Magmatische Lagerstätten - Die Welt der Rohstoffe - page 95

Tab. 3.1 Überblick über die bekanntesten Layered Mafic Intrusions.

Fläche (km 2 ) Name Lokalität Alter

Bushveld Südafrika Präkambrium 66 000

Dufek Antarktis Jura 50 000

Duluth Minnesota, USA Präkambrium 4700

Stillwater Montana, USA Präkambrium 4400

Muskox NW Terr., Kanada Präkambrium 3500

Great Dyke Simbabwe Präkambrium 3300

Sudbury Ontario, Kanada Präkambrium 1100

Kiglapait Labrador, Kanada Präkambrium 560

Skaergaard Ostgrönland Eozän 100

Es gibt auch Lagen mit lohnenden Gehalten an Nickel- und
Kupfersulfiden. Der Sudbury-Komplex (Kanada, 7 Abschn. 3.3.5 )
und Norilsk (Russland) sind die bedeutendsten Nickellagerstätten
überhaupt, wichtig sind auch Pechenga (Russland) und Jinchuan
(China).
Schließlich kann es Lagen aus überwiegend Magnetit (Tita-
nomagnetit) oder Ilmenit geben, die nicht nur Eisen und Titan,
sondern auch recht große Mengen Vanadium enthalten. Mit der
2 m dicken Main Magnetite Layer ist auch hier der Bushveld-
Komplex zu nennen, der damit auch zu den bedeutendsten Va-
nadiumlagerstätten zählt. Weitere Beispiele sind zwei Intrusio-
nen am Emei Shan in China, Chineyskoye in Russland sowie
Stillwater und Duluth in den USA.
Layered Mafic Intrusions gibt es in den verschiedensten Grö-
ßen und Formen ( . Tab. 3.1 ). Typischerweise ist jedoch die hori-
zontale Ausdehnung wesentlich größer als die vertikale. Die je-
weilige Form wird mit Begriffen wie »scheibenförmig« (bzw.
»sillförmig«), »tellerförmig«, »trichterförmig«, »kanuförmig«
umschrieben.
Mit Abstand am gewaltigsten ist der Bushveld-Komplex
in Südafrika. Sein Magmenvolumen erreicht eine Größenord-
nung, wie man sie auf Kontinenten sonst nur von Flutbasalt-
provinzen wie den Dekkan-Trapps in Indien kennt. Die meisten
Layered Mafic Intrusions sind deutlich kleiner, kommen aber
interessanterweise oft zusammen mit gleich alten Flutbasalten
vor. Die Bildung dieser gewaltigen Mengen an basaltischem
Magma in einem geologisch kurzen Zeitraum wird in der Regel
durch das Aufsteigen eines Manteldiapirs gedeutet. Beim Aufstieg
des Manteldiapirs wird dessen Kopf breiter und nimmt die Form
eines Pilzes an. Wenn dieser Kopf auf die Kruste trifft, kommt es
kurzfristig zu einer extrem starken Schmelzbildung. Erst später
folgt der »normale« Hotspot-Magmatismus. Ein Manteldiapir
kann auch die Bildung eines kontinentalen Grabens auslösen.
Anders herum führen Dehnung und die Bildung eines Graben-
systems darunter zu einem Aufsteigen in der Asthenosphäre und
einem ganz ähnlichen Magmatismus. So werden einige der Intru-
sionen als Grabensysteme gedeutet. Alle Layered Mafic Intrusions
haben etwas mit Hotspots oder Gräben oder beidem zu tun. Die
einzige Ausnahme ist der Sudbury-Komplex ( 7 Abschn. 3.3.5 ) in

Kanada, bei dem es sich um einen Meteoritenkrater handelt. Auf-
fällig ist, dass die meisten größeren Layered Mafic Intrusions
bereits im Präkambrium entstanden sind.

Flutbasalte sind das Ergebnis von außergewöhnlich starkem
basischem Magmatismus auf einem Kontinent. In geolo-
gisch gesehen sehr kurzer Zeit wurde dabei eine gewaltige
Fläche - im Fall der Dekkan-Trapps (Indien) von der Größe
Spaniens - Lavastrom für Lavastrom unter einer Hunderte
Meter dicken Basaltschicht begraben. Die Lava wurde an
Spalten gefördert und die einzelnen Ströme flossen oft
mehrere Hundert Kilometer weit. Weitere Beispiele sind
die Karoo-Basalte (Südafrika), Paraná-Etendeka (Brasilien
und Namibia), die Sibirischen Trapps (Russland) und die
Emeishan-Trapps (China).

Die genaue Zusammensetzung des ursprünglichen Magmas und
die weitere Entwicklung durch Fraktionierung lassen sich nur
schwer rekonstruieren. Prinzipiell entspricht die Zusammen-
setzung der jeweiligen Lagen nie der Zusammensetzung einer
flüssigen Schmelze, stattdessen haben wir es mit Kristallkumu-
laten zu tun ( . Abb. 3.19 ). Nach der einfachsten Vorstellung
sinken im Magma wachsende Kristalle aufgrund ihrer höheren
Dichte auf den Boden der Magmakammer ab. Dort sammelt
sich ein Kristallbrei an, mit wenig Schmelze in den Zwischen-
räumen, die erst bei weiterer Abkühlung erstarrt. Zwischen-
zeitlich kann der Matsch kompaktieren, wobei ein Teil der ver-
bliebenen Schmelze herausgequetscht wird. Das Gestein besteht
also aus zu unterschiedlichen Zeiten aus von unterschiedlichen
Schmelzen kristallisierten Mineralen. Zu allem Überfluss kommt
es häufig zu einer nachträglichen Rekristallisation (McBirney
2009), sodass nicht einmal das Gefüge mit Sicherheit inter-
pretiert werden kann. Das bloße Absinken von Kristallen kann
das Layering nicht erklären, eine Reihe weiterer Prozesse wird
weiter unten vorgestellt. Die meisten Kristalle »regnen« jeden-
falls nicht aus einem großen Volumen ab, sondern kristallisieren
bereits nahe des Bodens, des Dachs und der Seitenränder, wo es
kühler ist.