Integrated geological and geophysical exploration methods for cryptocrystalline magnesite

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertationForschung

Abstract

Kryptokristalliner Magnesit (CM) tritt vorwiegend in ultramafischen Gesteinen in tektonisch kontrollierten Gängen und Netzwerken (Karaubath Typ; KT), oder in Sedimenten welche im engen Bezug zu Ultramafiten sind, auf (Bela Stena Typ, BST). Die repräsentative Magnesitlagerstätte Dutluca/Koçbal beinhaltet Gänge im niedrigsten Bereich des Tagebaus, Netzwerk in oberflächennahen Bereichen, Zebra Netzwerk in stark verwitterten Serpentiniten an der Grenze zum Paläorelief und Magnesitlagen in ultramafischen Konglomeraten und miozänen Sedimenten. CM ist mit Serpentiniten vergesellschaftet und befindet sich in Störungen mit meist gut ausgebildeten Harnischflächen sowie in Klüften welche sich in extensionalen Bereichen (antithetische Riedel Flächen, Klüfte) von prominenten Störungszonen befinden (z.B. Eskişehir Störungs Zone). Die Störungen sind gewöhnlich steil einfallende, dextrale Seitenverschiebungen mit einhergehenden Abschiebungen. Der Serpentinit erfährt eine Alteration vom Magnesium reichen, dunklen Serpentinit mit Relikten von Olivin und Ortho-Pyroxen zum alterierten Serpentinit mit relativer Anreicherung von Eisen verglichen zu Magnesium. Verwitterter Serpentinit enthält Smektit Minerale, welche die Umwandlungen der Serpentin Minerale sind. Chrom Spinelle deuten darauf, dass sich der Ophiolith in einer Suprasubduktionszone gebildet hat. Alterierter Serpentinit enthält Karbonatkristalle, welche den Olivin und untergeordnet den Bastit, eine Umwandlung des Ortho-Pyroxens, verdrängen. Die Alteration des Serpentinites ist ein wichtiger Hinweis auf Magnesitbildung. Untersuchungen an Stabilen Isotopen von 14 verschiedenen CM Lagerstätten der Türkei sowie der Typlokalität Kraubath/Österreich haben ergeben, dass zwei verschiedene Systeme der Magnesitbildung vorliegen. Positive δ13CV-PDB Verhältnisse deuten auf oberflächennahe Lagerstätten, die sich im alkalinen Milieu wie etwa Evaporation oder durch biogene Fermentation gebildet haben. Da diese Prozesse an der Oberfläche stattfinden, wird für die Exploration die horizontale Erstreckung wichtig. CM Lagerstätten mit negativen δ13CV-PDB Verhältnissen weisen auf C-Quellen, wie Dekarboxylation von organischem Material oder vulkanischer Entgasung, welche auf die Speisung der Lagerstätte durch aszendente Fluide hindeutet. Negative δ13CV-PDB Verhältnisse werden schwerer je näher das Fluid an die Oberfläche gelangt. Zu einem liegt das an der CO3-2 Entgasung, bei der leichtere Isotope zuerst verdampfen und die schwereren Isotope im Fluid zurückbleiben. Auf der anderen Seite werden aufsteigende Fluide von dem Grundwasser beeinflusst. Folglich haben Magnesitlagen im Sediment stets ein relativ schwereres Isotopenverhältnis als das darunter liegende Netzwerk. Die Geomagnetik nutzt das Phänomen, dass der Serpentinit inhomogen in seiner Suszeptibilität ist. Wenn durch den Serpentinit Störungen gehen, kommt es zu einem abrupten Wechsel in der Suszeptibilität, was eine Anomalie im Erdmagnetfeld verursacht. Dass der Magnesit diamagnetisch ist, hat nur Einfluss, wenn der Magnesitkörper sich direkt an der Oberfläche, nur vom Boden bedeckt, befindet. Petrophysikalische Parameter wie die NRM oder AMS haben ebenfalls Einfluss auf das Erdmagnetfeld. Die Kombination der Daten ermöglicht die Modellierung der geologischen Strukturen im Untergrund. Die Geomagnetik ist eine schnelle und effektive Methode, um vom Boden bedeckte Strukturen zu entdecken und um Magnesit zu erfassen, vorausgesetzt der Körper ist größer als der Messabstand. Paläomagnetik ermöglicht die Eingrenzung tektonischer Blöcke die zueinander rotiert sind und kann somit Hinweise auf Bereiche liefern, die tektonisch beansprucht sind, selbst ohne Anzeichen an der Oberfläche. Nichtsdestotrotz wird die Geomagnetik von der Mächtigkeit der sedimentären Überlagerung beeinträchtigt. Die Mächtigkeit der sedimentären Überlagerung kann mit Hilfe der Geoelektrik untersucht werden.

Details

Titel in ÜbersetzungIntegrierte geologisch-geophysikalische Prospektionsverfahren auf kryptokristallinen Magnesit
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2012