Larsen, A.O. & Raade, G - NAGS

Kongsberg mineralsymposium 1997Norsk Bergverksmuseum Skrift, 12, 16-21Pyroksener fra Oslofeltets syenittpegmatitterAlf Olav Larsen og Gunnar RaadeIntroduksjonI boken Physisk-Oeconomisk Beskrivelse over Eger­Præstegiæld i Aggerhuus-Stift i Norge, som ble skrevetav presten i Eiker, H. Strøm, og utgitt i 1784, bledet beskrevet et mineral som ble antatt å værecrystalliseret Hornsteen eller brun kantet og rifletSchøel i Qvarz. Det var stiger og sersjant G. Brataassom fant forekomsten, antagelig tidlig på 1780-tallet.Han viste senere stedet til bergmester P. Strøm sombeskrev mineralet (Str6m 1821), og samtidig ble mineraletnavngitt som akmitt (fra gresk for spiss) avBerzelius (1821). Forekomsten ble imidlertid hemmeligholdtav P. Strøm, men ved hjelp av G. Brataas blestedet besøkt av N. B. Møller som deretter kort beskrevlokaliteten (M6l1er 1825). Stedet ligger vedRundemyr, øst for Røkkebergtjern, ca. 3 km ØSø forVestfossen. Brøgger (1890) beskrev forekomsten somen kvartsrik pegmatittgang i kontaktmetamorf skiferog kalkstein.11834 oppdaget presten i Brevik, H. M. Thr. Esmark,et angivelig nytt mineral p~ en lille Øe i det aabne Havi Sydost fra Stokøetangen (altså Låven), og han oppkaltemineralet etter den norrøne havguden Ægir somægirin (Anonym 1947). Esmarks far, professor J.Esmark, sendte prøver av mineralet til Berzelius somutførte en foreløpig analyse og omtalte funnet for førstegang (Berzelius 1835).Fra 1840-årene og utover ble akmitt og ægirin gjenstandfor mange undersøkelser, og det ble etterhvertfastslått at begge mineralene tilhørte pyroksengruppenog var nærstående til hverandre. Faktisk ble det erkjentat mineralene var identiske. Imidlertid hadde deegenskaper som gjorde at det var praktisk å behandledem som varianter av samme species: akmitt var brun,mens ægirin var grønn. Dette ble opprettholdt ogsåav Brøgger (1890). På 1900-tallet er akmitt og ægirinblitt brukt synonymt i geologisk og mineralogisk litteratur.Morimoto (1988) presenterte på vegne av IMACNMMN Subcommittee on Pyroxenes en ny klassifikasjonog nomenklatur for pyroksener. Her ble ægirinendelig innført som betegnelse på endeleddetNaFe3+Si206 blant Na-pyroksenene, og akmitt ble formeltdiskreditert som eget species.Mineraler i pyroksengruppen er svært vanlige iOslofeltets syenittpegmatitter, og foreligger dannetbåde magmatisk og hydrotermalt. Dessuten opptrermineralene i mange morfologisk ulike varianter, delssom store, velformede krystaller og dels som fibrigeaggregater, mens fargen kan variere fra grønn til sort,sjeldnere grålig eller brunlig. Imidlertid er det ikke pu-blisert nyere kjemiske analyser av mineralene. Ikkeengang ægirin fra Låven er analysert siden forrige århundre.På denne bakgrunn vil det være interessant åundersøke den kjemiske sammensetningen avpyroksener fra syenittpegmatittgangene for derved åfastslå graden av substitusjoner i mineraler fra ulikeforekomster og den korrekte nomenklaturfordisse mineralene.Den generelle kjemiske formel for pyroksener erM2M1T206 hvor M2 og M1 betegner kationer ioktaeder-koordinasjon, mens T betegner kationer i tetraeder-koordinasjon.Innen pyroksenene er det ionisksubstitusjon med omfattende grad av fast løsning.Ægirin (Ae) skal per definisjon inneholde mer enn 80mol-% av NaFe3+Si206-komponenten, og mindre enn50 mol-% av NaAlSi206-komponenten (jadeitt, Jd). Innholdetav NaAISi206-komponenten er vanligvis sværtbegrenset. Ægirin kan imidlertid vise betydelig fastløsning av de kvadrilaterale Ca-Mg-Fe-pyroksener (Q).Pyroksener med 20-80 mol-% ægirinkomponent kallesægirin-augitt. Substitusjonsmekanismen er hovedsakelig(Ca,Mg,Mn,Fe2+)(Na,Fe3+).Prøvetakl ng slokaliteterDet er samlet inn og analysert 20 prøver av pyroksenermed forskjellig morfologi og farge fra 17 ulikesyenittpegmatittlokaliteter (Fig. 1). Numrene ogbokstavkodene refererer til stedsangivelsene i Fig. 1og til analysene i Tabell 1.1: Buer, Bjørkedalen. Grågrønne, blyanttykke krystallersom mer eller mindre parallell-sammenvokste aggregateri feltspat. Aksessoriske mineraler er biotitt,pyrofanitt, zirkon, pyroklor og gadolinitt-(Ce).2: Brønnebukta, Siktesøya, Langesundsfjorden. Mørkgrønnsorte, nålformede krystaller i sammenvokste aggregater.Aksessoriske mineraler er feltspat,gaidonnayitt og zircon.3: Vesle Arøya, Langesundsfjorden. Mørk grønnsort,fingertykk krystall. Aksessoriske mineraler er feltspat,leifitt og zirkon.4: Arøyskjær (mosandrittforekomsten), Langesundsfjorden.Grønnsort, fingertykk krystall. Aksessoriskemineraler er feltspat og biotitt.5: Skutesundskjær, Langesundsfjorden. Sort, stor krystall.Aksessoriske mineraler er feltspat, biotitt, w6hlerittog rosenbuschitt.6: Barkevikskjær, Langesundsfjorden. Sort, fingertykkkrystall. Aksessoriske mineraler er feltspat ogastrofyllitt.7: Låven (sydenden), Langesundsfjorden. Sort, vel-16

l I rOIl5kmKambro-siluriskesedimenterPrekambriskebergarterFig. 1. Geologisk kartskisse over omr;1det fra Langesundsfjorden til Sandefjord med angivelse avlokalitetene for de analyserte pyroksenene.formet, stor krystall i feltspat.8: Tuften larvikittbrudd, Tvedalen. Mørk grønn, storkrystall med kvadratisk tverrsnitt. Aksessoriske mineralerer analeim og hambergitt.9: Bjørndalen larvikittbrudd, Tvedalen. Grønn, finfibrigsone som gjennomsetter albitt. Aksessorisk mineraler leukofan.10: Bjørndalen larvikittbrudd, Tvedalen. Sort, grov krystall.Aksessoriske mineraler er feltspat, biotitt, amfibol,zirkon og leukofan.11: Røyås larvikittbrudd, Tvedalen. Grønnsort, storkrystall i feltspat.12: Jahren, Brunlanes. Sort, velformet krystall i druse.Aksessoriske mineraler er feltspat og kvarts.13: Lysebo, Hedrum. Grønt, finfibrig, stråleformet aggregati feltspat. Aksessoriske mineraler er astrofyllittog katapleiitt. Opptreden sammen med nr. 14.14: Lysebo, Hedrum. Grønnsort, fingertykk krystall ifeltspat. Aksessoriske mineraler er astrofyllitt ogkatapleiitt. Opptreden sammen med nr. 13.15: Buer, Vesterøya. Sort, fingertykk krystall i feltspat.Aksessoriske mineraler er ænigmatitt og arfvedsonitt.L: Låven (sydenden), Langesundsfjorden. Sort, velformet,stor krystall i feltspat. Som nr. 7.S: Saga Ilarvikittbrudd, Mørje, Porsgrunn. Grågrønn,fingertykk krystall i finkornig albitt.B: Bratthagen, Lågendalen. Grønnsort, blyanttykk krystalli feltspat og analcim.Vø: Vøra (øvre gang), Vesterøya, Sandefjord. Grønnsort,stor krystall i feltspat.VN: Vøra (nedre gang), Vesterøya, Sandefjord. Grønnsortekrystaller. Aksessoriske mineraler er astrofyllittog ænigmatitt.Kjemisk analyseFra de innsamlede prøvene (merket med tallkoder) erdet under binokularlupe plukket ut analyse materialesom er friskt og fritt for inneslutninger. Fortrinnsvis erdet plukket fra et begrenset område innen en krystalleller aggregat. Si, TI, Zr, Sn, AI, Fe, Mn, Ca, Mg og Naer bestemt ved hjelp av røntgenfluorescensspektrometrietter smelteoppslutning med Li2B407•Syntetiske kalibre ringsnormaler er fremstilt med basisi rene karbonater og oksider. Innholdet av Fe2+ er bestemtved titrering med K2Cr204 etter oppslutning medHF og H2S04. Totalt Fe er bestemt som Fe203 vedhjelp av XRF og rekalkulert som henholdsvis Fe203og FeO ved å bruke verdiene for FeO som er bestemtved våtkjemisk analyse. Li er bestemt i seks prøverved hjelp av flamme-emisjonsspektrometri etter oppslutningmed HN03 og HF. Fem prøver (merket medbokstavkoder) er analysert v.h.a. mikrosonde (EMP)ved Sentralinstituttet for Industriell Forskning, Oslo (avG. Raade i 1978). Tre til fire områder (punkter) i hverprøve er analysert. Zr02 ble ikke bestemt. Fe203 erberegnet på bakgrunn av ladningsbalanse. Analyseresultateneervist iTabell 1. Beregning av strukturformeler foretatt med dataprogrammet MINFILE (Afifi & Essene1988). Beregning av mol-% av Ca-Mg-Fe- ogNa-pyroksener er foretatt i henhold til prosedyren gittav Morimoto (1988). og beliggenhet i trekantdiagrammetægirin-jadeitt-kvadrilateriale pyroksener ervist i Fig. 2.17

Tabell 1. 13,28 25,8 100,54*

Tabell 1, fortsette/se. Pyroksener fra Os/ofeltets syenittpegmatitter. Kjemisk sammensetning (ivekt-%), strukturformel basert på 6 oksygen, og mol-forhold mellom ægirin (Ae), jadeitt (Jd) ogkvadrilatera/e pyroksener (a). Analyser foretatt v.h.a. EMP (vi G. Raade).LIL2L3SIS2S3BIB2B350,4549,9950,3650,8751,7052,5552,4452,4852,390,470,460,150,380,380,330.951,241,151,191,191,191,091,041,331,121,110,9820,3721,8221,1530,6630,3030,9326,5827,8026,754,933,584,400,000,560,601,391,030,701,241,311,290,500,590,350,630,560,832,862,852,830,440,400,281,280,961,1910,129,959,971,882,380,943,182,202,687,807,997,8712,4812,2812,9711,8212,3812,130,110,140,110,130,100,110,120,110,1199,5499,3099,3298,4399,73100,3999,5199,8898,911,9571,9441,9581,9801,9871,9991,8612,0012,0120,0140,0130,0040,0110,0110,0090,0310,0360,0330,0540,0550,0550,0500,0470,0600,0580,0500,0440,5950,6390,6190,8980,8760,8850,8770,7980,7730,1600,1160,1430,0000,0180,0190,0510,0330,0220,0410,0430,0420,0160,0190,0110,0230,0180,0270,1670,1650,1640,0260,0230,0160,0840,0550,0680,4210,4150,4150,0780,0980,0380,1490,0900,1100,5870,6030,5930,9420,9150,9571,0050,9150,9030,0050,0070,0050,0060,0050,0050,0070,0050,00555,558,056,689,588,089,881,885,484,95,55,55,55,35,06,55,85,75,139,036,537,95,27,03,712,48,910,0VN2VN3VN4VØIVØ2VØ352,6152,5452,5052,5151,6552,4451,512,192,212,221,971,801,922,180,550,590,600,630,330,350,3027,1127,4826,8029,4931,5028,6130,372,722,572,811,722,781,291,290,530,500,450,360,500,510,640,090,Q90,080,090,000,000,00,580,590,600,510,830,730,7313,0113,0313,0113,2213,1412,9113,020,130,130,090,120,140,110,1099,5299,7399,15100,61100,35100,37100,142,0202,0142,0221,9981,9542,0231,9790,0630,0640,0640,0560,0510,0560,0630,0250,0270,0270,0280,0150,0160,0140,7830,7930,7770,8440,8970,8300,8780,0870,0820,0900,0550,0880,0420,0410,0170,0160,0150,0120,0160,0170,0210,0050,0050,0050,0050,0000,0000,0000,0240,0240,0250,0210,0340,0300,0300,9690,9680,9710,9750,9640,9650,9700,0060,0060,0040,0060,0070,0050,00591,391,490,992,792,494,594,93,03,23,33,21,61,91,6 5,75,45,84,16,03,63,5

Qb.aegirin-augittJdaegirinFlg. 2. Trekantdiagram med Ca-Mg-Fe-pyroksenene og Na-pyroksenene, gjeldende nomenklatur ogangivelse av de analyserte pyroksenene (a). De analyserte pyroksenene er nøyere angitt og IdentifisertI diagram b som representerer et utsnitt av høyre hjørne av hoveddiagrammet. Fylte sirkler erresultater fra XRF-analysene, mens tJpne sirkler er resultater fra EMP-analysene.Resultater og konklusjonSom det fremgår av analysene i Tabell 1 og trekantdiagrammetFig. 2 er den overveiende del avpyroksenene fra syenittpegmatittene i Oslofeltet ægirin.Liten grad av substitusjon finnes i de grønne, hydrotermaltdannede ægirinene. De mørkegrønne til sortepyroksenene viser tildels betydelig substitusjon, ognoen av mineralene er ægirin-augitt. Sistnevnte mineralerrepresenterer typisk magmatisk dannedepyroksener. Det er interessant å legge merke til at"ægirin" fra dens originallokalitet Låven egentlig erægirin-augitt.Et betydelig innhold av Sn i nesten samtlige undersøktepyroksener er bemerkelsesverdig. Oftedal (1962)rapporterte et visst Sn-innhold i flere mineraler fraOslofeltets syenittpegmatittganger, deriblant 100 ppmSn iægirin fra Låven. Han konkluderte med følgende:Most of the Sn in the pegmatites may be contained inthe common mineral ægirine. Denne antagelsen kanherved stadfest es. Analysene viser dessuten at innholdetav Sn er noe høyere i de hydrotermale ægirinenesammenlignet med de magmatiske ægirinene. Detteer i overensstemmelse med det faktum at begge Snmineralenesom er påvist i syenittpegmatittgangene(wickman~t og nordenski61din) også tilhører den hydrotermaiepegmatittdannelsen. Antagelig kan man forventeå finne Sn-mineraler kun i ægirin-fattigepegmatitter da ægirin ellers vil binde tilgjengelig Snunder krystallisasjonen.Det er interessant å merke seg at innholdet av Zroverstiger innholdet av Ti i samtlige av de XRF-analysertepyroksenene.TakkVi takker E. Einungbrekke for hjelp i forbindelse medXRF-analysene, og A. Åsheim for utførelsen avLi-analysene.Engllsh summary:pyroxenes from the syenite pegmatltes of the OsloRegion.Acmite and aegirine have been used synonymously20

for more than 150 years. However, IMA CNMMN$ubcommittee on Pyroxenes has formally discreditedacmite and accepted ægirine as the correct name forthe end-member NaFe3+Si206 among the Napyroxenes(Morimoto 1988). Despite the fact thataegirine was first described from the Langesundsfjordarea, no modem analyses have been reported on thepyroxenes from the syenite pegmatites of the OsloRegion.Chemical analysis on 20 pyroxenes from 1710calitiesare reported in this paper. The results show that mostof the pyroxenes belong to the aegirines. However,substitution mainly of the type(Ca,Mg,Mn,Fe2+ )(Na,Fe3+)is very common. Some of the pyroxenes contain considerableamounts of the divalent cations and are thereforeclassified as aegirine-augites, among them"aegirine" from its type locality Låven. These aretypically magmatic pyroxenes. Green-colouredpyroxenes are aegirines of hydro-thermal origin. Asignificant amount of Sn is present in most of thepyroxenes, highest in the hydrothermal aegirines. It isinteresting to note that the amount of Zr exceeds Ti inall of the XRF analysed samples.ReferanserAfifi, A. M. & Essene, E. J. 1988: MINFILE: A computerprogram for storage and manipulation ofchemical data on minerals. American Mineralogist,73, 446-448.Anonym 1947: Til opprinnelsen av mineralnavnet"Ægirin". Norsk Geologisk Tidsskrift, 26, 144­145.Berzelius, J. 1821: Tillagg til foregående Afhandling.Kongliga Vetenskaps-Academiens Handlingar,1821,163-166.Berzelius, [J.] 1835: (Ubetitlet meddelelse om Esmarksfunn av ægirin, datert 13.1.1835). NeuesJahrbuch fOr Mineralogie, 1835, 184-185.Brøgger, W. C. 1890:Die Mineralien der Syenitpegmatitgangeder sOdnorwegischen Augit- undNephelinsyenite. Zeitschrift fUrKrystallographie,16, 1-235 + 1-663.Morimoto, N. 1988: Nomenclature of pyroxenes.American Mineralogist, 73, 1123-1133.Moller, N. B. 1825: Achmit fra Eger. Magazin for Naturvidenskaberne,6, 174-181.Oftedal, I. 1962: Contribution to the geochemistry ofnephelinesyenitic pegmatite in the Langesundsfjordarea. Norsk GeologiskTidsskrift, 42, 167­178.Strom, P. 1821: Undersokning af ett nytt Fossil. KongligaVetenskaps-Academiens Handlingar, 1821,160 - 163.21