Magmatische Lagerstätten - Die Welt der Rohstoffe - page 117

den Zerfall radioaktiver Isotope. In manchen Fällen spielt auch
die Hitze von Basaltmagma eine Rolle, das sich unter der Kruste
angesammelt hat. S-Typ-Granite sind typischerweise sehr hell
(Leukogranit). Sie sind eher reduziert (mit Ilmenit) und haben
einen hohen Aluminiumgehalt (stark peralumisch), sodass sie
Al-reiche Minerale wie Muskovit oder Cordierit enthalten.
A-Typ-Granite (für anorogen) entstehen nicht wie die ande-
ren bei Kompression, sondern bei Dehnung. Das kann zum
einen in einem kontinentalen Graben der Fall sein, zum anderen
bei einem sogenannten Orogenkollaps: Ein großes Hochgebirge
fließt nach einer Gebirgsbildung oft regelrecht auseinander. Die
Dehnung führt dazu, dass heißes Material schnell aufsteigt und
dabei kaum abkühlt, was eine Schmelzbildung auslösen kann. Im
Mantel können dabei nicht nur Basalte entstehen, sondern auch
Schmelzen mit einem höheren Alkaligehalt: Nephelinite, Olivin-
melilithite und eine Vielzahl anderer exotischer Magmen. Das
liegt einerseits an einem sehr geringen Schmelzgrad in sehr
großer Tiefe, aber auch daran, dass der Mantel oft zuvor im Zu-
sammenhang von Subduktion oder Manteldiapiren angereichert
worden ist. Diese Mantelschmelzen können nun aufsteigen und
durch ihre Hitze auch in der Kruste eine Schmelzbildung aus-
lösen, wobei eine Vielzahl an Mischungen möglich ist. Vermut-
lich wurde in vielen Fällen die untere Kruste kurz davor an
Alkalien und anderen Elementen angereichert, und zwar durch
magmatisches Wasser, das die aufsteigenden alkalinen Mantel-
schmelzen abgegeben haben (Martin 2006). A-Typ-Granite im
weiteren Sinn gibt es in sehr vielen ganz unterschiedlichen »Ge-
schmacksrichtungen«, die sowohl quarzübersättigte (Granit,
Granodiorit usw.) als auch quarzuntersättigte (Syenit, Nephelin-
syenit usw.) Gesteine umfassen. Oft haben sie einen sehr hohen
Alkaligehalt (metalumisch bis stark peralkalisch) und über-
durchschnittlich hohe Gehalte an Cl, F und Elementen mit hoher
Feldstärke (HFSE).
Bei der Kristallisation von Granitmagma kommt es nur in
einem gewissen Grad zur Fraktionierung, da wir uns nahe der
eutektischen Zusammensetzung befinden und daher schon nach
einer geringen Abkühlung fast alle Minerale gleichzeitig kristal-
lisieren. Außerdem ist die Schmelze zähflüssig, was ein Ab-
sinken der Kristalle verhindert. Granite bestehen weitgehend aus
Quarz, Kalifeldspat und Plagioklas, mit einem geringen Gehalt
an mafischen Mineralen wie Glimmer (Biotit, Muskovit), Pyro-
xen oder Amphibol. In geringer Menge enthalten sie auch Mine-
rale wie Ilmenit, Magnetit und Pyrit. Für uns spielen auch die
sogenannten akzessorischen Minerale eine Rolle, die weniger als
1 % des Gesteins ausmachen. Sie sind selten größer als 1 mm, oft
sind sie so winzig, dass man sie nur unter dem Mikroskop er-
kennen kann. Diese Minerale, darunter Zirkon (ZrSiO 4 ), Titanit
(CaTi(O|SiO 4 )), Apatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), Allanit (Seltenerdsili-
kat der Epidotgruppe), Monazit und Xenotim (Seltenerdphos-
phate), enthalten die stark inkompatiblen Elemente, die nicht in
die »normalen« Granitminerale eingebaut werden können, wie
zum Beispiel Zirkonium, Seltenerdelemente, Uran und Thorium.
In einem normalen Granit ist die Konzentration interessanter
Elemente natürlich viel zu gering, um sie abzubauen, aber die
akzessorischen Minerale können sich eventuell nach der Verwit-
terung eines Granits in einer sekundären Seifenlagerstätte
( 7 Abschn. 5.9 ) ansammeln.

Granite geben während ihrer Kristallisation eine große
Menge an Wasser (oder genauer gesagt: wasserreiche Fluide)
ab, aus denen hydrothermale Lagerstätten ( 7 Kap. 4 ) entstehen
können. Für die Zusammensetzung dieses Fluids spielt natürlich
der Metallgehalt der Granitschmelze eine Rolle, und damit auch,
wie früh es während der Kristallisation zur Wassersättigung
kommt.
Die letzte Restschmelze eines nahezu erstarrten Granits ent-
hält besonders viel Wasser, zusammen mit einem sehr hohen
Gehalt an inkompatiblen Elementen. Aus der Restschmelze
können Pegmatite ( 7 Abschn. 3.8 ) oder Zinngranite entstehen.

3.7.1 Zinngranit

Sogenannte »Zinngranite« sind besonders stark fraktionierte
Granitschmelzen mit hohem Zinngehalt. Oft handelt es sich um
kleinere Plutone beziehungsweise Granitstöcke, die im Zusam-
menhang mit größeren Intrusionen von S-Typ- oder A-Typ-
Graniten durch späte Restschmelzen entstanden sind. In anderen
Fällen ist der »Zinngranit« einfach der als Letztes erstarrte Teil
eines großen Plutons. Diese Gesteine sind an Zinn, Fluor und
anderen inkompatiblen Elementen angereichert und enthalten
Kassiterit und Topas, manchmal auch Tantalerze. Die Zusam-
mensetzung ähnelt manchen Pegmatiten, von denen sie sich vor
allem durch die geringe Korngröße unterscheiden. Der Abbau
von Zinngraniten lohnt sich aufgrund des meist geringen Erz-
grades nur selten - in Ägypten ist zum Beispiel der Abbau von
Tantal aus einem Zinngranit geplant (Küster 2009) - sie haben
jedoch oft zur Bildung bedeutender hydrothermaler Zinnlager-
stätten wie Zinngänge ( 7 Abschn. 4.5 ) und Greisen ( 7 Abschn.
4.6 ) geführt. Der Kassiterit aus Zinngraniten kann auch auf Zinn-
seifen ( 7 Abschn. 5.9 ) eine Rolle spielen.

3.8 Pegmatit

Die letzten Schmelzreste eines nahezu erstarrten Granitplutons
sind stark an Wasser und inkompatiblen Elementen angereichert.
Diese können zu einem Pegmatit erstarren, einem vergleichsweise
kleinen Gesteinskörper mit ungewöhnlich großen Kristallen.
Mehrere Zentimeter oder Dezimeter große Kristalle sind die
Regel, selbst mehrere Meter große Kristalle sind keine Seltenheit.
Ein einziger Kalifeldspat in einem Pegmatit in Colorado (USA)
soll sogar 50 m lang, 14 m breit und 36 m hoch gewesen sein.
Die meisten Pegmatite haben etwa dieselbe Zusammenset-
zung wie ein Granit und bestehen vor allem aus Quarz, Feldspat
und Glimmer ( . Abb. 3.40 ). Häufig sind jedoch inkompatible
Elemente so stark angereichert, dass sich exotische Minerale
bilden ( . Tab. 3.3 ). Pegmatite sind wichtige Lagerstätten von
Niob und Tantal (»Coltan«, 7 Kasten 3.14 ), Seltenerdelementen,
Beryllium, Lithium und anderen Metallen und liefern große
Mengen an Edelsteinen ( . Tab. 3.4 ) und Industriemineralen
(Feldspat, Quarz, Glimmer, 7 Abschn. 7.4 ). So können Pegmatite
nach ökonomischen Kriterien in Edelstein-, Seltenerd-, Lithium-
pegmatite und so weiter eingeteilt werden.