Abb. 2. Konzentrische Aggregate der Ni-Co Erze, die auf ca. 240 Mio. Jahre datiert wurden. Lokalität Čierna Lehota, Westkarpaten, Slowakei. Auflichtmikroskopische Aufnahme Gebirgsbildende Prozesse („Orogenese“) erstrecken sich über lange Zeiträume und bestehen aus vielen geologischen Ereignissen, wie magmatischer Aktivität, Metamorphose auf verschiedenen krustalen Niveaus sowie Ablagerung von Sedimenten and der Oberfläche. Eine weitere Begleiterscheinung eines Orogens ist hydrothermale Zirkulation, die zur Bildung kleinerer oder größerer Lagerstätten führen kann. In einem Modellsystem der Westkarpaten führen wir Untersuchungen durch, die zeigen sollen, in welchem geologischen Zeitabschnitt heiße wässrige Fluide zirkuliert und die Metalle abgelagert haben. Die Zeiten solcher Ereignisse werden mit verschiedenen radiometrischen Methoden (Re-Os, U-Pb, U-Th-Pb, Sm-Nd) bestimmt und mit der bekannten geologischen Geschichte des Orogens korreliert. In unserer jüngsten Arbeit [1] konnten wir zeigen, dass die initiale alpine Eröffnung des Meliata Ozeans (vor ca. 240 Mio. Jahren) viele kleine hydrothermale Quellen aktiviert hat. In den Bereichen der Kruste, wo Amphibolite oder Schwarzschiefer häufig waren, entstanden Vererzungen mit Ni und Co (Abb. 2). In granitischen Gesteinen sind dahingegen nur Barytgänge mit kleinen Mengen Sulfiden zu finden. Die Quelle der Metalle Die Wechselwirkung zwischen den Orogenen und Erzlagerstätten ist wahrscheinlich nur lokal. Mineralogisch sehr ähnliche Vererzungen sind auch am Ende des alpinischen orogenetischen Zyklus, nach dem metamorphen Peak (vor ca. 90 Mill. Jahren) entstanden [2]. [1] Majzlan J., Mikuš T., Kiefer S., Creaser R.A. (2022): Rhenium-osmium geochronology of gersdorffite and skutterudite-pararammelsbergite links Ni-Co ores to the opening of the incipient Meliata Ocean (Western Carpathians, Slovakia). Mineralium Deposita DOI: 10.1007/s00126-022-01101-7. [2] Kiefer S., ŠtevkoM., Vojtko R., Ozdín D., Gerdes A., Creaser R.A., Szczerba M., Majzlan J. (2020): Geochronological and geochemical constraints on the carbonate-sulfarsenide veins in Dobšiná, Slovakia: U/Pb ages of hydrothermal carbonates, Re/Os age of gersdorffite, and K/Ar ages of fuchsite. Journal of Geosciences 65, 229–247, DOI: 10.3190/jgeosci.314 Einbau von Schwermetallen in gewöhnliche Minerale der Böden und Sedimente Die zunehmende Nutzung von Metallen bedeutet letztendlich auch eine steigende Konzentration der Metalle in der Umwelt. Das kurzfristige Verhalten der Metalle in der Umwelt ist relativ gut erforscht, wohingegen das langfriste Verhalten dieser Metalle in der Umwelt unbekannt ist. Unsere Forschungsarbeiten [1, 2] zeigen eindeutig, dass gewöhnliche Minerale in Böden und in Sedimenten, besonders Eisenoxide, Metalle wie Wolfram oder Molybdän in ihre Strukturen aufnehmen und immobilisieren (Abb. 3). Obwohl diese Fähigkeit zunächst positiv erscheint, bedeutet dies allerdings, dass in den belasteten Böden verteilte und niedrig konzentrierte Schwermetall-Anomalien entstehen. Diese verteilten Anomalien können kaum saniert werden und geben somit Schwermetalle über lange Zeiten in das Grundwasser ab. [1] Majzlan J., Bolanz R., Göttlicher J., Mikuš T., Milovská S., Čaplovičová M., Rößler C., Matthes C. (2021): Incorporation mechanism of tungsten in W-Fe-Cr-V-bearing rutile. American Mineralogist 106, 609– 619, DOI: 10.2138/am-2021-7653. [2] Görn M.G., Bolanz R.M., Perry S., Göttlicher J., Steininger R., Majzlan J. (2021): Incorporation of Mo6+ into ferrihydrite, goethite and hematite. Clays and Clay Minerals, DOI: 10.1007/s42860-021-00116-x. Abb. 3. EXAFS Spektren und Fits von Wolfram eingebaut in natürlichen Hämatit Kristallen. Die Fits wurden mit einem Model von FeWO4 im Hämatit berechnet. FORSCHUNG — 143
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