Die Genese ostelbanischer Eisenerzlagerstätten und deren Zusammenhang mit Messinischer Extensionstektonik

Abstract

Die Genese ostelbanischer Eisenerzlagerstätten steht in engem Zusammenhang mit Miozäner Extensionstektonik und der Platznahme granitischer Plutone in eine Serie schwach regionalmetamorpher Gneise, Marmore und Schiefer. Die pyrometasomatisch-hydrothermalen Vererzungen sind teilweise mit Skarnen vergesellschaftet und zeigen einen N-S gerichteten Temperaturtrend in Abhängigkeit ihrer Distanz zum Pluton. Es lassen sich verschiedene Typen und Generationen von Eisenoxiden und -sulfiden unterscheiden, die eine einphasige Abkühlung bei schwankenden und insgesamt niederen O2-Fugazitäten aufgrund hydrothermaler Zirkulation großer eisenreicher Fluidmengen belegen. Es konnte eine magmatische Schwefelquelle bewiesen werden; Untersuchungen der Fluid Einschlüsse zeigen hohe Salzgehalte eines magmatisch dominierten Fluids. Laserablation an kogenetischer Mineralpaaren bestätigen ein hohes Fluid:Gesteins Verhältnis, so dass von einem Fluid dominierten Konvektionssystem ausgegangen wird. Es können 2 Typen von Eisenerzlagerstätten unterschieden werden. Die Lagerstätten von Ginevro und Sassi Neri bildeten sich autochthon über dem südöstlich Elbas gelegenen Porto Azzurro Pluton, während die allochthonen Lagerstätten von Capo Calamita, Terra Nera, Rio Marina und Rio Albano bis 5.5 km entlang der Zuccale Detachment Fault nach Osten transportiert wurden. Die allochthonen Lagerstätten vererzten und verskarnten östlich des Monte Capanne Plutons (West Elba), nach dem Abgleiten der Flysch-Decken nach Osten. Die ähnliche Elementverteilung der Eisenoxide und Eisensulfide in allen Lagerstätten beweist große Fluidmengen mit geringen Schwankungen, der Chemismus der Fluid Einschlüsse und die Isotopenfraktionierung bestätigen eine einphasige Genese eines magmatisch dominierten Fluids für alle Lagerstätten. Die primären Erzanreicherungen wurden aus den Triassischen Sedimenten des Verrucano remobilisiert und vorzugsweise entlang der N-S streichenden Störungssysteme sekundär ausgefällt.

In eastern Elba, a N-S trending belt of iron ore deposits, mainly containing hematite, magnetite and minor pyrite, were formed near the contact to shallowly underlying late Miocene granites. A detailed study of their parageneses, ore mineralogy, and their structural relationship allows to reconstruct the depositional evolution. The Miocene pyrometasomatic - hydrothermal mineralization, associated with skarn formation, precipitated parageneses at temperatures which did not surpass 500°C at most. Up to two pyrite, three magnetite, and three hematite generations crystallized or replaced each other. Silican magnetite and magnetite enclosing remnants of cassiterite appear besides of chalcopyrite, galena and pyrrhotite in joints. Magnetite-dominated deposits in the south and hematite-rich deposits in the north of the ore belt can be distinguished. A genetic scheme is proposed including pre-Miocene iron enrichment, late Miocene contact metasomatism, Fe-(re)mobilization and ore formation by hydrothermal circulation. Cassiterite, ilvaite and other skarn minerals as well as the absence of typical magmatic parageneses indicate a fluid-dominated remobilisation process of an Fe-rich source rock, depending on the distance to the intrusion. No simple evolutionary trend along stability field interfaces occurs. The iron ore deposits of eastern Elba were formed in connection with late Miocene (Messinian) shallow magmatic heat source in the cause of granitoid emplacement. Due to metasomatic and hydrothermal processes iron-rich skarns emerged. The primary preconcentration of iron is synsedimentary (late Paleozoic-Triassic). The deposits are lined up in NS direction and show a temperature zoning. The Elban ore deposits were subject to different explanation models: Epigenetic (pyrometasomatic) formation directly related to the Tertiary intrusive bodies, or a Volcano-sedimentary formation of Permo-Triassic age and subsequent Alpine metamorphic overprinting.