Chlor-Brom-Iod Systematiken als Tracer von Fluid- und Metallquellen in magmatisch-hydrothermalen Sn-W Lagerstättensystemen

• Antragsteller: Tobias Fusswinkel, Ph.D.; Privatdozent Dr. Michael Marks
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440948113

Granitische Sn-W Lagerstätten stellen einen der wichtigsten Lagerstättentypen in Europa dar, insbesondere wegen ihres hohen Potentials im Hinblick auf kritische Metalle (Li, Be, Ga, Nb, Ta und In). Ihre Entstehung ist eng mit den Endstadien magmatischer Aktivität in flachkrustalen granitischen Komplexen verbunden, speziell der Entmischung von magmatisch-hydrothermalen Fluiden im Verlauf der fraktionierten Kristallisation. Anschließende Fluid-Gesteins- und Fluid-Fluid-Wechselwirkungsprozesse spielen eine entscheidende Rolle in der Ausbildung unterschiedlicher Mineralisationstypen, von Sn-W Greisen und Gangssystemen über Skarne hin zu distalen polymetallischen Sulfidvererzungen. Diese Komplexität erschwert die Identifizierung von Fluid- und Metallquellen sowie den entscheidenden Einflussfaktoren auf Metallanreicherung und -ausfällung in Sn-W Systemen beträchtlich. Schwere Halogene (Cl, Br, I) sind seit Langem als empfindliche Tracer von krustalen Fluidreservoiren bekannt und zeichnen sich durch meist konservatives Verhalten bei Fluid-Gesteins-Wechselwirkungsprozessen aus. Sie verfügen daher zwar über ein hohes Potential zur Rekonstrution von Fluid- und Metallquellen in magmatisch-hydrothermalen Systemen, doch bislang bleibt ihre Anwendbarkeit aus mehreren Gründen stark limitiert. Zwar ist bekannt, dass die Halogensignaturen granitischer S-Typ Systeme regionale Unterschiede zeigen, doch es ist unklar inwieweit sich diese Halogensignaturen auf assoziierte magmatisch-hydrothermale Fluide übertragen, speziell im Hinblick auf Prozesse wie fraktionierte Kristallisation oder Fluidentmischung. Die Auswirkungen von Phasentrennungsprozessen auf die Cl-Br-I-Signaturen dieser Fluide sind ebenfalls kaum erforscht. Diese Aspekte schränken die Interpretierbarkeit von magmatisch-hydrothermalen Halogensignaturen stark ein. Das hier beantragte Forschungsvorhaben soll zum besseren Verständnis des Verhaltens von schweren Halogenen (Cl, Br, I) über die gesamte Entwicklung eines Sn-W Lagerstättensystemen beitragen, angefangen von Schmelzzusammensetzungen über Fraktionierungsprozesse bis hin zur Fluidsättigung und der anschließenden Weiterentwicklung der magmatisch-hydrothermalen Fluidphasen. Ermöglicht wird dies durch die Kombination von combustion ion chromatography (CIC) zur Analyse von Halogensignaturen in Gesamtgesteinen und Mineralseparaten, sowie LA-ICP-MS Flüssigkeitseinschlussanalytik aller wichtigen magmatisch-hydrothermalen Fluidphasen. In Kombination mit Spurenmetallkonzentrationen in den magmatisch-hydrothermalen Fluiden wird es so möglich werden, Halogensignaturen mit den kritischen erzbildenden Prozessen in Sn-W Lagerstättensystemen in Zusammenhang zu setzen. Dies würde neue Möglichkeiten in der Identifizierung und Charakterisierung von Metallquellen, Metallmobilität und Ausfällungsprozessen in solchen Systemen eröffnen und so einen bedeutenden Beitrag zu den übergeordneten Zielen des SPP 2238 DOME leisten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartner: Simon Kocher, Ph.D.