Neue Forschung unterstützt vulkanischen Ursprung von Kiruna-Eisenerzen

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Die Herkunft der riesigen Apatit-Eisenoxid-Erzen des so genannten “Kiruna-Typs” ist Gegenstand einer langjährigen Debatte, die seit über 100 Jahren andauert. In einem neuen Artikel, der in Nature Communications veröffentlicht wurde, präsentiert ein Team von Wissenschaftlern neue und eindeutige Daten zugunsten einer magmatischen Herkunft dieser wichtigen Eisenerze. Die Studie wurde von Forschern der Uppsala University in Schweden geleitet.

Trotz der weltweit steigenden Nachfrage nach Edelmetallen ist Eisen das insgesamt wichtigste Metall für die moderne Industrie. Über 90 % der gesamten Eisenproduktion Europas stammen aus Apatit-Eisenoxid-Erzen, auch bekannt als Erze vom Typ Kiruna, benannt nach der extrem großen und legendären Eisenerzlagerstätte Kiruna in Nordschweden.

Heute sind die schwedischen Lagerstätten Kiruna und Malmberget die größten und wichtigsten Eisenproduzenten in Europa und die Lagerstätten Kirunas stellen eine Eisenquelle von globaler Bedeutung dar. Diese Lagerstätten verfügen auch über ein großes Zukunftspotenzial für die Produktion von begehrten und kritischen Seltenen Erden (REE) sowie Phosphor, einem weiteren Element, das für die zukünftige Entwicklung Europas als entscheidend angesehen wird.

Bilder von Apatit-Eisenoxid-Erzen dieser Studie. Falschfarbige BSE-Bilder von massiven Magnetiterz-Proben aus (a, b) Kiruna; (c, d) Grängesberg; (e, f) Bafq; und (g, h) El Laco. Kiruna, Grängesberg und Bafq Magnetitproben sind homogen und weisen meist keine Zonierung oder Anzeichen einer Veränderung auf. El Laco (g, h), ist in dieser Hinsicht außergewöhnlich, da für einige Proben eine intrakristalline Zonierung beobachtet wird.
(Bild: s. Veröffentlichung)

Der Ursprung und der eigentliche Prozess der Bildung von Erzen vom Typ Kiruna ist seit über 100 Jahren sehr umstritten. Die Vorschläge reichen von einem rein niedertemperaturigen hydrothermalen Ursprung über Meeresbodenausfällungen bis hin zu einem hochtemperaturigen vulkanischen Ursprung aus Magma oder hochtemperaturigen magmatischen Flüssigkeiten. Um dieses Problem zu beheben, setzte ein Team von Wissenschaftlern der Universität Uppsala, des Geological Survey of Sweden, des Geological Survey of Iran, des Indian Institute of Technology in Bombay sowie der Universitäten Cardiff und Kapstadt unter der Leitung des Uppsala-Forschers Prof. Valentin Troll Fe und O-Isotope ein, die Hauptelemente des Magnetits (Fe3O4) aus Schweden, Chile und dem Iran, um die Prozesse, die zur Bildung dieser Erze führten, chemisch zu überwachen.

Durch den Vergleich ihrer Daten von Eisenerzen vom Kiruna-Typ mit einem umfangreichen Satz von Magnetitproben aus vulkanischem Gestein sowie aus bekannten hydrothermalen Niedertemperatur-Eisenerzlagerstätten konnten die Forscher zeigen, dass mehr als 80 % ihrer Magnetitproben aus Apatit-Eisenoxid-Erzen vom Kiruna-Typ durch hochtemperaturmagmatische Prozesse in vulkanischen bis flachen subvulkanischen Umgebungen gebildet wurden. Die neuen Ergebnisse stellen einen wichtigen Fortschritt in unserem Verständnis von Erzen vom Typ Kiruna dar und werden bei der Interpretation und zukünftigen Erkundung von Apatit-Eisenoxid-Lagerstätten weltweit hilfreich sein.



Veröffentlichung: Valentin R. Troll, Franz A. Weis, Erik Jonsson, Ulf B. Andersson, Seyed Afshin Majidi, Karin Högdahl, Chris Harris, Marc-Alban Millet, Sakthi Saravanan Chinnasamy, Ellen Kooijman, Katarina P. Nilsson. Global Fe–O isotope correlation reveals magmatic origin of Kiruna-type apatite-iron-oxide oresNature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-09244-4

Quelle: off. Pm der Uppsala University

Titelbildunterschrift: Elektronenmikroskopisches Falschfarbenbild eines intern zonierten Magnetitkristalls aus massivem Eisenoxiderz aus El Laco in den chilenischen Anden.
(Foto: Troll et al.)



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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.

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