Emulsionen

Die Rolle von Emulsionen in magmatischen Sulfidlagerstätten

01.05.2022 bis 30.04.2025

Entmischung zwischen Silikat- und Sulfidschmelze ist eine wichtige Voraussetzung für die Bildung magmatischer Sulfidlagerstätten. Diese gehören zu den wertvollsten Metallressourcen der Welt und bilden Ni-Cu-Co-Platingruppenelement (PGE)-Lagerstätten (z. B. Sudbury und Noril'sk; die beiden größten Ansammlungen von Ni- und Cu-Sulfiden und die zweit- und drittgrößten PGE-Anreicherungen auf der Erde; Naldrett, 2011). Überraschenderweise sind die texturellen Beweise für Entmischung, gefrorene Emulsionen, bisher nicht im Detail untersucht worden und dies ist das Thema dieses Antrags für einen Doktoranden. Es sollen drei Ziele verfolgt werden:
(1) Die Variabilität der Emulsionstexturen (z.B. verschiedene kugelige und lobate Emulsionen) wird texturell und chemisch untersucht und mit ähnlichen Texturen (z.B. Matrixsulfide, Klastenfragmentierung) und den Wirtsgesteinen der Emulsionen verglichen, um die Intrusion der Sulfide und die Emulsionsbildung im Verlauf dieser Intrusion zu untersuchen. Die Proben für dieses Ziel stammen aus einer Vielzahl von magmatischen Sulfidvorkommen weltweit.
(2) Emulsionen aus der Nova-Lagerstätte (Australien) sind typischerweise mit großen Silikatkristallen verbunden, die in Sulfiden eingebettet sind. Die Hypothese ist, dass diese Kristalle innerhalb der Emulsion aufgrund von sich ändernden Bedingungen, wie z.B. Abkühlung, gewachsen sind. Nach dem Wachstum schwamm der Anteil der Silikatschmelze in der Emulsion auf, als sich beide Schmelzen trennten (aufgrund der verlangsamten Bewegung der Schmelzen) und ließ die Kristalle in den Sulfiden zurück. Um dies zu testen, werden die Kristalle texturell und chemisch mit den Nebengesteinen verglichen.
(3) Eine bisher unbeschriebene Emulsionstextur umfasst Oxid-Apatit-Beschichtungen auf Silikattröpfchen einer Emulsion aus Sulfidlinsen bei Bautzen (Sora, Deutschland). Die Hypothese ist, dass diese Beschichtung eine dritte Schmelze zwischen Silikat- und Sulfidschmelze darstellt und als Emulgator fungierte, was bisher in keinem geologischen Zusammenhang beschrieben wurde. Diese physikalische Barriere zwischen der Sulfid- und der Silikatschmelze würde eine "konventionelle" Verteilung der Elemente zwischen ihnen verhindern, und daher werden (neben Texturbeobachtungen) Spurenelemente zur Untersuchung und Interpretation dieser neuen Emulsionstextur verwendet werden.
Alle drei Ziele werden dazu beitragen, die Prozesse bei der Bildung und Intrusion von magmatischen Sulfidlagerstätten besser zu verstehen. Es wird eine Grundlage für andere Forscher schaffen, Emulsionen zu klassifizieren und zu unterscheiden und sie von ähnlichen Texturen zu unterscheiden, die durch andere Prozessen entstanden sind. Die Identifizierung von Emulsionen im Feld kann bei der Erkundung von magmatischen Sulfidlagerstätten helfen, indem sie von der Emulsion, die normalerweise in unwirtschaftlichen Sulfiden auf steilen intrusiven Kontakten zu finden ist, in Richtung des Haupterzkörpers zeigt.