Mikroskopie der Magmatite

Transkript

1 Mikroskopie der Magmatite

2 Name: Von der südafrikanischen Stadt Kimberley, wo der erste Kimberlit ökonomisch auf Diamanten abgebaut wurde. Definition: sind volatilreiche, K-reiche, ultramafische Magmatite, die als kleinere vulkanische Pipes, Dykes und Sills auftreten. Es sind deutlich ungleichkörnige Gesteine, die sich durch zahlreiche Makrokristalle in einer feinkörnigen Matrix auszeichnen. Die Matrix führt hierbei als bedeutende Phänokristalle oder als Mikrokristalle in der Grundmasse Olivin sowie einige der folgenden Minerale: Phlogopit, Karbonat (v.a. Calcit), Klinopyroxen (v.a. Diopsid), Monticellit, Apatit, Spinell, Perowskit und Ilmenit. Sehr grosse Kristalle im Kimberlit werden auch Megakristalle genannt. Es sind Olivin (modal am häufigsten), Phlogopit, Picroilmenit (Mg-Ilmenit), Cr-Spinell, Mg-Granat, Cr-Diopsid und Enstatit. Alle oben aufgeführten Minerale wurden im Allgemeinen von einer starken deuterischen Überprägung erfasst (Hydratisierung/Karbonatisierung). Grössere Mengen an Mantel- und Krusten-Xenolithen und Xenokristallen sind ebenfalls im Kimberlit vorhanden und daneben selten auch Diamant.

3 Kimberlit; Gibeon Townsland Pipe, Namibia

4 Kimberlit; Gibeon Townsland Pipe, Namibia

5 Kimberlit; Gibeon Townsland Pipe, Namibia

6 Nutzung: stellen die grössten primären Lagerstätten von Diamanten dar. Zur Zeit werden in den unterschiedlichen Kimberlitprovinzen zahlreiche abgebaut und die Exploration auf weitere Kimberlitpipes z.b in Kanada, in Sibirien und im südlichen Afrika wird äusserst erfolgreich vorangetrieben. Geschliffene und ungeschliffene Diamanten aus der Ekati Mine (CAN)

7 Nutzung: Ökonomisch bedeutende befinden sich nur in Regionen, die von kontinentaler Kruste mit Altern über 2.4 Ga unterlagert werden. on craton im Bereich von jüngeren, an Kratonen angeschweissten Orogengürteln (mobile belts) führen üblicherweise keine Diamanten (Mitchel 1986). off craton Diamanten unterschiedlicher Grösse aus der Udachnaya Mine (RUS)

8 Die Lage der Kimberlitprovinzen im Bezug auf die Positionen kratonischer Bereiche (grau) nach Mitchell (1986)

9 Genese: entstehen im angereicherten, subkontinentalen Erdmantel. Voraussetzungen: Schmelzfenster, in dem der H 2 O- gesättigte Solidus den Geotherm schneidet. Volatile (subduktionsbedingt/ primordial) Wärmequelle (radiogener Zerfall, Plume) Aufstiegskanal (e.g. Frakturzone) Phasenpetrologie des Erdmantels nach Ringwood (1992)

10 Genese: 1. Eine Mantelkonvektionswalze (thermal plume) steigt auf zur Lithosphäre

11 Genese: 2. Lateralbewegungen und Schmelzakkumulation führen zum Ausdünnen und zum Schmelzen der Lithosphäre

12 Genese: 3. Der Kontakt kimberlitischen Magmas mit dem "kalten" Lithosphärenperidotit kann zur Kristallisation von Megakristallen (megs) führen.

13 Genese: 4. Die Bildung H 2 O-reichen Dampfes nahe dem Kimberlitsolidus kann die Bildung eines Aufstiegskanals fördern.

14 Genese: 5. Verstärkter Wärmefluss aus der Mantelkonvektionswalze kann die Ausdünnung der Lithosphäre verstärken und Dekompressionsschmelzen verursachen

15 Genese: 6. Das Erreichen des Solidus im Magma kann in flacherer Lithosphärentiefe CO 2 freisetzen und so die Aufstiegskanalbildung weiter vorantreiben

16 Genese: 7. Durch die Schmelzprozesse im Mantel kann es zur Bildung weiterer, nichtkimberlitischer Magmatite kommen (Nephelinite, Melilithite)

17 Genese: Gruppe I entstehen durch Schmelzprozesse in der angereicherten Asthenosphäre

18 Genese: Gruppe II ("Glimmerkimberlite") entstehen in der Mantellithosphäre durch Metasomatose volatiler Phasen aus der angereicherten Asthenosphäre

19 Platznahme: Evolution eines Maar-Diatrem-Vulkans durch phreatomagmatische Eruptionen unter der Annahme eingeschränkter Verfügbarkeit von Wasser mit Bildung eines Grundwassertrichters. X bezeichnet die Höhe der Wasser- Säule an der Explosionsstelle. AQUIFER AQUIFER

20 Platznahme: Pyroklastischer Kimberlit Krater-Fazies Tuffisitischer Kimberlit Diatrem-Fazies Hypabyssischer Kimberlit Schlotbereich und Zufuhrdykes einer Kimberlitpipe (Mitchell 1986) und texturellgenetische/mineralogische Kimberlitklassifikation (Clement & Skinner 1985) Dyke-Fazies