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Abb. 4.46
Die Carlin-Typ-Lagerstätten in Nevada entstanden im Eozän. Das Abpellen der zuvor flach subduzierten Farallon-Platte löste einen
kurzfristigen Magmatismus aus, außerdem wurden Teile des Colorado-Plateaus von starker Dehnung erfasst, es entstanden die Gräben der
Basin-and-Range-Provinz. Hydrothermale Fluide stiegen an den Abschiebungen auf. In Fallen unter wasserundurchlässigen Schichten kam es
zur vollständigen Verdrängung von Kalkstein durch SiO
2
und goldhaltigen Pyrit.
schob. Eine Decke aus wasserundurchlässigen klastischen Sedi-
menten schob sich über die Kalksteine.
Eine weitere Gebirgsbildung (die laramidische Gebirgsbil-
dung) begann in der späten Kreidezeit, als die damals vor der
Westküste subduzierte Farallon-Platte nach oben klappte und
daher über Hunderte Kilometer hinweg flach unter den Konti-
nent geschoben wurde. Dadurch kam es nicht nur zum Erlöschen
des Vulkanbogens im Bereich der heutigen Sierra Nevada, son-
dern auch zu einer Kompression, die zur Hebung der Rocky
Mountains und des Colorado-Plateaus führte.
Die Lagerstätten entstanden, als sich die Farallon-Platte im
Eozän von der Basis der kontinentalen Kruste abpellte und in die
Asthenosphäre absank (
.
Abb. 4.46
). Heiße Asthenosphäre
strömte nach und löste einen starken bimodalen Vulkanismus
aus, bei dem sowohl Mantel- als auch Krustenschmelzen erup-
tierten. Gleichzeitig kam es zu einer starken Dehnung. Ein Teil
des ursprünglich größeren Colorado-Plateaus wurde dabei
auf mehr als die doppelte Fläche auseinandergezogen (Orogen-
kollaps) und bildet seither eine Region mit unzähligen parallel
verlaufenden Gräben und Horsten, die Basin-and-Range-Pro-
vinz. Dabei wurden auch wesentlich ältere Abschiebungen wie-
der in Bewegung gesetzt. Das Abpellen erfolgte von der Nord-
westecke der Region ausgehend in Richtung Südosten, entspre-
chend werden Vulkanismus und Dehnung in diese Richtung
immer jünger. Das gilt auch für die Carlin-Typ-Lagerstätten,
die im Zeitraum von zwischen 42 und 36 Millionen Jahren
entstanden sind.
Die Abschiebungen der Grabensysteme dienten dem hydro-
thermalen Fluid als Aufstiegsweg. Leider wissen wir nicht genau,
wo das Wasser und das enthaltene Gold herkamen. Die Isotopen
deuten mal auf meteorisches, mal auf magmatisches oder meta-
morphes Wasser hin. Gold und Schwefel könnten aus einem
Magma oder aus Sedimenten beziehungsweise entsprechenden
metamorphen Gesteinen stammen. Auf jeden Fall war das Was-
ser während der Ausfällung nicht sehr heiß (etwa 180-240 °C),
es enthielt CO
2
und viel H
2
S, aber wenig Salz. Eisen hat es ver-
mutlich kaum transportiert, das im Pyrit enthaltene Eisen
stammt weitgehend aus dem Kalkstein, der eisenhaltigen Dolo-
mit enthält.
Bei der Abkühlung des CO
2
-haltigen Wassers hat sich Koh-
lensäure gebildet, die den Kalzit des Kalksteins auflösen konnte,
was den Wasserdurchfluss verstärkte. In den Hohlräumen wurde
Jaspis oder Quarz ausgefällt. In manchen Fällen sind große Hohl-
räume sogar eingestürzt, die Bruchstücke wurden anschließend
zu einer Brekzie zementiert. Im Kalkstein enthaltene Silikate
(Sand, Silt, Ton) wurden stark alteriert (fortgeschrittene Argilli-
sierung). Pyrit bildete sich durch die Reaktion mit eisenhaltigen
Karbonaten, wobei CO
2
freigesetzt und H
2
S verbraucht wurden.
Dies führte wiederum zur Destabilisierung der Goldkomplexe
und daher zu einer effektiven Ausfällung des Goldes. Weitere
angereicherte Elemente sind Antimon, Quecksilber, Thallium,
Tellur und Kupfer, mit Auripigment, Realgar und Stibnit als spä-
tere Minerale. Auch Baryt und Fluorit können vorkommen.
Ein neues Modell (Muntean et al. 2011) versucht, die Her-
kunft des Fluids zu erklären. Demnach kam es bereits mit dem
Wechsel auf flache Subduktion zu einer metasomatischen Anrei-
cherung des lithosphärischen Mantels mit Wasser, CO
2
und Ele-
menten wie Au, As, Tl, Te, Cu und Sb. Während die Farallon-
Platte sich abpellte, wurde dieser teilweise zu entsprechend ange-
reicherten Basalten aufgeschmolzen. Diese stiegen in die untere