Schwerpunktprogramm (SPP) 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung, Teilprojekt: Antimonisotopenfraktionierung in Stibnit - Einschränkungen durch d123Sb-Werte und mikrothermometrische Infrarotdaten von Flüssigkeitseinschlüssen in Stibni "Antifrac

Description: Antimon (Sb) ist ein "kritisches" Element. In Form von Stibnit (Sb2S3) ist Sb in verschiedenen Arten von Lagerstätten stark konzentriert: - Epithermale Erzgänge - heiße Quellvorkommen, einige Porphyr- und Molybdänvorkommen - orogenem Gold oder sed. Gold vom Carlin-Typ - hydrothermale Quarz-Stibnit-Adern, die in Sedimenten vorkommen- einige SEDEX-Typen - oder massiver metasomatische Karbonatersatz In einigen Vorkommen ist die Stibnitmineralisierung auch mit beträchtlichen Konzentrationen von Au, Hg, Ag, Sn, W oder Buntmetallen verbunden (z. B. Gumiel und Arribas 1987; Dill 1998; Peng et al. 2002; Wagner und Boyce 2003; Hagemann und Lüders 2003; Yang et al. 2006; Buchholz et al. 2007; Bortnikov et al. 2010; Voudouris et al. 2019; Pohl, 2020). Höhere durchschnittliche Sb-Konzentrationen von etwa 5 ppm werden aus Schwarzschiefer berichtet (Ketris und Yudovich 2009), und daher kann die Alteration von Schwarzschiefer eine potenzielle Quelle für Sb in hydrothermalen Quarz-Stibnit-Lagerstätten darstellen (z. B. Wagner und Boyes 2003, Sosnicka et al. 2021). Stibnitlagerstätten sind auch mit felsischen magmatischen Gesteinen verbunden. In diesem Fall ist nicht immer klar, ob die Sb-Anreicherung direkt auf magmatische Fluide oder hydrothermale Alterationsprozesse zurückzuführen ist (Krolop et al. 2018). Frühere Sb-Isotopendaten an Stibnit zeigten, dass die 123Sb/121Sb-Verhältnisse in Stibnit aus verschiedenen Vorkommen ein Mittel zur Entschlüsselung der Quelle(n) von Stibnitlagerstätten sein können (Zhai et al. 2021 und Referenzen darin). Die meisten Schlussfolgerungen über die Sb-Isotopenfraktionierung, die bisher gezogen wurden, ruhen auf beobachteten Verschiebungen einiger d123Sb-Werte innerhalb einer Lagerstätte oder eines Erzes sowie auf experimentellen Daten zu Sb(III)-Sb(V)-Redoxreaktionen (z. B. Lobo et al. 2012; Dillis et al. 2019). Der Transport von Sb(III) in hydrothermalen Fluiden bei hohen Temperaturen ist abhängig vom ph-Wert und der Sulfidkonzentration im Fluid und erfolgt in Form von HS- oder OH-Komplexen (z. B. Krupp 1988; Olsen et al. 2019), während Sb-Chlorid-Komplexe nur in stark salzhaltigen, sauren Fluiden stabil sind (z. B. Obolensky et al. 2007). Die Abhängigkeit der Sb-Isotopenfraktionierung in Stibniten, die entweder aus Solen oder aus salzarmen Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Temperaturen ausgefällt wurden, ist jedoch bisher nicht untersucht worden. Da Stibnit eine extrem gute Transparenz im nahen IR-Licht aufweist (Lüders 2017), können Flüssigkeitseinschlüsse in Stibnit mit Hilfe der IR-Mikrothermometrie routinemäßig untersucht und Informationen über T-x der Stibnit-bildenden Flüssigkeiten gewonnen werden. Die genaue Untersuchung der Sb-Isotopensystimatik in Stibnit in ausgewählten Erzlagerstätten in Kombination mit mikrothermometrischen Daten von Stibnit-haltigen Fluideinschlüssen wird neue Erkenntnisse über die Anwendbarkeit des Sb-Isotopensystems für Fragen im Kontext mit der Erforschung von Erzlagerstätten liefern.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Sulfid ? Carbonat ? Gold ? Antimon ? Nichteisenmetall ? Temperaturabhängigkeit ? Lagerstätte ? Erz ? Geologie ? Sediment ? Gestein ?

Region: Baden-Württemberg Brandenburg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5° 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie (Projektverantwortung)
• GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-08-19

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Antimony isotope fractionation in stibnite - constraints from d123Sb values and infrared microthermometric data of stibnite-hosted fluid inclusions “Antifrac”
  Description: Antimony (Sb) is a “critical” element. As Stibnite (Sb2S3), Sb is highly concentrated in different types of deposits: - Low-sulfidation epithermal vein-type - hot spring deposits, some porphyry and molybdenum - parts of orogenic gold or sediment-hosted Carlin-type gold - sediment-hosted hydrothermal quartz-stibnite veins - some SEDEX-type - or massive metasomatic carbonate replacement In some deposits, stibnite mineralization is also associated with considerable concentrations of gold, mercury, silver, tin, tungsten, or base metals (e.g., Gumiel and Arribas 1987; Dill 1998; Peng et al. 2002; Wagner and Boyce 2003; Hagemann and Lüders 2003; Yang et al. 2006; Buchholz et al. 2007; Bortnikov et al. 2010; Voudouris et al. 2019; Pohl, 2020). The source(s) of Sb in hydrothermal ore deposits are often not well constrained and still a matter of debate. The average abundance of Sb in the Earth´s crust is 0.2 ppm (Taylor and McLennan 1995). Higher average Sb concentrations of about 5 ppm are reported from black shales (Ketris and Yudovich 2009) and thus, alteration of black shales may constitute a potential source for Sb in hydrothermal quartz-stibnite deposits (e.g. Wagner and Boyes 2003, Sosnicka et al. 2021). Stibnite deposits are also associated with felsic magmatic rocks. In this case is not always clear whether Sb enrichment is directly related to magmatic fluids or hydrothermal alteration processes (Krolop et al. 2018). Previous studies of isotope compositions of stibnite have shown that the 123Sb/121Sb ratios in stibnite from various occurrences may provide a means to decipher the source(s) of stibnite deposits (Zhai et al. 2021 and references therein). However, most of the conclusions about Sb isotope fractionation that are drawn so far are based on observed shifts of some d123Sb values within a deposit or ore types, and experimentally data on Sb(III) Sb(V) redox reactions (e.g. Lobo et al. 2012; Dillis et al. 2019). The transport of Sb (III) in hydrothermal fluids at high temperatures is dependent on ph and the sulfide concentration in the fluid and occurs in from of HS- or OH- complexes (e.g. Krupp 1988; Olsen et al. 2019) whilst Sb chloride complexes are only stable in strong saline acidic fluids (e.g. Obolensky et al. 2007). However, the dependence of Sb isotope fractionation in stibnites that precipitated from either brines or low-salinity fluids at different temperatures has not been studied so far. Since stibnite shows extremely good transparency in near IR light (Lüders 2017) fluid inclusions hosted in stibnite can be studied routinely when using IR microthermometry and information about T-x of the stibnite-forming fluids can be obtained. Studying Sb isotopic systematics in stibnite in detail in selected ore deposits in combination with microthermometric data of stibnite-hosted fluid inclusions will provide new insights for the applicability of the Sb isotope system for questions related to ore deposit research. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138857

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/521623684 (Webseite)

Status

Aktiv

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