METALLOGENIE UND GEOTEKTONISCHE PROZESSE

Headnote

Key-words: Geotektonische Prozesse als Grundlage der Metallogenie, Manteleinfluss, Stockwerk- und Stratiformtyp, Elementvarschieburig

Der Autor behauptet, dass alle drei plattentekto nische Hauptstadien metallogenetisch wichtig sind und eindantig oder sehr stark manteldeterminiert, sowohl für die Magmatite als auch für die Metalle. Dort wo eine Kommunikation des Mantels mit dem oberen Erdkrustenbereiche existiert, die Wahrscheinlichfceit für eine Lagerstättenbildung bestebt. Manchmal wichtig sind aus Kontaminationen, palingene Assimilisationen und Mohillisationen f&uumlr die Metallisation. Autor hat auch gezeigt dass die elementverschiebung von ozeanischen zum Krustenbereich innerhalb Stockwerk- und Stratiformtyp anwessend sind.

Kljuene rljecl: Geotektemski proccsi kao osnova me-taJogenije, Utjecaj omotaca, zicni splet i sLratiformui tip lezista, Pomai demenata

Autor tvrdi da su sva tri glavna stadija tektomike ploca vaini u metaJogenetskom smislu i da su jedno znacno iJi vrlo jako determinirani omota£em i to u poglodu magmatita kao i n odnosu na metale, Sva-gdje gdje postoji povezanost omotaua s podrucjem gornjeg dijela zemljine kore, vjerovatnost je za tvor-bu rudnih le&ita. Ponefcad su vazni i process konta-minacije, palingene asimiiacije i mobilizacije za me-talizaciju. Autor je takoder pokazao da je prisutan pomade sastava eiemenata idudt od oceanskog pro-stora ka kontinentalnoj kori i u Stokverk tipu i u st rati form nom tipu rudnih leiista.

Geotektonische Prozesse als Grtmdlage der Metallogenie

Die wichtigste Voraussetzung metallogeneti-scher Prozesrse sind die geotektonischen Ab-laufe innerhalb der Erdkruste, Sowohl die Bil-dung der Lagerstatten als auch deren raumlich-zeitliche Verteikuig in der Erdikruste werden wesentlich durch deren tektortisch-strukturclle Entwiokliing bestimimt. Daraus ergibt sich als logische Schlufifolgerung, dafi der Stand der geotektonischen Forschung maGgeblich die je-weilige genetische Lagers tattemklassifiikation und die metallogenetische Analytik beemflufil.

In den vergangenen Jahrzehnten erhielt die Geotektonik und damit auch die Metallogenie besonders durch die Plattentektonik weseratli-che neue Impulse. Die plat ten tektonische The-orie hat bisher fast alle geologischen Teildiszi-plinen mehr oder weniger intensiv beeinfilufit und es ist ganz natiirlich, dafi durch sie auch die lagerstattenbildenden und metallogeneti-schen Prozesse unter neuen Aspekten zu sehen und zu interpretieren sind.

»Klassische« Vorstellungen der der Geotektonik und Lagerstattenbildung

In der ersten geotektonisch fundierten Lagers tat tenkla'ssifikation van Schneiderhohn (1944), wekhe tm wesentlichen auf den Erkenntnissen von Stille und Niggli basierte, wurde das Orogenstadium (mit seinem sauren orogenen und subsequenten Magmatis-mus) als das fiir die Lagerstattenbildung wich-tigste geotektonische Entwidklungsstadium an-gesehen. Eine wessentlich geringere Iagerstat-tengenetische Bedeutung bekam das Geosyn-kJinalstadium (mit seinem basischen Initial-magmatisTnus) zugewiesen.

Entsprechend der generellen Bedeutung, die man in dem geotektonischen System von Stilleder Orogenese zuordnete, war es verstand-lich, dafi das orogenetische Stadium auch als die Hauptbildungsphase von Lagerstatten angesehen wurde. Demgegeniiber schatzte Schneiderhohn das daran anschliefien-de Tafelstaddum (Kratonstadium) mit seinem finalen Magmatismus als weitgehend lagerstat-tensteril ein.

Trotz dieser Einschrankungen wurde in der Schneiderhohn schen Klassifikation erst-malig die metallogenetische Kausalkette »Geotektonik - Magmatismus - Lagerstatte« klar formuliert.

Die Auswertung der internationalen geophy-sikaJischen und petrologischen Forschungser-gebnisse brachte in den 50er und 60er Jahren insbesondere durch Borchert, Troger und O e 1 s n e r eine entscheidende Aufwer-tung des Geosynklinalstadiums {mil basisdien bis intermediaren Initial* bis verlangert-initia-lem Magmatismus) fiir die Lagerstattenbildung (Borchert & Troger, 1950; Borchert, 1957, 1960; Oelsner, 1959). Man klassifi-zierte nunmehr die endogenen Lagerslatten in Bildungen eines (simafcisch-juvenilen) Mantel-magma t is rnus unci ernes (sialisch-palingenen) Krustcnmagmatismus, wobei dem ersteren die wesentlich groijere Bedeutung eingeraumt wurde.

Die gleichfalls in den 60er Jahren sich be-reks andeulenden Urnorientiemngen ra der Geotektonik (IGCPs; erste plattentektonische Vorstelhmgen) sowie die zunehmend auCtreten-den Unstimmigkeiten und Abweichungen in den iagerstattengenelischen Systemen (z. B. meh-rere Mineralisationszyklen in e'inem Orogen; Problematik der "regenerierten" Lagerstiitten; Nachweis von endogenen Lagerstatten ohne Be-ziehung zu einem. Magmatismus; unterschiedliche strukturelle und stoffliche Lagerstatten-typen in den geotektonischen Einheiten) mach-ten die Aufrechterhaltung der bestehenden Klas-sifikationssysteme immer schwieriger.

Das plattentektonische System und metallogenetische Prozesse

Wessentlich fiir die Interpretation der metal-logenetischen Vorgange auf der Basis der sich neu formierenden PlatLentektonik ist deren zy-klische Entwidklung (Wilson, 1965, 1968 a, b, 1969; Dewey, 1969), die noucrdings in einem modifiizierten Ablauf zu sehen ist (B a u-mann, 1984). Danach sind vier grofie Bil-dungs etappen mit jeweils zwei (insgcsamt acht) Entwicklungssladien zu unterschetden (Bi'ld 1):

(I) Aktivierungsetappe (Ankogenese) mit dem

- Aufwolbungsstadium (»doming«) mit einfacher Taphrogenese

- RLf tstadium (»rifting«; »Embryonal-Typ« nach Wilson) mit komplexer Taphrogenese

(II) Tektogenese-Etappe A (»spreadlng«; Eu-geosyniklinalbiidung) mit dem

- Fruhen Drift stadium (Aulakogenent-wiok'lung; »Rotes Meer-Typ«)

- ReiFestadium (= Spates Driftstadium; »Atlantik-Typ«)

(III) Tektogenese-Etappe B (»cIosing«; Orogen-bildung) iriit dem

- Subdukt ions stadium (= Resorptions-stadium; »Pa7.ifik-Typ«)

- SchHefisladium (»MitteImeer-Typ«)

(IV) Stabilisierungetappe (Epirogenese) mit dem

- Narbenstadium (= Geschlossenes Stadium; »HimalajaTyp«)

- Ruhestadium (= Konsolidationsstadi-um; »KraLon-Typ«)

Aus diesem plat tentektonischen Zykhis ist zu erkennen, daft die Kinematik der tektonischen und damil auch der metallogenetischen Pro-zesse horizontal als auch vertikal orientiert ist. Daibei sind die im wesentlichen horizontal ge-richteten Vorgange der Etappen (II) und (III) bevorzugt mit ozeanischer Kruste verkniipft, die vorwiegend vertikal gerichteten Vorgiingen der Etappen (I) und (IV) bevorzugt mit der kontinentalen Kruste. In einem grofien dialek-tischen Wechselspiel sind die »mobi!istischen« und »fixi!sLischen« Prozesse in einem einzigen geotektonischen Zyklus vereint (Baumann, 1984).

Jedes plattentektonische Entwicklungsstadi-um wird durch einen bestimmten St'rukturme-chanismus und von kausal dadurch bedingten Prozessen des Magmatismus, der Sedimentation, der Metamorphose und der Lagerstatten-bildung charakterisiert. Im Folgenden werden fur die Entwicklungsstadien II und III einige neue Erkenntnisse angefiihrt.

1. Spreading-Zone und metallogenetischer Prozefiß (Etape II)

Die Spreading-Zone ist durch das Auseinan-derdriften der wahrend der Riftung entstande-nen Platten telle gekennzeichnet. Innerhalb einer sich standig ausdehnenden Weitungszone (»Ro-tes Meer-Typ« [arrow right] »AtIantik-Typ«) fiihrt der Spreading-ProzeB zur Bildung neuer ozeani-scher Kruste, Dabei kommt es im Bereich der entstandenen mittel ozeanischen Rticken ein-schlieSlich ihrer Transformstonmgen zu stan-digen magmatischen Prozessen und damit ver-jkniipften Erzminerailisationen. So kann man heute bereits von einer spezifischen Metallogenie der ozeanischen Rift-Rticken-Zonen spre-chen. Ihre Gesamterstreckung von ca, 30 000 km, deren grofiter Anteil ozeaniscb ist, unter-streicht deren Bedeutung.

Die erzfiihrenden Bereiche sind nach den bis-herigen Untersuchungen in alien Ozeanen der Erde verbreitet, wobei eine bevorzugte Bin-dung an die ozeanischen Rift-Rtiokenzonen und die zugehorigen Transformstdrungen erkenn-bar ist (Bild 2), Bekannte Beispiele derartiger Erzvorkommen sind im

- Roten Meer: Atlantik-Tief, Discovery-Tief;

- Indik: Carlsberg Riicken, Marie Celeste F. z.;

- Atlantik: MAR, Famous Region, TAG, Ro-manche F. Z.;

- Pazifik: Banu Wuhu, Matupi, Challenger, Amph. D, Bauer-Tief, Hess-Tief, Galapagos Mounds, Cyamex, Baja California, Salton Sea; Juan de Fuca-Riioken (N-PazJfik);

- Mittelmeer: Vulcano, Santorini, Troodos/Cy-'pern (Kreide).

Zum Erzbildungsprozefi selbst ergeben sich im Bereich der ozeanischen Rticken einige in-teressante Untersuchungsergebnisse und Erkenntnisse (Baumann, 1984; Marchig &. Gundlach, 1987):

a) Der schematische strukturell-lithologische Aufbau der ozeanischen Rtidkenzonen lafit bereits einige metallogenetischa Zmammenhanga erkennen (Bild 3):

- im Liegenden befinden sich Gesteine des Oberen Mantels (Peridotite) und der Unteren ozeanische Kruste (Gabbroide) mit intnamag-matischen Vererzungen von Cr-Pt des podifor-men/"orogenen" Typs {die spreading-Dynamik enklart die charakteristische tektonische Kon-turierung dieses Typs), weniger Ni-Cu und Ti-Fe; diese Bildungen entsprechen denen des Ophiolitkomplexes der klassischen Eugeosyn-klinale;

- im Hangenden bilden sich Gesteine der Oberen ozeainischen Kruste (tholeiitische Ba-salte und Dolerite), verbunden mit z. T. um-fangreichen Metallzufuhren, die teils als Impregnations- und T rum bildungen, teils als Exha-lationen (Brzscbla'mme) in und auf den alte-ren Krustengesteinen ausgeschieden sind; die haufigsten Metalle sind Gu (bis 6%), Zn (bis 30°/o), Pb, Ag, Hg; Mn, Fe, Ni, Co, Cr, V sowie U, Th, Zr, Sn (!), Li und Be. Daraus ergeben sich drei bemerkenswerte Schlullfolgerungen:

1. geochemisch zeigt sich, dall in den Ruckcn- zonen neben den charakteristischen sog. "si- derophilen" Elementen auch die Zufuhr einer garrzen Reihc von Mchalkophilcnw und "litho- philen" Elemente statlgefunden hat, d. h. der Ursprung letzterer Elemente ist hier nicht in einem kontinentalen Krustenbereich zu suchen sein;

2. die Uberlagernden jiingeren Meeressedi-mente zeigen in einzelnen Horizonten gleich-falls noch erhohte Gehalte dieser Elemente, d. h. es kann hier kein kurzzekiges oder zufaUi-ges Ereignis vorliegen, sondern es mull eine langanhaltende, metallogenetisch fixierte Eie-mentzufuhr stattgefunden haben;

3. die Mineral isationen liegen zum Teil als kompaikte Erztriimer und -impriignationen in den tlltrabasiten und Basiten vor, in der Schwe-refraktion der Bodensedimcnte warden auiler-dem, z. T. in erheblichen Mengen, Apatit, Fluo-rit, Turmalin, Topas und Baryt geEunden, d. h. vom Auftreten und vom paragenetischen In-ventar handelt es sich nicht um »abnormaIe« Bildungen.

Der Nachweis dieser umfangreichen stoff-konzentrierenden Prozesse auBerhalb der kontinentalen Kruste foringt eine wesentliche Er-weiterung der bisherigen regionalen metallo-genetischen Vorstellungen.

b) Die naheliegende Vermutung eines Zusam-menhangs zwischen der Divergenzraie der Rii-cken und dem Umfang der Erzbildung konnte neuerdings weitgehend bestatjgt werden (M a r-chig & Gundlach, 1987). Als Indikator dafiir zeigten sich die tholeiitischen Basaltla-ven (MORB = wmid-ocean-ridge basalt"). Quel-len die Laven am Meeresboden langsam aus, indem sie durch relativ geringmiichtige Bruch-strukturert geprefit werden, so kommt es zur Bildung von "Pillow-Laven" (Kissen-Laven). FlieSen dagegen grade Lavamengen relativ rasch aus weiten Offnungsstrukturen, dann entste-hen "Sheet-Laven" (Schicht-Laven), die z. T. Senken in den Riiftgraben ausfiillen konnen. Pillow-Laven deuten somit auf niedrige Diver-genzraten und Vererzungen, Sheet-Laven dagegen auf hohe Raten,

c) Die tektonischen Bewegungen in den Ru-ckenzonen fiihren zur Bildung unterschiedli-cher Spaltensysteme in den basischen und ui-trabasischen Gesteinen; deren Streichen ist be-vorzugt parallel der Divergenzzone, Die jiings-ten Spalten sind priidestiniert fiir hydrother-male Aktivitaten; durch sin kommt es

- zum Aufstieg aszendenter metallhaltiger Losungen

- zur Bildung deszendenter Losungen durch Reaction zwiscben den noch heiRen Basalt-gesteinen mid eindnngendem Meerasser mit Herauslosung von Metallionen.

Die guns tigs ten tektonischen Voraussetzun-gen fiir die Bildung von Vererziingsgebieten haben die Krouzungsbereiche der Riickenzonen mit den Transformstorungen (Bild 2).

Bezuglich der strukturell-stofflichen Ent-wiciklung derartiger Vererzungsgebiete gelang es Backer u, a. (1985) im S-Pazifik einen zyklischen Ablauf nachzuweisen: Eruplivphase mit Ruckenbildung - Teiktonische Phase mit bevorzugter Spaltenibildung und zentraler Gra-benbildung - hydrothermale Erzbitdungspha-se; eine neue Enuptivphase tibcrdeckt dann die alten Mineralisalionen und es beginnt wieder ein neuer Zykkis.

d) Metallogenetische Prozesse; Bezuglich der Losungszufuhren spricht man heute von eincm eigenen Hydrothermalsystem der Riftzonen. Dabei konnen die Hydrothermen ihrer Her-kunf t nach

- aszendent (juvenil) und

- deszendent (lateral) sein.

Im ensteren Fall erfolgt die Zufuhr der Losun-geii als DifFerentiationsprodukte direkt aus den basischen Magmen des Oberen Mantels, im zweiten Fall erfolgt ein Eindringen von Meer-wasser in die abkuhlenden Basal tgesteine (iiber Abkuhlungsklufte bis auf einige km tief) sowie eine Aufheizung und chem'ische Reaktion mit dem Basalt. Dabei kommt es zur Bildung einer Montmorillonit-Illit-Fazlies. Die Mg- und Hydro-xyl-Ionen stammen dabei aus dem Wasser, die Si- und Al-Ionen aus dem Basalt. Der Hydro-xyl-Ionenen tzug aus dom Wasser bewirkt eine pH-Wert-Erniedrigung bis zu 3,5. Dadurch wird eine verstankte Auslaiigumg von Metalten aus den Basalten ermoglicht (vor allem Mn, Fe, Zn, Cu). Parallel dazu erfolgt durch das Fe2! des Basalts eine Reduzierung des Sulfatanieils im Wasser zu Sulfid.

Der Austritt der konzentrierten Thermal losungen kann am Meeresboden sowobl diffus (submarine Hydrothermal felder) als auch kon-zentricrt an bestimmten Stellen erfolgen. Im Thermalfeld des Ostpazifischen Riiokens er-reichen z. B. die heifiesten Wasser Tempera-turen iiber 350° C (bei einer Dichte = 0,65 g/ma); nur auf Gruind des hohen hydrostati-schen Druoks bleiben sie im flussigen Zustand. Beim submarinen Austrill der Losungen kommt es zu zwei unterschiedlichen Erschcinungsfor-men:

- »B-Iadk smokers«; ihre schwarze Farbung erhalten sie durch feindisperse Fe- und Mn-Hydroxidausfallungen (durch Vemiischung der Losungen mit dem Ohaltigen Meerwas-ser); ncben Fe und Mn sind auch Polymctall-sulfide beteiligt (Fe, Cu, Zn, Pb u. a.);

- »Whhe smokers«; bei diesen wurden die Metalle bereits als stookwerkartige Kluftfiillun-gen in den oberen Basal tbereichen abgeselzt, so daft nur noch Ca- und SiO-reiche Restlbsun-gen submarin austreten (u. a. Bildung weiiier Gipskristallchen); den »Black smokers« ana-loge Erzsulfidbildungen sind hier nur als stock-werkartige Kluflbildungen vorhanden.

Die mit sehr hohen Geschwindigkeiten aus-tretenden submarinen Thermalwasser (bis 5 m/sec) biiden uber den Austrittsstellen kamin-formige Ausscheidungsrohren (»chimneys«, "pipes"), die bis zu ednige Dutzend im H6he erreichen konnen, Es 'konnte nachgewiesen werden, dafi ein einzelner Kamin nur ca, 1000 Jahre aktiv bleibt, wahrend das gesamte Ther-malfeld mehr als 1 Mio Jahre tatig sein kann.

Durch die Vermischung der aufsteigenden Hydrothermallosungen mit dem kalten Ozean-wasser kiihlen erste allmahlich ab und werden wieder alkalischer. Die gelosten Substanzen scheiden sich dann in der Reihenfolge ihrer Lbs-lichkeit aus. Hierbei zetgen sich folgende Er-scheinungen:

- Bei den "BIaok smokers" kommt es zur unmittelbaren Ausscheidung fein'kbrniger Me- tallsulfide, die iiber den Ausstrbmungsstellen die erwabnten kaminfbrmigen Schlote aus mas- siven Sulfiden (4- Anhydrit) biiden. Die Haupt- mineralisation besteht aus Pyrit, Chalkopyrit und Sphalerit.

- Unmittelbar nach den Metallsulfiden kommt es noch zur Abscheidung eines Feinen gelben Materials, welches nach neueren Unter-suchungen (im Lau Basin; v. Stackelberg u. a,, 1985) vorwiegend aus Nontronit besteht. Diese gelben Hydro thermal sedimente bei'inden sich stets in der Umgebung aktiver Thermal-gebiete und biiden somit auffallige Indikatio-nen fur submarine Erzbereiche.

- Die letzte Etappe bringt eine Uberde-ckung dieser gelben HydrotermalsedimenLe durch dunkle MnOo-Ablagerungen, Die Ursache ist, dafi es in einiger EntEernung von den hydro-thermalen Austrittstellen zur Ausscheidung von gemengten Mn- und Fe-Hydroxlden kommt (meist als koagulierte Gele). In der Regel sind diase Hydrathermalausscheidungen wesentlich umfangreicher als die vorgegangenen und auch iiber grofiere Meeresbereiche verteilt. Die Ver-breilungsrate dieser Hydroxide kann gleich-falls als ein Indikator fiir die Erzbildungsakti-vitat in den Riickenzonen angesehen werden.

e) Es wird angenommen, dafi auch In der abschlielienden Hydrothermaletappe noch Sul fide zur Abscheidung gelangten, jedoch noch bovor die Losungen den Meeresboden crreich- ten (zu geringe Temperaturen), Innerhalb der Basaltgesteine kommt es dabei zu charakteris- tischen Stockwerkvererzungen. Voraussetzung: Erhohung des pH-Wertes durch VerdUnnung der Hydro thermahvasser mit Meerwasser infol- ge eines wkleinen Wasserkreislaufes" unter dem Meerenboden, t-Abnahme; dies dokumenliert oine allmahliche Riickwanderung der Ei~zab- scheidungszone aus dem submarinen Bereich in das Liegende,d, h, in die basischen bis ultra- basischen Riiokengesteine.

f) Hydrothermale Biotope: Als Besonderheit sei noch auf die hohe Konzentration einer Fau na im Bereich der hydrothermal en Lbsungs- austritte hingewiesen, die insbesondere im Be reich des Galapagos-Ruck ens zu beobachtcn ist (Lonsdale, 1977). Die erhohten Tempera-turen und die gelosten Inhaltsstoffe gestatten ein reiches chemo-autotrophes Bakterienleben, auf dem sich eine spezifische Nahrungskette aufbaut, die nicht vom Sonnenlioht als Ener-giequelle abhangig 'ist: Rohrenwiinmer (Riftia-Wurrner), Anemonen, Mollusken, Benthische Organismen, Muscheln, Krabben u. a. Teile die-ser Organismen konnen als bevorzugte Ab-scheidungsgrundlage der sulfidischen und oxy-dischen Erzbildungen dienen (z, B. Rohren-wiirmer).

Absohliefiend laUt sich festsldllen, daft die Riickenvererzungen in drei Hauptstrdkturfor-men auftreten konnen:

- als stratiforme Lager (bevorzugt mit Mn-imd Fe-Oxiden) ilber den Ruokengesteinen;

- als fossile Enzkamine und -pipes auf den basischcn Gesteinen (Haymon u, a., 1984; Oudin u. a., 1984; Banks, 1985);

- als Stookwerkmineralisationcn (Impragna-tionen, Tiriimer) in den basischen bis ultra-basischen Gesteinen.

2. Subduktionszone und einige metallogenetische Vorgange (Etappe III)

Der Subduktionsvorgang ist durch einen Closing-Prozefl mit iimfangreichen Kompressi-onsvorgangen in beiden Knistentypcn sowic durch die Resorption ozeanischer Krusite (un-ter Neubildung von kontinen laler Kruste) be-stimmt ("Pazifik-Typ" -+ "MitteImeer-Typ"). Kennzeichnend fiir den Subduktionsbereich ist eine geneigte seismische Zone ("Benioff-Zone"), die tief in den Oberen Mantel hineinreicht und Anlafi zu umfangreichen strukturellen und sLoff-lichen Aktivitaten ist ("pazifische" Randstruk-turen mit Tiefseegraben, Melange, Zwischen-senken, Vulkangurtel, Zwischenbedken bzw, Randmeeren, kontinen talen Randvulkanketten u. a,). Damit verburiden sind eine Piffle von tektonischen, lithoiogischen und lagers tatten-bildenden Prozessen, die es auch hier erlaubt, voneinerspezifischenMetallogenieder Subduk-tionszonen zu sprechen.

Aus den mannigfaltiigon Prablemstellungen, die z. Zt. hier im Vordergrund stehen, sind zwei Vorgange metallogenetisch besonders bcach-tenswert:

a) der Wechsel der Subduktionsformen (vom Inselbogen- zum Andentyp);

b) Charakter und Verteilung von Stockwerk-lagerstiitten im Bereich der Subduktionszone.

Zu a). Die zwei wichtigsten Subduktionsformen sindbekanntlich der "Anden-Typ" und der "InseIbogen-Typ". Beide Typen weisen ein brei-tes Spektrum an Lagers fatten auf (B a u-mann, 1978, 1984). Daboi sind die auftreten-den MetalIkonzentrationen abzuleiten;

- vom Mantelmagmatismus (Cr, Ti, Fe, Nt, Cu): bevorzugt innerhalb der verschuppten "Melange" in Hangenden der Subduktionszone (z. B. alpinotype Lagerstatten), teils evtl. durch direkte Zufuhr in den Zwischen-senken;

- von den paintiellen AuFschmelzungen der sulbduzierten ozeanischen Kruste mit den darin enthaltenen Metallen (in der Reihen-folge nach Sill i toe (1972): pelagische Sedimenle mit Fe, Me, ± Cu; basaltisch-gabbroidc Kruste - niedrige Schmelz-fraktion mit Cu, Mo, Au; - hohere Schmelz-fraktion mit Zn, Pb, Ag und Sn; z. T, in den back arc basins;

- von palingenen, z. T. kontaminierten Schmel-zen aus der kontiinentalen Kruste und den darin teils assimilierten, teils mobilisierten Metalen (z. B. Pb, Zn, Sb, Ag).

Verkorpern die ersten beiden Falle Bildun-gen einer eigenen metallogenetischen Proveni-enz, lafit der letztere Fall Erscheinungen einer zunehmenden metallogenetischen Vererbung erkennen.

Auf Grund des unterschiedlichen Subdukti-onsvorganges (Unterschiebung ozeanischer Kru-ste/Uberschiebung kontinentaler Kruste) und der dadurch bedingten verschiedenen Morpho logie haben beide Subduktionsformen auch je-wedls eine eigene strukturclle und stoffliche Charakteristik. So treten strukturell im Anden-Tyip bevorzugt 'intrakrustale Lagerstatten in Erscheinung (Stockwerkimpragnationen, Me-tasomatite, Giinge), im Insclbogen-Typ treten dazu noch epikrustale (lagerformige, isftratifor-me) Btldungen.

Stofflich laUt die ra'umliche Verteilung der Lagerstatten sowohl im Inselbogen- als auch im Anden-Typ eine ausgezeichnete metallogenetische Zonalitat erkennen (mehrere Teilgiir-telzonen parallel zur Kiistenlinie; S i 11 i t o e, 1972, 1976).

Ein nicht seltener und metallogenetisch kom-plizierter Fall ist der Wechsel der Subduktions-form im Verlauf des Resorptionsprozesses. So hatle z. B. der Andenbereich zunachst Inselbo-gencharakter. Als stationarer Aufienrand der Gondwanaplatte erfolgte cine Unterschiebung der pazifischen Kruste (Bild 4); im Gefolge dessen kam es im Zeitraum Obertrias-Unter-jura zur Ausbildung eines vulkanischen Insel-bogens nut Vortiefe und Randbeeken einschlie-Elich dazugehoriger Metallkonzcntrationen (Fe, Cu, Au-Mo), Mit der Entslehung der Sprcading-Zone des Atlantik (Kreide) wurde der W-Rand der driftenden Sudamerikaplatte zum andinen Randgebirgstyp timgestaltet.

Aus diesem Wechsel der Subduktionsformen ergeben sich zwei metallogenetische Teilprovin-zen, die'sich uberlagern. Vermutlich ist die metaJIogenetische spezifik der Andenprovinz rait ihrem Reichtum an bestimmten Metallen (Cu, An, Mo) auf diesen spezifischen Werdegang zu-ruckzufuhren (Bild 4).

Zu b). Em wichtiger Problemkreis 1st die EinfhiBnahme dcs Subduktionsprozesses auf die Bildung iind Verteilung der sog. Stockwerk-Iagerstatten (disseminated-, porphyi-y-, Impra-gnationstyp). Die Cu-Mo-Stockwerklagerstat-ten kbnnen an Hand einer petrochemischen Kennziffer K,7,5* des magmatischen Wirtsge-steins klassifiziert werden (Bild 5), Wahrend die alkalifreien Magmatite aus der Friihphase der Subduktion bevorzugt Cu-(Au-) Lagers tat ten fiihren (= copper porphyries), sind die mit zunehmender Subduktion aiuftretenden Kalkalka-li-Gesteine verstarkt Mo-fiihrend (Endako-Typ sw 0,25 % Mo; + Cu, Au). Als stank Cu-betonLe Parallelentwicklungen sind die Cu-Mo-Lager-statten vom Typ Chuquicamata, Cananea und Bingham zu nennen. Den Ubergang zu den AU kaligestcinen bildet der Climax-Typ (ssa 0,3% Mo; + W, Sn, Zn) und der Noga] Peak-Typ (" 0,2 u/o Mo; + Sn, W. Bi, Zn, Pb, Ag). Mit zu-nehmender Polymetallfuhrung zeigt letzterer mit semen Syenit- und Monzonitstboken erste Anzeichnen intrafcontinentaler Rift-Grabenbil-dungen. Fur letztere sind dann die reinen Sn-Porphyries (+ W, Bi, Polymetalle) besonders charakteristisch (z, B. Erzgebirge).

Zusammenfassung

1. Jede der drei endogen beeinfluflten Haupt-stadien des plattentektonischen Zyklus (Akti-vierung-, Spreading- und Subduktionsstadium) s'ind metallogenelisch besonders ausgepragt und charakterisieit.

2. Von der drei plattentektonischen Haupt-stadien ist metallogenetisch das Spreading-Stadium eindeutig manteldeterminiert, das gilt so-wohl fur die Magmatite als auch fiir die Mine-ralisationen (Metalle); fiir die Subduktions-zone ist der ManteleinfluB iiberwiegend, fiir die Aktivierungszone noch sehr stark.

3. Daraus lafit sich schlullfolgern, dafa der Mantel L w. S. 'metallogenetisch die hochste Po-tenz aufweist; das bedeutet, daB dort, wo eine Kommunikation des Mantels in obere Erdkru-stenbereiche gewahrleistei ist (Tiefenstorun-gen, Lineamente, Kreuzungszonen, Schlote, mit Magmen- und/oder Losungsauf stieg), auch die groilte Walirscheinlichkeit fiir eine Lagerstat-tenbildung besteht (metallogenetischer Haupt-indikator).

4. Neben den genannten Hauptprozessen sind Kontaminationen, palingene Assimilationen und Mobilisationen (regcnericrle Lagerstatten) in der Subduktions- und Aktivierungszone nicht auszuschhefien.

5. Die beiden wichtigsten Lagerstiittenstiiik-turen sind der Stockwerk- und Strati form typ. Sie treten, wenn auch in untcrschiedlichen An-teilen, in der Spreading-, Subduktions- und Aktivierungszone auf. Innerhalb dieser drei Haupt-stadien haben sie jeweils eine grofie okonomi-sche Bedeutung,

6. Stofflich treten innerhalb der beiden La-gerstattensLrukruren vom ozeanischen in Richrung zum ikontinentalen Krustenbereich bestirnmte gesetzmafiige Elementverschiebungen auf (Bild 6).

Summary

1. Each of the three endogenic influenced main stages of the plate tectonic cycle (activation, spreading and subduction stage) is characterised in a special metallogenetic way.

2. The spreading stage is the only one of the abovementioned three plate tectonic stages being well mantle-defined. This is true as far as magmatic rooks and mineralisations (metals) are concerned. The influence of the mantle on the subduction zone is predominant and the influence on the activation zone is still very intensive.

3. It can be concluded that the mantle (in its broad sense) shows the highest metalloge-netic possibility; this means that the highest probability for the formation of ore deposits (main metallogenetic indicator) can be expected in those places where a communication of the mantle in upper zones of earth's crust (deep structures, lineaments intersection zones, pipes, with magma an:d/or solution rise) is guaranteed.

4. Beside the above-mentioned main processes contamination processes, palingen assimilations and mobilizations (resurrected deposits) in the subduction and activation zone can't be excluded.

5. The two most important structures of deposits are the stodkwonk type and the stratiform type. They appear - though in different proportions - in the spreading, subduction and activation zone. Within these three main stages each has a different economic importance.

6. Within both deposit types there are some regular element slidings from oceanic to continental crust zone (fig. 6).

Raceived: 23. XII. 1988.

Accepted: 6. I!. 1988.

Sidebar

Metalogenlja 1 geoteklonsld procesl

L. Baumann

Svaki od tri endogeno utjecajmh glavnih stadija ciklusa tektonike ploca (aktivacija, sirenje i subduk-cijski stadij) su metalogenetskt narocito krazeni i karakterizirani.

Od tri glavna stadija tektonike ploca stadij sirenja oceanskog dna je jedno/.nacno odreden omotacem (plastom), Sto vrijedi isto tako za magmatite kao i za mineral izaciju (metale); za zonu subdiikcije uljecaj omotaca je pretezan, a za zonu aktivizacije joS uvijek vrlo jak.

Iz izlozenog moze se zakHjudilj da omotac u sirem smislu pokazuje metalogenets&i najvisi potencijal; Sto znaci da tamo gdje je uspostavljena komunikacija omotaca s gornjim pojasom zemljine kore (duboki poremecaji, lineamenti, zone ukrstavanja, cijevi s ascendentnom magmora Hi mineralnim olopinama) pos-toji i najveca vjerovatnost za stvaranje rudnih lezista.

Osim navedenih glavnih procesa ne iskljucuju se kontaiminaoije, palingene asimilacije i mobilizacije (regenerinana lezista) u zonama subdukcije i akfciva-cije.

Dvije najvaznije stndtture rudnih lezista jesu stok-verkovi (ziorni spletovi) i stratiformnii tipov.i. Oni se javfjaju, iako u ra?Jicitom udjelu, u zonama sirenja, subdukcije i aktivacije. Unutar ta iri glavna stadija imaju oni svakako veliko ekonomsko znacenje.

U pogledu tvarnog sastava javlja se unutar obje strukture rudnih leziSta zakonomjeran pomak eleme-nata idui od oceanskih pojasa prema pojasu konti-nentalne kore (si. 6).

Footnote

* Der Wert K3TS kennzeichnet den K-.O-Prozentge-halt emer Magmenserie mit 57,5t, SiO,. Er liegt bci KalkaJkali-Gesleinen zwischen 1,5 bis 2$ und bei Alka-li-Gesteinen zwischen 4,0 bis 6,0; Obergangstypen zei-gen Werte zwischen 2,5 bis 4,0.

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