Kupfer-Porphyr, Foto:
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Porphyrische Kupfer-Lagerstätten zählen zu den wertvollsten Erzvorkommen und stellen bis zu 75% der weltweiten Kupfer-Förderung, 50% des Molybdäns und 20% des Goldes. Die meisten erzbildenden Porphyre sind unterirdisch mit gigantischen Lagern oxidierten Kupfers an Subduktionszonen verbunden und weisen eine hohe Strontium/Yttrium-Affinität auf, während schwach mineralisierte Granitoide typischerweise kaum Sr/Y-Eigenschaften besitzen. Darüber hinaus ist jedoch nur wenig über deren Bildung bekannt.
Ein Team um Professor Cao Ming-Jian, Li Guang-Ming und Professor Qin Ke-Zhang des Geologischen und Geophysikalischen Instituts der Chinese Academy of Science (IGGCAS) hat es sich zur Aufgabe gemacht, mehr über die Bildung solcher Erze im Aktogai-Kupferporphyr in Erfahrung zu bringen. In einer Studie untersuchten sie Erze und erzbildende Gesteine unter Gesichtspunkten der Geochronologie, Mineralchemie und Geochemie. Die Resultate wurden im American Journal of Science veröffentlicht.
Die Altersbestimmung des erzbildenden Gesteins mittels radiometrischer Datierung gab einen Entstehungszeitraum von 344,7 beziehungsweise 327,7 bis 331,4 Ma vor Heute heraus. Filtert man alle vorhergehenden Zeitalter (älter als 368 Ma) heraus, so dauerte der bogenförmige Magmenaufstieg noch für weitere 40 Ma an, was auf eine langlebige Subduktionszone hindeutet. Weiterhin weißt die signifikant höhere Apatit-Sättigung im Porphyr auf eine gesteigerte Sauerstoffflüchtigkeit und Temperaturerhöhung während der Petrogenese hin.
Geochemische Analysen zeigen, dass sich die chemische Zusammensetzung von erzbildenden Gesteinen und Erz-Vorstufen maßgeblich voneinander unterscheidet. Die Wissenschaftler führten die niedrigen Sr/Y-Werte der Vorstufen auf eine partielle Aufschmelzung juveniler unterer Erdkruste zurück, während die Sr/Y-reichen Gesteine aus der Aufschmelzung verdickter, eklogitisierter und Sulfid-reicher Kruste unter oxidierenden Bedingungen hervorgehen.
Die Studie zeigt, dass hoch-oxidiertes, Sr/Y-gesättigtes Gestein ein höheres Mineralisierungspotential besitzt als ein reduziertes, Sr/Y-armes System. Darüber hinaus könnte die hohe Sauerstoffflüchtigkeit ein “innerer Motor” für die Bildung von Mineralen sein. Diese Bedingungen werden vornehmlich an langlebigen Subduktionszonen erfüllt, wo sich auch die wertvollen Kupferporphyre befinden.
Bildungsprozesse von Erz-Vorstufen (1.) und Kupferporphyr (2.), Urheber:CAS
Quelle: Chinese Academy Of Sciences (22.09.2016)
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Pia Gaupels
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