Magmatische Lagerstätten Flashcards
Was ist System Klima?
System Klima umfasst Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre, Kryosphäre und Lithosphäre.
Was ist Atmosphäre?
Die Gashülle erstreckt sich von der Erdoberfläche bis in eine Höhe von etwa 100.
Was ist Hydrosphäre?
Die mit Wasser bedeckten Teile der Erdoberfläche und damit die Ozeane, Binnenseen, Flüsse sowie das Grundwasser.
Was ist Kryosphäre?
Die Eiskappen der Polargebiete, Gletscher sowie die übrigen von Eis und Schnee bedeckten Gebiete.
Was ist Biosphäre?
Die gesamte organische Materie an oder in der Nähe der Erdoberfläche. Es ist sich durch Sonnenenergie angetriebenes Geosystem entwickelt worden.
Was ist Lithosphäre?
Ist gemeinsam zwischen System Klima und System Plattentektonik. Die aus Gesteinen bestehende feste Schale der Erde; sie umfasst die Erdkruste und den obersten Mantel bis zu einer mittleren Tiefe von etwa 100 km; sie bildet die Lithosphärenplatten.
Was ist System Plattentektonik?
Es umfasst Wechselwirkungen zwischen Lithosphäre, Asthenosphäre und tieferem Mantel.
Was ist Asthenosphäre?
Die sich plastisch verhaltende Schicht unter der Lithosphäre; sie ermöglicht die horizontalen und vertikalen Bewegungen der Lithosphärenplatten.
Was ist tieferer Mantel?
Der unter der Asthenosphäre liegende Bereich des Mantels, der von etwa 400 km Tiefe bis zur Kern/Mantel-Grenze in etwa 2900 km reicht.
Was ist System Geodynamo?
Umfasst Wechselwirkungen zwischen äußerem und innerem Kern.
Was ist innerer Kern?
Der überwiegend aus festem Eisen bestehende innerste Bereich der Erde zwischen 5150 km und dem Erdmittelpunkt in 6370 km Tiefe.
Was ist äußerer Kern?
Die überwiegend aus flüssigem Eisen bestehende Schale in einer Tiefe zwischen etwa 2900 km und 5150 km.
Wie viele Elemente bilden 99% der gesamten Erdmasse?
8
Wie viele Elemente bilden 90% der gesamten Erdmasse und welche sind die?
4: Eisen, Sauerstoff, Silicium und Magnesium
Wie funktionieren die Systeme der Erde Plattentektonik?
- heißes Material steigt aus dem Erdmantel nach oben…
- … und führt zur Entstehung und Trennung der Platten
- wo platten konvergieren, wird die abgekühlte Platte wegen ihrer höheren Dichte unter die überfahrende Platte gezogen…
- … und taucht in den Erdmantel ab, wo sie aufgeschmolzen wird und in geschmolzenem Zustand erneut nach oben steigt.
Was ist Magmatismus?
Magmatism is the emplacement of magma within and at the surface of the outer layers of a terrestrial planet, which solidifies as igneous rocks.
Wo kann Magmatismus stattfinden?
Extensionszonen
Kollisionszonen
Ohne Zusammenhang mit der Großtektonik
Beispiele von Extensionszonen.
Mittelozeanische Rücken
Kontinentale Grabenbrüche
„Back Arc“ = Randbecken
Beispiele von Kollisionszonen.
Gebirgsbildungen
Inselbögen
Aktive Kontinentalränder
Was sind die Arten von Lagerstätten- bzw. Gesteinbildungsprozesse wenn magmatisch?
Liquidmagmatisch
Pegmatite
Welche Lagerstättenbildende Prozesse finden in der Tiefe statt?
Liquidmagmatische Lagerstätten (Bildung aus Schmelzen)
Pegmatite (Bildung aus Schmelze und spätmagmatischen Fluiden)
Hydrothermale Lagerstätten (bIldung aus hydrothermalen Fluiden)
Welche Lagerstättenbildende Prozesse finden auf der Oberfläche bzw. oberflächennah statt?
Verwitterung und Oxidation (Residuale und sekundäre Lagerstätten, Laterite)
Sedimentation (Transport und Anreichung in Flüssen und Gezeitenströmungen)
Chemische Sedimentation (Ausfällung aus dem Meerwasser)
Bei welchen Temps finden liquid magmatische Prozesse statt?
Mehr als 1000 C
Bei welchen Temps finden Pegmatite Prozesse statt?
Ca. 400-700 C
Bei welchen Temps finden hydrothermale Prozesse statt?
Ca. 50-600 C
Bei welchen Temps finden sedimentäre Prozesse statt?
Bis ca. 30 C
Wie sind Lagerstätten klassifiziert?
Die Klassifizierung von Lagerstätten erfolgt anhand ihrer Genese, jedoch ist eine strikte Gliederung schwierig, da meist mehrere ineinandergreifende Prozesse wirksam waren.
Was ist Magma und sein Eigenschaften?
• Hochtemperierte Gesteinsschmelzen und Mischungen von Gesteinsschmelzen und Kristallen.
• Chemisch inhomogen
• Dynamische, nicht geschlossene Systeme, also einer konstanten chemischen Veränderung unterworfen
• Ein konvektierendes System mit ständiger Vermischung (Stoffaufaufnahme, Mischung, Nachschübe)
• Magmen produzieren eine Vielzahl von verschiedenen Gesteinen
Wie funktioniert die Fraktionierung von Magma?
Temperatur sinkt: erste Kristalle Mineral A bilden sich
weiteres Abkühlen: Kristalle wachsen und die Zusammensetzung der Schmelze „wandert“ in Richtung eutektischem Punkt
Eutektikum erreicht: Schmelze erstarrt schlagartig in der vorgegebenen Zusammensetzung
Was sind die Typen von Magma?
Sauer Magmen (rhyolitisch & andesitisch)
Basische und ultrabasische Magmen
Eigenschaften von saurer Magmen (rhyolitisch & andesitisch).
Aus basischen Magmen fraktioniert oder Schmelzbildungen in der Kruste
700 bis 900 °C
Dichte geringer
Viskosität höher
höheres Lösungsvermögen für Wasser, CO2 und andere Fluide
Hohe Gehalte an Na, SiO2 und K; geringe Gehalte an Fe, Mg, und Ca
Eigenschaften von basische und ultrabasische Magmen.
Entstammen dem Erdmantel
1.200 °C
Dichte höher
Viskosität geringer
Hohe Gehalte an Fe, Mg, Ca; geringe Gehalte an Na, K und SiO2
Gesteine mit sauer Zusammensetzung.
Intrusiv- Granit
Effusiv- Rhyolith
Gesteine mit intermediär Zusammensetzung.
Intrusiv- Granodiorit; Dorit
Effusiv- Damit; Andesit
Gesteine mit basisch Zusammensetzung.
Intrusiv- Gabbro
Effusiv- Basalt
Gesteine mit ultrabasisch Zusammensetzung.
Intrusiv- Peridotit
Was sind Liquidmagmatische Lagerstätten?
Erzminerale scheiden sich im frühen flüssigen Stadium aus (Hauptkristallisation)
Was sind Pegmatitische Lagerstätten?
Erzminerale scheiden sich aus silikatischen Restschmelzen und spätmagmatischen Fluiden aus
Wie laufen die Anreichungsprozesse allgemein?
• Beim Abkühlen und Kristallisierung von Magmen kommt es zur Separation, Fraktionierung und Differenzierung der Bestandteile (Schmelze, Kristalle, gelöste Fluide und Gase)
• Durch diese (sog.orthomagmatischen) Prozesse kommt es zur Anreicherung und Konzentration von Erzkomponenten, so daß das magmatische Gesteins selbst aus Erz bestehen kann.
Was sind unter anderem 2 Arten von Anreichungsprozesse?
Fraktionierte Kristallisation und gravitative Mineralanreicherung (layered mafic intrusion)
Liquide Entmischung (Sulfide, Oxide)
Wie funktioniert Fraktionierte Kristallisation?
Leichte Minerale wie Feldspat bewegen sich nach oben und schwere Kristalle wie Olivin, Chromit, Opx, usw. sinken nach unten und bilden Lagen auf den Boden. Viele solche Lagen bilden sich für viele km.
Wie läuft Magmatisches layering?
Block sinkt ab
Veränderung der Schmelzzusammensetzung durch Fraktionierung, Magmenmischung und Assimilation von Nebengestein
Sedimentation durch Lawine
Kristallisation an den Rändern des Magmas (neben Boden)
Kompakten des Kristallmatsches
Wie funktioniert liquide Entmischung?
• Begrenzte Mischbarkeit zwischen unterschiedlichen Schmelzen
• Bei sinkender Temperatur und fortschreitender fraktionierter Kristallisation Entmishung einer
zuvor einheitliche Schmelze in zwei Schmelzen (z. B. Silikat – Sulfid)
• Der Großteil der Metalle (z.B. Cu, Ni, Co, Au, Pt) geht in die Sulfidschmelze über und sinkt in Form von Tropfen zum Boden um dort zu kompakten Erzmassen auszukristallisieren.
• Vorraussetzung der Entmischung von Sulfidschmelzen ist die Sättigung des Ausgangsmagma an Schwefel
Wo finden die Bildungsprozesse für liquidmagmatische Lagerstätten statt?
in der Regel in größeren Tiefen der Erdkruste und dem Mantel statt
Was ist die die Abtrennung und Konzentrierung des niedrigen Metallgehalts der Schmelzen bzgl. liquidmagmatischen Lagerstätten abhängig von?
Intrusionstiefe
begleitende Tektonik
Temperaturverlauf
Ablauf der fraktionierte Kristallisation
Innere Dynamik und Fließen des Magmas (Viskosität)
Wiederholte, erneute Magma-Zufuhr
Fluidzufuhr von außen
Entmischung und eventuelle gravitative Saigerung von flüssigen oder festen Silikat- bzw. Erzphasen und von magmatischen Fluiden
Eigenschaften von Liquidmagmatischen Lagerstättenbildung.
• Vorwiegend in (ultra-) basischen Schmelzen während der Hauptkristallisation
• Schmelztemperatur > 700°
Erze in Liquidmagmatischen Lagerstätten.
• Oxidische (Chrom, Titan, Eisen)
• Sulfidische (Nickel, Kupfer)
• Karbonatische (SEE)
• Gediegene Metalle (PGE, Gold)
Formen von Liquidmagmatischen Lagerstätten.
• „flözartig“ in geschichteten Magmatiten
• Linsen, Gänge
Wie bilden sich Pegmatitische Lagerstätten?
• Die entmischte wasserreiche Phase reichert sich am Dach der Magmenkammer an.
• zunehmender Druckaufbau > als Überlagerungsdruck & Gesteinsfestigkeits
• Eindringen der Schmelze in das Nebengestein
Unterschiedliche Pegmatite entstehen in Abhängigkeit von was?
Zusammensetzung der Restschmelze
Art des intrudierten Nebengesteins
Lage im Druck/Temperatur-Feld
Eigenschaften von Pegmatit.
• Pegmatite meist sehr grobkörnige Gesteine welche gang- bis lagerartig ausgebildet
• mineralogisch und chemisch inhomogen
• unregelmäßige Verteilung - Zonierung
• Pegmatite können von ihrer Zusammensetzung von basisch bis sauer variieren - wirtschaftlich interessant = saure Pegmatite
• Saure Pegmatite bestehen hauptsächlich aus Quarz + Feldspat + Glimmer (häufig Muskovit).
• In der pegmatitischen Restschmelze sind zahlreiche inkompatible Elemente stark angereichert
Typen von Pegmatit .
• LCT - Pegmatite entstehen an Subduktionszonen oder in den durch Kollision zweier Kontinente gebildeten Gebirgen (Li, Cs, Ta)
• NYF - Pegmatite enstehen an Dehnungszonen (Kontinentalgräben) (Nb, Y, F)
Was ist für die Anreichung von Pegmatit entscheidend?
Entscheiden für eine Anreicherung ist der Druck und damit die Tiefe
Die höchste Anreicherung in mittlerer Tiefe
Bildung von Pegmatitische Lagerstätten.
• Kristallisationstemperatur 540° - 690° C (bei etwa 450 °C für hoch- fraktionierte Schmelzen mit hohem Anteil an B, F, P und Cl)
• Meist im Dach von Granitintrusionen
Erze in Pegmatitische Lagerstätten.
• Wichtige Industrieminerale: Muskovit, Feldspat, Kaolin, Quarz sowie Edelsteine und seltene Minerale (Smaragd, Topas, Turmalin, Rubin …
• Erze von seltenen Elementen: Li, Nb, Ta, Be, U, Rb, Cs, Th, SEE, Mo, Bi, Sn, W
Formen von Pegmatitische Lagerstätten
• Typisch: grobkörnig bis riesenkörnige Gesteine
• Gänge, tlw. auch Stöcke
• Begrenzte „Mächtigkeit“/Auftreten
• Starke Zonierung und heterogene Elementverteilung
• Schwierige Reservenberechnung
