Hydrothermale Lagerstätten - Die Welt der Rohstoffe - page 207

manchmal wird auch Gold als Nebenprodukt gewonnen. Trotz
aller Ähnlichkeit zu »normalen« Mittelozeanischen Rücken ent-
standen auch diese Lagerstätten in der Regel im Zusammenhang
mit Subduktionszonen, zum Beispiel im Backarc ( 7 Kasten 4.26 )
oder durch Dehnung während der Ausbildung einer neuen Sub-
duktionszone (siehe auch 7 Kasten 3.7 ).
Das Backarc-Becken hinter einem Inselbogen ist eine Art
Miniaturversion eines Mittelozeanischen Rückens, durch Deh-
nung und den Austritt von Basaltmagma wird hier neue ozeani-
sche Kruste gebildet. Diese wird jedoch schneller mit Sedimen-
ten zugedeckt, die von den benachbarten Inseln geliefert werden.
Das sind Tiefseetone oder die Ablagerungen von Trübeströmen,
die in die Tiefsee abrutschen (Turbidite), manchmal auch Sand-
steine und vereinzelte Tuffe. Die dortigen VMS-Lagerstätten be-
finden sich sowohl in Basalten als auch in Sedimenten und wer-
den üblicherweise als Besshi-Typ bezeichnet.
Findet die Dehnung direkt am Inselbogen statt, beispiels-
weise weil sich noch kein richtiges Backarc-Becken ausgebildet
hat, kommen neben Basalten auch saure Vulkanite des Insel-
bogens vor (Noranda-Typ VMS). Im Ural werden zwei weitere
Typen unterschieden (Prokin et al. 1998, Herrington et al. 2005):
der Urals-Typ in bimodalen Vulkaniten und der Baimak-Typ an
subvulkanischen felsischen Intrusionen.
Auch bei der Subduktion unter einen Kontinent kann es im
Hinterland zu Dehnung kommen. Dabei entsteht zunächst ein
Grabensystem, das mit der Zeit in ein richtiges Backarc-Becken
übergehen kann, in dem neue ozeanische Kruste entsteht. Ein Bei-
spiel ist der Okinawa-Trog ( . Abb. 4.67 ) und als fortgeschrittenes
Beispiel das Japanische Meer, das entstand, nachdem sich Japan
durch den Sog der Subduktionszone von Eurasien löste. Im Gegen-
satz zu den Backarc-Becken der Inselbögen, in denen basische
Vulkanite (insbesondere Basalt) überwiegen, gibt es in diesem Fall
vorwiegend saure Vulkanite (Andesit, Rhyolith usw.). Basalte
(Alkalibasalt, MORB) kommen nur untergeordnet vor. Die
dortigen VMS-Lagerstätten sind heterogener und enthalten deut-
lich mehr Zink, Blei, Gold und Silber als die bereits genannten. Da
saure Magmen oft einen hohen Wassergehalt haben, kann das hy-
drothermale Fluid auch eine magmatische Komponente enthalten.
Nach dem wichtigsten Beispiel einer VMS-Lagerstätten aus einem
kontinentalen Backarc heißen sie Kuroko-Typ.
Die VMS-Lagerstätten im Iberischen Pyritgürtel sind ein
Sonderfall, sie entstanden bei der Kollision zweier Kontinente,
die sich im schiefen Winkel aufeinander zu bewegten.

Viele VMS-Lagerstätten sind zunächst bei einer Gebirgsbil-
dung ein Stück ins Erdinnere abgetaucht, bevor sie durch Erosion
wieder zur Erdoberfläche aufgestiegen sind. Entsprechend sind
die Nebengesteine zu metamorphen Gesteinen wie Schiefer um-
gewandelt. Da sich manche Sulfide schon bei relativ geringer
Temperatur plastisch verformen lassen (Galenit, Chalkopyrit,
Sphalerit; aber nicht Pyrit), werden sie gerne von Scherzone
durchschnitten, wobei sich die verschiedenen Zonen unter-
schiedlich stark verformen. Die ursprüngliche Geometrie ist da-
her oft nicht mehr erhalten. In vielen Fällen kam es bei der Ver-
formung zu einer Remobilisierung von Kupfer, Gold und Silber,
die in der Scherzone stark angereichert wurden (Marignac et al.
2003, Gu et al. 2007, Castroviejo et al. 2011), was die Mine pro-
fitabler macht (engl. » ore shoots «).
Im Laufe der Erdgeschichte wurden VMS-Lagerstätten nicht
kontinuierlich, sondern in kurzen Episoden gebildet. Diese ent-
sprechen den Zeiten, in denen sich Superkontinente wie Gond-
wana und Pangäa zusammengesetzt haben (Huston et al. 2010).
In diesen Phasen scheinen plattentektonische Situationen, die
eine Bildung und anschließende Erhaltung der Lagerstätten er-
möglichen - insbesondere lokale Dehnung im Zusammenhang
mit Subduktionszonen - gehäuft aufzutreten. Auch scheinen sich
Änderungen in der Zusammensetzung des Meerwassers aus-
zuwirken. Im Archaikum war es arm an Sauerstoff und Schwefel,
dafür salziger und eisenreich. Die VMS-Lagerstätten dieser Zeit
enthalten fast keine Sulfate.

4.16.1 Zypern-Typ VMS im Troodos- Ophiolith

Der Troodos-Ophiolith ( . Abb. 4.63 ) ist ein Stück ozeanischer
Lithosphäre aus der Kreidezeit (92 Millionen Jahre alt), das kurz
nach seiner Entstehung auf den Rand eines Kontinents geschoben
(obduziert) wurde. Hier befinden sich rund 90 kleinere und mit-
telgroße VMS-Lagerstätten, in denen schon in der Bronzezeit
Kupfer abgebaut wurde. Die größten sind Mavrovouni (15 Millio-
nen Tonnen) und Skouriotissa (sechs Millionen Tonnen).

Als Ophiolith (siehe auch 7 Kasten 3.7 ) wird ein vollständiger
Schnitt durch die ozeanische Kruste und den darunterliegenden
lithosphärischen Mantel bezeichnet, wenn sich die entsprechen-
den Gesteine auf einen Kontinent verirrt haben. Der Troodos-
Ophiolith galt als klassisches Beispiel eines relativ langsam sprei-
zenden Mittelozeanischen Rückens, die VMS-Lagerstätten sind

Kasten 4.26 Dehnung im Backarc

Dass es im Hinterland einer Subduktionszone zu Dehnung
kommt, ist auf den ersten Blick erstaunlich. Müsste es in der
überfahrenden Platte nicht eher zu Kompression kommen?
Der Grund für die Dehnung liegt in einer Art Sogwirkung der
abtauchenden Platte. Diese wird nicht passiv unter die andere
Platte geschoben, sondern sinkt aufgrund ihrer hohen Dichte
von selbst in die Tiefe. Zunächst hat alte und damit kühle
ozeanische Lithosphäre eine größere Dichte als die Astheno-
sphäre. Beim Abtauchen in die Subduktionszone werden die

Gesteine zudem zu Hochdruckgesteinen wie Blauschiefer und
Eklogit ungewandelt, die nochmals deutlich schwerer sind und
an der Platte ziehen wie ein Kind an einem Tischtuch. Dieser
Zug ist sogar der wichtigste Motor für die Plattentektonik. Da
es für die Platte keine Tischkante gibt, rollt die Subduktions-
zone langsam in Richtung der abtauchenden Platte und
der Rand der oberen Platte wird entsprechend mitgezogen
und gedehnt. Das macht sich vor allem unmittelbar hinter
dem Vulkanbogen bemerkbar, im sogenannten Backarc.