The Pb-Zn Deposits in the Drau Range (Eastern Alps, Austria/Slovenia): A Multi-analytical Research Approach for Investigation of the Ore-Forming Mechanisms

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertationForschung

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Abstract

Die Bildungsprozesse der Pb-Zn Vererzungen im Drauzug werden seit Jahrzehnten kontrovers diskutiert. In dieser Studie wurde eine Kombination klassischer analytischer Methoden (z.B. TIMS Pb und Rb-Sr) neben hochortsauflösenden Methoden (z.B. EMP) benutzt um die Vererzungsprozesse zu untersuchen. Elektronenstrahlmikrosonden (EMP) Analysen zeigen, dass Sphalerite eine sehr variable Spurenelementzusammensetzung aufweisen. Die Verteilung der Spurenelemente und ihre Korrelationen untereinander deuten darauf hin, dass nur die Spurenelemente Fe, Cd, Gedirekt im Gitter für Zn substituieren. Die Spurenelemente Pb, As, Tl, Cu sind vermutlich an Nano-Einschlüsse gebunden. Die S-Isotopenzusammensetzung der untersuchten Sulfide ist sehr variabl (δ34S -30.4 bis +1.8‰). Über 50% der Sulfide weisen sehr leichte δ34S-Werte auf (<-20‰). Daraus wird gefolgert, dass der reduzierte Schwefel überwiegend aus einem Reservoir stammt, in dem bakterieller Stoffwechsel zur Sulfatreduktion geführt hat (bakteriogene Sulfatreduktion, BSR). In drei Proben aus der Lagerstätte Bleiberg sind bereits auf kleinem Maßstab (cm) deutliche Sprünge in den δ34S Werten der Sulfide nachweisbar. Anhand der texturellen Beziehungen ist eine relative Bildungschronologie der Sulfidparagenese in diesen drei Proben ableitbar. Die zeitliche Entwicklung der δ34S Werte in diesen drei Proben ist nicht einheitlich. Die starken und uneinheitlichen Variationen in δ34S zeigen, dass ein weiteres Schwefelreservoir an dem Vererzungsprozess beteiligt war. Aus diesem Reservoir wurden Sulfide mit schwerer Isotopenzusammensetzung gebildet. Aufgrund der geringeren Fraktionierung ist es wahrscheinlich, dass im zweiten Reservoir thermochemische Prozesse zur Sulfatreduktion geführt haben (thermochemische Sulfatreduktion, TSR). Die Pb-Isotopensignatur von Sphalerit und Galenit ist sehr homogen, was im Gegensatz zur Heterogenität in der Spurenelement- und Schwefelisotopenzusammensetzung steht. Die Pb-Isotopenzusammensetzung der Sulfide weist darauf hin, dass das Erzblei aus der Erdkruste stammt. In den meisten Proben habeb koexistierender Sphalerit und Galenit nahezu identische Pb-Isotopenzusammensetzung. Daraus wird gefolgert, dass die Metalle für die Bildung von Sphalerit und Galena aus der gleichen Quelle stammen. Es wurden keine systematischen Unterschiede in der Pb-Isotopenzusammensetzung von chemisch oder schwefelisotopenchemisch unterschiedlichen Sphaleriten festgestellt. Des Weiteren ist kein Einfluss der Geologie der jeweiligen Lagerstätten auf die Pb-Isotopensignatur zu erkennen. Es gibt keinen erkennbaren Zusammenhang zwischen Schwefel- und Spurenelementzusammensetzung von Sphalerit. Die Spurenelemente und der reduzierte Schwefel wurden vermutlich unabhängig voneinander transportiert. Die Spurenelemente wurden vermutlich gemeinsam mit den Buntmetallen Pb und Zn transportiert. Die dokumentierten Variationen in der Spurenelementzusammensetzung sind vermutlich das Resultat von Reaktionen des Fluids mit den Nebengesteinen während der Fluidzirkulation. Außerdem werden die beobachteten Variationen in der Spurenelementzusammensetzung der Sphalerite als Ergebnis der physikalisch-chemischen Bedingungen (z.B. Redox-Bedingungen)am Ablagerungsort interpretiert. Um den Zeitraum der Erzbildung zu datieren wurden Rb-Sr Messungen an Sphaleriten durchgeführt. Zusätzlich zu den Daten dieser Studie, wurden noch die Ergebnisse von Rb-Sr Messungen an Sphaleriten (und einem Pyrit)von J. Schneider (Melcher et al., 2010) für die Isochronenberechnung berücksichtigt. Drei Isochronenalter, die eine geringe Streuung zeigen, wurden aus unterschiedlichen Datensets berechnet: (1) 204,2±3,2 Ma (n = 5); (2) 195,1±2,6 Ma (n = 7); (3) 225±2,1 Ma(n = 3). Ein Großteil der Rb-Sr Daten deutet auf eine epigenetische Erzbildung um etwa 200 Ma (und jünger) hin. Allerdings kann die Möglichkeit einer älteren syngenetischen Vererzungsphase nicht völlig a

Details

Titel in ÜbersetzungDie Pb-Zn Lagerstätten im Drauzug (Ostalpen, Österreich/Slovenien): Erforschung der erzbildenden Prozesse mittels eines multi-analytischen Untersuchungsansatzes
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2014