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Kasten 4.9
Kordilleren-Typ polymetallische Adern
Rund um einen Kupferporphyr sind häufig zahlreiche Adern
und Gänge entstanden, die eine Vielzahl von Metallen ent-
halten, darunter Cu, Ag, Au, As, Sb, Hg, Te, Zn, Pb, Mn. Sie
enthalten neben Sulfiden vor allem sogenannte Sulfosalze
(Verbindungen mit AsS
3
3-
oder SbS
3
3-
) wie Enargit oder
Fahlerze. Es handelt sich um den tieferen Teil der hoch- bis
mittelsulfidierten epithermalen Systeme.
Häufig gibt es eine Zonierung mit zunehmender Entfernung
vom Porphyrstock, weil sich die Fluide auf ihrem Weg durch
Abkühlung, Ausfällung und Alteration des Nebengesteins
verändern. Eine typische Abfolge wäre eine kupferreiche Zone
im Zentrum, umgeben von Pb-Zn, umgeben von Au-Ag-As
(Sillitoe 2010).
Aber auch intern sind die Adern zoniert und spiegeln die weit-
räumige Zonierung im kleinen Maßstab wieder. Dies zeigt,
dass sich das Hydrothermalsystem im Laufe seines Lebens ver-
änderte. Untersuchungen von Flüssigkeitseinschlüssen aus ei-
ner zonieren Ader von Morococha (Peru) haben gezeigt, dass
Zonen der Ader sich in chronologischer Reihenfolge bei immer
geringerem Druck bildeten: Das »Teleskoping« der Zonen in
eine einzige Ader entstand demnach durch die gleichzeitige
Erosion des überlagernden Gesteins um mehrere Kilometer
(Catchpole et al. 2011).
gyrit (Ag
3
SbS
3
), Akanthit (Silberglanz, Ag
2
S), Naumannit
(Ag
2
Se) und gediegen Silber treten auf.
Niedrigsulfidierte epithermale Lagerstätten sind weit ver-
breitet, einige Beispiele für besonders große Lagerstätten sind
Ladolam (Papua-Neuguinea), Baley (Russland), Cripple Creek
(Colorado, USA), Hishikari ( Japan), Emperor ( Fiji), Cerro Van-
guardia, Esquel (Argentinien) und El Peñón (Chile). Zu diesem
Typ zählen auch viele der goldreichen »Bonanzas« (einzelne
Quarzgänge, die mehr als 30 t Gold enthalten), wobei sich die
meisten Beispiele in Nevada befinden.
Hoch- und niedrigsulfidierte Adern kommen eher selten ge-
meinsam vor (ein Beispiel ist Bodie in Kalifornien,
.
Abb. 4.18
).
Während hochsulfidierte Systeme typisch für Subduktions-
zonenvulkane sind, entstehen niedrigsulfidierte Adern eher bei
einer starken Dehnung. Das kann im Backarc einer Subduktions-
zone oder in einem gedehnten Vulkanbogen sein, manchmal
auch in anderen tektonischen Situationen (Sillitoe & Hedenquist
2003). Oft begleiten sie einen bimodalen Vulkanismus mit so-
wohl basischen als auch sauren Magmen und es könnte sein, dass
die basischen Magmen einen Teil des Schwefels und eventuell
auch der Metalle beigetragen haben. Es gibt auch niedrigsul
-
fidierte Adern im Zusammenhang mit alkalinem Vulkanismus,
die ausnahmsweise eher durch magmatische Fluide entstanden
sind. Weil sie leicht durch Erosion verloren gehen, sind die meis-
ten epithermalen Gold- und Silberlagerstätten geologisch jung
und an aktiven Subduktionszonen zu finden.
Bevor wir uns den Kupferporphyren zuwenden, lohnt ein
Blick auf Quecksilberlagerstätten (
7
Kasten 4.10
) und auf die Vor-
kommen von gediegen Kupfer am Oberen See (
7
Kasten 4.11
).
4.4
Kupferporphyr
Etwa drei Viertel des weltweit produzierten Kupfers, die Hälfte
des Molybdäns, ein Fünftel des Golds und nahezu alles Rhenium
und Selen stammen aus Kupferporphyren (zum Begriff siehe
7
Kasten 4.12
). Dabei handelt es sich um gigantisch große Lager-
stätten (
.
Abb. 4.21
). Sie weisen zwar nur einen geringen Erzgrad
auf - typische Werte sind 0,5-1,5 % Kupfer (häufig unter 1 %),
0-0,04 % Molybdän, 0-1,5 g/t Gold sowie etwas Silber, Rhenium,
Palladium, Tellur, Selen, Bismut, Zink, Blei, Arsen, Antimon -,
aber wir haben es hier mit gewaltigen Volumen in der Größenord-
nung von Dutzenden Kubikkilometern zu tun (Sillitoe 2010). Der
Abb. 4.17
Die Löslichkeit von Gold hängt stark von der Temperatur, vom pH-Wert und vom Sauerstoffgehalt (hier als fO
2
) des Wassers ab.
Die Grafik zeigt in Blau die Löslichkeit bei zwei ausgewählten Temperaturen, zusammen mit den jeweils vorherrschenden Komplexen. Die
Redoxreaktion zwischen Sulfat und Sulfid (rot) puffert den Sauerstoffgehalt im abkühlenden Wasser. Nach Cooke et al. 2000.
