Inhalt
- Was ist Skarn?
- Ein Beispiel für die Skarnbildung
- Skarn als komplexe Felsmasse
- Andere Skarn-Umgebungen
- Mineralien in Skarn gefunden
- Edelsteine in Skarn-Einlagen
Skarn: Ein Skarnmuster, das hauptsächlich aus Granat, Pyroxen, Carbonat und Quarz besteht. Dieses Exemplar ist ungefähr drei Zoll breit.
Was ist Skarn?
Skarn ist ein metamorphes Gestein, das durch Metasomatismus chemisch und mineralogisch verändert wurde. Metasomatismus ist die Veränderung von Gesteinen durch heiße, chemisch aktive Flüssigkeiten, die durch die Gesteine fließen oder diffundieren und eine Rekristallisation und eine Änderung der Zusammensetzung verursachen.
Skarn bildet sich gewöhnlich an den Rändern eines Magmakörpers, der in eine nahe gelegene Gesteinsmasse eindringt. Gesteine, die durch die Wechselwirkung von Magma, Landgestein, reaktiven Flüssigkeiten und Wärme gebildet oder verändert werden, werden als Skarn bezeichnet. Es ist auch bekannt, dass andere Umgebungen mit metasomatischer Aktivität Skarn produzieren.
Skarn in Karbonaten: Dieses Diagramm zeigt einen Querschnitt durch eine Porphyr-Molybdän-Lagerstätte und die dazugehörigen Skarne. Die Skarns haben sich in einem Karbonatbett in der Nähe der Stelle gebildet, wo sie von magmatischen Einbrüchen durchdrungen wurden. Illustration des United States Geological Survey, modifiziert nach R.H. Sillitoe.
Ein Beispiel für die Skarnbildung
Die meisten Skarne bilden sich, wenn Karbonatgesteine wie Kalkstein, Doloston oder Marmor von einem Magmakörper durchdrungen und durch Kontaktmetamorphose und Metasomatose verändert werden. Zum Zeitpunkt des Eindringens ist die Hitze der Kontaktmetamorphose der Hauptveränderer.
Wenn das Magma abkühlt, werden heiße, saure und silikatreiche Flüssigkeiten freigesetzt. Einige Magmen enthalten bis zu mehreren Prozent gelöstes Wasser, bezogen auf das Gewicht. Aufgrund des spezifischen Gewichtsunterschieds zwischen Wasser und Magma beträgt der Volumenprozentsatz des gelösten Wassers jedoch mindestens das Doppelte des Gewichtsprozentsatzes. Wenn dieses Wasser aus dem Magma ausgestoßen wird, ist es ein Lösungsmittel, das in der Lage ist, Wärme und chemisch aktive gelöste Stoffe in das Landgestein zu transportieren.
Wasser, das das Magma verlässt, bewegt sich durch das umgebende Landgestein, indem es durch Porenräume, Brüche und sogar die Mineralkörner fließt oder diffundiert, aus denen das Gestein besteht. Während es in das Karbonatgestein eindringt, löst sich das heiße, saure, metallhaltige Wasser auf, ersetzt, kristallisiert um und verändert Mineralien im Karbonatgestein. Diese sauren Wässer werden mit gelösten Metallionen, insbesondere Calcium und Silizium, überhitzt und übersättigt. Während sich das saure Wasser durch die Karbonatfelsen bewegt, sinkt seine Temperatur und sein Säuregehalt wird neutralisiert. In diesem Fall beginnen große Mengen von Calciumsilicat-Mineralien im Carbonat-Gestein des Landes auszufallen und dessen Zusammensetzung zu ändern.
Viele verschiedene Gesteinsarten können durch Metasomatismus in Skarn umgewandelt werden. Das ursprünglich veränderte Gestein wird als "Protolith" bezeichnet. Obwohl Carbonatgestein der am häufigsten vorkommende Protolith ist, haben sich in Granit, Basalt, Konglomerat, Tuff, Schiefer und anderen Gesteinsarten viele Skarns gebildet.
Skarn als komplexe Felsmasse
Auf beiden Seiten der Grenze zwischen einem Magmakörper und seiner umgebenden Gesteinsmasse können sich Skarns bilden. Die auf der magmatischen Seite des Kontakts gebildeten werden als Endoskarne bezeichnet. Die auf der Country-Rock-Seite des Kontakts gebildeten werden als Exoskarne bezeichnet.
Exoskarne bilden sich, wenn die ursprüngliche Chemie einer Gesteinsmasse verändert wird, wenn heiße Flüssigkeiten inkompatibler Chemie durch das Gestein fließen oder diffundieren. Die Intensität der Veränderung und die Art der gebildeten Mineralien können sich mit dem Abstand zum Magmakörper ändern. Diese mineralischen Schwankungen in der Gesteinsmasse entstehen als Reaktion auf Temperatur- und Chemiegradienten über Geographie und Zeit.
Andere Skarn-Umgebungen
In dem oben beschriebenen Beispiel wird Skarn in einer Carbonatgesteinseinheit neben einem Magmaeinbruch gebildet. Es gibt zahlreiche andere geologische Situationen, in denen sich Skarn bilden kann. Dazu gehören Skarne in Verbindung mit hydrothermalen Systemen am Meeresboden; Skarnbildung entlang von Verwerfungen und Scherzonen; Tiefenverkrustung in Gebieten mit regionaler Metamorphose; Skarn über Subduktionszonen; und viele andere. Skarn kann sich mit verschiedenen Wassereinträgen bilden, darunter: Wasser aus Magma, flachem Grundwasser, Meerwasser oder tiefen Salzlaken.
Andradit Granat aus Skarn: Ein Exemplar von Andradit-Granat aus Skarn, gesammelt in der Nähe von Dalnegorsk, Russland. Creative Commons Foto von Lech Darski.
Mineralien in Skarn gefunden
Skarns enthalten oft eine vielfältige Ansammlung von metamorphen Mineralien. Die Mineralzusammensetzung in einem Skarn wird durch die Lithologie des eingedrungenen Gesteins, die Chemie der eingedrungenen Flüssigkeit und die Temperatur der Gesteinsumgebung bestimmt.
Metamorphe Mineralien, die die Skarnumgebung charakterisieren, umfassen eine breite Palette von Calc-Silikaten, viele Arten von Granaten und eine Reihe von Pyroxenen und Amphibolen. Gelegentlich fallen in Skarn wertvolle metallische Mineralerze an. Einige der weltweit besten Kupfer-, Gold-, Blei-, Molybdän-, Zinn-, Wolfram- und Zinkvorkommen befanden sich in Skarn.
Edelsteine in Skarn-Einlagen
In Skarnvorkommen wurde eine Vielzahl von Edelsteinen gefunden, wobei Granat, Rubin und Saphir in Skarn häufig vorkommen. Aus den Antetezambato-Skarns in der Nähe von Ambanja im Norden Madagaskars wurden demantoide Granate und Topazolite gewonnen. In der Region Andranondambo in Madagaskar werden aus Skarn Saphire abgebaut. Aus einem Skarnvorkommen in der Nähe der Stadt Ihosy im Süden Madagaskars wurde gelber Skapolith abgebaut. In Skarn in Nordmosambik wurden Rubine gefunden.