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Woher kommt der Schwefel in Sulfidische Lagerstätten ?

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Lothar Schuh:
Hallo,
SEDEX, VMS, Porphyritische Lagerstätten entstehen vereinfacht durch hydrothermales Wasser aus dem unter bestimmten p/T-Bedingungen Pentlandit, Chalkopyrit usw auskristallisiert und in Rissen etc ablagert. Die Prozesse kenne ich alle...

Meine Frage: woher kommt der ganze Schwefel?
- ist der schon im Erdmantel / Magma
- oder bringt Subduktion zB Gips im den Mantel und gibt gibt es einen "S-Kreislauf"

Lothar

smaragd123:
Hallo Lothar
Zuerst einmal kannst du die ganzen Lagerstätten-Arten die du aufgezählt hast nicht einfach der hydrothermalen Entstehung zuordnen. Gerade bei deinen 3 Beispielen spielen auch noch viele andere Prozesse eine wichtige Rolle.

Unabhängig davon muss man schauen welchen Schwefel du nun genau meinst. Meinst du den Schwefel als chemisches Element in Mineralen, wie eben auch dem Chalkopyrit oder meinst du den gediegenen Schwefel, aus Lagerstätten wie Agrigento/Sizilien oder Potosi/Bolivien.

So wie ich es verstanden habe meinst du den Schwefel als Element in den Mineralen, die eben in deinen genannten Lagerstäten vorkommen. Prinzipiell ist es aber egal, da sich 3 verschiedene Hauptentstehungsarten unterscheiden:
 
1. Ja Schwefel kommt in Magma, meist in gasförmiger Form (teils in hohen Mengen) vor. Sieh zum Beispiel die großen Schwefel-Lagerstätten an Vulkanen. Schwefel macht auch 0,46% der gesamten Erde aus. Ein gutes Beispiel sind da deine Vulkanogen-massiven-Sulfiderz-Lagerstätten (VMS). Das H2S in deinem Magma kommt da an die Meeresbodenoberfläche und kann sich mit anderen Fluiden vermischen, wodurch verschiedenste Minerale entstehen. Auch in Plutoniten bilden sich die Sulfide und Sulfosalze durch Liquide Entmischung von Sulfidschmelzen.  Außerdem können auch Sulfate aus dem Meerwasser durch Permeation in die Gesteine eindringen, wodurch es wiederum zu verschiedensten Reaktionen kommt.

2. Wie schon angesprochen enthält das Meerwasser Schwefel (bis zu 8%), das meiste gelöst als SO42- Ionen, sodass durch Verdampfen (Evaporation) Sulfate, wie Gips oder Coelstin gebildet werden können.

3. Ein weiterer riesiger Punkt ist die "Entstehung" von Schwefel durch Mikrobakterien, Cyanobakterien usw. (siehe zum Beispiel Pyrit Lagerstätte Navajun/Spanien), da kenne ich mich aber nicht wirklich mit aus.

Bei den genannten Lagerstätten wird der Schwefel in den Mineralen aber durch den Anteil am Magma/Lava und vielleicht noch in geringen Mengen durch die Reaktion mit anderen Gesteinen (z.B. bei den Porphyrischen Lagerstätten) in die Minerale gekommen sein.

Ich hoffe das hilft dir weiter, falls ich etwas vergessen hab, bitte ich um Ergänzung.


Grüße Noah

guefz:
Hmmm, H2S ist eigentlich kein Gas, das in großen Mengen bei Vulkanausbrüchen austritt, Schwefel ist da mehr in Form von SO2 dabei. Zahlen habe ich jetzt auf die Schnelle für die Holuhraun Eruption in Island 2014/2015 gefunden

Gas Ratios (Mol/Mol)  25%–75% Percentiles   Emissions (Mt)
H 2 O/CO 2                     5–16
H 2 O/SO 2                     18–98                              H 2 O: 49–263 (34–394)
CO 2 /SO 2                     0.3–2                               CO 2 : 5.1 (3.6–7.6)
SO 2 /H 2 S                      9–13                             H 2 S: 0.4–0.6 (0.3–0.9)
SO 2 /HCl                    46–79                                 HCl: 0.07–0.1 (0.05–0.2)
SO 2 /HF                      34-122                              HF: 0.02–0.09 (0.02–0.1)

Quelle: https://www.mdpi.com/2076-3263/8/1/29/pdf

Da ich im Oktober 2015 selber im Norden von Island war, kann ich den deutlichen Geruch nach Schwefeldioxid aus eigener Erfahrung bestätigen. Nach faulen Eiern roch da nur der ein oder andere Wasserhahn...

Günter

smaragd123:
Danke für den Hinweis, da hast du Recht gerade bei kontinentalem Vulkanismus ist es doch mehr das SO2 jedoch gibt es gerade in Island einige Vulkane die auch beachtliche Mengen Schwefelwasserstoff ausstoßen. Ich hab mal eine Abbildung von eskp.de rausgesucht.
Bei submarinem Vulkanismus ist H2S aber schon eines der wichtigsten Fluide, gerade im niedrig temperierten Bereich, dass auch z.B an den Black Smokern ausgestoßen wird und in Verbindung mit Metallenverbindungen der gleichen Enstehungstemperatur für verschiedenste Minerale sorgt.

Grüße Noah

aca:
Der Schwefel ist im Magma nicht als H2S/SO2 enthalten, sondern je nach Redoxbedingungen als Sulfide oder Sulfate. Pyrit ist z.B. in Granit sehr häufig.
Erst wenn das Magma wegen Druckverminderung ausgast, geht Schwefel in die Fluide über. Schwefel ist deutlich weniger "mobil" als Wasser und CO2.
Details kenne ich dazu nicht, aber wer's genau wissen will: "Sulfur in Magmas and Melts". Reviews in Mineralogy & Geochemistry, Vol.73, 2011.

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