Sulfid Evolution in Komatiit-gebundenen Nickellagerstätten

• Antragsteller: Dr. Sebastian Staude
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407352165

Es gibt zwei Hauptfragen die während dieses Projektes beantwortet werden sollen: 1) Welche Prozesse spielen eine Rolle bei der Bildung von Komatiit-gebundenen Lagerstätten und 2) was sind die Schwefelquellen für die Erzlagerstätten von Kambalda?1. Prozesse die studiert werden beinhalten frühe Stadien eines Komatiit-Lavaflusses, repräsentiert durch Platznahme-Mechanismen der Komatiitschmelze in die Eruptionsspalte, und späte Stadien, repräsentiert durch Bildungsprozesse um Matrixerze zu erklären.Platznahme von Komatiitmagma in oberkrustale Gesteine in der Nähe der Eruption sind bisher schlecht verstanden. Die Komatiitgänge die vor kurzem in Kambalda entdeckt wurden können dazu beitragen diese Prozesse zu Identifizieren und zu Beschreiben. Diese Untersuchung könnte auch zeigen, dass das Ganggestein zu einem der bekannten Lavaflüsse weiter oben in der Stratigraphie gehört.Das momentan bevorzugte abgeänderte "Billard Ball Modell" von Usselman et al (1979) kann das Vorkommen von mehreren Lagen Matrixerz nicht erklären. Es passt auch nicht zur Theorie, dass das "pinchout", ein Sulfidvorkommen das komplett durch ältere Gesteine seitlich vom Haupterzkörper begrenz ist, sich Gleichzeitig durch die ansteigende Sulfidhöhe mit dem Matrixerz bildet, und daher die untere Sulfidschmelze nicht erstarrt sein kann. Die hier getestete Hypothese ist das beide Matrixerz Lagen sich durch unterschiedliche Prozesse bildeten. Die untere homogene Matrixerz-Lage könnte sich demnach durch Olivinkristalle die in die Sulfidschmelze einsinken bilden, wie ursprünglich beschrieben, allerdings unter Einbezug verschiedenen Druckes in die Gleichung. Im Kontrast dazu könnte sich die inhomogene Matrixerz-Lage durch eine gleichzeitige Akkumulation von Sulfidtröpfchen und Olivinkristallen in einem dynamischen Lavaflusssystem bilden, welches je nach Sulfid und Olivin-Angebot Sulfid- oder Olivin-reiche Lagen absetzte.2. Die Schwefelquelle für die Ni-Lagerstätten in Kambalda ist vermutlich das Sediment, dass durch den Komatiit erodiert wurde, allerdings konnten frühere Arbeiten (Aufgrund schlechter Beprobungsdichte) mit multiplen S-Isotopen diese Theorie weder belegen noch widerlegen. Die obere Matrixerz-Lage bildete sich nachdem der Lavakanal bereits entstanden war und daher die Sulfid-haltigen Sedimente nicht mehr verfügbar waren, weshalb eine andere Schwefelquelle in Betracht gezogen werden muss (z.B. Mantel oder sedimentäre Einheiten im Basalt). Die verfügbare Probensammlung von vor-, früh-, haupt- und post-Erzstadien erlauben es diese mit unterschiedlichem "R"-Faktor entstandenen Proben zu untersuchen was sich in der S-Isotopie widerspiegeln sollte.Beide Fragen untersuchen Komatiit-gebundene Lagerstätten, die Forschungsergebnisse werden aber auch hinsichtlich ihrer Anwendung auf alle magmatisch Sulfidlagerstätten diskutiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Kooperationspartner: Dr. Stephen Barnes; Professor Marco Fiorentini, Ph.D.