Gestern ist mir ein weiteres Paper in die Hände gefallen, das recht kontrovers diskutiert werden kann bzw. selbst einen älteren Artikel in Frage stellt. Es geht um die Entstehungszeit von archaischen Gold-Quarz-Gängen im Distrikt Jundee-Nimary im Yandal Greenstone Belt (Yilgarn Kraton, Westaustralien). Das ältere und das jüngere Paper machen deutlich, wie wichtig gute geologische Aufschlüsse und auch die geologische Beweisaufnahme im Feld sind.

Aber der Reihe nach. Die in den Artikeln von Yeats et al. (2001) und Baggott et al. (2005) behandelte Lagerstätte befindet sich im Norden dieses Gürtels. Der nordnordwestlich streichende “Yandal Greenstone Belt” besteht, wie der Name schon verrät und es typisch für archaische Kratone ist, aus “Greenstone”, als vorwiegend Metabasalten und ähnlich Gesteinen. Zusätzlich kommen auch noch Metasedimentite und metamorph überprägte Vulkanoklastite vor. Die Lagerstätte selbst ist vorwiegend durch grünschieferfazielle Metamorphose geprägt und besteht aus Metabasalten, Metasedimentiten und Dolerit-Sills.

Gold-Quarz-Gänge und felsisch-intermediäre Dikes

Die Lagerstätte Jundee-Nimary beinhaltet mindestens 168 t Gold (Reserven, Ressourcen und abgebautes Gold eingerechnet), das überwiegend an linsenförmige Erzkörper innerhalb von moderat bis steil einfallenden und eng gescharten duktil-bruchhaft agierenden Störungszonen gebunden ist. Bisher noch nicht erwähnt habe ich, dass die Jundee-Nimary von zahlreichen felsisch-intermediären, Nordnordost bis Nordost streichenden und nordwestlich fallenden Dikes durchschlagen wird. Es gibt ältere dacitische Dikes, die von jüngeren granodioritischen Dikes intrudiert wurden. Die Gold-Quarz-Gänge durchschlagen und mineralisierten zum Teil auch eindeutig die dacitischen Dikes, jedoch ist bisher kein Geländebefund erbracht wurden, ob auch die jüngeren Dikes von der Vererzung betroffen sind. Genau dieser fehlende Geländebefund ist nun Auslöser der Kontroverse über das Alter der Goldvererzung.

Theorie der “diachronen” Vererzung

Yeats et al. (2001) haben die dacitischen und granodioritischen Dikes beprobt, Zirkone extrahiert und diese mit der U-Pb-Methode datiert. Das Resultat: die älteren Dikes sind 2678 ± 5 Ma alt, die jüngeren 2669 ± 7 Ma. Unter der Annahme, dass die jüngeren, granodioritischen Dikes “post-ore”, als erst nach der Vererzung entstanden sind, wie es die Geländebeobachtungen nahe legen, ergibt sich für Yeats et al. (2001) ein möglicher Vererzungszeitraum von 2680 bis 2660 Ma. Dieser Zeitraum wiederum widerspricht den für den Yilgarn Kraton üblichen Vererzungsintervall von 2655 bis 2625 Ma. Daraus schließen die Autoren nun, dass es zwei Mineralisationsphasen gegeben haben könnte – die ältere eher im Nordwesten des Kratons, die jüngere bevorzugt im Südosten. Belegt wird diese Theorie mit einem ähnlichen Modell, das bereits für die Ganggoldvererzungen in der Superior Provinz in Kanada als weitgehend akzeptiert gilt.

Theorie der “unichronen” Vererzung

Nun kommt die Arbeit von Baggott et al. (2005) ins Spiel. Sie bezweifeln eine diachrone Vererzung und belegen dies mit geochronologischen Daten und strukturgeologischen Überlegungen. Die Autoren haben erneut die granodioritischen Dikes beprobt und datiert. Dabei wurden vor allem die Alter der Zirkonränder betrachtet, da deren Kerne als Xenolithe eingeschätzt werden, die frühere magmatische Ereignisse wiedergeben. Die Zirkonränder ergaben nun ein Alter von 2657 ± 6 Ma. Die Dikes sind demnach also etwa 10 Ma jünger, als von Yeats et al. (2001) angenommen wurde. Baggott et al. (2005) führen das auf die teilweise Mitdatierung von Zirkonkernen zurück, die dann natürlich ein größeres Alter ergibt. Die Autoren weisen auch darauf hin, dass Yeats et al. (1999) selbst ein Alter dieser Größenordnung (2656 ± 7 Ma) für einen Granodiorit-Dike publiziert haben. Die Gruppe um M. S. Baggott geht nun davon aus, dass die jüngeren Dikes vor statt nach der Vererzung intrudiert sind. Der endgültige Beweis dafür ist nicht gegeben, wenngleich auf leicht erhöhte Goldgehalte hingewiesen wird. Unter dieser Annahme, wäre das erhaltene Alter die Grenze des Vererzungsbeginns und würde mit gutem Willen gerade so in das Zeitintervall passen, das auch für den Rest des Yilgarn Kratons gilt (2655-2625 Ma). So wird denn auch von den Autoren die diachrone Vererzung ad acta gelegt.

Goldgänge missachten geologische Regeln… oder doch nicht?

Das Resultat von Baggott et al. (2005) klingt soweit plausibel, falls die Granodioritdikes tatsächlich vor der Vererzung entstanden sind. Es stellt sich nur die Frage, weshalb die Dikes dann nicht von den Quarzgängen durchschlagen wurden? Die Dikes liegen zum Teil in einem fast senkrechten Winkel zu den vererzten Gängen und sollten eigentlich von ihnen durchschlagen worden sein. Auf den ersten Blick sieht es so aus, als ob die Dikes die Quarzgänge durchschlagen und die Quarzgänge nach der Dikeintrusion am Dike versetzt wurden. Ein zweiter Blick zeigt aber offenbar, dass es keine Hinweise auf eine “post-ore”-Bewegung an den Dike-Kontakten gab. Außerdem enden einige der Erzgänge auch einfach an den Dikes, ohne eine Fortsetzung auf der anderen Seite. Diese Beobachtungen haben nun die Autoren dazu gebracht, nach Möglichkeiten zu suchen, weshalb die Granodioritdikes nicht vererzt und trotzdem älter als die Vererzung sind.

Horizontaler Schnitt eines 3D-Lagerstättenmodells durch die Goldvererzung im Kontakt zum granodioritischen Dike. Unter der Annahme, dass während und nach dessen Intrusion keine Bewegung am Dike-Kontakt stattfand, kann die Altersbeziehung Vererzung zu Dike neu betrachtet werden (modifiziert nach Baggott et al., 2005).

Eine mögliche Lösung des Problems fand sich durch die Betrachtung des Stressfeldes zur Zeit der Vererzung. Die Granodioritdikes lagen in einem spitzen Winkel oder sogar parallel zur Kompressionsrichtung. Dies führte dazu, dass der weniger kompetente Basalt, in den die Dikes ursprünglich intrudierten, auf die Kompression eher mit Bruch reagierte, als die Dikes. Das heißt, die Dikes wären vermutlich vererzt, wenn sie etwa senkrecht zur Kompressionsrichtung intrudiert wären, denn das hätte eher zu Brüchen im Granodiorit geführt. Letztlich machen Baggott et al. (2005) also die Dike-Orientierung zum damaligen Stressfeld und die unterschiedlichen Kompetenzen von Basalt und Dike für die nicht vorhandene Vererzung verantwortlich.

Was lernen wir daraus?

Die beiden Arbeiten zeigen, wie verschieden geologische Untersuchungen interpretiert werden können und wie sehr sie von den Geländebefunden abhängig sind. Es ist durchaus möglich, dass neue Aufschlüsse in Jundee-Nimary neue Altersbeziehungen zwischen der Vererzung und den Dikes offenbaren oder die eine oder andere Arbeitsgruppe mit ihrer Interpretation stützen. Geologische Modelle beziehen immer sehr viele Variablen ein. Sobald eine Variable geändert wird, kann unter Umständen das gesamte Modell einstürzen. Im vorgestellten Fall, war die Variable die Frage nach “pre-ore”- oder “post-ore”-Intrusion der granodioritischen Dikes. Mir selbst ist nach der Lektüre der beiden Paper unklar geblieben, weshalb die dacitischen Dikes vererzt sind, zeigen sie auf der geologischen Karte doch etwa die gleiche Orientierung wie die jüngeren Dikes und dürften sich auch bei Kompression ähnlich verhalten. Anregende Kommentare dazu sind erwünscht… Anzumerken bleibt mir noch, dass die beiden zitierten Artikel noch auf deutlich mehr Facetten eingehen, als ich an dieser Stelle wiedergeben konnte – aber es ging mir im Wesentlichen auch nur darum zu zeigen, dass die geologische Feldarbeit in Zeiten der analysedominierten Geoforschung oft der ausschlaggebende Faktor für eine möglichst korrekte Interpretation der Untersuchungsergebnisse ist.

Literatur

M. S. Baggott (2005). Zircons, Dikes, and Gold Mineralization at Jundee-Nimary: Post ca. 2.66 Ga Archean Lode Gold in the Yandal Belt, Western Australia Economic Geology, 100 (7), 1389-1405 DOI: 10.2113/100.7.1389

Christopher J. Yeats, Ernst A. Kohler, Neal J. McNaughton, Luke J. Tkatchyk (2001). Geological setting and SHRIMP U-Pb geochronological evidence for ca. 2680-2660 Ma lode-gold mineralization at Jundee-Nimary in the Yilgarn Craton, Western Australia Mineralium Deposita, 36 (2), 125-136 DOI: 10.1007/s001260050293

C. J. Yeats, N. J. McNaughton, D. Ruettger, R. Bateman, David I. Groves, J. L. Harris, E. Kohler (1999). Evidence for diachronous Archean lode gold mineralization in the Yilgarn Craton, Western Australia; a SHRIMP U-Pb study of intrusive rocks Economic Geology, 94 (8), 1259-1276

Tags: Dike, Gold, Jundee-Nimary, orogenic gold, Yandal Belt, Yilgarn

Dieser Eintrag wurde am Donnerstag, 11. September 2008 um 8:38 Uhr in der Kategorie Lagerstättengeologie veröffentlicht. Mit dem RSS 2.0 Feed kannst du den Antworten zu diesem Artikel folgen. Du kannst eine Antwort hinterlassen, oder einen Trackback von deiner eigenen Seite senden.