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Kasten 3.16
Bayan Obo
Die weltgrößte Lagerstätte von Seltenerdelementen ist Bayan
Obo (Innere Mongolei, China). Hier lagern mehr als 100 Mt
Seltenerdoxid, zusammen mit 600 Mt Eisenoxid und nennens-
werten Mengen Niob. Die wichtigsten Erzminerale sind Monazit
(SEE-Phosphat), Bastnäsit (SEE-Fluorokarbonat) und Magnetit,
die zusammen mit mehr als 150 verschiedenen Mineralen vor-
kommen. Höchstwahrscheinlich handelt es sich dabei um eine
hydrothermale beziehungsweise metasomatische Lagerstätte
(vgl.
10 % SEE
2
O
3
extrem hohe Gehalte, etwa so hoch wie die besten
Erze von Bayan Obo. Aus diesem stark fraktionierten Kalzitkar-
bonatit wurde vermutlich das hydrothermale Fluid abgegeben,
das den Marmor (oder Karbonatitsill) metasomatisch veränder-
te (Yang et al. 2011).
Die Metasomatose erfolgte offensichtlich in mehreren Episo-
den durch unterschiedlich zusammengesetzte Fluide (Smith et
al. 2000). Es begann mit der Bildung von Monazit und Magnetit
(und wenig Bastnäsit), versprengt im gesamten »Marmor«. Das
anschließende Hauptstadium beschränkte sich auf die Erz-
zonen. Zunächst kristallisierten in Bändern (entlang der Wasser-
ströme) Monazit, Bastnäsit, Apatit, Magnetit und Hämatit. Mit
der Zeit wurde der Dolomit mehr oder weniger vollständig
durch Ägirin, Ägirinaugit, Fluorit, Amphibol und Phlogopit er-
setzt. Schließlich entstanden hydrothermale Adern mit Ägirin
(mit Apatit, Kalzit, Fluorit, Bastnäsit) und Fluorit-Baryt-Adern
mit Parisit (Ca-SEE-Fluorokarbonat), Huanghoit (Ba-SEE-Fluoro-
karbonat) und anderen Mineralen. Niobminerale (Nb-Rutil,
Columbit, Aechymit, Pyrochlor und andere) befinden sich in
Adern und unregelmäßig geformten »Taschen«.
Der hydrothermale Transport erfolgte wohl vor allem als
SEE-Fluorokomplexe. Die heiße, salzreiche wässrige Lösung re-
agierte mit dem »Marmor«, was F verbrauchte und zugleich
CO
2
freisetzte und das Fluid damit verdünnte. Beide Effekte
senkten die Löslichkeit von SEE und verstärkten die Ausfällung.
Während die meisten SEE-Minerale vor allem in den leichten
SEE angereichert sind, haben die späten Adern erhöhte mitt-
lere SEE.
Abschn. 4.10), wobei die erzbildenden Fluide vermutlich
aus Karbonatitmagma freigesetzt worden waren.
Die Lagerstätte (
.
Abb. 3.52) besteht aus zwei großen (Haupt-
und Ost-Erzkörper) und mehreren kleinen (West-Erzkörper)
Zonen, in denen Seltenerdelemente stark angereichert sind
(1-12 % SEE
2
O
3
). Diese befinden sich in einem sogenannten
Dolomitmarmor, der allerdings von manchen Forschern nicht
als metamorph überprägtes Sediment, sondern als Dolomit-
karbonatit-Sill interpretiert wird (Yang et al. 2011). Das Ganze
befindet sich innerhalb von ähnlich alten Sedimenten (Sand-
stein, Schiefer), die in einem kontinentalen Graben abgelagert
worden waren. Dieser befindet sich am Nordrand des Nord-
china-Kratons und entstand möglicherweise, als der hypo-
thetische Superkontinent Columbia im Mesoproterozoikum
zerbrach.
In der weiteren Umgebung gibt es einige Karbonatitgänge, die
von frühem Dolomitkarbonatit über Kalzit-Dolomitkarbonatit
bis zu spätem Kalzitkarbonatit reichen, was als Fraktionierungs-
trend interpretiert wird. Dabei wurden Seltenerdelemente
immer mehr angereichert, die Kalzitkarbonatite haben mit
7
Abb. 3.52
Satellitenbild der Seltenerdmine Bayan Obo, China. Zu sehen sind zwei Tagebaue, Halden und Tailings. © NASA.
(
.
Abb. 3.53
) auf der Kola-Halbinsel (Russland), dessen Phosco-
rite in verschiedenen Minen auf Magnetit und Apatit abgebaut
werden, mit Baddeleyit (ZrO
2
), cerreichem Perowskit und Ne-
phelin als Nebenprodukten. Außerdem gibt es in den ultramafi-
schen Gesteinen Zonen, die fast ausschließlich aus Glimmer
bestehen - das weltgrößte Vorkommen von industriell verwert-
barem Phlogopit und Vermiculit. Auf Kola gibt es eine Reihe
weiterer alkaliner ultramafischer Komplexe, etwa Afrikanda
(Russland) und Sokli (Finnland), die zum Teil ebenfalls Karbo-
natite und Phoscorite enthalten. Alle sind im Devon in mehreren
Grabensystemen entstanden.
