Sedimentäre erzbildende Prozesse

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1 Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe BIF (Itabirit), Musée d'histoire naturelle, Fribourg Sedimentäre erzbildende Prozesse

2 Sedimentäre Lagerstätten = Anreicherung während/ in Folge der Ablagerung allochthone Lagerstätten - Anreicherung durch Transport (fließendes Wasser/ Wind) Steine u. Erden: Tone, Sande, Kiese, Konglomerate Metallerze (Seifen) autochthone Lagerstätten - Anreicherung vor Ort durch chemische/biologische Prozesse Präzipitate: Eisen-/Manganerze, Karbonate, Phosphate (residuale Ablagerungen: Laterite, Bauxite) organogene Ablagerungen : Kohle, Braunkohle, Ölschiefer (Sedimentär-exhalative Rohstoffe /SEDEX) - Anreicherung aus hydrothermalen Lösungen und Ablagerung mit Sedimenten nach Anreicherungsmechanismus - mechanisch, chemisch, biogen Themengebiete

3 Seifen: mechanische Anreicherung nutzbarer Schwerminerale durch Sortierungsprozess Voraussetzungen: mechanische/chemische Zerkleinerung des Wirtsgesteins chemische/mechanische Beständigkeit (u.a. Härte, schlechte Spaltbarkeit, geringere Löslichkeit, etc.) gegenüber Verwitterung und Transportabrieb höhere Dichte als umgebende Minerale Verfrachtung/ Transport der Wertminerale oder der Gangminerale (residuale Seifen) Seifenlagerstätten (placer deposits) Seifenlagerstätten

4 Einflussgrößen: Natur der Primärgesteine Primärgestein Mafische, ultramafische Gesteine Granitische Gesteine + Pegmatite Syenite + Pegmatite Plateau Basalte Kimberlite Hoch metamorphe Gesteine Mineral PGE-Minerale Zircone, SE-Minerale Magnetit, Ilmenit Diamanten Seifenlagerstätten Cassiterit, Monazit, Zircon, Rutil, Gold Gold, Rutil, Zirkon, Edelsteine MacDonald, 1983

5 Einflussgrößen: Dichte der Minerale Leichte Schwerminerale ( g/cm³) Mineral Formel Spez. Dichte Härte Magnetit Fe 3 O Ilmenit FeTiO Rutil TiO Monazit (Ce,La)PO Zirkon ZrSiO Diamant C Schwere Schwerminerale (> 6.8 g/cm³) Gold Au Platin Pt Cassiterit SnO Seifenlagerstätten Ablagerung Strandseife Strandseife Strandseife Strandseife Strandseife Strand, fluviatil, eluvial fluviatil, eluvial fluviatil eluvial, fluviatil, marin terrestrisch marin

6 Einflussgrößen: Transport- und Ablagerungseigenschaften (Ausnahme residuale und eluviale Seifen) Robb, 2005 Seifenlagerstätten Hjulström Diagramm Zusammenhänge zwischen Transport und Ablagerung in Abhängigkeit der Korngröße des transportierten Materials und der Fließgeschwindigkeit des Wassers

7 Einflussgrößen: Transport- und Ablagerungseigenschaften Transport-Sortierung = Trennung der Minerale während Transport Zusätzlich zu berücksichtigen sind: Aufnahme-Äquivalenz chem.-min. Zusammensetzung Oberflächeneigenschaften hydraulische Bedingungen Rauheit/ Morphologie des Untergrunds Randbedinungen: Form des Flusslaufes, Pflanzenbewuchs, Wasserfälle, Morphologie etc. Seifenlagerstätten Ablagerungsgeschwindigkeit ist Funktion der Dichte u. Durchmesser (Stoke sches Gesetz) hydraulische / Ablagerungs-Equivalenz: vereinigt Dichte und Partikelgröße Berücksichtigt nicht Form, Konzentration der Partikel, Hydraulik (turbulente Strömung), daher Weitere Einflussgrößen: Topographie, Klima, etc. Robb, 2005

8 Klassifikation von Seifenlagerstätten Klassifizierung residuale Seifen eluviale Seifen Flussseifen (alluvial) Strandseifen marine (offshore) Seifen äolische Seifen Bildungsmechanismus In-situ-Anreicherung durch Verwitterung Verwitterungslagerstätten Konzentration in einem sich bewegenden festen Medium (Lockerschuttmassen) Konzentration in einem sich bewegenden flüssigen Medium (Wasser) Konzentration in einem sich bewegenden gasförmigen Medium (Luft) Seifenlagerstätten rezent oder fossil

9 Residuale Seifen Entstehung: infolge der Verwitterung und mechanischer Abfuhr der leichteren, wirtschaftlich nicht relevanten Komponenten (Verwitterungslagerstätten chemische Veränderung) bilden sich direkt auf anstehender Primärlagerstätte nur auf flacher Erdoberfläche Beispiele: Apatitlagerstätte in Finnland (Sokli) Eluviale Seifen residuale und eluviale Seifenlagerstätten Entstehung: Bodenfließen hangabwärts der primären Lagerstätte Schwerminerale sammeln sich am Hang, leichte Komponenten werden durch Wasser abgeführt/ ausgeblasen Anreicherung infolge von Volumenreduzierung keine aktive mechanische Aufbereitung stark abhängig von Klima und Relief Beispiele: - Cassiteritlagerstätten in Malaysia - Diamantlagerstätten in Bakwanga, Kongo Rubinabbau in Kashmir

10 Fluviatile/ alluviale Seifen fluviatile Seifenlagerstätten wirtschaftlich wichtigster Seifenlagerstättentyp Entstehung: meist im Mittellauf von aktiven Gewässerläufen; in Bereichen, wo sich die hydraulischen Bedingungen (Strömungsgeschwindigkeit, Sedimentfallen) ändern tektonisch aktive Gebiete (Hebungsprozesse begünstigen die Abtragung) auch auf älteren Flussterrassen anzutreffen (hier vor Abtragung geschützt) Auch Lösungs- und Fällungsreaktionen (z.b. Gold) oft mehrfache Aufbereitung der Seifen Diamantabbau in Sierra Leone Gold Nugget

11 Übersicht über die verschiedenen Seifentypen in einem Flusstal Seifenlagerstätten Pohl, 2005 Schnitt durch ein Flusstal nahe einer primären Lagerstätte Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

12 fluviatile Seifenlagerstätten Bildungsorte fluviatiler Seifenlagerstätten (Sedimentfallen) plötzliche Änderung der Fliessgeschwindigkeit Skript H.-G. Stosch Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

13 Diamant Seifenlagerstätten des Orange River, Südafrika/Namibia fluviatile Seifenlagerstätten Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

14 Diamant Seifenlagerstätten des Orange River, Südafrika/Namibia Im Oberlauf sind die Diamanten v.a. dort abgelagert, wo der Fluss über harte Gesteine fließt. Hier bilden sich vermehrt Fallen, wie z.b. Kolke Im Unterlauf sind sie in kiesigen Terrassen zu finden, abgelagert in ehemaligen Flussläufen Bis zu 5 Terrassen können identifiziert werden 97% Edelsteinqualität, Karat Höchste Konzentrationen im tiefsten Bereich des Kiesprofils Robb, 2005 fluviatile Seifenlagerstätten

15 Weitere Beispiele Zinn: - Kinta Valley, Malaysia; - Brasilien Uran: - Elliot Lake (Blind River Delta), Ontario, Kanada (+Th,Ti; fossil) Gold: - Klondike/ Yukon, Canada - Fairbanks, Alaska - Jenissei/Lena, Russland Seifenlagerstätten Alluviale Platin- Seifen-Lagerstätte Wirtsgestein: Gabbro-Dunit- Klinopyroxen-Komplex primär schon abbauwürdig gediegen oder an Fe-Minerale Levtyrinvayam Fluss, Koryak, Kamtschatka

16 Gold im Witwatersrandgebiet Schuttfächer Fossile Seifen Guilbert & Park, 1986 Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

17 Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse Fossile Seifen Gold im Witwatersrandgebiet Ø Gehalt: 7 g Au/t Abbau: 52,000 t bis 2004 (40 % der globalen Produktion) West Wits Gold field (Western Deep Levels Mine): (2-4): Transvaal Supergroup (5-9): Witwatersrand Supergroup Gold in M1: Ventersdorp Contact Reef M2: Carbon Leader Reef (less gold) Laznicka, 2006

18 Strandseifen rel. dünne linsenförmige, streifenartige oft ausgedehnte Schichten mit scharfe Untergrenze und inverser Gradierung beim Rückfließen der Brandung wird die oberste Sandlage in Suspension gebracht innerhalb dessen die kleinen Teilchen mit rel. hohe Dichte auf den Grund der Lage sinken. Die darüber liegende, schwermineralarme Fraktion wird von der nächsten Welle fortgespült. Meist im Brandungsbereich von morphologisch stabilen Küsten (wenig Erosion und Sedimentation). Oft auch Anreicherung durch Wind. Entstehung: Wellen bringen Material an den Strand, zurückziehende Welle nimmt nur die leichteren Körner wieder mit, die dann durch Küstenströmung abtransportiert werden Anreicherung der Schwerminerale an den Stränden Liefergebiet: Flüsse, Gesteine im Küstenbereich oder am Meeresboden (präkambrische Metamorphite, Magmatite) weitere Einflussfaktoren: Stürme, laterale Strömungen, Gezeiten Strand Seifen inverse Gradierung ks/sedstructures/gradedbedding.html Monazit Wertminerale: Cassiterit, Diamant, Gold, Ilmenit, Magnetit, Monazit, Rutil, Xenotim, Zirkon

19 Fossile Strandseifen Strand Seifen Konservierung durch Meeresspiegelschwankungen (überschwemmt/ trockengelegt) Landhebung (aus dem Einfluss der Brandung gehoben) Strandwachstum Aus überschwemmten Strandseifen entstehen marine (offshore) Seifen Nach Selley, 1976 in Evans, 1992

20 Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse Fossile Strand-Seifenlagerstätten Beispiele: Zirkonlagerstätte: Yoganup, Eucla Becken, Australien Monazitlagerstätten: vor Ostküste Indiens Titanlagerstätten: Südafrika (Richards Bay, St. Lucia) Diamantlagerstätten: Namibia Eucla Becken, Australien: - Zirkon - Ilmenit - Rutil - Leucoxen

21 Marine und äolische Seifenlagerstätten Marine (offshore) Seifen (Küstenferne Lagerstätten) meistens innerhalb von ca. 5 km vom Strand Entstehung: Überflutung von alluvialen Seifen oder Strandseifen (ertrunkene Seifen) durch Unterwasserströmungen Beispiele: Diamantlagerstätten (Diamond Area I) vor Namibia Zinnlagerstätten (Bangka Island) vor Indonesien Äolische Seifen Entstehung: Aufbereitung von Strandseifen durch Windsichtung Beispiele: Diamantlagerstätten in Namibia (Diamond Area II) Titanomagnetit-Lagerstätte (Taharoa) in Neuseeland

22 Autochthone Lagerstätten Autochthone Eisenund Manganerzlagerstätten BIF, Temagami greenstone belt in Ontario, Kanada, Alter: 2.7 Mrd. Jahre Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

23 Autochthone Lagerstätten Autochthone Eisen- und Manganerzlagerstätten Großteil der weltweiten Ressourcen an Fe und Mn sind sedimentär gebildet entstehen in Folge chemisch/biologischer Prozesse meist in marinen/ flachmarinen Bereichen entscheidende Einflussfaktoren: Redox-Verhältnisse (Eh-Wert) ph-wert Klima (humid/arid) Atmosphäre Mikrobiologie Jaspilit (BIF)

24 Banded Iron Formation Banded Iron Formation (BIF) Allgemeine Charakteristika Synonyme: Itabirit (metamorph überprägt, Brasilien) Jaspilit (gering metamorph, sehr feinkörnig) Taconit (Magnetit-BIF, USA) Specularit (Spiegelerz), Canga (sekundär angereichertes, blockiges Erz) stratiform, flächenmäßig z.t. sehr ausgedehnt (10-100*10 3 km 2 ) und mehrere zehn Meter mächtig; oft deformiert, fein geschichtet (< 3 cm), laminiert (< 1 mm) Wechsellagerung von Fe-Mineralen und Quarz (Chert) Erzminerale: vorwiegend Hämatit, < Magnetit, Siderit, z.t. Fe-Silikate, sekundär Limonit, Martit hoher Fe-Gehalt (Anreicherung durch Auslösung von Chert >30-60%) Alter: Spätarchaikum Paläoproterozoikum (Kratone) (Blüte: ; ; Ga)

25 Entstehung: aus sauerstoffarmem Ozean und sauerstofffreier Atmosphäre Banded Iron Formation Herkunft von Fe und Si im Ozean: starke Verwitterung auf dem Kontinent Verwitterung von submariner Lava (jedoch zu große Mächtigkeiten) HT: SEE-Muster deutet auf abklingende submarine vulkanische Tätigkeit hin (von Algoma- zu Rapitan-Typ) Transport und Fällungsmechanismus von Fe-Mineralen und Quarz Transport vom Kontinent als Bikarbonat-Komplex (kann nur Fe, nicht aber Al) erklärt die niedrigen Al-Gehalte upwelling-system im Ozean Fällung: oxidativ, an der Grenzfläche zwischen reduzierenden Tiefenwässern und oxischen oberflächennahen Wässern - O 2 Produktion von photosynthetisierenden Mikroorganismen - Photo-Oxidation Bänderung des Erzes Saisonale Anlieferung von Si (trockene) und Fe (Regenzeiten) Änderung der Zusammensetzung vulkanischer Emanationen

26 Banded Iron Formation Modell zur Erklärung der Bildungsbedingungen von BIFs aufgrund von Upwelling und Oxidation von Fe(II) mariner Herkunft Robb, 2005 Gelöstes Fe(II) und Si Fe aus vulkanischen Emanationen Upwellingsysteme in Proterozoikum < O 2 in der Atmosphäre reduzierende Ozeane; Abwesenheit von Al und Silikate Chemisches Prezipitat Oxidation und Ausfällung von Fe an einem diffusen Redoxinterface Oberflächennahe O 2 Bildung UV-Strahlung induzierte photo-oxidation / photosynthetisierende Bakterien Laterale Zonalität Siderit Magnetit - Hämatit Bänderung Fe: - diurnale/ saisonale Variationen in mikrobiologischer Aktivität oder - periodische Exhalation von Fe durch vulkanische Tätigkeit Si: - kein Verbrauch durch Organismen Anreicherung durch Evaporation/ period.fällung

27 zunehmend reduzierend Faziestypen: Oxidisch - Hämatit und Magnetit, selten auch Karbonate - Flachwasserbildung - Fe-Gehalt: 30-35% Karbonatisch - Siderit - bildet sich eher in Hanglage Silikatisch - Eisensilikate (Greenalit, Chamosit, Stilpnomelan), alternierend mit Magnetit und Siderit - Fe-Gehalt: 25-30% Sulfidisch - pyritführend (37%), organikreich (7-8%) - Bildung unter anoxischen Bedingungen Banded Iron Formation Robb, 2005

28 Banded Iron Formation Übersicht über die Bildungsmilieus und zeitliche Einordnung der drei BIF-Typen Algoma Superior Rapitan Robb, 2005 Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse

29 BIF: Algoma-Typ Banded Iron Formation Vorkommen: archaische Inselbögen, Greenstone Belts ( Ga) Vergesellschaftung mit Grauwacken und Vulkaniten Fe wahrscheinlich vulkanischer Herkunft oxidische (vorwiegend Magnetit), karbonatische, sulfidische Fazies geringe Ausdehnung geringe wirtschaftliche Relevanz Beispiel: Abitabi Greenstone Belt, Kanada Pohl, 2005 Stratigraphisches Profil durch das Michipicotin- Becken, Kanada

30 BIF: Superior-Typ Banded Iron Formation Entstehung: in Schelfgebieten; flache epikontinentale Becken während Transgressionsphasen, diskordant über Grundgebirge kein direkter vulkanischer Einfluss Vergesellschaftung mit Quarziten, Schwarzschiefer, Konglomeraten, Dolomiten, Tonen etc. dünn gebändert, v.a. oxidische, karbonatische, silikatische Fazies Fe 2 O 3 /SiO 2 = höhere Gehalte durch sekundäre Anreicherungsprozesse großflächige Ausdehnung ( m x hunderte km) größte wirtschaftliche Relevanz Ablagerung v.a. im Proterozoikum ( Ma) BIF, Kuruman Südafrika

31 Superior Type Fe-Lagerstätten, Beispiele ~ km², gebildet vor Ga wichtigste Regionen: Mesabi Range (12.9 bt Fe), Marquett Range (11.75 bt), Gogebic Range (170 mt) Hamersley Province, Australien (5.2 bt/22.5% Fe) Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasilien (Itabirit; 150 bt/40% Fe) Krivoi Rog Becken, Ukraine (> 100 bt/25% Fe) Banded Iron Formation Lake Superior Iron Province, USA (70 bt/26% Fe) bt= t namensgebende Provinz für den Superior-Typ Mesabi Range

32 BIF: Rapitan-Typ Vergesellschaftung mit eiszeitlichen Ablagerungen Banded Iron Formation Ausfällung unter eisbedeckten Meeren ( Snowball Earth ) Lösung von Fe durch stagnierende Bedingungen im Glazial Ausfällung in Interglazialen Ablagerung: Ma (Neoproterozoikum) geringe wirtschaftliche Relevanz Beispiel: Braemar ironstone Facies; Nahe Adelaide, Australien (magnetit-reich) BIF, Ishpeming, Michigan, USA

33 Oolithische Eisenerze (Bohnerz, Trümmereisenerz, iron stones ) Bedeutung zur Zeit der Industrialisierung wichtigste Fe-Quelle (England, Elsass-Lothringen); heute geringe wirtschaftliche Relevanz (< Fe-Gehalt, Verunreinigungen, kleinflächig) Oolitische Eisenerze Merkmale: Ooide: meist in Matrix aus Quarz, Karbonat, Hämatit, Siderit etc. Si nicht als Chert, sondern als Fe-reiche Silikate Minerale: - Hämatit (=Blutstein, Eisenglanz, Specularit, Iserin, Roteisenstein/ -erz, Rötel) - Limonit (Brauneisenerz, -stein): Gemisch aus Goethit, Lepidokrokit, Fe-Ox-Hx keine Fazies-Zonierung wie bei BIF stratiform, kleinflächig (Ausnahme: z.b. sibirisches Becken: 300 mt mit 39% Fe), Bohnerz, Lothringen, Entstehung: direkte chemische/ biochemische Ausfällung in bewegtem Wasser Herkunft des Fe: synsedimentäre Zufuhr (Fe 2+ oder kolloidal) entweder kontinental aus Verwitterung oder versunkenem Laterit Ablagerung im Flachwasserbereich (Schelf, Inlandmeere etc.) während bedeutenden marinen Transgressionsphasen

34 Minette-Typ Vorkommen: Mesozoische Schelfsedimente (Lias, Malm) oft in Verbindung mit Schwarzschiefern Minerale: oolitisch ausgebildete Chamosit, Goethit, Limonit, Glauconit, Siderit in tonig-mergeliger Matrix (Bohnerze: Fe 30%, SiO 2 >20%, CaO 5-20%, rel. P-reich) Beispiele Lothringen, Luxemburg (ca. 6*109 t Erz, stillgelegt) Salzgitter (Schacht Konrad), Harzvorland, BRD (Eisentrümmererz: marine Seifen?) West-Sibirischer Becken Modell zur Entstehung von oolitischen Fe-Erzen Oolitische Eisenerze Laznicka, 2006 Minette Typ in Dudelange-Tétange, Luxemburg; (M: Minette-Erz: Goethit, Hämetit, Leptochlorite) Robb, 2005

35 Clinton-Typ Kambrium bis Devon des nördlichen USA Minerale: Hämatit, Chamosit, Siderit Chemismus: Fe: 40-50%, relativ hohe Gehalte an Al und P Beispiele Kentucky, Alabama, USA Wabana, Neufundland, Kanada Oolitische Eisenerze

36 Charakteristika wichtigster Mn-Lagerstättentyp weltweit Marin-sedimentäre Mn-Lagerstätten Stratimforme Ablagerungen (<50 m X <50 km): pisolitisch-oolitisch, lamellarisch Schelf (ästuarin oder flachmarin), intrakontinentale Becken, Randbereich von Kratonen als transgressive Abfolgen in Wechsellagerung mit Dolomit, Kalkstein, Schieferton, Tone etc. Manchmal assoziiert mit BIF, Barit, Phosphorit Fazies: Marin-sedimentäre Mn- Lagerstätten Oxisch (küstennah): Manganit (MnOOH), Pyrolusit (MnO 2 ), Psilomelan (Oxid-Mischung), Karbonatisch (landfern): Rhodochrosit (MnCO 3 ), Kutnohorite [Ca(Mn,Mg,Fe 2+ )(CO 3 ) 2 ], Manganocalcit (Mn,Ca)CO 3 hochgradige Erze: 37-52% Mn, oft supergen angereichert. Breite Ablagerungsalter: Proterozoikum, Jura, Kreide Kalahari Manganfeld, Südafrika Pisolitisches Mn-Erz Groote Eylandt, AUS

37 Entstehung Marin-sedimentäre Mn-Lagerstätten ähnlich den BIF oder oolitischen Fe-Erzen: Lösung des Mn in anoxischen Becken und landnahe Fällung (Schelfbereich) durch Mischung und Oxidation, bei niedrigen Sedimentationsraten Mn ist Fe chemisch sehr ähnlich, aber Fe wird leichter (bei niedrigerem Eh) oxidiert Quelle: aus kontinent. Verwitterung; Alteration ozean. Kruste oder hydrothermal/ vulkanisch Oolite: primär auf dem Land gebildet und eingeschwemmt oder Trennung von Fe und Mn: im Herkunftsgebiet oder während der Diagenese. Faktoren: Eh-pH Stabilität / Löslichkeit - bei <Eh, Fe entfernt als Pyrit, Mn noch in Lösung - bei ph um 6-7, Fe wird bereits bei viel < Eh oxidiert/ entfernt Ionenpotential - da f Mn <f Fe, Mn wird vor Fe gelöst (Trennung bereits im Herkunftsgebiet) Konzentration - Thermalquellen: [Mn]>[Fe], da Fe bereits ausgeschieden Marin-sedimentäre Mn- Lagerstätten Fe Mn

38 Rezentes Analogon: Schwarzes Meer Sedimentäre Mn-Lagerstätten >200 m euxinisch - Pyritfällung entfernt Fe aus der Wassersäule, Mn bleibt gelöst - Mn 2+ reichert sich in tieferem, anoxischem Wasser an <200 m oxisch Mn fällt als Pyrolusit aus, löst sich jedoch beim Absinken wieder auf Liegt die Redoxgrenze im Flachwasserbereich, bleiben die Mn-Oxide erhalten! höchste Anreicherung Minimale Verdünnung durch klastische Sedimentation Robb, 2005

39 Nikopol, Ukraine Kalahari Manganfeld, Südafrika Groote Eylandt, Nord-Australien Molango, Mexico (Rhodocrosit) Marin-sedimentäre Mn-Lagerstätten Transvaal-Becken, präkambrisch größte sedimentäre Mn-Lagerstätte auf dem Festland (>1000 m²) 22 Mn-Lagen, in 3 Zyklen abgelagert Unterlagert von BIF (Superior-Typ); Übergang in Ovoide, Braunit und Kutnohorite 80% der Weltressourcen (4,194 mt /31%) hydrothermale Überprägung führt zu zusätzlicher Anreicherung (20-80% Mn) Weitere Beispiele

40 Mangan-Knollen der Tiefsee Mangan-Knollen Charakteristika: ovoidal/ kartoffelförmig (Ø 1-10 cm), Wachstum: 1-6 mm/ma, schaliger Aufbau um Kern klastisch/biogenen Ursprungs Hauptminerale: Todorokit (mit Ca, Mg), Birnessit (mit Na), Vernadit (Fe, Ca, Mg) Mn-Gehalt: < 35%; relativ hohe Konzentrationen an Ni (<1.6%), Cu (<1.2%,) Co (<1.0%) (abbauwürdig) Entstehung: an Kontinentalhängen oder nahe dem Mittelozeanischen Rücken (MOR), unterhalb der CCD, geringe Sedimentationsraten gelöstes Mn 2+ wird durch O 2 in kaltem Tiefenwasser oxidiert (evt. bakteriell), zuerst als Gel, dann Diagenese Mn-Quelle: HT/ vulkanische Exhalationen, Verwitterung, Formations-/Porenwässer, Auflösung von karbonatischen Kalkschalen

41 Verbreitung von Mangan-Knollen in der Tiefsee Wt% Mn 25 Fe 7 Ni 1.1 Cu 1.1 Co 0.2 Zn 0.1 Beispiel Pazifik, W von Mexiko (Clarion & Clipperton Bruchzone, m) 5.76 bt Mn, 240 mt Ni, 180 mt Cu Mangan-Knollen

42 Marine Seifenlagerstätten Möglichkeiten der Offshore-Diamantgewinnung Berner/Eiche - Entstehungsprozesse mineralischer Rohstoffe - Sedimentäre Prozesse