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Lagerstätten


Brekzie im Dünnschliff
Brekzie im Dünnschliff

Brekzie aus farbigen Jaspis- und Hornsteinfragmenten, Arkansas, USA

James St. John

Hydrothermale Brekzien-Typ-Lagerstätten




Brekzien

Eine Brekzie ist ein Gestein, das aus Gesteinstrümmern eckiger Form besteht, die in einer feinkörnigen Grundmasse liegen. Brekzien sind ähnlich aufgebaut wie die Konglomerate, bei denen jedoch im Unterschied zur Brekzie abgerundete Gesteine in einem Bindemittel eingeschlossen sind. Die Korngröße übersteigt zwei Millimeter, Gesteine mit eckigen Körnern kleinerer Korngröße werden als Mikrobrekzie bezeichnet. Unterschieden werden Brekzien nach ihrer Entstehung, so etwa in sedimentäre, vulkanische, diagenetische, tektonische und Impakt-Brekzien. Bestehen die Bruchstücke aus nur einem Gesteinstyp, ist die Brekzie monomikt, sind es unterschiedliche, dann ist sie polymikt.

Terrtiäre Brekzie
Terrtiäre Brekzie

Tertiäre Brekzie vom Resting Spring Pass, California

Mark A. Wilson
Brekzien
Brekzien

Mega-Brekzien im Titus Canyon, Death Valley National Park, Clifornia, USA

US National Park Services (NPS)

Brekzienerz ist Erz als Zwickelfüllung der Komponenten einer Brekzie, abgeschieden aus hydrothermalen Lösungen, meist die Folge einer hydrothermalen Fragmentierung (s.a. > Hydrothermale Brekziierung).


Sedimentäre Brekzien

Die Entstehung sedimentärer Brekzien erfolgt meistens in geringer Entfernung von jenem Ort, an welchem die Zertrümmerung des Ausgangsmaterials stattgefunden hat. Dies ist von der groben, kantigen Form der verbackenen Bruchstücke abzuleiten, da weite Transportwege (z. B. als Sedimenteintrag in Wasserläufen oder Gletschern) in der Regel zu einer Abrundung der Kanten führen. Anlass zur Entstehung einer Brekzie ist meistens eine Massenbewegung, wie zum Beispiel bei einem Bergsturz, einer Hangrutschung oder untermeerische Trümmermassen vor einem Riff. Beim Einsacken oder Einsturz von Gesteinshohlräumen infolge Auslaugung und Subrosion entstehen aus dem nachgestürzten Material Einsturz-, Einbruchs- oder Auslaugungsbrekzien. Da Fanglomerate, die besonders in Wüstengebieten bei Starkregen von Berghängen in die Ebenen gespült werden, oft noch eckige oder nur leicht gerundete Klasten beinhalten, werden sie gelegentlich auch als Schlammbrekzien bezeichnet.


Kollapsbrekzien

Eine Kollapsbrekzie ist ein klastisches Sedimentgestein, das aus wenig verfrachteten und daher eckig-kantigen Bruchstücken besteht, die durch ein kalkiges, toniges oder kieseliges Bindemittel (< 30%) verkittet sind. Eine Kollapsbrekzie ist durch zahlreiche Einbruch- und Kollapsstrukturen gekennzeichnet. Kollapsbrekzien entstehen im Zusammenhang mit Lösung von Evaporiten im Liegenden. Die hangenden Schichten werden von einem bestimmten Punkt an instabil und brechen ein. Oft wird Calcitzement zwischen den Gesteinstrümmern abgeschieden. (Quelle: GeoDZ)


Kollaps-Brekzienschlote

Kollaps-Brekzienschlote (engl.: Collapse breccia pipes) treten innerhalb vertikaler, zirkularer lösungsbedingter Kollapsstrukturen auf, welche durch Auslösung von Kalkstein durch das Grundwasser entstanden sind. Diese Schlote sind charakteristisch mit ein-oder heruntergefallenen grobkörnigen Kalksteinfragmenten und Fragmenten der aufliegenden Sedimente gefüllt. Sie können zwischen 30 bis 200 m Durchmesser haben und bis zu 1.000 m tief sein. Kollaps-Brekzenschlote sind wertvolle sedimentäre Uranlagerstätten


Vulkanische Brekzien (Schlotbrekzien)

Andere häufig vorkommende Prozesse, die eine Entstehung von Brekzien ermöglichen, sind Explosionsereignisse, wie etwa bei Vulkanausbrüchen. Hier bilden sich Eruptionsbrekzien, oder bei Ablagerung noch im Vulkanschlot so genannte Schlotbrekzien. Vulkanische, subvulkanische oder intrusive Schlotbrekzien sind verformbare Lavafetzen und Blöcke alter Lava, die bei einer Erst- oder Initialeruption eines Vulkans, welche den Schlot freiräumt, freigesetzt werden. Schlotbrekzien füllen auch meist die Diatreme (Durchschlagsröhren).

Sind die groben Komponenten in Tuff eingebettet, spricht man auch von Tuffbrekzien. Die Oberfläche von zähflüssigen Lavaströmen löst sich, durch die Fließbewegungen und Autobrekziierung, oft in Blocklava auf.


Diagenetische Brekzien

Weniger häufig sind diagenetische Brekzien, die sich während des Prozesses der Gesteinsentstehung und -verfestigung bilden, die so genannten intraformationellen Brekzien. Diese entstehen durch das Zerbrechen von schon verfestigten Gesteinsschichten durch Erdbeben oder dadurch, dass eine schon verfestigte Gesteinsschicht – in vielen Fällen Kalkstein – durch hohen Porenwasserdruck infolge zunehmender Überlagerung mit neuem Sediment zerbricht. Beispiele für dieses Phänomen finden sich etwa in der Mittleren Trias der Nördlichen Kalkalpen.


Tektonische Brekzien

Nicht selten sind Brekzien, die durch das Zerbrechen von Gestein aufgrund einer Störung entstehen (Reibungsbrekzie, Störungsbrekzie, Verwerfungsbrekzie, Gangbrekzie). Tektonische Brekzien weisen je nach Entstehungsbedingungen, vor allem Druck und Temperatur, unterschiedliche Gefüge auf, die bestimmte Brekziengesteine charakterisieren (Kakirit bzw. Bruchbrekzie, Kataklasit).


Impaktbrekzien

Das Vorkommen von Brekzien kann in manchen Fällen ein indirekter Nachweis für ein Impaktereignis sein, bei dem ein Meteorit die Gesteine zertrümmert und durch hohe Drücke verdichtet und zusammengebacken hat. In Deutschland kommen solche Impaktbrekzien zum Beispiel in Form der Bunten Brekzie in den Meteoritenkratern des Nördlinger Ries und im Steinheimer Becken vor.

Brekzienerz ist Erz als Zwickelfüllung der Komponenten einer Brekzie, abgeschieden aus hydrothermalen Lösungen, meist die Folge einer hydrothermalen Fragmentierung (hydrothermale Brekziierung).

Eine Kollapsbrekzie ist ein klastisches Sedimentgestein, das aus wenig verfrachteten und daher eckig-kantigen Bruchstücken besteht, die durch ein kalkiges, toniges oder kieseliges Bindemittel (< 30%) verkittet sind. Eine Kollapsbrekzie ist durch zahlreiche Einbruch- und Kollapsstrukturen gekennzeichnet. Kollapsbrekzien entstehen im Zusammenhang mit Lösung von Evaporiten im Liegenden. Die hangenden Schichten werden von einem bestimmten Punkt an instabil und brechen ein. Oft wird Calcitzement zwischen den Gesteinstrümmern abgeschieden. Sedimentäre Kollapsbrekzien sind u.a. wertvolle (Quelle: GeoDZ)


Hydrothermale Brekziierung

Bildung von Brekzien in Zusammenhang mit der Zirkulation von heissen wässrigen Lösungen (hydrothermale Lösungen), besonders häufig und wichtig bei der Entstehung von hydrothermalen Lagerstätten, wobei durch den Vorgang der Brekzienbildung (Zerreissen von Nebengestein oder schon älterer hydrothermaler Abscheidungen) Hohlräume geschaffen werden, in denen erneut Mineralien abgeschieden werden können. Riss- und Bruchbildung treten bevorzugt in Förderkanälen (Schlot) auf, dabei vorwiegend explosiv (Abbau eines Gasüberdruckes) bei der Intrusion magmatischer Schmelzen, Entgasung hochliegender Magmakammern, Explosion von Formations- und Porenwasser durch magmatische Aufheizung (phreatische Explosionen), phreatomagmatischen Explosionen, aber auch implosiv durch den Abbau von Porendruckgradienten durch Hohlraumbildung als Folge von Bewegungen an Störungsflächen (Dilatations- und Implosionsbrekzien) GeoDZ

Brekzien gehören zu den meistverbreiteten Gesteinstexturen in hydrothermalen Ganglagerstätten. Vorausgegangene Studien bestanden in der Regel hauptsächlich daraus, qualitativ beschreibende Annäherungen zu entwickeln, was jedoch zu einer konfusen Menge von Begriffen führte. Es gibt zahlreiche Ursprünge der Brekziierung ; daraus resultierend hochkomplexe Klassifizierungssysteme und häufige Fehlinterpretationen von Fazies. Ein Rückblick der Haupt-Brekziierungsprozesse in hydrothermalen Ganglagerstätten erlaubt eine Unterscheidung zwischen chemischen und physikalischen Mechanismen, inklusive tektonischer Zertrümmerung, erosiver Abtragung (Abrasion), zwei Arten von flüssigkeitsunterstützter Brekzierung (hydraulisch und kritisch), Dilatation oder Reduktion, Impakt und Kollaps. Jeder dieser Mechanismen kann mittels nichtskalarer Parameter unterschieden werden, welche die Brekziengeometrie beschreiben, inklusive Fragment-Morphologie, Größenverteilung der Fragmente, Gefüge und Dilatationrate.


Literatur

  • Jebrak, M., 1997; Hydrothermal breccias in vein-type ore deposits: A review of mechanisms, morphology and size distributionOre Geology Reviews DOI:10.1016/S0169-1368(97)00009-7 pp.111-134


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