Quelltext der Seite Merlis-Serpentinite

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Die '''Merlis-Serpentinite''' sind eine Schar verstreuter [[Serpentinit]]vorkommen am Nordwestrand des [[Geologie des Zentralmassivs|Zentralmassivs]] in [[Frankreich]]. Sie sind aus [[Peridotit|Mantelperidotiten]] hervorgegangen.

== Typlokalität ==
Die Serpentinite sind nach ihrer [[Typlokalität]], dem zur Gemeinde von [[Vayres (Haute-Vienne)|Vayres]] ([[Haute-Vienne]]) gehörenden Weiler ''Merlis'' (auch ''Merly'' geschrieben) benannt.

== Geographie und Geologie ==
[[Datei:MerlisSerpentinites.png|mini|500px|Geologische Karte mit den Serpentinitvorkommen]]

Hauptvorkommen ist der Serpentinit östlich von ''Merlis'', der vormals in zwei Steinbrüchen zur Schottergewinnung abgebaut wurde. Dieses Vorkommen hat im Kartenbild eine nach Westen offene, halbmondförmige Gestalt und ist in Nord-Süd-Richtung etwas über einen Kilometer lang, in Ost-West-Richtung jedoch nur knapp 400 Meter.

Von ihm ausgehend folgen in Westrichtung girlandenartig mehrere kleinere Vorkommen im Hundertmeterbereich – 3 kleinere Vorkommen unmittelbar nördlich der Hauptmasse sowie die hektometrischen Vorkommen von ''Puytreillard'' (westlich von Vayres) ('''1'''), ''Les Soumagnes'' ('''2''')  und ''Bonnefont'' (nordwestlich von Vayres) ('''3'''), ''Bellevue'' (südwestlich von ''Saint-Gervais'') ('''4'''), ''Gélisant'' (südöstlich von [[Verneuil (Charente)|Verneuil]]) ('''5''') und ''Le Cluzeau'' (bei [[Massignac]]) ('''6''').

In südöstliche Richtung reihen sich die Serpentinitkörper von [[Saint-Bazile]] und [[Oradour-sur-Vayres]] ('''7'''), [[Champagnac-la-Rivière]] (mit 6 Einzelvorkommen) ('''9'''), ''La Martinie'' (südlich von Champagnac) ('''10'''), ''La Boissonnie'' und ''Lageyrat'' (westlich von [[Châlus]]) ('''11''') und ''La Rougerie'' (östlich von [[Dournazac]]) ('''12'''). Von diesem Zweig etwas nach Nordwest abgesetzt liegen die beiden Vorkommen von [[Cussac (Haute-Vienne)|Cussac]] ('''8'''). Der Südostzweig lässt sich sehr wahrscheinlich noch über die Vorkommen bei ''Chevalerie'' (westlich von [[La Coquille]]) ('''13'''), ''Comboux'' (südwestlich von [[Saint-Jory-de-Chalais]]) ('''14''') und ''Le Suquet'' (nordwestlich von [[Saint-Martin-de-Fressengeas]]) ('''15''') weiter nach Südsüdwest fortsetzen. Möglicher Endpunkt der Girlande ist dann der [[Harzburgit|Metaharzburgit]] von ''La Rebière'' (Gemeinde Saint-Martin-de-Fressengeas) ('''16'''), der als einziges Vorkommen stellenweise noch den ursprünglichen Mineralbestand mitsamt der magmatischen Foliation zu erkennen gibt.

[[Datei:Saint-Martin-de-Fressengeas Harzburgit2.jpg|mini|300px|Der Metaharzburgit von La Rebière. Deutlich erkennbar die steilstehende magmatische Foliation parallel zum Hammerstiel.]]

Die Westgirlande erstreckt sich über rund 13 Kilometer, die bogenförmige Südgirlande beträgt bis zum Metaharzburgit von ''La Rebière'' immerhin rund 38 Kilometer.

Die Serpentinitkörper befinden sich alle in der [[Untere Gneisdecke|Unteren Gneisdecke]] des nordwestlichen Zentralmassivs.

Das Hauptvorkommen von Merlis und der Westzweig sind im Liegenden der [[Plagioklas]]-führenden [[Paragneis]]e eingeschuppt – eine Ausnahme bilden jedoch die beiden etwas weiter nördlich liegenden Vorkommen von ''Les Soumagnes'' und ''Bonnefont'', die bereits in [[Leptynit]]gneisen auftreten. Alle diese Vorkommen befinden sich in unmittelbarer bzw. relativer Nähe des etwas weiter im Süden anstehenden, in West-Ost-Richtung orientierten [[Chéronnac]]-[[Leukogranit]]s  ('''CL''') – ein Leukogranit des [[Pennsylvanium]]s mit sehr deutlicher Foliation. Die Vorkommen des Südostzweiges sind durchweg mit den in die Paragneise eingefalteten, leptynitischen [[Augengneis]]en assoziiert, deren Hangendgrenze sie bilden.

== Lithologie und Mineralogie ==
Die Merlis-Serpentinite sind [[Ultrabasisches Gestein|ultrabasische Gesteine]] mit einem sehr niedrigen SiO<sub>2</sub>-Gehalt von rund 40 % und einem sehr hohen MgO-Gehalt von rund 35 %. Sie dürften aus [[Erdmantel|Mantelgesteinen]] hervorgegangen sein, sehr wahrscheinlich aus [[Harzburgit]]en oder [[Lherzolith]]en. Die Gesteine können je nach Metamorphose- und tektonischem Verformungsgrad [[Lithologie|lithologisch]] recht unterschiedlich ausgebildet sein. Demzufolge lassen sich als Endglieder generell zwei Varietäten unterscheiden:
* massiver Typus
* schiefriger Typus

=== Massive Serpentinite ===
[[Datei:Merly3.jpg|mini|300px|Merlis-Serpentinit mit Netzstruktur auf Bewegungsfläche (Geländeaufschluss von der Typlokalität)]]
[[Datei:Merly2.jpg|mini|300px|Massiver Merlis-Serpentinit mit marmorartiger Textur (angesägtes Handstück von der Typlokalität)]]
Die massiven, schwarzen bis dunkelgrünen Serpentinite kommen ihrem ursprünglichen peridotischen Ausgangsgestein am nächsten. So zeigt beispielsweise der Metaharzburgit von ''La Rebière'', der die für Peridotite charakteristische, orangebraune Verwitterungsfarbe aufweist, stellenweise noch die für einen Hypersthen-Peridotit typischen Minerale [[Olivin]], [[Orthopyroxen]] ([[Hypersthen]]), [[Spinell]] sowie [[Klinopyroxen]] mit salitisch-diopsidischer Zusammensetzung. Massive Serpentinite weiter im Norden führen [[Bronzit]] und [[Augit]] und einen braunen Spinell.

Die oft blockartig zerfallenden Serpentinitgesteine werden von geraden oder gekrümmten Flächen begrenzt, die von seidig schimmernden Serpentinmineralen überzogen werden. Diese Grenzflächen zeigen oft [[Harnisch (Geologie)|Harnisch]]striemung, sie stellen daher tektonische Bewegungsflächen dar. Im Inneren lassen sich schwarze, manchmal auch graue Adernetzwerke erkennen, die aufgrund ihres [[Magnetit]]gehalts metallisch glänzen. Dazwischen heben sich hellgrüne, perlmutterne, rechteckige bis ovale, 2 bis 10 Millimeter große Belege ab, die aus vollständig [[bastit]]isierten Pyroxenen bestehen. Ferner lassen sich 0,5 bis 3 Millimeter lange, grau-schwarze Spinelle unterscheiden, die von hellgrauem Magnesium-Chlorit umsäumt werden.

Sehr stark serpentinisierte/tektonisierte Gesteine besitzen einen marmorartigen Habitus, der durch den Wechsel von dunkelgrünen/schwarzen mit hellgrünen Zonen entsteht. Durchziehende Adern werden meist von Serpentinmineralen, Magnetit und transversal-fibrigem [[Chrysotil]] ausgefüllt.

Unter dem Mikroskop lassen sich folgende Mineralien erkennen:
* Sehr seltener, reliktueller [[Olivin]]
* [[Antigorit]]
* [[Chrysotil]]
* Farbloser, [[Magnesium]]-reicher [[Chloritgruppe|Chlorit]] (Pennin)
* Opaker [[Magnetit]]

[[Porphyroblast]]en des Ausgangsgesteins sind nur noch phantomartig zu erkennen, sie sind mittlerweile durch ein Fasergeflecht von Tremolit-[[Aktinolith]], Mg-Chlorit, Serpentinmineralen und Talk ersetzt (Bastitisierung). Ferner wurde ehemaliger Chromspinell durch Magnetit verdrängt.

Das Vorkommen von ''Puytreillard'' weist als Besonderheit einen gebänderten Serpentinit auf. In ihm wechseln zentimeterdicke dunkle und helle Lagen miteinander ab. Die dunklen Lagen bestehen aus vollständig [[Pseudomorphose|pseudomorphosiertem]] Olivin (ersetzt durch Antigorit, rotfleckigem [[Iddingsit]], Mg-Chlorit und Magnetit), die hellen Lagen vorwiegend aus Tremolitfasern, Mg-Chlorit und Magnetit. Bei dem Ausgangsgestein dieses Bändertypus dürfte es sich wahrscheinlich um einen ehemaligen [[Pyroxenit]] handeln, in den Kumulatlagen von [[Dunit]] eingelagert waren.

=== Schiefrige Serpentinite ===
Bei spürbar werdender [[Serpentinisierung]] erscheinen knotenförmige Zusammenballungen von farblosem, Magnesium-reichen [[Chloritgruppe|Chlorit]], netzförmige [[Serpentingruppe|Serpentinminerale]], ein Filzwerk farbloser [[Amphibole]] ([[Tremolit]]), [[Talk (Mineral)|Talk]], [[Anthophyllit]] und [[Pargasit]].

Bei den schiefrigen Serpentiniten gewinnt der neuentstandene Chlorit zusehend an Bedeutung. Er bildet großflächige, blattartige Lagen, die zur regionalen Foliation parallel laufen. Die Chloritbildung ist stellenweise bis zur Bildung von eigenständigen [[Chloritschiefer]]n vorangeschritten (beispielsweise in den Vorkommen von ''La Rougerie'', Cussac, ''Lageyrat'', ''La Boissonie'' und Champagnac). Die Chloritschiefer können von [[Asbest]]äderchen durchsetzt und von kieselsäurereichen Imprägnationen aus [[Chalcedon (Mineral)|Chalcedon]] oder [[Quarz]] überzogen werden.

== Ausgangsgesteine ==
Folgende Ausgangsgesteine der Merlis-Serpentinite lassen sich rekonstruieren:
* [[Peridotit]]e (Harzburgite und Lherzolithe) 
* Magnesium-reiche (allivalitische) Peridotite
* Magnesium-reiche [[Gabbro]]s (ebenfalls allivalitisch)

Gelegentlich kann auch noch eine stratigraphische Abfolge innerhalb der Ausgangsgesteine ausgemacht werden, die ausgehend von Peridotiten im Liegenden (jetzt massive Serpentinite) zu allivalitischen Peridotiten (jetzt zu Chlorit- bzw. Tremolitschiefern retromorphosiert) und Gabbros  im Hangenden (liegen jetzt als mittelkörnige [[Amphibolit]]e vor) hin verläuft.

Möglicherweise wurden die Ausgangsgesteine noch vor Beginn der Regionalmetamorphose von einer postmagmatischen Alteration überprägt.

== Chemische Zusammensetzung ==
Anbei die gemittelte chemische Zusammensetzung der massiven Serpentinite einschließlich signifikanter [[Spurenelement]]e:

{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe3"
! Oxid  || Gew. % ||Spurenelemente ||ppm
|-
|SiO<sub>2</sub> || 39,58 || Ba || 25
|-
|TiO<sub>2</sub> || 0,05 || Co || 99
|-
|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> || 1,26 || Cr || 2641
|-
|Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> || 1,11 || Hf || 0,1
|-
|FeO || 7,36 || Li || 10
|-
|MnO || 0,11 || Nb ||0,15 
|-
|MgO || 35,71 || Ni || 2084
|-
|CaO || 0,32 || Rb || 1
|-
|Na<sub>2</sub>O || 0,20 || Sr || 8,5
|-
|K<sub>2</sub>O || 0,05 || Ta ||0,1
|-
|P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> || 0,05 || Th || 0,55
|-
|Flüssigkeitsverlust || 13,33 || U || 0,1
|-
| || || V || 56
|-
| || || Y || 1,1
|-
| || || Zr || 2,5
|-
|}

Auffallend der hohe Gehalt an [[Magnesium]] und unter den Spurenelementen an [[Chrom]] und [[Nickel]].

== Metamorphose ==
[[Datei:Saint-Martin-de-Fressengeas Harzburgit3.jpg|mini|Metaharzburgit von La Rebière mit charakteristischer Verwitterungsfarbe von Peridotiten und steilstehender Foliation]]
Die Serpentinisierung der Ausgangsgesteine der Merlis-Serpentinite erfolgte im Verlauf der [[Variszische Orogenese|variszischen]] [[Metamorphose (Geologie)|Regionalmetamorphose]] (mediovariszischer ''Barrow-Typus'', Zeitraum 400 bis 350 Millionen Jahre [[Before Present|BP]]), die im [[Limousin]] unter mittleren [[Druck (Physik)|Druck]]en und bei mittleren bis hohen  [[Temperatur]]en ablief – in anderen Worten eine MP/MT-Metamorphose, welche die Ausbildung der regionalen Foliation bewirkte. Die unter hohen Temperaturen und relativ hohen Drucken entstandenen wasserhaltigen Mantelgesteine erfuhren hierbei eine mehrphasige [[Retromorphose]]. Endprodukt dieser Entwicklung sind die bereits angesprochenen Chloritschiefer. Die generelle [[Chloritisierung]] lässt sich auch in anderen Tiefengesteinen des Limousins beobachten.

== Regionalgeologischer Zusammenhang ==
Die einzelnen Merlis-Serpentinite sind als [[Scherung (Mechanik)|Scherlinsen]] mehr oder weniger konkordant in die Foliation der Paragneise, Leptynitgneise und Augengneise eingebettet.

Generell bewegen sich die [[Streichen (Geologie)|Streichrichtungen]] der einzelnen Serpentinitvorkommen im Nordabschnitt zwischen OSO und SSO (N 120 bis N 150) mit mittlerem [[Fallen (Geologie)|Einfallswinkel]] (30 bis 60°) nach NO. Im Südabschnitt biegt die Foliation dann in die Nordostrichtung (N 045) ein (sie folgt hier der [[La Coquille-Störung]]szone) und zeigt generelles, relativ flaches Einfallen (um 30°) nach Südost.

Die Vorkommen im Nordabschnitt wurden alle tektonisch stark beansprucht – einzige Ausnahme ist der Metaharzburgit von ''La Rebière'' im äußersten Süden, der womöglich mit der wesentlich niedriger metamorphen, in unmittelbarer Nähe anstehenden [[Thiviers-Payzac-Einheit]] assoziiert ist.

Auffallend für die Westgirlande ist, wie bereits angesprochen, ihre räumliche Assoziation mit dem Chéronnac-Leukogranit. Die Südgirlande folgt im Hangenden der leptynitischen Augengneise, die ihrerseits die [[Glimmerschiefer]] der [[Parautochthone Glimmerschiefereinheit|Parautochthonen Glimmerschiefereinheit]] bzw. den [[Saint-Mathieu-Leukogranit]] überfahren.

Insgesamt gesehen umringen daher sämtliche Serpentinitvorkommen den so genannten [[Saint-Mathieu-Dom]] – eine domartige Aufwölbung des tieferen [[Grundgebirge]]s im nordwestlichen Massif Central. Diese Aufwölbung drückt die Parautochthone Glimmerschiefereinheit – die strukturell tiefste Deckeneinheit im Massif Central, welche noch unter der Unteren Gneisdecke zu liegen kommt – an ihrem Ostrand empor.

Serpentinite sind aufgrund ihres hohen [[Wasser]]gehalts (in diesem Fall 13 Gew. %) tektonisch sehr mobile Gesteine. Ihre räumliche Anordnung unterstreicht daher bedeutende tektonische Bewegungsbahnen entlang derer die Mantelgesteine in den Krustenbereich aufgeschürft wurden.

== Quellen ==
* {{Literatur |Autor=Briand, Bernard u. a.|Titel=Feuille Châlus|Sammelwerk=Carte géologique de la France à 1/50 000|Herausgeber=BRGM|Ort=Orléans}}
* {{Literatur |Autor=Chèvremont, P. u. a.|Titel=Feuille Rochechouart|Sammelwerk=Carte géologique de la France à 1/50 000|Herausgeber=BRGM|Ort=Orléans}}
* {{Literatur |Autor=Floc'h, J.-P. u. a.|Titel=Feuille La Rochefoucauld|Sammelwerk=Carte géologique de la France à 1/50 000|Herausgeber=BRGM|Ort=Orléans}}
* {{Literatur |Autor=Guillot, P.-L. u. a.|Titel=Feuille Thiviers|Sammelwerk=Carte géologique de la France à 1/50 000|Herausgeber=BRGM|Ort=Orléans}}
* {{Literatur |Autor=Wimmenauer, Wolfhard|Jahr=1985|Titel=Petrographie der magmatischen und metamorphen Gesteine|Ort=Stuttgart|Verlag=Enke|ISBN=3-432-94671-6}}

[[Kategorie:Metamorphes Gestein]]
[[Kategorie:Geologie (Frankreich)]]
[[Kategorie:Serpentinitsorte]]