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Forscher halten beide Lagerstätten für die eisen- beziehungswei-
se kupferreichen Endglieder eines Kontinuums. IOCG-Lager-
stätten sind durch hydrothermale Lösungen entstanden, die in
einigen Fällen ebenfalls von Dioritmagmen stammen. In Nord-
chile und in Nordschweden kommen beide Lagerstättentypen
gemeinsam vor. Es kann also durchaus sein, dass es einen gene-
tischen Zusammenhang gibt.
3.7
Granit (Einführung)
Granite und ähnliche Plutonite (die oft als Granite im weiteren
Sinn zusammengefasst werden) können sowohl durch Frak-
tionierung aus einem Basaltmagma entstehen, oder - was der
Normalfall ist - durch Schmelzbildung in der Erdkruste. Wasser
spielt eine wichtige Rolle bei der Schmelzbildung, da es den
Schmelzpunkt (bzw. den Solidus) deutlich absenkt. In wasser-
gesättigten Krustengesteinen reichen bereits weniger als 700 °C
zur Schmelzbildung aus. Schon geringe Konzentrationen an
Phosphor, Fluor und Bor senken den Schmelzpunkt noch weiter
ab. Wasser kann bei metamorphen Reaktionen durch den Zu-
sammenbruch von wasserhaltigen Mineralen wie Glimmer oder
Amphibol freigesetzt werden.
An sogenannten Migmatiten kann man sich das Aufschmel-
zen direkt ansehen. Dabei handelt es sich um hochgradige
Gneise, in denen sich Schlieren aus heller Schmelze gebildet
haben, während die dunklen Minerale fest und an Ort und Stelle
geblieben sind. Damit bilden Migmatite den Übergang zwischen
metamorphen und magmatischen Gesteinen.
Das Granitmagma ist sehr zähflüssig, da sich die SiO
2
-Tetra-
eder zu Polymeren verbinden. Oft transportiert es Kristalle, die
niemals geschmolzen waren. Außerdem hat es einen vergleichs-
weise hohen Gehalt an gelöstem Wasser. Im Fall der Migmatite
war der Schmelzgrad so gering, dass zwar Granitmagma entstan-
den ist, es aber im Ausgangsgestein blieb. Das Granitmagma steigt
nur auf, wenn die Wassermenge ausreicht und die Temperatur
hoch genug ist, um einen höheren Schmelzgrad zu erreichen.
Granitmagmen können in unterschiedlichen plattentektoni-
schen Situationen entstehen und je nach Art des aufgeschmolze-
nen Ausgangsgesteins auch unterschiedlich zusammengesetzt
sein. Geologen unterscheiden S-Typ, I-Typ, M-Typ und A-Typ
(
.
Abb. 3.39
), was vor allem auf geochemischen Kriterien beruht,
aber auf eine unterschiedliche Entstehung zurückzuführen ist.
Hybride zwischen diesen Typen sind eher die Regel als die Aus-
nahme. Diese Klassifikation ist trotzdem hilfreich und sie wird
uns sowohl bei den folgenden magmatischen Lagerstätten als
auch bei einigen hydrothermalen Lagerstätten begegnen.
I-Typ-Granite
(von engl.
igneous
, magmatisch) sind typisch
für Subduktionszonen. Sie gehen auf eine basaltische, aus dem
Mantel stammende Schmelze zurück: entweder direkt durch
fraktionierte Kristallisation oder indirekt, indem das Basaltmag-
ma erst zu einem Gabbro erstarrt ist, der anschließend wieder
teilweise aufgeschmolzen wurde. Was an den Vulkanen der Sub-
duktionszonen eruptiert, ist nur ein Bruchteil der dort gebildeten
Magmen, das meiste bleibt in Form großer Plutone in der Tiefe
stecken. Es entsteht ein sogenannter Batholith, ein breiter
Abb. 3.38
Kiruna-Typ-Erz mit Magnetit und Apatit von Malmberget
bei Gällivare (Schweden). © F. Neukirchen / Mineralogische Samm-
lungen der TU Berlin.
(Südschweden). Weltweite Beispiele sind Avnik (Türkei), Bafq
(Iran), die Vorkommen am Unterlauf des Jangtsekiang (China),
in der Küstenkordillere von Nordchile und in Missouri (USA).
Wie diese massiven Magnetit-Apatit-Erzkörper entstanden
sind, ist allerdings umstritten. Nach der einen Theorie handelte
es sich um ein ungewöhnliches phosphorhaltiges Eisenoxid-
magma (Frietsch & Perdahl 1995, Naslund et al. 2002, Harlov et
al. 2002, Hou et al. 2011). Nach der anderen Theorie sind die
Lagerstätten durch hydrothermale Lösungen entstanden (Sillitoe
& Burrows 2002, Jami et al. 2007, 2009) und müssten demnach
eigentlich im folgenden Kapitel besprochen werden.
Nach der ersten Theorie hat bei der Kristallisation eines
Diorit-Plutons die verbliebene Schmelze eine Zusammensetzung
erreicht, bei der es zur Entmischung (
7
Abschn. 3.1.2
) einer phos-
phorhaltigen Eisenoxidschmelze kam. Generell wird Eisen bei
der Frakionierung tholeiitischer Basalte in der Schmelze ange-
reichert, bis relativ spät die Kristallisation von Magnetit einsetzt.
Zur Entmischung einer Eisenoxidschmelze kommt es, wenn
gleichzeitig die Konzentration von Elementen wie Phosphor er-
höht ist (Hou et al. 2011, Charlier & Grove 2012). Gleichzeitig
verringert der Phosphor den Schmelzpunkt der Eisenoxid-
schmelze. Diese wurde schließlich nach oben gequetscht, zum
Teil floss sie als Lavastrom an einem Vulkan aus, zum Teil blieb
sie in geringer Tiefe stecken und erstarrte.
Der angebliche Eisenoxid-Lavastrom El Laco (Chile) enthält
allerdings Tuffeinschlüsse, zum Teil mit mehreren Metern
Durchmesser. Das spricht eher dafür, dass hier eine hydrother-
male Lösung mit dem Tuff reagiert und diesen teilweise mit
Magnetit ersetzt hat (Sillitoe & Burrows 2002). Dieser Prozess
könnte auch auf andere Kiruna-Typ-Lagerstätten zutreffen,
wobei es noch immer denkbar ist, dass die Entmischung einer
Eisenoxidschmelze ein Zwischenschritt für die Erzeugung eines
eisenreichen hydrothermalen Fluids war (Jami et al. 2009).
Auffällig ist die Ähnlichkeit der Kiruna-Typ-Eisenlagerstät-
ten mit IOCG-Lagerstätten (
7
Abschn. 4.7
), die lediglich weniger
Eisen und stattdessen Kupfersulfide enthalten und erhöhte Ge-
halte an Gold, Uran und Seltenerdmetalle aufweisen. Manche
