Schwerpunktprogramm (SPP) 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung, Teilprojekt: Ist metamorphe Zinn-Umverteilung ein essenzieller Prozess für die Bildung großer Zinnlagerstätten?

Description: Bedeutende primäre Sn-Lagerstätten sind an geochemisch hoch-spezialisierte, unter reduzierenden Bedingungen gebildete S-Typ Granite gebunden. Zinnanreicherung erfolgt jedoch nicht nur durch fraktionierte Kristallisation und hydrothermale Umverteilung auf dem Platznahme-Niveau der Intrusion, sondern hängt auch vom Protolith und den Schmelzbedingungen, sowie vom Sn-Gehalt dieser Ausgangsgesteine an. Darüber hinaus kann prograd-metamorphe Umverteilung zu einer Anreicherung von Sn im Ausgangsgestein führen. Traditionell wird die metamorphe Mobilisierung von Sn als nicht wichtig betrachtet. Es gibt jedoch im Erzgebirge einzelne Skarne (z. B. Hämmerlein) und Quarz-Glimmer-Schiefer (z. Bsp. Bockau and Aue) mit Sn-reichen metamorphen Mineralen, die eindeutig älter sind als die lokalen variszischer Sn-spezifischen Granite, was beweist, dass Sn während der Metamorphose mobil war. Die Frage ist damit, inwieweit metamorphogene Sn-Anreicherung ein essentieller Schritt in der Anreicherung von Sn für die spätere Bildung magmatischer Sn Lagestätten ist. Dieses Projekt konzentriert sich auf die Sn-reichen Quarz-Glimmer-Schiefer (mit 200 bis zu lokal 5000 ppm Sn) mit an Quarzschlieren gebundener Sn-Vererzung (>1% Sn) aus dem Gebiet von Bockau. Wir untersuchen folgende Fragen: (i) Es gibt mehrere texturelle und strukturelle Typen von Kassiterit. Unter welchen P-T-d Bedingungen haben sich die unterschiedlichen Kassiterit-Typen gebildet? Die U-Pb Datierung der einzelnen Kassiterit-Typen erlaubt es, die Zeit und die Bedingungen der metamorphen Sn-Mobilisierung einzugrenzen. (ii) Welche Elemente wurden zusammen mit Sn mobilisiert. Dazu wird die chemische Zusammensetzung nicht vererzter und unterschiedlich intensiv vererzter Quarz-Glimmer-Schiefer miteinander verglichen. Die Isotopenzusammensetzung von Li, B, Sr, Nd and Pb wird verwendet, um einen geochemischen Fingerabdruck der Quelle der Erzelemente zu erhalten; (iii) Ändert sich der Stoffbestand der Fluide mit der Zeit? Wir verwenden dazu die chemische Zonierung von Biotit, Granat und Kassiterit. Von besonderem Interesse ist ob und wie die Fluidzusammensetzung einen Einfluss darauf hat ob Sn in Silikatminerale substituiert oder eigene Phasen bildet, da die Form in welcher Sn auftritt möglicherweise die Verteilung zwischen Mineral und Teilschmelze bei beginnendem Schmelzen der Ausgangsgesteine beeinträchtigen kann. Es gibt Beschreibungen von vergleichbaren stratiformen Sn Vererzungen (jedoch mit Sulfiden) in den entsprechenden tektonischen Einheiten in Polen und er Tschechischen Republik. Ein Vergleich der Vorkommen von Bockau mit den polnischen und tschechischen Vorkommen erlaubt eine Unterscheidung von Charakteristika die von allgemeiner Bedeutung sind und solchen die eher von lokaler Bedeutung sind. Eine Schlüsselfrage dieses Projektes ist ob die metamorphe Mobilisierung von Sn im prä-kollisionalen Akkretionskeil ein Prozess ist, der die Erz-Höffigkeit später daraus entwickelter S-Typ-Granite kontrolliert.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Nordseegarnele ? Sulfid ? Silikat ? Erzgebirge ? Geochemie ? Polen ? Tschechische Republik ? Flussaue ? Metamorphose ? Chemische Zusammensetzung ? Kristallisation ? Mineralogie ? Schmelzen ? Mineral ? Zoneneinteilung ? Petrologie ? Petrology ?

Region: Brandenburg Saxony

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905° 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (Projektverantwortung)
• Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-08-18

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Is metamorphic Sn redistribution an important step in the generation of giant Sn deposits?
  Description: Important primary Sn deposits are bound to geochemically highly specialized S-type granites that are characterized by extreme fractional crystallization under reduced conditions. Tin enrichment, however, is not restricted to magmatic and hydrothermal processes at the emplacement level, but seems to be strongly influenced by the type of protolith and the melting conditions. For instance, muscovite-dehydration (low-T) melting partitions Sn into the restite, whereas biotite-dehydration (high-T) melting transfers Sn into the partial melt. Strong enrichment of Sn in the partial melt requires loss of early melts, which are particularly voluminous in protoliths that had experienced intense chemical weathering. Similarly, prograde metamorphic redistribution of Sn also may result in the enrichment of Sn in the protolith. Traditionally, metamorphic mobilization of Sn is considered not to be relevant. There are, however, Sn-rich metamorphic minerals in some skarns (e.g., Hämmerlein) and some quartz-mica-schists (e.g., Bockau and Aue) of the Erzgebirge that are clearly older than the emplacement of local Variscan Sn-specific granites, implying that Sn was indeed mobile during metamorphism. Thus, the question is whether such mobilization may be essential for protolith enrichment and for the later formation of magmatic Sn deposits. This project focuses on Sn-rich quartz-mica-schists (typically 200 ppm Sn, but on dm-scale up to 5000 ppm Sn) of the Bockau area and local quartz-cassiterite mineralization within these schists (with >1wt% Sn) addressing the following questions: (i) There are several textual and structural types of cassiterite. Under which P-T-d conditions of their hosts was Sn mobile and did form the various types of cassiterite. What is the U-Pb age of the various types of cassiterite; (ii) Which elements were mobile (added or lost) together with Sn and what is the source of these metals. The problem is addressed using the chemical composition of unmineralized and variably mineralized mica schists to characterize element mobility, and the Li, B, Sr, Nd, and Pb isotopic compositions of these rocks to constrain the source; (iii) Did the chemical composition of the fluid change over time and does the composition of the fluid influence whether Sn substitutes in silicate minerals or forms a phase of its own? To address this question, we use the chemical zonation of biotite, garnet, and (whenever possible) cassiterite. Similar stratiform Sn mineralization (but with sulfide minerals) occurs in corresponding tectonic units in Poland and the Czech Republic. Comparison with these small deposits is used to distinguish between general and local mineralization features. A key question of the project is to investigate whether metamorphic mobilization of Sn in the pre-collisional accretionary wedge is a process that makes the difference between a small Sn mineralization and a major Sn deposit in granites that formed by melting of meta-sedimentary rocks. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138868

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/521230495 (Webseite)

Status

Aktiv

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