Skarn - Skarn
Skarne oder Taktite sind harte, grobkörnige metamorphe Gesteine, die durch einen Prozess namens Metasomatismus entstehen . Skarne sind in der Regel reich an Calcium-Magnesium-Eisen-Mangan-Aluminium-Silikat-Mineralien, die auch als Kalk-Silikat-Minerale bezeichnet werden. Diese Mineralien entstehen als Folge von Veränderungen, die auftreten, wenn hydrothermale Flüssigkeiten mit einem Protolithen entweder magmatischen oder sedimentären Ursprungs interagieren . In vielen Fällen werden Skarne mit dem Eindringen eines granitischen Plutons in und um Verwerfungen oder Scherzonen in Verbindung gebracht , die in eine Karbonatschicht eindringen, die entweder aus Dolomit oder Kalkstein besteht. Skarns können sich durch regionale oder Kontaktmetamorphose bilden und bilden sich daher in Umgebungen mit relativ hohen Temperaturen. Die mit den metasomatischen Prozessen verbundenen hydrothermalen Flüssigkeiten können entweder aus magmatischen, metamorphen, meteorischen, marinen oder sogar einer Mischung davon stammen. Der resultierende Skarn kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Mineralien bestehen, die sowohl von der ursprünglichen Zusammensetzung der hydrothermalen Flüssigkeit als auch von der ursprünglichen Zusammensetzung des Protolithen stark abhängig sind.
Wenn ein Skarn über eine respektable Menge an Erzmineralisierung verfügt, die mit Gewinn abgebaut werden kann, kann er als Skarnlagerstätte klassifiziert werden.
Etymologie
Skarn ist ein alter schwedischer Bergbau Begriff ursprünglich verwendet , um eine Art von Silikat zu beschreiben gangue oder taubes Gestein, verbunden mit Eisenerzlagern Sulfidablagerungen offenbar ersetzt paläoproterozoischen Alter Kalksteine in Schweden Persberg Bergbaugebiet.
Petrologie
Skarne bestehen aus Calcium-Eisen-Magnesium-Mangan-Aluminium-Silikat-Mineralien. Skarn-Lagerstätten sind als Quellen für Metalle wie Zinn, Wolfram, Mangan, Kupfer, Gold, Zink, Blei, Nickel, Molybdän und Eisen wirtschaftlich wertvoll.
Ein Skarn wird durch eine Vielzahl von metasomatischen Prozessen während der Metamorphose zwischen zwei benachbarten lithologischen Einheiten gebildet. Skarn können sich in fast jedem lithologischen Typ wie Schiefer, Granit und Basalt bilden, aber die meisten Skarne werden in Lithologien gefunden, die einen Kalkstein oder Dolomit enthalten. Es ist üblich, Skarne in der Nähe von Plutonen, entlang von Verwerfungen und großen Scherzonen, in flachen geothermischen Systemen und auf dem Meeresboden zu finden. Die Mineralogie des Skarns ist eng mit dem Protolithen verwandt.
Skarnminerale sind hauptsächlich Granate und Pyroxene mit einer Vielzahl von Kalksilikat und zugehörigen Mineralien. Typische Skarnminerale sind Pyroxen, Granat, Idocras, Wollastonit, Aktinolith, Magnetit oder Hämatit, Epidot und Skapolit. Da Skarne aus an unverträglichen Elementen reichen, silikatischen wässrigen Flüssigkeiten gebildet werden, findet man in der Skarnumgebung eine Vielzahl ungewöhnlicher Mineralarten, wie z Andere.
Einstufung
Skarns können nach bestimmten Kriterien unterteilt werden. Eine Möglichkeit, einen Skarn zu klassifizieren, ist sein Protolith . Wenn der Protolith sedimentären Ursprungs ist, kann er als Exoskarn bezeichnet werden, und wenn der Protolith magmatisch ist, kann er als Endoskarn bezeichnet werden.
Eine weitere Klassifizierung kann basierend auf dem Protolithen vorgenommen werden, indem die dominante Zusammensetzung des Skarns und die resultierende Alterationsanordnung beobachtet werden. Enthält der Skarn Mineralien wie Olivin , Serpentin , Phlogopit , Magnesium- Clinopyroxen , Orthopyroxen , Spinell , Pargasit und Mineralien aus der Gruppe der Humite , ist er charakteristisch für einen dolomitischen Protolithen und kann als Magnesian-Skarn eingestuft werden. Die andere Klasse, kalzische Skarne genannt, sind die Ersatzprodukte eines Kalkstein-Protolithen mit dominanten Mineral-Ansammlungen, die Granat , Klinopyroxen und Wollastonit enthalten .
Gesteine, die Granat oder Pyroxen als Hauptphasen enthalten und die außerdem feinkörnig, eisenarm und skarnartig aussehen, werden allgemein als "Skarnoid" bezeichnet. Skarnoid ist somit die Zwischenstufe eines feinkörnigen Hornfels und eines grobkörnigen Skarns.
Skarn-Lagerstätten weisen typische Skarn- Gangen- Mineralien auf, enthalten aber auch oft reichliche Erzmineralien, die von wirtschaftlicher Bedeutung sind. Skarn-Lagerstätten werden daher nach ihrem dominierenden ökonomischen Element klassifiziert, zB einer Kupfer-(Cu)-Skarn-Lagerstätte oder einer Molybdän-(Mo)-Skarn-Lagerstätte.
Fe (Cu, Ag, Au) Skarnablagerungen
Die tektonische Umgebung für kalzische Fe-Skarne sind in der Regel die ozeanischen Inselbögen. Die Wirtsgesteine reichen von Gabbros bis zu Syenit, das mit eindringendem Kalkstein verbunden ist. Die tektonische Umgebung für Magnesium-Fe-Skarne ist tendenziell der Kontinentalrand. Die Wirtsgesteine sind in der Regel Granodiorit bis Granit, die mit eindringendem Dolomit und dolomitischen Sedimentgesteinen verbunden sind. Magnetit ist das Haupterz in diesen Arten von Skarn-Lagerstätten, dessen Gehalt zwischen 40 und 60 % beträgt. Chalkopyrit, Bornit und Pyrit sind die kleineren Erze.
Cu (Au, Ag, Mo, W) Skarnablagerungen
Die tektonische Umgebung für Cu-Lagerstätten sind in der Regel die Plutonen vom Andentyp, die in ältere Karbonatschichten am Kontinentalrand eindringen. Die Wirtsgesteine sind in der Regel Quarzdiorit und Granodiorit. Pyrit, Chalkopyrit und Magnetit werden typischerweise in höheren Häufigkeiten gefunden.
Formation
Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Skarnen, die sich bilden, Exoskarns und Endoskarns.
Exoskarne sind häufiger und bilden sich an der Außenseite eines aufdringlichen Körpers, der mit einer Karbonateinheit in Kontakt kommt. Sie werden gebildet, wenn Flüssigkeiten, die bei der Kristallisation der Intrusion übrig bleiben, in den abnehmenden Stadien der Einlagerung aus der Masse ausgestoßen werden. Wenn diese Flüssigkeiten mit reaktiven Gesteinen, meist Karbonaten wie Kalkstein oder Dolomit, in Kontakt kommen, reagieren die Flüssigkeiten mit ihnen und erzeugen eine Veränderung (Infiltrationsmetasomatismus).
Endoskarne bilden sich innerhalb des intrusiven Körpers, wo Brüche, Kühlfugen und Stockworks erzeugt wurden, was zu einem durchlässigen Bereich führt. Der durchlässige Bereich kann Material aus der Karbonatschicht enthalten. Die durch die Intrusion transportierten oder erzeugten magmatischen hydrothermalen Flüssigkeiten interagieren mit dem Karbonatmaterial und bilden das Endoskarn. Endoskarne gelten als selten. Sowohl die Zusammensetzung als auch die Texturen des Protolithen spielen eine starke Rolle bei der Bildung des resultierenden Skarns.
Reaktionsskarn wird durch isochemische Metamorphose gebildet, die auf dünn überlagerten sedimentären Lithologieeinheiten auftritt, die einen kleinen (vielleicht Zentimeter) metasomatischen Transfer von Komponenten zwischen benachbarten Einheiten beinhaltet.
Skarnoid ist ein Kalksilikatgestein, das feinkörnig und eisenarm ist. Es liegt zwischen Hornfels und grobkörnigem Skarn. Skarnoid neigt dazu, die Zusammensetzung des Protolithen widerzuspiegeln.
Die meisten großen Skarn-Lagerstätten erfahren einen Übergang von einer frühen Metamorphose – die Hornfels, Reaktionsskarne und Skarnoide bildet – zu einer späten Metamorphose, die relativ grobkörnigere, erzhaltige Skarne bildet. Die Magmaintrusion löst in der Region, in der Sedimentgesteine vorhanden sind, eine Kontaktmetamorphose aus und bildet dadurch Hornfelsen. Die Rekristallisation und Phasenänderung von Hornfels spiegelt die Zusammensetzung des Protolithen wider. Nach der Bildung von Hornfels tritt ein Prozess namens Metasomatismus auf, bei dem hydrothermale Flüssigkeiten mit magmatischen, metamorphen, marinen, meteorischen oder sogar einer Mischung davon verbunden sind. Dieser Prozess wird als isochemische Metamorphose bezeichnet und kann zur Produktion einer Vielzahl von Kalksilikatmineralien führen, die sich in unreinen Lithologieeinheiten und entlang von Flüssigkeitsgrenzen bilden, an denen Metasomatismus in kleinem Maßstab auftritt (Tonstein und Kalkstein und gebänderte Eisenbildung ).
Die Skarnvorkommen, die aufgrund ihrer wertvollen Metalle als wirtschaftlich bedeutsam gelten, sind das Ergebnis großflächiger Metasomatik, bei der die Zusammensetzung der Flüssigkeit den Skarn und seine Erzmineralogie steuert. Sie sind relativ grobkörniger und spiegeln nicht die Zusammensetzung des Protolithen oder des umgebenden Gesteins wider.
Ungewöhnliche Arten von Skarnen werden in Kontakt mit sulfidischen oder kohlenstoffhaltigen Gesteinen wie Schwarzschiefer, Graphitschiefer, gebänderten Eisenformationen und gelegentlich Salz oder Evaporiten gebildet. Hier reagieren Flüssigkeiten weniger über den chemischen Austausch von Ionen, sondern aufgrund des Redox-Oxidationspotentials der Wandgesteine.
Erzvorkommen
Die wichtigsten wirtschaftlichen Macht Metalle , die Skarn - Lagerstätten sind bilden Kupfer , Wolfram , Eisen , Zinn , Molybdän , Zink - Blei und Gold . Andere kleinere wirtschaftliche Mineralien sind Uran , Silber , Bor , Fluor und Seltenerdelemente .
Einige Beispiele für die wichtigsten wirtschaftlichen Skarn-Lagerstätten sind *(Anmerkung; einige davon werden derzeit abgebaut oder wurden in der Vergangenheit abgebaut):
- Eisenskarne: Mine Dashkesan, Aserbaidschan
- Kupferskarne: Bingham Canyon Mine , Utah, USA
- Wolframskarne: Sangdong-Mine , Südkorea
- Goldhaltige Skarne: Hedley Mascot Mine , British Columbia, Kanada
- Zink-Blei-Skarne: Santa Eulalia, Chihuahua , Mexiko
- Nickelskarne: Avebury Mine, Zeehan, Tasmanien (Australien)
- Molybdän-Skarne: Mine Yangchiachangtze, China
Siehe auch
- Erzgenese – Wie sich die verschiedenen Arten von Mineralvorkommen in der Erdkruste bilden