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Lexikon der Geowissenschaften: hydrothermale Alteration

hydrothermale Alteration, chemische und mineralogische Gesteinsveränderung unter Einfluß von hydrothermalen Lösungen. Dabei kommt es zur (teilweisen) Gleichgewichtseinstellung zwischen der hydrothermalen Lösung und dem Gestein sowie zur Ausbildung eines Alterationssaumes oder -hofes, dessen Mächtigkeit stark variieren kann; entlang von Gängen kann ein Alterationssaum wenige cm mächtig sein, bei einigen Lagerstättentypen (z.B. porphyrische Kupferlagerstätten) kann die Alteration gesamte Intrusivkomplexe erfassen. Hydrothermale Alterationen sind ein wichtiger Hinweis auf ein mögliches Vorhandensein einer hydrothermalen Vererzung. Alterationen im Gefolge von hydrothermalen Erzlagerstätten bezeichnet man als Nebengesteinsalteration (Wall-Rock-Alteration). Folgenden Typen der hydrothermalen Alteration und Alterationsprodukte sind von Bedeutung:

Serpentinitisierung: erfolgt in ultrabasischen Gesteinen und erfaßt Olivin, Pyroxene und Amphibole, welche in Serpentin umgewandelt werden. Dabei müssen Fe2+, Mg2+ und Ca2+-Ionen freigesetzt werden; gleichzeitig wird Kieselsäure frei. Zusammen mit der Bildung von Serpentin entstehen daher häufig Magnetit, Carbonate (Magnesit, Ankerit, Siderit) und Quarzcarbonatgesteine (Listenwänite). Da die Ausgangsminerale ein wesentlich dichteres Gitter als Serpentin aufweisen, muß ein bedeutender Gehalt an Kieselsäure abgeführt werden, um das Volumen konstant zu halten. Sepentinitisierung erfolgt daher nur bei Druckentlastung.

Uralitisierung: Alteration von Augit in Hornblende.

Vergreisung: hochthermale Alterationserscheinung in intermediären bis sauren Gesteinen. Dabei erfolgt eine Alteration von Feldspäten und Glimmern durch fluorid-, borat- oder lithiumhaltige Lösungen. Alterationsprodukte können Quarz, Topas, Turmalin und Lepidolith sein (Greisen).

Weitere wichtige Formen der Nebengesteinsalteration sind Argillitisierung, Sericitisierung, Propylitisierung und Chloritisierung. Diese Formen der Alteration treten insbesondere bei porphyrischen Kupferlagerstätten auf, aber auch im Gefolge hydrothermaler Gangmineralisationen sind sie zu beobachten. Bei der Argillitisierung kommt es zur Bildung von Dickit, Kaolinit, Pyrophyllit und Quarz. Weiterhin können Alunit, Topas und Turmalin auftreten. Kaolinitisierung oder Kaolinisierung ist die Alteration von Feldspäten und Glimmern zu Kaolin, die nicht nur als hydrothermale Alteration, sondern auch im Zuge der siallitischen Verwitterung auftreten kann. Sericitisierung ist eine sehr häufige Alteration im Gefolge hydrothermaler Mineralisationen. Dabei werden Feldspäte und Glimmer in Sericit umgewandelt, gleichzeitig entsteht Quarz. Primäre Fe-Gehalte der Ausgangsminerale werden häufig als Pyrit im Alterationsprodukt fixiert. Propylitisierung ist eine Form der hydrothermalen Alteration, bei der eine Neubildung von Chlorit, Epidot, Albit und Carbonaten erfolgt; untergeordnet können Sericit, Pyrit, Magnetit, Montmorillonit und Zeolithe vorkommen. Tritt eines der Alterationsprodukte verstärkt auf, wird auch von Chloritisierung, Albitisierung oder Carbonatisierung gesprochen.

Bei porphyrischen Kupferlagerstätten tritt gewöhnlich eine zonare Anordnung von Propylitisierung, Argillitisierung und Sericitisierung (von außen nach innen) auf, im Zentralbereich kommt es zusätzlich zu einer Kaliumalteration (Kalimetasomatose) mit sekundärem Kalifeldspat und/oder Biotit.

Silifizierung bezeichnet den Anstieg von SiO2 (Quarz, kryptokristallines SiO2, Opal) im Gestein. SiO2 kann dabei aus der hydrothermalen Lösung stammen oder Produkt der Mineralalteration im Nebengestein sein. Fenitisierung ist eine Neubildung von Nephelin, Aegirin, Na-Amphibolen und Kalifeldspäten in den Aureolen von Carbonatiten.

Die Zusammensetzung der Alterationsprodukte hängt zum einen von der Zusammensetzung der hydrothermalen Lösung, zum anderen vom Chemismus des Ausgangsgesteines ab. Saure Gesteine zeigen bevorzugt Sericitisierung, Argilitisierung, Silifizierung und Pyritisierung, während in basischen Gesteinen Chloritisierung, Carbonatisierung und Propylitisierung auftritt; Serpentinitisierung findet sich in ultrabasischen Gesteinen. [AM]

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