TY - THES

T1 - Lithologische und geochemische Charakterisierung der Magnesitlagerstätte Breitenau (Grazer Paläozoikum/Ostalpen)

AU - Gallhofer, Daniela

N1 - gesperrt bis null

PY - 2010

Y1 - 2010

N2 - Die Spatmagnesitlagerstätte Breitenau des Grazer Paläozoikums (Ostalpen/Österreich) liegt in obersilurischen Anteilen der mittleren Hackensteiner Formation der Laufnitzdorf Gruppe. Die Lagerstätte wird aus unterschiedlichen Dolomit- und Magnesittypen aufgebaut, die lithostratigraphisch in der neu definierten Breitenau Subformation zusammengefasst werden. Die Karbonatgesteine der Lagerstätte bilden mehrere Bildungsgenerationen ab. Dolomikrosparit ist das Ausgangsgestein des Magnesits, Magnesit liegt in einer einzigen Generation vor. Aus Dolomikrosparit konnten zwei Conodontenfragmente langlebiger (Obersilur – Unterdevon) Conodontenapparate isoliert werden. Gegen Ende der Magnesitbildung entstanden Rosszahndolomit, pigmentreiche grobe Dolomitkristalle und sehr fein kristalliner Dolomit. Entlang von Spaltrissen und Kristallgrenzen des Magnesits tritt Redolomitisierung auf. Zu den jungen Dolomitbildungen zählen Dolomit in Störungen, Klüften und Drusen. Das Liegende der Breitenau Subformation bilden dunkelgraue, rote und grüne Schiefer, die in Dolomit-Quarz Gängen hypidiomorphe Breunnerit- und Mesitinkristalle enthalten. Hangend des Karbonatkörpers folgen Metatuffite mit Einschaltungen von violettem Kalk, Diabas und siltigem Dolomit sowie schwarzem, teils tuffitisch beeinflussten Tonschiefer in Wechsellagerung mit Lydit und Einschaltung von Metatuff. Kontakte von Magnesit und Dolomit im Gelände, petrografische Befunde, sowie geochemische und isotopenchemische Daten deuten auf eine metasomatische Bildung des Magnesits. In zonierten und in schwarzen Magnesitkristallen bildet das Pigment (v.a. Corg, Schichtsilikate) das ursprüngliche Gefüge des Dolomits ab (Abbildungsmetasomatose). Gelegentlich sind in Magnesitkristallen eindeutig primäre Dolomiteinschlüsse enthalten. Erhöhte CaO-Gehalte des Magnesits sind auf Dolomiteinschlüsse und Redolomitisierung zurückzuführen. Fe und Mn substituieren Mg im Magnesitgitter, FeO ist aber auch in Nebengemengteilen im Gestein enthalten. SiO2-Gehalte sind durch Chlorit und Quarz im Pigment bedingt. Im liegenden und zentralen Teil des Karbonatkörpers hat der Magnesit gute Qualität mit meist niedrigeren CaO-, SiO2-, und Fe2O3-Gehalten als im hangenden Bereich der Lagerstätte. Die Gehalte einiger Spurenelemente (Sr, Ba, Cr, Ni, Co) des Magnesits sind vergleichbar mit jenen von Magnesiten, die durch Mg2+ Metasomatose und in marin-evaporitischen Environments gebildet wurden. Ähnliche Muster der SEE-Verteilung in Dolomiten und Magnesiten deuten auf eine Entstehung des Magnesits durch hydrothermale Alteration bzw. Mg2+ Metasomatose. Pigmentfreier Magnesit zeigt eine starke Abreicherung der leichten SEE. δ13C- und δ18O-Werte sind vergleichbar mit jenen aus Spatmagnesiten der Grauwackenzone (Ostalpen). Das organische Material in Magnesit weist denselben Inkohlungsgrad (Anthrazit/Metaanthrazit) wie das Nebengestein auf. Der Ablagerungsraum könnte ein durch intrakontinentales Rifting in stark differenzierte Becken zergliederter passiver Kontinentalrand sein, in dem möglicherweise vulkanische Hochzonen („seamounts“ oder Inselvulkane) existierten. Das Alter der Magnesitmetasomatose ist nach wie vor Gegenstand der Diskussion.

AB - Die Spatmagnesitlagerstätte Breitenau des Grazer Paläozoikums (Ostalpen/Österreich) liegt in obersilurischen Anteilen der mittleren Hackensteiner Formation der Laufnitzdorf Gruppe. Die Lagerstätte wird aus unterschiedlichen Dolomit- und Magnesittypen aufgebaut, die lithostratigraphisch in der neu definierten Breitenau Subformation zusammengefasst werden. Die Karbonatgesteine der Lagerstätte bilden mehrere Bildungsgenerationen ab. Dolomikrosparit ist das Ausgangsgestein des Magnesits, Magnesit liegt in einer einzigen Generation vor. Aus Dolomikrosparit konnten zwei Conodontenfragmente langlebiger (Obersilur – Unterdevon) Conodontenapparate isoliert werden. Gegen Ende der Magnesitbildung entstanden Rosszahndolomit, pigmentreiche grobe Dolomitkristalle und sehr fein kristalliner Dolomit. Entlang von Spaltrissen und Kristallgrenzen des Magnesits tritt Redolomitisierung auf. Zu den jungen Dolomitbildungen zählen Dolomit in Störungen, Klüften und Drusen. Das Liegende der Breitenau Subformation bilden dunkelgraue, rote und grüne Schiefer, die in Dolomit-Quarz Gängen hypidiomorphe Breunnerit- und Mesitinkristalle enthalten. Hangend des Karbonatkörpers folgen Metatuffite mit Einschaltungen von violettem Kalk, Diabas und siltigem Dolomit sowie schwarzem, teils tuffitisch beeinflussten Tonschiefer in Wechsellagerung mit Lydit und Einschaltung von Metatuff. Kontakte von Magnesit und Dolomit im Gelände, petrografische Befunde, sowie geochemische und isotopenchemische Daten deuten auf eine metasomatische Bildung des Magnesits. In zonierten und in schwarzen Magnesitkristallen bildet das Pigment (v.a. Corg, Schichtsilikate) das ursprüngliche Gefüge des Dolomits ab (Abbildungsmetasomatose). Gelegentlich sind in Magnesitkristallen eindeutig primäre Dolomiteinschlüsse enthalten. Erhöhte CaO-Gehalte des Magnesits sind auf Dolomiteinschlüsse und Redolomitisierung zurückzuführen. Fe und Mn substituieren Mg im Magnesitgitter, FeO ist aber auch in Nebengemengteilen im Gestein enthalten. SiO2-Gehalte sind durch Chlorit und Quarz im Pigment bedingt. Im liegenden und zentralen Teil des Karbonatkörpers hat der Magnesit gute Qualität mit meist niedrigeren CaO-, SiO2-, und Fe2O3-Gehalten als im hangenden Bereich der Lagerstätte. Die Gehalte einiger Spurenelemente (Sr, Ba, Cr, Ni, Co) des Magnesits sind vergleichbar mit jenen von Magnesiten, die durch Mg2+ Metasomatose und in marin-evaporitischen Environments gebildet wurden. Ähnliche Muster der SEE-Verteilung in Dolomiten und Magnesiten deuten auf eine Entstehung des Magnesits durch hydrothermale Alteration bzw. Mg2+ Metasomatose. Pigmentfreier Magnesit zeigt eine starke Abreicherung der leichten SEE. δ13C- und δ18O-Werte sind vergleichbar mit jenen aus Spatmagnesiten der Grauwackenzone (Ostalpen). Das organische Material in Magnesit weist denselben Inkohlungsgrad (Anthrazit/Metaanthrazit) wie das Nebengestein auf. Der Ablagerungsraum könnte ein durch intrakontinentales Rifting in stark differenzierte Becken zergliederter passiver Kontinentalrand sein, in dem möglicherweise vulkanische Hochzonen („seamounts“ oder Inselvulkane) existierten. Das Alter der Magnesitmetasomatose ist nach wie vor Gegenstand der Diskussion.

KW - Spatmagnesit

KW - Breitenau

KW - Grazer Paläozoikum

KW - Lithologie

KW - Geochemie

KW - Magnesitgenese

KW - sparry magnesite

KW - Breitenau

KW - Paleozoic of Graz

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KW - geochemistry

KW - genesis of magnesite

M3 - Masterarbeit

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