Transportprozesse von Sn und W in der Kruste: Von einer peraluminösen granitischen Schmelze zu einem mineralisierenden Fluid

• Antragstellerin: Dr. Julie Michaud, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521731491

Zinn (Sn) und Wolfram (W), deren Vorkommen hauptsächlich mit magmatisch-hydrothermalen Systemen in Verbindung gebracht werden, haben sich als strategische Metalle etabliert, und die erfolgreiche Erkundung wirtschaftlich wertvoller Lagerstätten hängt von einem grundlegenden Verständnis der erzbildenden Prozesse ab, einschließlich Quelle und Primärkonzentration, Transport, Ablagerung und Remobilisierung. Zusammen mit anderen hochfeldstarken (HFSE; z. B. Nb und Ta) und fluidmobilen Elementen (z. B. Li, P, F) treten Sn und W häufig in enger räumlicher Beziehung zu spät- bis postorogenen peraluminösen Granitsystemen der Kruste - einschließlich Seltenmetallgraniten (RMG) und Pegmatiten - und damit verbundenen hydrothermalen Aktivitäten auf. Die Anreicherung von Zinn und W bis zu wirtschaftlichen Gehalten ist das Ergebnis einer Kombination von Schmelz- (d. h. Vorkonzentration) und fluidgetriebenen Prozessen (d. h. Remobilisierung). Der Transport und die Umverteilung dieser Elemente innerhalb der Kruste hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. ihrer Löslichkeit in der Schmelze und im Fluid im Gleichgewicht mit erzhaltigen Mineralen und ihrer Verteilung zwischen Schmelze und Fluid am magmatisch-hydrothermalen Übergang. Während die Zusammensetzung der Schmelze und des Fluids für beide Elemente wichtige Parameter sind, reagiert W sehr empfindlich auf die Temperatur und Sn auf die Redoxbedingungen (d. h. Speicherung und Transport als Sn2+ oder Sn4+) bei einer bestimmten Zusammensetzung. Obwohl die wichtigsten Kontrollparameter bereits identifiziert wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um in der Literatur auftretende Diskrepanzen zu klären (z. B. im Zusammenhang mit der Komplexität solcher Systeme und möglichen experimentellen Problemen). Zu diesem Zweck wollen wir uns auf mehrere Aspekte konzentrieren und dabei verschiedene Ansätze anwenden: (i) Löslichkeitsexperimente für Sn- und W-haltige Minerale in Schmelze und Fluid unter Berücksichtigung von deren geochemischer Vielfalt und der für Sn-W-Lagerstätten relevanten P-T-fO2-Bedingungen, (ii) Experimente zur genauen Bestimmung der Fluid/Schmelze- und Sole/Dampf/Schmelze-Verteilung von Sn und W am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iii) Untersuchung von Fluideinschlüssen an einem herausragenden Beispiel des Argemela-Granitsystems (Portugal) zur qualitativen und quantitativen Untersuchung der Sn- und W-Konzentration in Fluiden und des Transports am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iv) Untersuchung des Oxidationszustands von Sn in verschiedenen Krustenumgebungen zur Bewertung des Redox-Effekts auf den Sn-Transport und die Umverteilung innerhalb der Kruste. Insgesamt werden unsere Ergebnisse dazu beitragen, die bestehenden Modelle für die Bildung von Sn-W-Lagerstätten neu zu bewerten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung - DOME