Magmatische Ablagerungen

Magmatische Lagerstätten sind Mineralvorkommen , die mit magmatischen Gesteinen wie Granit , Gabbro und Basalt vergesellschaftet sind . Sie entstehen durch die Abkühlung und Kristallisation von Magma oder Lava, wodurch sich verschiedene Mineralien im erstarrten Gestein anreichern können. Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Haupttypen von magmatischen Lagerstätten: intrusive und extrusive.

Intrusive magmatische Lagerstätten, auch plutonische Lagerstätten genannt, entstehen, wenn Magma in der Erdkruste erstarrt. Beim Abkühlen des Magmas kristallisieren Mineralien aus der Schmelze aus und reichern sich in bestimmten Gesteinsbereichen an. Die so entstehenden Lagerstätten können gewaltige Ausmaße erreichen und hohe Konzentrationen wertvoller Mineralien wie Kupfer , Nickel , Platin und Gold enthalten.

Extrusive magmatische Lagerstätten, auch vulkanische Lagerstätten genannt, entstehen, wenn Magma oder Lava an die Erdoberfläche austritt und erstarrt. Diese Lagerstätten finden sich in Form von Lavaströmen, Vulkanasche und anderen vulkanischen Gesteinen . Beispiele für extrusive magmatische Lagerstätten sind massive Sulfidlagerstätten, die reich an Kupfer, Zink und Blei sind , sowie Lagerstätten von Platingruppenelementen, die reich an Platin, Palladium und Rhodium sind.

Magmatische Lagerstätten können wirtschaftlich wichtige Quellen für verschiedene Metalle und Mineralien sein und sind häufig das Ziel von Bergbau- und Explorationsaktivitäten.

Arten magmatischer Ablagerungen

Magmatische Ablagerungen entstehen aus Magma, also geschmolzenem Gestein, das aus dem Erdmantel oder der unteren Erdkruste stammt. Wenn das Magma abkühlt und sich verfestigt, kann es bestimmte Elemente konzentrieren, die Ablagerungen wertvoller Mineralien bilden können.

Es gibt verschiedene Arten magmatischer Ablagerungen, darunter:

1. Porphyrvorkommen: Dies ist die häufigste Art magmatischer Ablagerungen und kommt typischerweise im Kupfer- und Goldbergbau vor. Porphyrablagerungen entstehen, wenn Magma in die Erdkruste eindringt, und Mineralien werden abgelagert, wenn das Magma abkühlt und erstarrt. Bei Porphyrlagerstätten handelt es sich im Allgemeinen um Betriebe mit geringem Gehalt, aber großen Tonnagen, die einen erheblichen Verarbeitungsaufwand erfordern.
2. Skarn Kautionen: Skarn-Lagerstätten entstehen durch die Wechselwirkung von Magma mit Karbonatgesteinen. Die Hitze und die Flüssigkeiten des Magmas verändern das Karbonatgestein und erzeugen eine Mineralisierungszone, die Skarn genannt wird. Skarn-Lagerstätten sind bekannt für ihre hochgradigen Vorkommen an Kupfer, Gold, Silber und Wolfram.
3. Pegmatit Lagerstätten: Diese Lagerstätten sind für ihre grobkörnige Beschaffenheit bekannt, die den Abbau erleichtert. Pegmatite entstehen durch die späte Abkühlung von Magma und enthalten eine Vielzahl von Mineralien, darunter Seltenerdelemente, Lithiumund Tantal. Pegmatitvorkommen sind normalerweise klein, aber die hohe Konzentration an wertvollen Mineralien kann sie wirtschaftlich rentabel machen.
4. Kimberlit Ablagerungen: Kimberlit-Ablagerungen entstehen durch den Ausbruch von Magma aus der Tiefe und sind für ihre diamanthaltige Natur bekannt. Die Vulkanausbrüche bringen die Diamanten an die Oberfläche, wo sie abgebaut werden können. Allerdings ist die Diamant Lagerstätten innerhalb von Kimberlit sind im Allgemeinen klein und sporadisch, was den Abbau schwierig und kostspielig macht.
5. Karbonatit-Ablagerungen: Diese Ablagerungen entstehen durch das Abkühlen und Erstarren von Karbonatit-Magma. Karbonatitlagerstätten sind für ihre Vorkommen an seltenen Erdelementen bekannt und werden typischerweise nach diesen Elementen abgebaut, die in High-Tech-Anwendungen verwendet werden.

Jede dieser magmatischen Lagerstätten hat ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und ihre wirtschaftliche Rentabilität hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter dem Gehalt und der Tonnage der Lagerstätte, der Zugänglichkeit der Lagerstätte und der Marktnachfrage nach den in der Lagerstätte enthaltenen Mineralien.

Porphyrvorkommen

Porphyr-Lagerstätten sind eine Art magmatischer Lagerstätten, die wirtschaftlich wichtige Quellen für Kupfer, Molybdän und Gold sowie andere Metalle darstellen. Sie sind nach der Beschaffenheit der Gesteine ​​benannt, die die Mineralisierung beherbergen, die aus großen Kristallen oder Phänokristallen besteht, die in eine feinkörnigere Matrix oder Grundmasse eingebettet sind.

Porphyr-Lagerstätten entstehen durch das Eindringen von Magma in die Erdkruste, wodurch große, tief liegende Magmakammern entstehen können. Beim Abkühlen und Erstarren dieser Kammern werden hydrothermale Fluide freigesetzt, die Metalle und andere Elemente transportieren können. Diese Fluide wandern durch Klüfte und andere durchlässige Strukturen im umgebenden Gestein und können beim Abkühlen und der Wechselwirkung mit dem Wirtsgestein Minerale ausfällen.

Porphyr-Lagerstätten sind typischerweise großflächig und weisen einen niedrigen Mineralisierungsgrad auf. Sie können auch polymetallisch sein, d. h. sie enthalten mehrere wirtschaftlich interessante Metalle. Zu den weltweit größten Kupfer- und Goldminen zählen Porphyr-Lagerstätten, darunter die Bingham-Canyon-Mine in Utah, USA , und die Grasberg-Mine in Indonesien.

Skarn-Lagerstätten

Skarnlagerstätten entstehen durch die Wechselwirkung hydrothermaler Fluide mit karbonatreichen Gesteinen wie Kalkstein oder Marmor . Dabei werden die ursprünglichen Mineralien durch eine Vielzahl anderer Mineralien ersetzt, darunter auch wirtschaftlich interessante. Skarne können eine breite Palette metallischer Mineralien enthalten, darunter Kupfer, Gold, Silber, Blei, Zink, Wolfram und Molybdän.

Die Bildung von Skarnablagerungen umfasst typischerweise den folgenden Prozess:

1. Eindringen von magmatischem Gestein, das eine Wärme- und Flüssigkeitsquelle darstellt.
2. Wechselwirkung der magmatischen Gesteine ​​mit karbonatreichen Sedimentgestein, was zum Ersatz der Karbonatmineralien durch neue Mineralien führt.
3. Ablagerung von Wirtschaftsmineralien im Skarn.

Skarn-Lagerstätten sind häufig mit Porphyr-Lagerstätten verbunden, da beide typischerweise durch dasselbe hydrothermale System gebildet werden. Beispiele für Skarn-Lagerstätten sind die Antamina-Lagerstätte in Peru und die Mt. Skukum-Lagerstätte in Kanada.

Pegmatitvorkommen

Pegmatitlagerstätten sind eine Art magmatischer Ablagerungen, die aus ungewöhnlich großen Kristallen oder Mineralmassen bestehen und typischerweise in den letzten Stadien der Magmakristallisation entstehen. Pegmatite sind in der Regel grobkörnig und enthalten oft seltene oder ungewöhnliche Mineralien, was sie für Mineraliensammler und gelegentlich auch für die Wirtschaft interessant macht. Zu den häufig in Pegmatiten vorkommenden Mineralien zählen Feldspat , Glimmer , Quarz , Turmalin , Topas und Beryll.

Pegmatite kommen typischerweise in Verbindung mit Granit vor und lagern sich häufig an den Rändern von Granitplutonen oder innerhalb dieser Plutone ab. Sie können auch als Gänge oder Adern auftreten, die andere Gesteine ​​durchschneiden. Die Entstehung von Pegmatiten wird mit der langsamen Abkühlung des Magmas und dem daraus resultierenden Wachstum großer Kristalle sowie mit dem Vorhandensein von Wasser und anderen flüchtigen Bestandteilen im Magma in Verbindung gebracht. Aufgrund ihrer ungewöhnlichen Mineralogie und der Größe ihrer Kristalle können Pegmatite mitunter wichtige Quellen für Industrieminerale, Edelsteine ​​und seltene Metalle sein.

Kimberlitvorkommen

Kimberlit ist ein Gestein, das für sein Diamantvorkommen bekannt ist. Benannt ist es nach der südafrikanischen Stadt Kimberley, wo die ersten Diamanten in Kimberlit entdeckt wurden. Kimberlit ist ein vulkanisches Gestein, das aus Magma entsteht, das aus dem Erdmantel aufsteigt und relativ schnell abkühlt, wodurch viele Eigenschaften des Mantels erhalten bleiben. Kimberlit-Schlote sind die weltweit wichtigste Diamantenquelle. Man geht davon aus, dass die Diamanten in Kimberlit-Schloten tief im Erdmantel entstanden und durch vulkanische Aktivität an die Oberfläche gelangt sind. Weitere im Kimberlit vorkommende Mineralien sind Olivin , Pyroxen und Granat.

Karbonatitvorkommen

Arbonatit-Lagerstätten sind eine weitere Art magmatischer Lagerstätten, die relativ selten sind, aber wirtschaftlich wichtig sein können. Diese Lagerstätten zeichnen sich durch hohe Konzentrationen an Seltenerdelementen (REE) aus, die in einer Vielzahl von High-Tech-Anwendungen wie Elektronik, Magneten und Batterien verwendet werden.

Karbonatite sind magmatische Gesteine, die hauptsächlich aus Karbonatmineralen wie Kalzit und Dolomit sowie anderen Mineralien wie Apatit , Magnetit und Phlogopit bestehen . Man geht davon aus, dass sie aus karbonatitischem Magma entstehen, das tief im Erdmantel aufsteigt, entweder direkt oder durch Assimilation, wo es abkühlt und erstarrt.

Die Bayan-Obo-Lagerstätte in China ist eine der größten Karbonatitlagerstätten der Welt und eine bedeutende Quelle für Seltene Erden. Weitere bemerkenswerte Karbonatitlagerstätten sind der Palabora-Komplex in Südafrika, die Mount-Weld-Lagerstätte in Australien und die Mountain -Pass-Lagerstätte in den Vereinigten Staaten.

Entstehungsprozesse und Mineralogie

Magmatische Ablagerungen entstehen durch die Abkühlung und Kristallisation von Magma, was zur Konzentration bestimmter Mineralien in wirtschaftlichen Lagerstätten führen kann. Die Mineralogie magmatischer Ablagerungen hängt von der Zusammensetzung des ursprünglichen Magmas und den Bedingungen ab, unter denen es abkühlte und kristallisierte.

Zu den Mineralien, die üblicherweise mit magmatischen Ablagerungen in Verbindung gebracht werden, gehören Sulfide, Oxide und Silikate von Metallen wie Kupfer, Nickel, Platin, Palladium, Gold und Silber. Diese Metalle sind tendenziell stärker in den dichteren und schwereren Mineralien konzentriert, die während des Abkühl- und Erstarrungsprozesses auf den Boden der Magmakammer sinken.

Die Mineralogie magmatischer Lagerstätten kann auch durch flüchtige Elemente wie Schwefel , Chlor und Fluor beeinflusst werden, die zur Bildung von Mineralen wie Apatit, Magnetit und Fluorit führen können . Darüber hinaus kann die Abkühlung und Verfestigung von Magma zur Bildung von Mineralen wie Feldspat, Glimmer und Quarz führen, die mitunter wirtschaftlich wertvoll sein können.

Beispiele bemerkenswerter magmatischer Ablagerungen

Weltweit gibt es viele bemerkenswerte magmatische Vorkommen. Hier ein paar Beispiele:

1. Norilsk-Talnach, Russland: Diese Lagerstätte ist eine der größten Nickel- und Palladiumquellen der Welt. Es befindet sich in den Sibirischen Fallen, die Teil einer großen magmatischen Provinz sind, die während des Aussterbens der Perm-Trias entstanden ist.
2. Bushveld-Komplex, Südafrika: Diese geschichtete mafische Intrusion ist eine der weltweit größten Quellen für Platin und Chrom. Die Lagerstätte ist etwa 2 Milliarden Jahre alt und umfasst eine Fläche von etwa 66,000 Quadratkilometern.
3. Sudbury Basin, Kanada: Dieses Becken ist eine der größten Einschlagstrukturen auf der Erde und enthält eine riesige magmatische Ablagerung, die reich an Metallen der Nickel-, Kupfer- und Platingruppe ist. Die Lagerstätte entstand durch einen Meteoriteneinschlag vor etwa 1.8 Milliarden Jahren.
4. Palabora, Südafrika: Diese Lagerstätte ist eine der größten Kupferquellen der Welt und enthält erhebliche Mengen an Gold und Silber. Es liegt in einem großen Karbonatitkomplex, der vor etwa 2 Milliarden Jahren entstanden ist.
5. Stillwater Complex, USA: Diese geschichtete mafische Intrusion in Montana ist eine Hauptquelle für Metalle der Platingruppe und enthält erhebliche Mengen an Chrom und Kupfer. Die Lagerstätte ist etwa 2.7 Milliarden Jahre alt und erstreckt sich über eine Fläche von etwa 2,600 Quadratkilometern.

Diese Lagerstätten sind nur einige Beispiele für die vielen magmatischen Lagerstätten, die weltweit entdeckt wurden.