Das Verhalten von leichten und mobilen Elementen in magmatisch-hydrothermalen Greisensystemen - Eine kombinierte Studie von Mineralen, Fluiden und Gasen

• Antragsteller: Professor Dr. Mathias Burisch-Hassel; Dr. Axel Gerdes; Professor Dr. Jens Gutzmer, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441189074

Die europäischen Varisziden beherbergen zahlreiche magmatisch-hydrothermale Greisensysteme, die bedeutende Li, Sn, W und/oder Mo Ressourcen darstellen. Die zentraliberische Zone (Portugal/Spanien), Cornwall (Großbritannien), das Zentralmassiv (Frankreich) und das Erzgebirge/Krušné Hory (Deutschland/Tschechische Republik) gelten als die wichtigsten Li-Sn-W-Provinzen Europas, von denen das Erzgebirgssystem besonders reich an Li Vorkommen ist. Obwohl Greisenvorkommen seit vielen Jahrhunderten bekannt sind und abgebaut werden, sind grundlegende Aspekte, wie die Zusammensetzung der Greisenfluide (Spurenelemente und Gaskomponenten) und die genauen erzbildenden Mechanismen, nicht ausreichend erforscht.Während der magmatischen Phase führt fraktionierte Kristallisation zu einer starken Anreicherung von Elementen wie Li, Sn, B und F in der Restschmelze und in den davon entmischten Greisenfluiden. Anschließend wird durch Gesteins-Wasser-Wechselwirkung die Zusammensetzung der freigesetzten Fluide erheblich verändert. Elemente werden durch den Vergreisungsprozess in der hydrothermalen Lösung an- und abgereichert. Insbesondere die Auflösung der im magmatischen oder metamorphen Nebengestein enthaltenen primären Glimmer (z.B. Biotit) kann während der frühen Vergreisungsphase die Li-, F-, B- und Sn-Konzentrationen im Fluid signifikant erhöhen, bevor diese Elemente durch das Ausfallen typischer Greisenminerale wie Zinnwaldit, Kassiterit, Topas, Turmalin und Fluorit endgültig aus dem Fluid entfernt werden. Die hydrothermale Phase ist daher von besonderer Bedeutung, um das Verhalten von leichten und mobilen Elementen in Greisensystemen entschlüsseln zu können. Um ein besseres Verständnis für die Mobilität von Elementen während des hydrothermalen Stadiums zu erlangen, ist ein breitgefächerter methodischer Ansatz notwendig. Dieser Ansatz beinhaltet die Kombination von in-situ geochemischen Analysen von Greisenmineralen (Haupt-, Spuren- und Isotopenzusammensetzungen mittels LA-ICPMS), Flüssigkeitseinschlussuntersuchungen (Mikrothermometrie, Crush-Leach und LA-ICPMS) sowie die Analyse von Gasen (Crush Fast Scan Massenspektrometrie).Das daraus gewonnenen Verständnis über a) Spuren- und Leichtelementsystematiken in Greisensystemen, b) die Zusammensetzung und Veränderung von Greisenfluiden und c) die Rolle der mit diesen Fluiden assoziierten Gase ist essentiell, um die raum-zeitliche Entwicklung von Greisensystemen nachvollziehen zu können. Darüber hinaus ermöglicht dieser ganzheitliche Ansatz die Identifizierung der Prozesse und chemischen Mechanismen, die für die Erzbildung (z.B. Li und Sn) entscheidend sind.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME