Fluideinschlüsse in Blei-Zink-Erzen des Mississippi-Valley-Typs (MVT)

Allgemeines zu den MVT

Es handelt sich um hierbei um epigenetisch entstandene Buntmetallsulfidlagerstätten. Die Lagerung der Erze ist auf sedimentäre Räume beschränkt. Dabei handelt es sich vor allem um Karbonatgesteine, die sich am Rand von Becken befinden. Ein Zusammenhang zu Magmatismus kann nicht nachgewiesen werden. Die Haupterzminerale sind Bleiglanz, Zinkblende, Pyrit, Markasit und Chalcopyrit. Die Hauptgangarten sind Dolomit, Calcit, Fluorit, Baryt und Quarz.

Allgemeines zu Fluideinschlüssen

Fluideinschlüsse sind Fluidtröpfchen, die in Kristallen zum Zeitpunkt ihres Wachstums eingeschlossen wurden oder nach der Kristallisation des Wirtsminerals entlang von Mikrorissen und Spaltflächen eingebracht wurden." (übersetzt nach PIRAJNO 1992)

Man unterscheidet bei den Einschlüssen die primären (p), sekundären (s) und pseudosekundären (ps). Für die Analyse zu verwenden sind die (p) und (ps). Durch das Abkühlen und Aufheizen des Einschlusses ergeben sich Temperaturen für das erste Schmelzen (Te), das letzte Schmelzen (Tm) und die Homogenisierung der Inhaltsstoffe (Th). Aus diesen Temperaturen kann man Rückschlüsse auf die Salinität, die Zusammensetzung der Salze und die minimale Bildungstemperatur ziehen.

Fluideinschlüsse der MVT-Erze

Aus Fluideinschlüssen gewonnene Werte:<>
Te : -45 bis -55°C

Ein reiner NaCl-H2O-Einschluß hätte -21,2°C. Es muß also noch ein anderes Salz außer NaCl enthalten sein. Dafür in Frage kommen CaCl2, MgCl2, KCl und BaCl2.

Tm : -4 bis -21°C

Salinität 6-23wt% eq NaCl Man nimmt an, daß es sich um 60% NaCl und 40% CaCl2 handelt.

Th :70 bis 260°C

Die Homogenisierungstemperatur muß noch um den Druck korrigiert werden. Man geht von Bildungstemperaturen zwischen 100 und 150°C aus.

Zusammensetzung:
Cl > Na > Ca > K > Mg > B
Ionenverhältnisse:

Schlußfolgerungen

• Herkunft der Fluide:
  Da die Bildungstemperatur sehr gering ist, stellt sich die frage nach dem Grund für die Migration der Lösungen. Dafür gibt es verschiedene Modelle, die meist auf einer Auspressung durch Auflast und tektonische Beanspruchung beruhen. Die Lösungen stammen aus den Beckensedimenten, was auch an der Ähnlichkeit der Fluidzusammensetzungen zu denen in Ölfeldern zu sehen ist.

• Herkunft der Metalle:
  Die Salinität einer Lösung ist ausschlaggebend für die Löslichkeit der Metalle. So kann eine Lösung mit 15 wt% eq NaCl bei 90 bis 160°C 100 ppm Pb und 350 ppm Zn aufnehmen. Die Konsequenz für die Herkunft der Fluide ist, daß das Muttergestein nicht an Metallen angereichert sein muß. Das Muttergestein für die MVT-Erze sind die Tonsteine im Becken.
• Gründe für die Fällung:
  Aus verschiedenen Interpretationen der Zusammensetzungen (auch Sr- und S-Isotopen-analysen) ergibt sich das Vorhandensein von zwei verschiedenen Lösungen, deren Zusammentreffen die Fällung der Metallsdulfide ausgelöst hat.

Schlußsatz:

" Es gibt immer noch große Unstimmigkeiten zwischen den Geologen in bezug auf die meisten Bildungsmechanismen, wie die Quelle der Metalle, den Zeitpunkt der Herauslösung, den Ursprung der Solen, die Transportart der Metalle, die Gründe der Ablagerung und warum es passiert wenn es passiert." (nach OHLE 1980, aus BARNES 1997)

Literatur

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