Skarnlagerstätten sind eine Art von Erzlagerstätten, die durch metasomatische Umwandlung in Karbonatgesteinen, typischerweise Kalkstein oder Dolomit, entstehen . Sie zeichnen sich durch ihre Vergesellschaftung mit Skarn aus, einem grobkörnigen, silikatreichen metamorphen Gestein , das durch die Wechselwirkung heißer magmatischer Fluide mit Karbonatgesteinen gebildet wird.
Skarnlagerstätten finden sich häufig in den Kontaktzonen zwischen intrusiven magmatischen Gesteinen wie Graniten und Karbonatgesteinen. Sie können sich aber auch in anderen Umgebungen bilden, in denen Karbonatgesteine mit heißen, metallreichen Fluiden in Kontakt kommen, beispielsweise an Verwerfungen oder in hydrothermalen Systemen.
Skarnlagerstätten sind seit jeher eine bedeutende Quelle für Kupfer , Eisen und andere Metalle. Sie wurden Ende des 19. Jahrhunderts in Europa erstmals als wichtige Mineralvorkommen erkannt und sind seither in vielen Teilen der Welt gefunden worden. Auch heute noch stellen Skarnlagerstätten eine wichtige Metallquelle dar und sind häufig mit großflächigem Bergbau verbunden.
Arten von Skarn-Lagerstätten
Skarn-Lagerstätten werden nach der Art des magmatischen Gesteins klassifiziert, aus dem sie entstanden sind. Die wichtigsten Arten von Skarnablagerungen sind:
- Kalk-Silikat-Skarne: Dies sind die häufigsten Arten von Skarn-Ablagerungen und stehen in Verbindung mit kalkalkalischen magmatischen Gesteinen wie z Diorit, Quarz Diorit und Granodiorit. Sie enthalten typischerweise Mineralien wie Granat, Pyroxen und Wollastonit.
- Magnetit Skarne: Hierbei handelt es sich um Skarne, die mit magnetitreichen Gesteinen wie mafischen oder ultramafischen Intrusionen vergesellschaftet sind. Sie zeichnen sich typischerweise durch das Vorhandensein von Magnetit und Pyroxen sowie anderer Minerale wie Granat und Amphibol aus.
- Chlorit Skarns: Diese Skarns sind mit Gesteinen verbunden, die reich an Chlorit sind, beispielsweise serpentinisierten ultramafischen Gesteinen. Sie enthalten typischerweise Mineralien wie Granat, Epidotund Aktinolith.
- Wolfram Skarns: Hierbei handelt es sich um Skarns, die mit Wolfram angereichert sind und typischerweise mit Granitgestein in Verbindung gebracht werden. Sie zeichnen sich durch das Vorhandensein von Mineralien wie z Scheelit, Wolframit und Molybdänit.
- Gold Skarns: Hierbei handelt es sich um Skarns, die mit einer Goldmineralisierung in Zusammenhang stehen und typischerweise mit Granitgestein in Zusammenhang stehen. Sie zeichnen sich durch das Vorhandensein von Mineralien wie Pyrrhotin, Pyritund Arsenopyrit.
Entstehungsprozesse und Mineralogie
Skarnablagerungen entstehen, wenn heiße, mineralreiche Flüssigkeiten in das Wirtsgestein eindringen und mit ihm reagieren, wodurch sich ein metamorphes Gestein namens Skarn bildet. Skarns können sich in einer Vielzahl von Gesteinsarten bilden, darunter Kalkstein, Dolomit und Schiefer, und die Art des gebildeten Skarns hängt von der Zusammensetzung sowohl der eindringenden Flüssigkeit als auch des Wirtsgesteins ab.
Bei der Skarnbildung kann die eindringende Flüssigkeit das Wirtsgestein chemisch verändern und so neue Minerale bilden. Diese Veränderung kann auch zur Ausbildung neuer Gefügestrukturen wie Foliation und Bänderung führen. Zu den bei der Skarnbildung entstehenden Mineralen zählen unter anderem Granat, Pyroxen, Amphibol und andere Silikatminerale.
Skarne können auch Erzminerale enthalten , die aus den mineralreichen Fluiden ausfallen, welche für die Skarnbildung verantwortlich sind. Zu den häufigsten Erzmineralen in Skarnen zählen Kupfer, Eisen, Zink , Wolfram, Molybdän und Gold. Die spezifischen Erzminerale in einer Skarnlagerstätte hängen von der Zusammensetzung des eindringenden Fluids und des Wirtsgesteins ab.
Insgesamt können die Mineralogie und die Textur von Skarnablagerungen recht komplex und variabel sein, und die spezifischen Eigenschaften einer bestimmten Ablagerung hängen von den spezifischen geologischen Gegebenheiten ab, unter denen sie entstanden ist.
Wirtschaftliche Bedeutung und Verwendung
Skarnlagerstätten sind wirtschaftlich bedeutende Quellen für Metalle wie Kupfer, Gold, Silber , Zink, Blei , Wolfram und Eisen. Sie sind wichtig, weil sie große und hochgradige Lagerstätten darstellen können und sowohl im Untertagebau als auch im Tagebau abgebaut werden können.
Skarnlagerstätten sind besonders wertvoll aufgrund ihrer Wolfram- und Eisenerzvorkommen sowie ihrer hochgradigen Kupfer- und Goldmineralisierung. Sie sind zudem wichtige Quellen für Seltene Erden und andere strategische Metalle, die in einer Vielzahl industrieller und technologischer Anwendungen Verwendung finden.
Neben ihrer wirtschaftlichen Bedeutung sind Skarnvorkommen auch von wissenschaftlichem Interesse, da sie wertvolle Informationen über die geologischen Prozesse, die sie gebildet haben, sowie über die tektonische und magmatische Geschichte der Region, in der sie vorkommen, liefern.
Beispiele für Skarnvorkommen auf der ganzen Welt
Weltweit gibt es zahlreiche Skarnvorkommen, von denen einige bedeutende Mineralienquellen darstellen. Hier ein paar Beispiele:
- Bingham Canyon Mine, USA: Dies ist eine der größten Kupfer-Tagebaugruben der Welt und befindet sich in Utah, USA. Es handelt sich in erster Linie um eine Kupfer-Gold-Molybdän-Porphyrlagerstätte, aber auch um Skarnmineralisierung mit erheblichen Wolframreserven.
- Antamina-Mine, Peru: Dies ist eine große Kupfer-Zink-Silber-Gold-Skarn-Lagerstätte in den Anden von Peru. Es ist einer der größten Kupfer- und Zinkproduzenten der Welt.
- Yerington Mine, USA: Hierbei handelt es sich um eine Kupfer-Gold-Skarn-Lagerstätte in Nevada, USA. Es war historisch gesehen eine wichtige Kupferquelle, war jedoch mehrere Jahrzehnte lang inaktiv.
- Tungsten Queen Mine, USA: Dies ist eine historische Wolfram-Skarn-Lagerstätte in North Carolina, USA. Im Zweiten Weltkrieg war es eine wichtige Wolframquelle.
- Mittersill-Mine, Österreich: Hierbei handelt es sich um eine Wolfram-Skarn-Lagerstätte in den österreichischen Alpen. Es handelt sich um eines der größten Wolframvorkommen der Welt.
- Daheishan-Mine, China: Dies ist eine große Eisen-Kupfer-Skarn-Lagerstätte in der Provinz Liaoning, China. Es handelt sich um eines der größten Eisenvorkommen Chinas.
- Bayan-Obo-Mine, China: Hierbei handelt es sich um eine große Eisen-REE-Fluorit-Skarn-Lagerstätte in der Inneren Mongolei, China. Es handelt sich um die größte REE-Lagerstätte der Welt.
- Renison Bell Mine, Australien: Dies ist eine Zinn Skarn-Lagerstätte in Tasmanien, Australien. Es handelt sich um eines der größten Zinnvorkommen der Welt.
- Mine El Teniente, Chile: Hierbei handelt es sich um eine große Kupfer-Skarn-Lagerstätte in den Anden Chiles. Es handelt sich um eine der größten Kupferminen der Welt.
Dies sind nur einige Beispiele für die vielen Skarnvorkommen, die es weltweit gibt.
Zusammenfassung der wichtigsten Punkte
- Mineralvorkommen sind Konzentrationen von Mineralien, die für die Nutzung wirtschaftlich gewonnen werden können.
- Es gibt viele Arten von Mineralvorkommen, darunter magmatische Ablagerungen, Hydrothermale Ablagerungen, Sedimentablagerungen, metamorphe Ablagerungen und Venenablagerungen.
- Magmatische Ablagerungen entstehen durch die Abkühlung und Kristallisation von Magma und umfassen Porphyr, Skarn, Pegmatit, Kimberlitund Karbonatitvorkommen.
- Hydrothermale Lagerstätten entstehen aus heißen, mineralreichen Flüssigkeiten, die durch Gesteine zirkulieren, und umfassen unter anderem Porphyr-Kupfer-, epithermales Gold und Goldlagerstätten vom Carlin-Typ.
- Sedimentablagerungen entstehen durch die Ansammlung von Sedimenten und umfassen gebänderte Eisenformationen, sedimentäre Phosphatablagerungen und Evaporitablagerungen, unter anderem.
- Metamorphe Ablagerungen entstehen durch die Rekristallisation von Mineralien als Reaktion auf hohe Hitze und hohen Druck und umfassen einige Arten von Gold- und Kupferablagerungen sowie einige Arten von Edelsteinen.
- Ganglagerstätten sind schmale, oft hochgradige mineralisierte Zonen, die typischerweise in Brüchen oder Verwerfungen im Gestein gelagert sind und eine Vielzahl von Metallen wie Gold, Silber, Kupfer und Zink enthalten können.
- Skarn-Lagerstätten sind kontaktmetamorphe Ablagerungen, die entstehen, wenn heiße, mineralreiche Flüssigkeiten mit Karbonatgesteinen interagieren, und können wichtige Quellen für Kupfer, Eisen, Wolfram und andere Metalle sein.
- Die Mineralexploration und der Bergbau umfassen eine Reihe von Techniken, darunter geologische Kartierungen, Bohrungen, geophysikalische Untersuchungen und geochemische Analysen.
- Mineralvorkommen sind wichtige Rohstoffquellen für eine Vielzahl von Branchen, darunter Bauwesen, Energie, Elektronik und Fertigung. Der Abbau von Mineralien kann jedoch erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben, darunter die Zerstörung von Lebensräumen, Boden Erosion, Wasserverschmutzung und Treibhausgasemissionen.
