.
  - Es gibt weitere unbekannte Vorkommen solcher Anorthosite unter Wasser.
  - Das Geschiebe kommt von Höggrund, kam aber nicht auf direktem Weg an seinen Fundort.

Bei solchen unerwarteten Fundorten wird dann gern der Transport durch auf dem Wasser treibendes Eis als Erklärung vorgeschlagen. Entweder durch treibende Eisberge, in denen am Ende der Eiszeit noch Geschiebe steckten oder durch Eisschollen, in die im Uferbereich Steine einfrieren, die beim späteren Abtauen irgendwo zu Boden sinken.
Was ist von dieser Erklärung zu halten? Nach meiner Meinung wenig, denn sie liegt außerhalb der Geschiebekunde. Sicher gibt es Steine, die im Eis eingefroren übers Wasser treiben und einen unvorhersehbaren Weg nehmen, aber diese „Erklärung“ wird nach meiner Auffassung viel zu oft angewandt. Die Eisschollenhypothese erklärt gar nichts, aber hilft dabei, störende Funde zu ignorieren. Es sind aber genau die nicht ins Bild passenden Funde, die uns zu neuen Erkenntnissen führen und helfen, bestehende Annahmen zu korrigieren. Wer treibendes Eis ins Spiel bringt, hört auf, Geschiebekunde zu betreiben. Wir sollten solche Funde zur Kenntnis nehmen und nicht wegargumentieren.


Unbekannte Vorkommen?
Es wäre nicht überraschend, wenn es unter Wasser weitere Vorkommen dieser Gesteine (Anorthosite mit granitischen Beimengungen) gäbe. Schaut man sich die allgemeine Übersichtskarte der finnischen Geologen an, so gibt es westlich von Åland mehrere Unterwasservorkommen mafischer Gesteine. Deshalb sind durchaus noch weitere Anorthositvorkommen unter Wasser denkbar. Die allgemeine Grundgebirgskarte der GTK ist hier zu finden: http://gtkdata.gtk.fi/maankamara/

 

Literatur

Sederholm 1934: On migmatites and associated precambrian rocks, Bulletin de la Commission de Geologique de Finnlande, Nr. 107.   (zurück zur Textstelle)

Die Insel Höggrund liegt auf N60.24945 E19.34531 (Übergang im Süden der Insel).

 

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Summary

Anorthosite from Höggrund (Åland)

Preliminary remark: This text deals with the determination of glacial erratics in Central Europe. In addition to the description of the rock, the question is whether certain erratics can be clearly identified and assigned to a known place of origin. Such erratics are called "Leitgeschiebe" in Germany. 

Anorthosites are no „Leitgeschiebe“, because they occur in Scandinavia in various places. Höggrund's anorthosite is described because it looks exactly like the Swedish "Ångermanland-Syenitgabbro", which for this reason is no longer a „Leitgeschiebe“.

Pictures 1-6 show two cut and polished handpieces of Höggrund's anorthosite. A reddish intermediate mass of granitic composition is conspicuous. It was pushed between the plagioclase crystals and consists of reddish alkali feldspar and quartz. The small quartz crystals are usually only visible with a magnifying glass. Whether the reddish mass here is a descendant of the neighbouring Rapakivi as in Sweden remains open. For this, a dating is necessary.

The island Höggrund lies about 7 km west of the main island Ålands in the sea area "Signilskärsfjärden". The islands there are largely ungrown, apart from a few low plants. There are also mosses and above all lichens. From a geological point of view, this means very good outcrop conditions.

The island has a bay open to the north, which offers a perfect natural harbour. Already at the arrival, one sees from the boat the big feldspars shining in the sun. A pleasure for everyone who likes crystalline rocks. (Pictures 8 and 9)

On such islands, the ship is moored by pressing its nose against the shore and disembarking over the bow. This of course requires a rubber padding on the ship and a rather steep shore so that the boat is not touched down near the shore. Flat banks are inappropriate, as due to possible ground contact, it is often not possible to moor in shallow water even in calm seas. Then, it only remains to get out several metres before and wade on to land. 

Picture 11: Sederholm's sketch of Höggrund. The cross marks the place where picture 10 was taken. In the background of the photo one can see that the southern end of the island is dry, although Sederholm's map shows a strip of water at this point. How high the water actually is depends mainly on the wind and changes constantly. We were very lucky with low water and nice weather.
In order to get to the east side of the island, we circumnavigated the small bay in the south. On both sides of the island we noticed the rugged contact between the anorthosite and the rock of the southern half. The southern, older rock weathered abruptly and sharp-edged, while the anorthosite mainly forms smooth surfaces on which glacier scratches can also be found.
The south of Höggrund is heavily gneissed, i.e. metamorphosed. There are various granite passages in different colours and sizes. Picture 12 shows a larger dike in the left half. The same, only smaller, is visible in picture 13, which was taken at the transition completely in the south. Also here younger dikes are in the metamorphic basement. Figure 13: Metamorphic rock in the south

The rock in the south is full of black inclusions. Unfortunately, I cannot say exactly what it is. They could be amphibolites, but that is only a guess. The surface is polished by the ice and there was no possibility to take a sample. (We do not damage such smooth surfaces. But even if we had tried, we would nothave a chance there.)
The outlines of the black inclusions seem to be formed more by melt than by tectonics. However, other parts of the rock are heavily foliated (Fig. 16). Whether undeformed looking surfaces only show the view perpendicular to the foliation or are really undeformed could not be determined with our means.

What we couldn't overlook, however, were the many holes drilled there. Obviously, this place is also of interest for the Finnish geologists, because they took several samples there. Since even the professionals saw no chance for handpieces, they used a portable core drill. It can be operated by one person and is equipped with a ring-shaped diamond crown, which drills a 2 cm thick rock core, which is broken out of the rock at the end. In this way one does not only extract material for thin sections, but also knows its orientation in space.
From the southern tip it is barely 100 m to the sharp transition from the older fissured rock to the smooth anorthosite. Also on the other side of the bay this transition can be seen from a distance - see picture 18.
North of the contact there are reddish dikes in the anorthosite, of which picture 19 shows a few. Exactly such veins can also be found in the anorthosite of Nordingrå. From these corridors the reddish melt penetrated the anorthosite and squeezed between the large plagioclase crystals. See pictures 1-6.  

We do not know how big the share of the anorthosite with the reddish veins is in the total anorthosite. In order to determine this, the entire surface would have to be examined in detail, for which we unfortunately lacked the time during our visit. But even if we examine the island meticulously, this only helps to a certain extent, because the occurrence continues under water on both sides, so that in the end we have the same situation as in the Swedish Nordingrå: We know rather small occurrences of a conspicuous rock on land, but if and how far these areas continue under water, we do not know.

In addition to the continuous coarse-grained structure, there is also pronounced porphyric anorthosite. Then, crystals and fragments of plagioclase are stuck in a smaller-grained matrix. (Picture 24)  

During an earlier excursion Xander de Jong found the erratic shown in pictures 25, 26 on the island of Tödding. The cut and polished rock suggests that it came from Höggrund or its immediate surroundings. But questions remain. The location of the Tödding site is particularly striking. If the rock comes from Höggrund, then it lies conspicuously far away from the normal transport route, which ran exactly from north to south there during the last ice age. One should expect such erratic exactly to the south, i.e. on Hamnskär or Signilskär, but not on Tödding. If you measure it, the place where it was found is 4.3 km too far east.  

What is this find to understand? There are several possibilities.
- The stone comes from Nordingrå in Sweden. This is not very likely, but possible, because a glacier transport through the Bottensee across Åland is realistic.
- There are other unknown occurrences of such anorthosites under water.
- The erratic comes from Höggrund, but did not come directly to its location.  

At such unexpected sites, transport by ice floating on the water is often suggested as an explanation. Either by drifting icebergs, in which there were still boulders at the end of the ice age, or by ice floes, into which stones freeze in the shore area, which sink to the ground somewhere during later defrosting.

What can we make of this explanation? Of course there are stones floating frozen in the ice over the water and taking an unpredictable path, but this "explanation" is used far too often. The ice floe hypothesis does not explain anything, but helps to ignore disturbing finds. But it is precisely the finds that do not fit into the picture that lead us to new insights and help us to correct existing assumptions. Anyone who brings floating ice into play stops making statements of erratics. We should take note of such findings and not argue away.

Unknown occurrences?

It would not be surprising if there were further occurences of these rocks under water (anorthosites with granite admixtures). At the general map of Finnish geologists are several underwater occurrences of mafic rocks west of Åland. So further anorthosite deposits are conceivable. Details see map at http://gtkdata.gtk.fi/maankamara/

Literature:
Sederholm 1934: On migmatites and associated precambrian rocks, BULLETIN DE LA COMMISSION GEOLOGIQUE DE FINLANDE, Nr. 107.

The island Höggrund lies on N60.24945 E19.34531 (transition in the south of the island).

 

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