Entstehung diskordanter Fe-reicher Wehrlit-Gesteinskörper und die Rolle der Metasomatose und Schmelzentmischung bei der Entwicklung des Bushveld Ingneous Complex und seiner Platinlagerstätten

• Antragsteller: Ilya Veksler, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243884595

Der Bushveld Igneous Complex in Südafrika ist die größte Lagerstätte der Platin-Gruppenelemente, von Chrom und Vanadium, wichtige strategische Edel- und Industriemetalle. Die Größe des Komplexes über Hunderte von Quadratkilometern sowie die begrenzten Aufschlussverhältnisse, insbesondere im hoch industrialisierten westlichen Sektor, haben das Verständnis der Genese des Komplexes und seiner außergewöhnlichen Anreicherung an Bodenschätzen erschwert. Trotzdem und wegen der großen wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Bedeutung gilt Bushveld seit mehreren Jahrzehnten als ein einzigartiges natürliches Labor zum Test der Theorien von Magmenplatznahme, Differenzierung und Mineralisierung. Eines der größten ungelösten Probleme ist die Beziehung zwischen magmatischer Kristallisation und metasomatischen Prozessen bei der Ausprägung der Vielfalt der magmatischen Gesteine in dem Komplex und anderen großen, stark differenzierten Intrusionen. Im Projekt soll dieser wichtige Aspekt behandelt werden über die Untersuchung der Genese einer Suite von extrem grobkörnigen, pegmatitischen Fe-reichen Peridotiten (Wehrlit). Es wird vermutet, dass die Körper, bekannt auch als iron-rich ultramafic pegmatites (IRUP), entstanden sind durch großräumige metasomatische Verdrängungsreaktionen gabbronoritischer Kumulate durch Schmelzen oder Fluide. Die Verdrängung könnte durch abwärts gerichtete Perkolation dichter Fe-reicher Silikatschmelzen, entstanden durch Schmelzentmischung im apikalen Teil der Intrusion, bewirkt worden sein. Allerdings ist Schmelzentmischung in großem Maßstab im Bushveld Complex und in anderen mafischen Intrusionen umstritten, so dass der Ursprung des Fe-Wehrlit Körpers unklar bleibt. Das Ziel des Projektes ist es, den möglichen Zusammenhang zwischen wechselwirkenden Fluiden und Silikatschmelzentmischung zu testen und die geochemischen Auswirkungen der Metasomatose, einschließlich der Umverteilung von Fe-Ni-Cu-Sulfiden und der Pt-Gruppenelemente zu beurteilen. Das vorgeschlagene Arbeits-Programm kombiniert chemische und petrographische Studien der Gesteine mit gezielten Schmelzexperimenten an natürlichen Gesteinen und synthetischen Gläsern. Wir wollen die Metasomatosereaktionen reproduzieren und über verbesserte Phasengleichgewichtsbeziehungen die Zusammensetzungen der wechselwirkenden Fluide abschätzen. Der Entstehung des Fe-reichen Wehrlits und die damit verbundenen Reaktionen sind nicht nur von großem theoretischem Interesse, sondern auch von großer praktischer Bedeutung, weil die Metasomatose die Erzkörper der Pt-Gruppenelemente unterbricht und erhebliche Probleme für den Bergbau verursacht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen