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Lagerstätten

Chibiny - Eveslogchorr
Chibiny - Eveslogchorr

Alkaligesteinskomplex Berg Eveslogchorr im Chibiny-Massiv,
Kola Halbinsel, Russland;
Im Hintergrund Blick auf den Berg Kukisvumchorr

Collector


Alkaligesteinskomplexe



Was sind Alkaligesteine ?

Alkaligesteine (engl.: alkaline rocks) (nicht immer zutreffend als Alkalipegmatite bezeichnet) sind magmatische Gesteine, welche durch einen hohen Anteil an Alkalimetallen und geringen SiO2-Gehalt gekennzeichnet sind. Bezogen auf einen bestimmten SiO2-Gehalt enthalten sie vergleichsweise viel Na2O und K2O und unterscheiden sich dadurch - sowie durch das mögliche Auftreten von Foiden, Alkalipyroxenen und Alkaliamphibolen von den Kalkalkali-Magmatiten neben Feldspat und dem Fehlen von Quarz.

Daneben können in Alkaligesteinen zahlreiche weitere Minerale auftreten: Pyroxene (häufig Ägirin, Augit, Melilith), Amphibole (u. a.Richterit, Kaersutit), Olivin, Glimmer, Granat und andere. Alkaligesteine können sowohl Vulkanite, Subvulkanite bzw. Ganggesteine und Plutonite bilden. Aufgrund der sehr variablen mineralogischen Zusammensetzung existiert eine Fülle von verschiedenen Gesteinsnamen. Zu den bekannteren und verbreiteten Vertretern zählen Basanit, Tephrit, Essexit, Phonolith, Foid-Syenit, Melilithit, Shoshonit, Nephelinit, Hawaiit, Alkalibasalt, Ankaramit, Lamproit, Lamprophyr und Kimberlit.

Alkaligesteine sind typisch für den Intraplattenmagmatismus. Die Gesteine können in natrium- oder kaliumbetonte Glieder eingeteilt werden.

Alkaligesteine treten sowohl im ozeanischen (z. B. auf Hawaii und Island) als auch im kontinentalen Bereich auf. Sie werden heute in zahlreichen aktiven Vulkangebieten zutagegefördert, sind jedoch nur untergeordnet am Aufbau der Erdkruste beteiligt. Im kontinentalen Bereich stehen sie in räumlicher und zeitlicher Verbindung mit der Entstehung von Riftsystemen wie etwa dem Ostafrikanischen Graben. Häufig treten Alkaligesteine gemeinsam mit Karbonatiten auf und bilden so genannte Alkaligesteins-Karbonatitkomplexe. Ein Beispiel in Deutschland ist hierfür der Kaiserstuhl im südlichen Oberrheingraben.

Interessant sind Alkaligesteine bzw. Alkalibasalte vor allem aufgrund der Tatsache, dass ihre Magmenquellen sehr tief im Erdmantel sitzen, sie sehr schnell aus dieser Tiefe aufsteigen und häufig Erdmantelxenolithe zu Tage fördern. Diese Xenolithe sind für die Wissenschaft sehr wichtige Gesteine, da sie einen unmittelbaren Einblick in die chemische und mineralogische Zusammensetzung des Oberen Erdmantels geben.
Quelle: wikipedia)

Alkaligesteins-Massive enthalten weitaus mehr Mineralspezies als alle anderen bekannten Lagerstättenarten. In manchen Alkali-Gesteinskomplexen ist es möglich, mehr als 10 % aller bisher bekannten Mineralien (ca. 4000) zu finden. Die Gründe dafür sind, dass fast alle Elemente des periodischen Systems in Alkaligesteinen enthalten sind, sowie die Chemie der alkalischen Magmen. Den Rekord mit den meisten Mineralspezies halten das Lovozero- und das Chibiny-Masssiv auf der Kola-Halbinsel in Russland, direkt gefolgt von Mont Saint-Hilaire in Quebec, Canada.

In der (älteren) petrographischen Literatur wird den Alkaligesteinen wegen ihrer Vielzahl ein großes Kapitel gewidmet. So wurden ca. 40% aller magmatischen Gesteine als Alkaligesteine bezeichnet - wenngleich die quantitative Bedeutung dieser Gesteingruppe, sofern man von den Alkali Basalten (definiert in TAS) absieht, nur gering ist. In Europa sind nur 1,27 % der Fläche aller Intrusivgesteine alkalisch, auf allen Kontinenten nur 0,17 %. Die Gesamtfläche aller weltweiten Alkaligesteine beträgt etwa 22.000 qkm, davon in Europa 9.300 qkm. (tw. zitiert Wimmenauer).

Alkaligesteins-Intrusivkörper haben oft einen konzentrischen Aufbau; häufig Lakkolithe, Gänge, Ringgänge und Cone Sheets.


Was bedeutet agpaitisch ?

(Agpait, engl.: agpaite, agpaitic)

Agpaitisch ist eine generelle Bezeichnung für eine Gruppe von Alkaligesteinen; definiert als peralkalische Nephelin Syenite mit komplexen Zr- und Ti-Mineralien (wie Eudialyt und Mosandrit / Rinkit) anstelle von einfachen Mineralien wie Zirkon oder Ilmenit, welche an Kieselsäure untersättigt sind und sich durch ein Defizit an Aluminium auszeichnen.

Der Begriff wurde oft, jedoch falsch, als Synonym für peralkalisch benutzt. Die Bezeichnung stammt vom Vorkommen in Agpat, Illimaussaq, Grönland.


Die wichtigsten Alkaligesteine

(mit entsprechendem QAPF-Feld oder TAS-Stellung (total alkali versus silica)

Agpait
Agpait

Agpaitischer peralkaliner Nephelinsyenit;
Nyorkhpakh, N des Vuonnemiok-Flusses, Chibiny, Kola-Halbinsel, Russland;
Zusammengesetzt aus Eudialith, Ägirin, Nephelin, Pyroxen.

James St. John
  • Alkali Basalt (TAS)
  • Alkali Feldspat Charnockit (QAPF 2)
  • Alkali Feldspat Granit (QAPF 2)
  • Alkali Feldspat Rhyolith (QAPF 2)
  • Alkali Feldspat Syenit (QAPF 6)
  • Alkali Feldspat Trachyt (QAPF 6)
  • Alkaligabbro ist eine Gabbro-Varietät mit Analcim oder Nephelin (QAPF 10)
  • Nephelinit (QAPF 15c)
  • Phonolith (QAPF 11
  • Syenit (QAPF 6)
  • Tephrit (QAPF 14)
  • Foid Syenite (e.g. Nephelin Syenit) (QAPF 11)

Variationen des Nephelin (Foid)-Syenits

  • Chibinite: klein- bis grobkörnige Gesteine von grünlichgrauer Farbe von trachytartiger Textur; deren Nephelin-Körner das Gestein bei Verwitterung in einen feinen Grus? umwandeln.
  • Rischorrite: Nephelinsyenite von hellgrauer Farbe mit gelblich/grünlichem Schimmer und einer massiven Textur. Das Feldspat-Analogon zu den Chibiniten erhielt den Gesteinsnamen nach dem Berg Rischorr.
  • Ijolithe: graue mittelkörnige Gesteine mit Nephelin-Körnern und einem kennzeichnenden fetten Bruch. Die Hohlräume zwischen den Nephelin-Kristallen werden von Prismen oder wirr-faserigen Aegirin-Aggregaten, rundlichen Feldspat-Körnern, braunen Titanit-Kristallen sowie von Lamprophyllit- und Biotit-Schuppen ausgefüllt.
  • Urtite: hellgrüne bis grünlichgraue mittelkörnige Gesteine mit einem Nephelin-Gehalt von 70-90% in Assoziation mit Aegirin, Kaliumfeldspat, Titanit und Apatit.
  • Foyaite: grobkörnige, hellgraue bis schwarze Gesteine des zentralen Komplexteiles, die zu 60-70% aus Kalifeldspat, Nephelin, Lepidomelan, Arfvedsonit, Titanit, Eudialyt, Astrophyllit u.a. bestehen.
  • Lujavritite: eine Ijolith - Varietät mit Ägirin-Augit, Nephelin, viel Titanit und weniger Apatit sowie K-Feldspat. Im Gegensatz zu Lujavrit, welcher am Lujavr-Urt im Lovozero-Massiv vorkommt, tritt der Lujavritit im Chibiny-Massiv auf der Kola Halbinsel auf.

Anmerkung: Subalkalische Gesteine sind keine alkalischen Gesteine ! (Subalkali Basalt: Ein Gruppenname für Basaltvarietäten (TAS), welche keinen normativen Nephelin enthalten)

Nephelinsyenit
Nephelinsyenit

Foid Syenit - Varietät Nephelin Syenit; Fundort: Alter do Chao, Portalegre, Alentejo, Planicies, Süd-Portugal

Collector
Foyait
Foyait

Nephelin Syenit - Varietät Foyait mit foyaitischer (plattiger) Textur; Fundort: Berg Eweslogchorr, Chibiny, Kola, Russland

Collector
Lujavrit
Lujavrit

Ultraagpaitische melanokrate Nephelin Syenit- Varietät mit Eudialith,;
Arfvedsonit und Ägirin mit perthitischem Alkalifeldspat;
Fundort: Lujavr-Urt, Lovozero-Massiv, Kola-Halbinsel, Russlan...

Collector
Chibinit
Chibinit

Chibinit, Rasvumchorr, Chibiny-Gdebirge, Kola-Halbinel, Russland

Peter Seroka
Ijolith
Ijolith

Ijolith mit Loparit;
Niortpakh, Chibiny-Gebirge, Kola-Halbinsel, Russland;
3x3 cm

Rob Lavinsky
Urtit
Urtit

Urtit mit Ägirin-Augit, Zorit und Rait. Die Grundmasse besteht größtenteils aus hellgrünem Ägirin-Augit. Yubileinya-Pegmatit, Berg Karnarsurt, Lovozero-Gebirge, Kola Halbinsel, Murmansk Oblast, Rus...

Collector

Charakteristische Mineralien der Alkaligesteine

  • Salische Mineralien (e.g. die Foide)

    • Nephelin, Kalsilit, Leucit, Analcim, Sodalith, Nosean, Hauyn, Cancrinit, Vishnevit, Lasurit, Afghanit
  • Femische Mineralien (Mafite)

    • Ägirin, Ägirinaugit (Mischkristalle von Ägirin mit Augit), Riebeckit, Arfvedsonit, Magnesiokatophorit u.a.

Weltweit bekannteste Alkaligesteinskomplexe

  • Deutschland: Kaiserstuhl (Baden-Württemberg)
  • Norwegen: Oslo-Graben (Gebiet des Langesundfjord)
  • Grönland: Igaliko, Illimaussaq, Narssarsuq, Gardiner Komplex (Kangerdlugsusuaq), (gesamt ca. 44 Vorkommen)
  • England: Loch Borrolan, Assynt, Schottland
  • Ukraine: Oktyabriskiy Massiv
  • West-Afrika: Los Archipel, Guinea
  • Ost-Afrika: Kisingiri, Kenia; Toro-Ankole, Uganda; Lueshe, Zaire; (gesamt ca. 140 Vorkommen)
  • Südafrika: Bushveld-Komplex, Pilanesberg
  • Brasilien: Itapirapua, Itatiaia, Jacupiranga, Pocos de Caldas, (gesamt ca. 116 Vorkommen)
  • Canada: Mont Saint-Hilaire, St. Amable; (gesamt ca. 165 Vorkommen)
  • USA: Leucite Hills, Wyoming; Mountain Pass, Kalifornien; Terlingua, Texas; Point of Rocks, New Mexico; Magnet Cove, Arkansas; (gesamt ca. 144 Vorkommen)
  • Russland: Synnr, Baikalsee; Murun, Angara-Tungus-Gebiet, Aldan, Jakutien, Sibirien; Inagli, Aldan, Jakutien, Sibirien; Chibiny- und Lovozero sowie Afrikanda (Kola-Halbinsel); Ilmeno-Vishnevogorskiy (Ural); (gesamt ca. 240 Vorkommen)
  • China: Saima
  • Indien: Koratti
  • Afghanistan: Sar-e-Sang, Badakhshan
  • Tadjikistan: Dara-i-Pioz

Apatit-Lagerstätten im Chibiny-Gebirge auf der Halbinsel Kola in Russland

Das Chibiny-Massiv auf der russischen Halbinsel Kola, das eine Fläche von über 1300 km² einnimmt, liegt zwischen den Seen Imandra im Westen und Umbozero im Osten. Höchster Berg ist der Tchasnachorr mit fast 1200 m. Im Osten liegen die Täler der Flüsse Tuljok, Vuonnemiok und Maivaitajok. Der Chibiny-Komplex hat eine Ausdehnung von ca. 40 km.

Eine vielfältige Vegetation reicht von einer lichten Fichten-Birken-Taiga über Wald- und Strauchtundra bis hin zur Flechtentundra und zu steinigem Ödland. Dabei nehmen letztgenannte Zonen einen großen Teil des kristallinen Chibiny-Massivs ein. Geologie

Der global größte Alkalipluton Chibiny, welcher vor rd. 365 Mio. Jahren sowohl die archaischen Granitgneise als auch die metamorphen Vulkanite durchbrochen hat, besteht aus insgesamt 8 Hauptgesteinskomplexen, die eine geschichtete Intrusion darstellen. Zu einem im Osten des Intrusivkörpers liegenden Zentrum lösen diese einander forlaufend von der Peripherie ab - unter den Gewässern des Umbozero-Sees beginnend und in einem Carbonatit-Stockwerk endend.

Der äußere Teil des Massivs bildet einen mächtigen, bis zu 15 km weiten Bogen foid-syenitischer (nephelin-syenitischer) Chibinite, Ijolithe, Rischorrite, Urtite, Foyaite und Lujavrite.

Das Carbonat-Stockwerk besteht aus einem recht dichten Gangnetz, das von einer mächtigen alluvialen Ablagerungsschicht sowie dem Wasser des Umbozero-Sees überlagert wird. Hier wurden Apatit-Aegirin-Biotitgänge (< 50% Carbonat-Anteil), Carbonat- und Carbonat-Zeolith-Gänge entdeckt. Alkalische Pegmatite, die in allen Gesteinsarten verbreitet sind und in ihrer mineralogischen Zusammensetzung von der Art des Nebengesteins abhängig sind, finden sich im Chibiny-Massiv vielfältig und zahlreich.

Die mineralführenden Zonen treten in den oben beschriebenen Foidsyeniten innerhalb der Magmatite des Chibiny-Massivs auf. Die mineralisierten Vorkommen stammen aus mehreren intrusiven Phasen und innerhalb der ca. 1 km mächtigen Zweitphase des Apatit-Nephelin Syenits liegt ein 100 m mächtiger und 11 km langer Bogen von Ijolith-Urtit, mit welchem die Apatit-Nephelin Syenite assoziiert sind. Die Lagerstätten enthalten 10 bis 80% Nephelin, 15-75 % Apatit, 5-12 % Titainit, Titanomagnetit und Feldspat sowie 1-25 % taubes Gestein. Eine einzelne Apatit-Lagerstätte liegt zwischen +1.050m bis -650m Höhe/Tiefe oberhalb/unterhalb Meereshöhe und enthält die Kukisvumchorr-, Yuksporr-, Rasvumchorr- und Apatit-Zirkus Erzkörper. Die Koashva- und Niorpakh-Erzkörper sind der SE-Teil der vererzten Zone und bieten aufgrund ihrer Erzreserven Zukunfstperspektiven.

Chibiny - Kukisvumchorr
Chibiny - Kukisvumchorr

Kukisvumchorr (Chibiny) - Ansicht Abbau und Halden; Aufgenommen vom Berg Yukspor

Peter Seroka
Kirovskii-Apatit-Mine
Kirovskii-Apatit-Mine

Stand 1998

Pavel M. Kartashov
Tsentral'nyi mine (Centralnyi Mine; Central Mine)
Tsentral'nyi mine (Centralnyi Mine; Central Mine)

(Centralnyi Mine; Central Mine) am Berg Rasvumchorr

Aksel Österlöf
Chibiny Koashva
Chibiny Koashva

Lagerstätte und Apatit-Bergbau am Berg Koashva, Chibiny-Massiv, Kola Halbinsel, Murmansk Oblast, Russland

Anastasija Bosija
Lagerstätte Kirovsk - Kukisvumchorr
Lagerstätte Kirovsk - Kukisvumchorr

Apatitbergbau in der Lagerstätte Kirovsk - Kukisvumchorr

Aksel Österlöf
Loparskaya-Tal, Yukspor, Chibiny
Loparskaya-Tal, Yukspor, Chibiny

Mittlerer Teil des Loparskaya-Tals, Yukspor, Chibiny, mit den Halden der Saamskii Mine. Der am weitesten hinten zu sehende Berg ist der Poachvumchorr.

Pavel M. Kartashov

Der Hauptabbau findet an den Einzellagerstätten Kukisvumchorr, Yuksporr und Rasvumchorr statt. Die Rasvumchorr Untertagegrube baut am Apatit-Zirkus ab; der Tsentralny Tagebau beutet den Plateau-Erzkörper des Rasvumchorr aus und die Vostochny (Ost)-Grube fördert Erz in den Tagebauen am Koashva und am Niorpakh. Es gibt in der Chibiny-Region vier weitere potentielle Erzkörper, welche als Reserven gelten. Sie enthalten 4,3 Mrd t Apatiterz, inklusive einer Staatsreserve von 1,4 Mrd t. Die Lagerstätte Kuelporr ist ebenfalls exploriert und als öffentliche Reserve vorgesehen.

Koashva - Kola
Koashva - Kola

Lagerstätte und Apatit-Abbau am Berg Koashva, Halbinsel Kola

Aksel Österlöf
Niorpakh - Kola
Niorpakh - Kola

Lagerstätte und Apatit-Abbau am Berg Niorpakh, Halbinsel Kola

Aksel Österlöf
Saamski - Kola
Saamski - Kola

Lagerstätte und der älteste Apatit-Abbau Saamski, Chibiny-Massiv, Halbinsel Kola

Aksel Österlöf

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