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Kasten 4.20
Olympic Dam
Unter mehr als 300 m dicken jüngeren Sedimenten ver-
steckt entdeckte man 1975 bei Olympic Dam (South Australia)
eine riesige Kupfer-Gold-Uran-Lagerstätte. Das passierte
eher zufällig, denn eigentlich hatte man die darüberliegenden
Sedimente nach nicht vorhandenen Rohstoffen durch-
sucht.
Es handelt sich um mit Hämatit und anderen Erzmineralen
zementierte Brekzien. Die Lagerstätte gehört zwar zu den
größten Eisenvorkommen der Erde, doch der Erzgrad von 26 %
Eisen reicht nicht für eine ökonomische Eisenproduktion aus.
Wirtschaftlich interessant sind hingegen die Gehalte an Kupfer,
Uran, Gold und Silber und für jedes dieser Metalle zählt
Olympic Dam zu den größten bekannten Lagerstätten. Die
Sulfide kommen versprengt im Zement der Brekzien vor.
Neben Chalkopyrit sind das vor allem solche mit einem hohen
Kupfer- und niedrigen Schwefelgehalt: Bornit und Chalkosin.
Uran kommt als fein versprengte Pechblende (Uraninit
beziehungsweise amorphes Uranoxid) vor. Seltenerdmetalle
sind ebenfalls angereichert, werden aber bisher nicht ge-
wonnen.
Die Brekzien entstanden, als vor etwa 1,5 Milliarden Jahren
ein A-Typ-Granit bis nahe der Erdoberfläche aufstieg. Bei
fortgesetzter Kristallisation gab das Magma in mehreren
Schüben heißes, salzreiches Wasser ab, das aufstieg und die
bereits erstarrte Dachregion des Granits zerbrach. Die
ökonomisch interessanten Brekzien gruppieren sich um eine
röhrenförmige, erzfreie Hämatit-Quarz-Brekzie, bei der es
sich eventuell um einen Diatrem (Vulkanschlot, bei dem es
durch Kontakt mit Grundwasser zu Wasserdampfexplosionen
kam) handelt.
Zur Ausfällung kam es vor allem, als sich das magmatische
Wasser mit kühlerem, ebenfalls salzreichem und stark oxidier-
tem Wasser vermischte. Umstritten ist, wo dieses herkam und
wie groß der jeweilige Beitrag der Fluide an Metallen und
Schwefel ist. Nach einer Theorie handelt es sich um Wasser
eines Salzsees, das möglicherweise beim Einsickern Metalle
aus den Vulkangesteinen ausgelaugt hat, die über dem Granit
lagen (Haynes et al. 1995). Es könnte sich auch um tiefes
Porenwasser von ursprünglich meteorischer Herkunft handeln.
Vielleicht haben wir es allerdings auch mit einem magma-
tischen Fluid zu tun, das aber von eher mafischen Magmen
abgegeben wurde (Reynolds 2000).
Bisher werden die Zonen mit dem höchsten Erzgrad unter-
irdisch abgebaut. Es gibt Pläne, die Sedimentbedeckung
abzuräumen und den Abbau in einem riesigen Tagebau fort-
zusetzen. Der hohe Urangehalt erfordert eine aufwendige
Aufbereitung der Erze. Durch Flotation kann zwar der größte
Teil der nichtsulfidischen Minerale abgetrennt werden, das
dabei erzeugte Kupferkonzentrat enthält jedoch noch immer
etwas Uran. Bei der Flotation fallen jährlich zehn Millionen
Tonnen an radioaktivem Schlamm an, sogenannte Tailings,
die vor Ort gelagert werden. Das Uran wird durch Laugung
mit Säuren aus den Tailings und aus dem Kupferkonzentrat
gewonnen.
In der Umgebung von Olympic Dam gibt es weitere IOCG-
Lagerstätten unterschiedlicher Größe, darunter Prominent Hill.
oder weniger graduelle Übergänge zu anderen Lagerstättentypen
(
.
Abb. 4.42
) die zum Teil auch noch gemeinsam mit IOCG vor-
kommen. Der Begriff wird wie ein Korb voller unterschiedlicher
Obstsorten verwendet.
Häufig gibt es einen Zusammenhang zu Magmatismus, je-
doch in einem räumlich größeren Abstand, als es bei Kupferpor-
phyren der Fall ist. Dennoch scheint es sich nur in wenigen Fällen
direkt und ausschließlich um heißes magmatisches Salzwasser
gehandelt zu haben. Oft waren Fluide unterschiedlicher Her-
kunft beteiligt, wobei nicht ganz klar ist, wie groß der jeweilige
Beitrag an Salz, Metallen und Schwefel war. In anderen Fällen
scheint Magmatismus keine Rolle gespielt zu haben, stattdessen
hat Oberflächenwasser oder metamorphes Wasser zum Beispiel
Salz aus Evaporiten aufgelöst und Metalle aus der Erdkruste aus-
gelaugt. Nicht einmal magmatische Hitze oder eine Metamor-
phose muss dazukommen, in Kanada gibt es ein Beispiel, bei dem
offensichtlich tektonische Verschiebungen innerhalb von Sedi-
menten ausgereicht haben. Dabei wurden wohl wasserundurch-
lässige Schichten undicht und das unter Überdruck stehende
Porenwasser der tieferen Schichten konnte aufsteigen und ent-
lang von Verwerfungen die gelösten Metalle wieder ausfällen
(Hunt et al. 2007).
Selbst innerhalb eines Bergbaubezirks kann es zu unter-
schiedlichen Zeiten durch unterschiedliche Fluide entstandene
IOCG-Lagerstätten geben. Im Cloncurry-Distrikt (siehe auch
.
Abb. 4.79
) entstand die erste (Osborne) während der Meta-
morphose einer Gebirgsbildung, während die anderen (darun-
ter Ernest Henry, Eloise und Mount Elliott) erst später folgten,
als eine Reihe von A-Typ-Graniten eindrangen (Duncan et al.
2011).
Die Vermischung unterschiedlicher Fluide wird häufig als
wichtigster Grund für die Ausfällung angenommen, aber auch
die Veränderung des Fluids durch Reaktion mit dem Nebenge-
stein kann eine Rolle spielen. Generell gibt es eine starke Altera-
tion des Nebengesteins mit Serizitisierung und einer metasoma-
tischen Anreicherung von Eisen, Natrium und Kalium.
Die meisten großen IOCG-Lagerstätten entstanden im Prä-
kambrium im Zusammenhang mit A-Typ-Graniten, also durch
Dehnung beziehungsweise unter den Kontinenten aufsteigende
Manteldiapire. Dabei könnte wichtig gewesen sein, dass der lithos-
phärische Mantel zuvor metasomatisch angereichert worden ist
(Groves et al. 2010).
Im Unterschied dazu sind die IOCG-Lagerstätten in der Küs-
tenkordillere von Nordchile und Südperu im späten Jura und der
frühen Kreide entstanden, und zwar an einer Subduktionszone
(Sillitoe 2002). Diese war damals noch jung, statt der Anden gab
es große mit Meerwasser und Sedimenten gefüllte Backarc-
Becken. In Südperu war die Dehnung sogar innerhalb des
