METamorphe Devolatilisierung und METallmobilisierung von KOmatiit (KOMET²): Auswirkungen auf die orogene Goldlagerstättenbildung

• Antragsteller: Dr. Simon Hector
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 555064577

Orogene Goldlagerstätten sind Gegenstand umfassender Forschung, da sie über 25 % der weltweiten Goldvorkommen ausmachen. Diese Lagerstätten befinden sich in Gesteinen der Grünschiefer- bis unteren Amphibolitfazies und bilden sich in der Regel zwischen 1-3 kbar und 250-475 °C. Während der Metamorphose verändert sich die Mineralogie der Gesteine durch steigende Druck- und Temperaturbedingungen. Bei der Umwandlung hydratisierter Minerale in neue, stabile Minerale werden metamorphe Fluide freigesetzt, die Metalle aus dem Gestein laugen können. Es wird allgemein angenommen, dass sich orogene Goldlagerstätten durch die Freisetzung von Fluid und Metallen aus metasedimentären und metavulkanischen Gesteinen am Übergang von der Grünschiefer- zur Amphibolitfazies bilden. Ein Rätsel ist jedoch die Bildung von orogenen Goldlagerstätten bei höheren Temperaturen (500-700 °C), sogenannte hypozonale Lagerstätten, insbesondere in Gesteinen mit Amphibolit- bis Granulitfazies. Normalerweise führen Fluide in quarz- und feldspatreichen Gesteinen bei Temperaturen über 600 °C zu einem teilweisen Aufschmelzen, wodurch die Fluide verbraucht werden und die Bildung von Erzlagerstätten verhindert wird. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die metamorphe Devolatilisierung von Komatiit, einem ultramafischen Gestein, das typisch für das Archaikum ist, selbst bei Temperaturen von bis zu 800 °C signifikante Mengen an goldhaltigen Fluiden produzieren könnte, ohne dass es zu einer partiellen Aufschmelzung kommt. Solche Fluide könnten die Bildung von hypozonalen orogenen Goldlagerstätten in archäischen Grünsteingürteln erklären. Dies muss jedoch noch näher untersucht werden. Die Ziele des KOMET²-Projekts sind: 1) zu prüfen, ob bei der metamorphen Devolatilisierung von Komatiiten goldhaltige Fluide entstehen; 2) den Beitrag der Devolatilisierung von Komatiiten zur Bildung orogener Goldlagerstätten zu bewerten. Um diese Ziele zu erreichen, haben wir mit den Grünsteingürteln Southern Cross und Kalgoorlie in Westaustralien ein ideales Untersuchungsgebiet gefunden. Sie beherbergen Grünschiefer- bis Granulitfazies-Komatiite und zahlreiche orogene Goldlagerstätten, einschließlich des hypozonalen Typs. Durch die Untersuchung der Mineralogie, Geochemie und Metamorphosegeschichte von Komatiiten in Verbindung mit thermodynamischen Modellen werden wir das Verhalten von Metallen, Metalloiden und Liganden (z. B. As, Au, C, Co, Cu, Mo, Ni, Pt, S, Sb, Sn, Te) während der prograden Metamorphose charakterisieren und feststellen, ob ein goldhaltiges metamorphes Fluid produziert wird. Zusätzlich wird eine detaillierte petrographische und isotopische Untersuchung der Marvel Loch-Lagerstätte im Southern Cross-Gebiet zusammen mit In-situ-Geochemie und Datierung hydrothermaler Minerale es uns ermöglichen, die Verbindung zwischen der Devolatilisierung von Komatiiten und der Bildung hypozonaler orogener Goldlagerstätten zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, Schweiz
• Mitverantwortliche: Dr. Antonin Bilau; Professor Dr. Jochen Kolb; Alexandre Peillod, Ph.D.
• Kooperationspartner: Privatdozent Dr. Massimo Chiaradia; Dr. Clifford Patten