Hydrothermale Erz- und Mineralgänge - warum senkrecht ?

[giantcrystal]

Hallo aus Mittelfranken

Beim heutigen Morgenspaziergang ging mir folgender Gedanke durch den Kopf

Warum stehen hydrothermale Erz- und Mineralgänge eigentlich fast immer senkrecht ?

Wenn in heissen Wässern gelöste Mineralphasen durch die Gesteine transportiert werden, dann sollten sie sich doch an allen möglichen Schwächezonen : Klüften, Schichtflächen, Störungen etc. in verschiedenen räumlichen Orientierungen abscheiden. Tatsächlich beobachtet man aber, das Mineralgänge fast immer ein steiles bis senkrechtes Einfallen haben.

Warum eigentlich ? Gibt es dafür eine logische Erklärung ?


Ein schönes Wochenende wünschend

Thomas

[uwe]

Es gibt durchaus auch "schwebende" Gänge, welche in einen Winkel zwischen 0 und 15° zurm Horizont einfallen. Daneben gibt es noch flach fallende (15 bis 45°) und tonnenlägige (45° bis 75°).

Gruß
Uwe

[giantcrystal]

Hallo Uwe

das weiß ich wohl...ist aber auf die Menge der +/- senkrechten Gänge gesehen die große Ausnahme

Ich schrieb daher ja auch "fast immer" senkrecht 

Glück Auf

Thomas

[Jochen1Knochen]

Hallo!
Wenn du nur an die größeren Erzgänge denkst!
Da gibt es doch schließlich genug Nebentrümer, welche imprägniert sind.
Gruß Jens

[helgesteen]

Hallo Thomas,

Wenn in heissen Wässern gelöste Mineralphasen durch die Gesteine transportiert werden, dann sollten sie sich doch an allen möglichen Schwächezonen : Klüften, Schichtflächen, Störungen etc. in verschiedenen räumlichen Orientierungen abscheiden. Tatsächlich beobachtet man aber, das Mineralgänge fast immer ein steiles bis senkrechtes Einfallen haben.

ich würde mal vermuten, dass zumindest folgende Punkte eine Rolle spielen:

- Irgendeine Kluft, Scherfläche oder Störung reicht nicht aus, um zu einer hydrothermalen Mineralisiation zu führen. Sie muss im Laufe ihrer Entwicklung "klaffend" werden, um Zirkulation von wässrigen Lösungen zu erlauben. Dies ist bei uns im Schwarzwald vor allem bei nicht exakt gerade verlaufenden Blattverschiebungen der Fall, wodurch mineralisierte, linsenförmige Zonen entstehen, die eine relativ geringe streichende Länge haben, aber in große Tiefe reichen.

- Die Zone muss so tief reichen, dass hydrothermale Lösungen tatsächlich zirkulieren. Es ist meines Wissens nicht ganz klar, welche Parameter hier die wesentliche Rolle spielen, aber thermische Einflüsse sind sicher mit beteiligt: Je senkrechter, desto tiefer, desto wärmer. Und vor allem: Je ausgedehnter und homogener eine Spalte, je weniger "zetrümert" sie ist, desto besser. Daher gibts bei uns im Granit kaum bedeutende Mineralisationen - die meisten wichtigen Mineralgänge treten im Gneis auf. Granit mit seinen drei Hauptkluftrichtungen bringt einfach nicht genug Flüssigkeitstransport, da eher Kluftnezte entstehen.

- Wenn Du die Lithosphäre als isotrope Körper vereinfachtst, dann sollte man doch erwarten, dass Brüche, die auf tektonischen Zug- oder Scherstress zurückgehen, am ehesten senkrecht verlaufen, oder? Die Scherben, die entstehen, wenn Du eine Glasscheibe zerbrichst, sind doch auch überwiegend senkrecht zur Oberfläche gebrochen.

Nur so ein paar Gedanken zu em Thema

Viele Grüße,
Helge

 

[Kluftknacker]

Ich mache es bildlich: Schiebe eine flache Hand unter einen runden Käsekuchen und hebe ihn hoch. Ok, nix passiert. Balle die Hand und der Kuchen reißt auf - Die Risse sind senkrecht. Das ist ein Wechselspiel zwischen physikalischen Bindungskräften, der Schwerkraft und Stoffeigenschaften. Oder anders: Die Risse/Spalten entstehen, wenn die Normalspannung senkrecht zur Bruchfläche negative Werte aufweist (In Deutsch: Zugspannungen) oder der Druck der Flüssigkeit die Gesteinsfestigkeit überschreitet. Der Rest ist dann ein Zusammenspiel von Mikrotektonik, vorhandenen Scherflächen, Scherspannungen und der Gesteinsart. Da bricht es nicht horizontal
 
Ga
Kluftknacker

[uwe]

Na ja, die schwebenden und andere nicht senkrechte Gänge können schon zum Zeitpunkt ihres Entstehens senkrecht gewesen sein. Im Zuge der Gebirgsauffaltung sind diese dann "gekippt" - könnte ich mir jedenfalls so vorstellen.

Gruß
Uwe

[Geomartin]

Die Entstehung von Erzgaengen ist groesstenteils eine Reaktion auf plattentektonische Prozesse. Die Bewegung der Platten ist dabei ja, nicht gerade ueberraschend, parallel zur Erdoberflaeche. Daraus folgt, dass an den Plattengrenzen die auftretenden Kraefte ebenfalls meist parallel zur Erdoberflaeche wirken, und somit Strukturen senkrecht zur Erdoberflaeche bilden.

Martin

[Sebastian]

Hallo,
Die Klüfte entstehen ja durchaus während der Orogenese, Vorallem an den Faltenmaxima,
Dann müssten ja zwei aufeinanderfolgende tektonische Ereignisse Auftreten um einen Gang dann noch mal 90 Grad zu kippen. Außerdem sind die Gänge ja nicht deformiert und selber gefaltet. Das gibt es sicherlich auch, erklärt aber nicht das geringe einfallen der schwebenden Gänge.
Gruß Sebastian

[uwe]

Wir haben mal das Bergbaugebiet Schneeberg in Südtirol besucht. Wie man uns erklärte werden die dortigen hydrothermalen Gänge als ehemalige schwarze Raucher am Meeresgrund angesehen, die dann beim Auffalten der Alpen nach oben gekommen sind. Also die hydrothermale Abscheidung muß nicht unbedingt während der Faltenmaxima erfolgen.

Gruß
Uwe

PS.: Ist aber wieder mal ein interessantes Thema!

[smoeller]

Hallo Thomas,

Die wenigsten Gänge stehen exakt saiger, viele fallen steil mit 60-90°, aber es es gibt halt auch die, die viel flacher stehen. Letztlich hängt das Vorhandensein von Gängen von Schwächezonen und Beanspruchung im Gestein ab. Erinnere mich noch an das Untertagepraktikum im ersten Semester in Freiberg, da haben wir Klüfte vermessen, von denen standen auch kaum welche senkrecht.

Bin nächsten Monat wohl wieder in Bayern, evtl. können wir das dann abends mal diskutieren.

Glück Auf!
Sebastian

[openpit]

Hallo,

da viele Gangerz-Lagerstätten in Verbindung mit granitischen Intrusionen stehen (und die Freiberger Lagerstätte u.a. auch als solche gedeutet wird) nachfolgend eine kurze Zusammenfassung aus der Dissertation von Prof. Baumann:

- erste Kluftsysteme während variskischer Orogenese durch "Biegebeanspruchung" der Erzgebirgsantiklinalen, diese jedoch heute (einzig?) als Gesteinsgänge
- postkollisionalle Magmenintrusion
- Abkühlung des Freiberger Plutons verursacht dessen Kontraktion und damit Öffnungsbewegung, wobei diese bedeutender ist als die eigentliche intrusionbedingt Extension ("passiver Intrusionsmechanismus"), Effusionen (hier Tharandter Wald-Komplex) tragen zusätzlich zur Kontraktion bei
- Spannungen sorgen für Ausbildung eines neuen Kluftsystems (Scher- und Fiederspalten) und gleichzeitigen Mineralisation dieser durch Wechselspiel von Kontraktion-spröder Deformation-hydrothermaler Aktivität

Da während der Mineralisation besonders die Fiederspalten mehrmals wieder erweitert wurden, ist für deren Öffnung immer eine Zerrung mit einer annähernd in den Fiederflächen liegenden ac-Ebene notwendig. Das dazu konstruierte b fällt immer nach der Seite de vermutliche Kontaktes des Freiberger Plutons. Diese mit B₄ bezeichnte Richtungsachse verläuft ungefähr normal zur Kontaktfläche des erzgebirgischen Granits. In derselben wirkten die infolge der Volumenkontraktion hervorgerufenen Zugspannungen, welche die Öffungen der Gangspalten bewirkten.

Ergänzende Abbildung unten.
Zitat und Abbildung von Seite 85.

Glück Auf!
Micha

L. Baumann (1957): Tektonik und Genesis der Erzlagerstätte von Freiberg (Zentralteil). Dissertationschrift, Bergakademie Freiberg. 295 Seiten
oder etwas einfacher zu beziehen:
L. Baumann (1958): Tektonik und Genesis der Erzlagerstätte von Freiberg (Zentralteil). Freiberger Forschungshefte, C46, Berlin: Akademie Verlag Berlin. 208 Seiten


edit:
"Schwarze Raucher" sind mögliche Begleiter von VMS-Lagerstätten, welche sich durch Massivsulfide, Stockwerkvererzung und disseminierte Erze auszeichnen. Gänge sind dort eher untypisch.

[giantcrystal]

Hallo aus Mittelfranken

danke für die vielen gut durchdachten Beiträge.

Trotzdem ist mir immer noch nicht ganz klar, warum es fast (fast !) immer nur steilstehende Erzgänge gibt. Ich denke da ein wenig weiter als Erzgebirge und Harz, zum Beispiel an Cornwall und verschiedene Reviere in den USA, Cobalt, Ontario, Hiendelaencina in Spanien, um nur einige zu nennen. Alles fast immer vertikale Mineralisationen. Auch im Schwarzwald, Wölsendorf und andere Flußspatreviere etc. etc.

Es erscheint mir einigermassen logisch, das ein von unten eindringender Pluton eine lokale Extensionstektonik verursacht, die zu +/- vertikalen Sprüngen oberhalb des Plutones führt, die anschliessend durch zirkulierende Lösungen mineralisiert werden (können).

Aber so ein Pluton muß ja keineswegs immer von unten eindringen, sondern kann auch seitlich Platz nehmen. und selbst ein ganz normaler aufsteigender Pluton hat "Seiten" an denen sich bei der Platznahme auch +/- horizontale Risse und Sprünge ausbilden müssten, die anschliessend ebenfalls mineralisiert werden und irgendwann im Zuge der Erosion in oberflächennahe Gebiete kommen.

Passiert aber anscheinend nicht oder nur ziemlich selten. Und die Frage bleibt : warum eigentlich nicht...?

Nochmals Danke für Eure Beiträge und Gedanken

 Glück Auf

Thomas

P.S. Ach ja noch etwas : Schneeberg am Passeier ist keine hydrothermale Lagerstätte, sondern vermutlich eine metamorph überprägte und tektonisch zerstückelte Sedexlagerstätte

[Stefan]

Hallo Thomas,

die Zirkulation die bereits von Helge erwähnt wurde ist doch eine Erklärung. Ja horizontaler ein Gang verläuft desto weniger Zirkulation ist zu erwarten.

Gruß Stefan

[Uwe Kolitsch]

"Aber so ein Pluton muß ja keineswegs immer von unten eindringen, sondern kann auch seitlich Platz nehmen. und selbst ein ganz normaler aufsteigender Pluton hat "Seiten" an denen sich bei der Platznahme auch +/- horizontale Risse und Sprünge ausbilden müssten, die anschliessend ebenfalls mineralisiert werden und irgendwann im Zuge der Erosion in oberflächennahe Gebiete kommen."

Selbst dann spielt die geothermische Tiefenstufe eine Rolle: bei seitlicher Platznahme (Lagergang oder oberer Teil eines Lakkoliths) ist es oberhalb des Plutons im Vergleich immer kühler und daher anfälliger für Sprödbruch = Rissbildung. Risse unterhalb können daher auch schneller verheilen, sofern das Gestein noch relativ plastisch ist.