Was sind Pegmatitische -und Hydrothermale Lagerstätten
Nach der Kristallisation der Hauptmasse der silikatischen Gesteinsmineralien (Hauptkristallisation) bleibt meist noch eine (Rest-)Schmelze übrig, die außerordentlich reich ist an leichtflüchtigen Komponenten (H2O, CO2, H2S, F, Cl, B, As) und Elementen, die entweder in Verbindungen leichtflüchtig sind (wie W, Mo, Sn) oder durch besonders kleinen/großen Ionenradius nicht oder nur teilweise in den Mineralien der Hauptkristallisation eingebaut werden konnten (wie Be, Li, bzw. Seltenerdelemente (SEE), Nb, Ta, Cs, Rb).
Überwiegt in diesen fluidreichen Differentiaten die Schmelzkomponente, so können aus dieser Restschmelze Pegmatite entstehen, die insbesondere durch das Riesenwachstum ihrer Mineralien gekennzeichnet sind.
Handelt es sich aber hauptsächlich um ein Schmelze-armes Fluid (oder um residuale Fluide, die nach der Pegmatitkristallisation übrig blieben), so bilden sich oberhalb des kritischen Punktes von Wasser (> 400 °C, je nach Druck) aus diesen überkritischen Lösungen sog. pneumatolytische Mineral- und Erzvorkommen. Kühlen die überkritischen Fluide weiter ab, so dass sie kondensieren, entstehen schließlich wässrige Lösungen, die für die Vielfalt hydrothermaler Lagerstätten verantwortlich sind.
Zu den hydrothermalen Bildungen zählt man jene mineralischen Ausscheidungen, die aus heißen wässrigen Lösungen in einem Temperaturbereich von ca. 500 bis 50°C bei maximalen Drücken von ca. 2 kbar kristallisieren. Erfolgt die Mineralbildung aus diesen Lösungen innerhalb der Erdkruste, so entstehen hydrothermale Gang-, Imprägnations- und Verdrängungslagerstätten.
Früher war man der Meinung, dass alle hydrothermalen Wässer magmatischen Ursprungs sind (sog. juvenile Wässer). Heute weiss man jedoch, dass die hydrothermalen Lösungen auf vielfältige Weise entstehen können. Ursprünglich kann es sich um Grundwasser, Meerwasser, Formationswasser und/oder metamorphes Wasser gehandelt haben, die infolge mannigfaltiger geologischer Prozesse in der Erdkruste in Bewegung gesetzt wurden und sich oft bei der Lagerstättenbildung auch noch vermischen können.
Diese Lösungen enthalten, ungeachtet ihrer Entstehung, bis zu 50 Gew.-% gelöste Stoffe (hauptsächlich Na-, Ca- und K-Chloride), was sie als stark konzentrierte Flüssigkeiten bzw. Salzlaugen (Solen) kennzeichnet. Diese hohen Chloridkonzentrationen scheinen die Löslichkeit und Mobilität von Metallionen in den hydrothermalen Lösungen zu fördern (in Form der Metallchloridkomplexe) und Voraussetzung für Erzanreicherungen zu sein.
Erreichen die hydrothermalen Lösungen schließlich die Erdoberfläche (meist am Meeresboden; heutzutage eindrucksvoll an "Black Smokern" im Pazifik oder Atlantik zu beobachten), so kommt es zur Bildung von submarinen Vererzungen in Sedimenten und Tuffen.
Die seltenen gas- oder dampfförmigen Aushauchungen (Fumarolen, Solfataren) können in Vulkankratern oder auf Kraterflanken Exhalationslagerstätten bilden. Schwefel als Exhalationsabsatz ist in Gebieten von tätigen und erloschenen Vulkanen weitverbreitet.
Mit freundlicher Genehmigung:
Dr. Udo Neumann,
Institut für Geowissenschaften, AB Mineralogie und Geodynamik, Universität Tübingen
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