Mineralogical, petrological and (isotope-) geochemical studies on the Felbertal scheelite deposit, Austria: Development of an epigenetic model for W mineralization in the context of Variscan magmatism in the Tauern Window

Titel in Übersetzung: Mineralogische, petrologische und (isotopen-) geochemische Untersuchungen der Felbertal Scheelit Lagerstätte, Österreich: Entwicklung eines epigenetischen Modells für die W Vererzung im Zuge der variszischen magmatischen Aktivität im Tauern Fenster

Michael Kozlik

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Diese Dissertation thematisiert die Entstehung der Scheelitlagerstätte Felbertal (Österreich) und geht der Frage nach, ob ein genetischer Zusammenhang zwischen der Wolframvererzung und der Intrusion eines stark fraktionierten Granits (K1-K3 Orthogneis) besteht. Basierend auf petrographischen Beobachtungen konnten ein dunkler, Biotit-reicher und ein heller Mikroklin-reicher K1-K3 Orthogneis-Typ unterschieden werden. Zusätzlich treten leukokrate Aplitgneise innerhalb der Lagerstätte auf. Gesamtgesteinschemische Analysen ergaben, dass die Konzentrationen kompatibler Elemente (z.B., CaO, FeO, TiO2, P2O5, Ba, Sr) und Elementverhältnisse (Zr/Hf, Nb/Ta) vom dunklen zum hellen K1-K3 Orthogneis und Aplitgneis abnehmen. Diese Trends zeigen, dass fraktionierte Kristallisation die Entwicklung der granitischen Schmelzen kontrollierte. Der K1-K3 Orthogneis ist demnach eine metamorph überprägte Abfolge granitischer Schmelzen, die durch einen ansteigenden Grad an magmatischer Differentiation charakterisiert sind. Die Untersuchung des U-Pb und Lu-Hf Isotopensystems an Zirkonen des K1-K3 Orthogneises und von zwei Zentralgneisen (Felbertauern Augengneis und Granatspitzgneis) wurde mittels in-situ LA-ICP-MS durchgeführt. Die U-Pb Concordia-Alter ergaben einen Zeitrahmen von 341 bis 336 Ma für die Intrusion des K1-K3 Granit und der Aplite. Entsprechende εHft Werte streuen zwischen -7.6 und -4.9 und weisen auf eine krustale Quelle hin. Die Isotopendaten von Zirkon des Felbertauern Augengneises sind ähnlich und ergaben ein U-Pb Alter von 338.5 ± 1.3 Ma und εHft Werte zwischen -6.8 und -5.3. Zirkone des Granatspitzgneises sind jünger und weisen εHft Werte zwischen -3.1 und +2.5 auf. Diese Resultate bestätigen eine gemeinsame/ähnliche Quelle für den dunklen K1-K3 Gneis und den Felbertauern Augengneis und schließen einen Zusammenhang zwischen K1-K3 Gneis und Granatspitzgneis aus. Zusätzlich wurden Spurenelemente in Zirkonen des K1-K3 Orthogneises mittels LA-ICP-MS analysiert. Die Resultate offenbarten magmatische und hydrothermale Zirkone. Letztere sind verglichen mit magmatischen Zirkonen angereichert an W, U, Nb, Ta, und B, was auf das Vorhandensein einer erzführenden magmatischen-hydrothermalen Fluidphase hinweist. Zusätzlich wurde die Sr-Isotopenzusammensetzung von Apatit aus dem K1-K3 Orthogneis und Scheelit aus unterschiedlichen Lithologien innerhalb der Lagerstätte mittels in-situ LA-ICP-MS untersucht. Die 87Sr/86Sr Verhältnisse der primären Scheelit-Generationen (Scheelit 1 und 2) liegen zwischen 0.7208-0.7642, bzw. 0.7072-0.7683. Apatite des K1-K3 Orthogneises zeigen 87Sr/86Sr Verhältnisse von 0.7204-0.7451. Die Lu-Hf Daten an Zirkon belegen, dass keine "Aufnahme" einer bereits existierenden Scheelitvererzung in die granitische Schmelze durch Assimilation von vererzten metabasischen Rahmengesteinen während der Platznahme des K1-K3 Granits stattgefunden hat. Stattdessen war eine primäre Anreicherung der K1-K3 Schmelze an Wolfram gegeben, wobei inkompatible Elemente wie W, Nb, Ta und U durch fraktionierte Kristallisation in den granitischen Restschmelzen konzentriert wurden. Beim Übergang vom magmatischen zum hydrothermalen Stadium sind diese Elemente in die Fluide übergegangen, welche anschließend mit den frühpaläozoische Nebengesteinen interagierten. Dies hatte die inkongruente Freisetzung von 87Sr aus Rb-reichen Mineralen (e.g. Glimmer) und Kristallisation von Scheelit und Nb-Ta Mineralen in einem Stockwerk aus Quarz-Scheelit Gängen zur Folge. Die 87Sr/86Sr Verhältnisse von Apatit des K1-K3 Orthogneises sind zu radiogen um als magmatisch zu gelten. Daher ist davon auszugehen, dass die Sr-Isotopie der magmatischen Apatite während der hydrothermalen Vererzung modifiziert wurde. Diese Erkenntnisse unterstützen das Genesemodell in dem die Scheelitvererzung in der Lagerstätte Felbertal mit der Intrusion des K1-K3 Granits assoziiert ist.
Titel in ÜbersetzungMineralogische, petrologische und (isotopen-) geochemische Untersuchungen der Felbertal Scheelit Lagerstätte, Österreich: Entwicklung eines epigenetischen Modells für die W Vererzung im Zuge der variszischen magmatischen Aktivität im Tauern Fenster
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Raith, Johann, Beurteiler A (intern)
  • Finger, Fritz, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Felbertal Scheelit Lagerstätte
  • Scheelit
  • Granit-gebundene magmatisch-hydrothermale Erzlagerstätten
  • K1-K3 Orthogneis
  • Zentralgneise
  • Tauern Fenster
  • Variszischer Magmatismus
  • fraktionierte Kristallisation
  • U-Pb und Lu-Hf Isotopen-Signatur von Zirkon
  • hydrothermaler Zirkon
  • in-situ LA-ICP-MS
  • Rb-Sr Isotopen-Signatur von Apatit und Scheelit
  • Explorationsindikatoren für Wolfram

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