Komatiit, Alexo (Kanada)

Der Grünsteingürtel Abitibi befindet sich im südöstlichen Teil der Provinz Superior (Abb.1), dem weltweit größten exponierten archaischen Kraton, der aus amalgamierten mesoarchäischen Gneiseinheiten und neoarchäischen Granit-Grünstein-Terranen besteht. Der Abitibi Greenstone Belt erstreckt sich über die Grenze zwischen Ontario und Quebec und erstreckt sich über eine Fläche von etwa 500 km von Ost nach West und 350 km von Nord nach Süd. Der Gürtel ist im Norden durch die Opatica-Subprovinz gebunden, eine dominante metaplutonische Domäne. Im Südosten wird der Abitibi Greenstone Belt von der Pontiac Subprovince begrenzt, die von metasedimentärem Schiefer und Paragneis dominiert wird, der aus turbiditischem Graywacke und kleinem Konglomerat stammt. Die Provinz Grenville liegt im Osten und besteht größtenteils aus hochgradigen metamorphen Gesteinen. Im Westen wird der Abitibi Greenstone Belt von der 500 km langen, nordöstlich verlaufenden Strukturzone Kapuskasing begrenzt, die metamorphes Granulit-Fazies-Gestein mit niedriggradigem metamorphem Gestein des Abitibi Greenstone Belt gegenüberstellt.

Abb.1: Verallgemeinerte geologische Karte des Abitibi-Grünsteingürtels, die die Verteilung vulkanischer, intrusiver und siliziklastischer Gesteine zeigt. Die Karte zeigt auch die Lage der wichtigsten Erzlagerstätten. Modifiziert von Thurston et al., 2008.

Der Abitibi-Grünsteingürtel besteht hauptsächlich aus seitlich ausgedehnten submarinen Vulkangesteinen, die sich über einen Zeitraum von 100 m.y. zwischen 2795 und 2695 Ma diachron gebildet haben. Diese vulkanischen Gesteine gehören zu sechs suprakrustalen Assemblagen, die nach Alter, Gesteinstyp und geochemischen Eigenschaften abgegrenzt wurden (Thurston et al., 2008). Im südlichen Abitibi-Grünsteingürtel bilden mafische Vulkangesteine etwa 90% des Aufschlussgebiets, wobei felsische Vulkangesteine den größten Teil der restlichen Aufschlussgebiete ausmachen (Goodwin, 1977). Komatiite stellen einen kleinen, aber wichtigen Teil vieler vulkanischer Abfolgen im Abitibi dar. Es wurden mehrere Modelle vorgeschlagen, um die Verteilung der Gesteinsarten im Abitibi zu erklären. Einige Arbeiter argumentieren für einen allochthonen Ursprung, bei dem jede Assemblage ein akkretiertes Terran darstellt. Andere gehen davon aus, dass sich die verschiedenen vulkanischen Assemblagen autochthon vielleicht auf einem ozeanischen Plateau gebildet haben. In beiden Szenarien könnten sowohl der Plume- als auch der Arc-bezogene Vulkanismus eine wichtige Rolle bei der Bildung dieser U-Boot-Assemblagen gespielt haben.

Alexo Komatiit

Die Lagerstätte Alexo befindet sich innerhalb der 2.720-2.710 Ma Kidd-Munro-Assemblage des Abitibi Greenstone Belt im nordöstlichen Teil der Gemeinde Dundonald, 45 km nordöstlich der Stadt Timmins, Ontario (Abb. 2).

Abb.2: Geologische Karte des südlichen Abitibi Greenstone. LLCfz = Larder Lake-Cadillac Verwerfungszone; PDfz = Porcupine-Destor Verwerfungszone. Modifiziert von Thurston et al., 2008.

Die Petrologie des Alexo-Komatiit-Flusses und eines darunter liegenden Komatiit-Basalt-Flusses wurden von Arndt (1977, 1986) und Barnes et al. (1983). Das Alter der Strömung wurde von Dupre et al. (1984) unter Verwendung der Pb-Pb- und Sm-Nd-Methoden auf 2690 ± 15 bzw. 2752 ± 87 Ma.
Die Strömung ist ~16 m dick (Abb. 3), mit einer obersten ultramafischen Hyaloclastit-Brekzie (~ 2 m dick), einer dicken Spinifex-Schicht (~ 9 m) und einer darunter liegenden Olivin-Kumulatschicht (~ 5 m dick). Unmittelbar unter dem Hyaloclastit befindet sich eine dünne, diskontinuierliche Kühlzone. Dieses Gestein, das aus 1-2% kleinen euedrischen Olivin-Phänokristallen in einer Grundmasse aus sehr feinen Skelett-Olivin-Körnern und verändertem Glas besteht, wurde von Arndt (1986) und Nisbet et al. (1993), um die hochmagnetische (28% MgO) Flüssigkeit darzustellen, von der sich die Strömung unterscheidet. Die zugrunde liegenden Spinifex-Gesteine variieren stark in ihrer Zusammensetzung infolge der Olivinkristallisation und -akkumulation. Die Spinifex-Zone ist in drei Schichten unterteilt (Abb.3):
1. Zufälliger Spinifex,
2. Chevron spinifex
3. Platte spinifex.
Im unteren Teil der Platte Spinifex Zone Olivinblätter überschreiten 50 cm in der Länge und liegen in einer Matrix von relativ groben, zonierten, nadelförmigen Körnern von Pigeonit-Augit und Plagioklas. Die B1-Schicht, ein unregelmäßiges Band, das reich an ursprünglich horizontalen tafelförmigen Skelett-Olivinkörnern ist, liegt zwischen den Spinifex- und Kumulatteilen der Strömung. Das Kumulat selbst enthält bis zu 80% dicht gepackte und überwachsene, polyedrische bis skelettartige Olivinkörner, wiederum in Matrix aus Pyroxen und Glas.
Trotz eines im Allgemeinen hohen Grades an struktureller und mineralogischer Erhaltung wurde der Fluss durch verschiedene Arten von Veränderungen beeinflusst, die zu unterschiedlichen Zeiten auftraten und verschiedene Teile des Flusses in unterschiedlichem Ausmaß betrafen:
(1) In der Flow-Top-Brekzie sind alle Phasen vollständig chloritiert.
(2) Kleine Mengen Sulfid wurden Proben in der Nähe des Durchflussoberteils zugesetzt; pyrit und Pyrrhotit zur Brekzie und Pentlandit und Pyrrhotit zu den obersten Spinifex-texturierten Fazies.

(3) Der gesamte Fluss wurde hydratisiert, ein Prozess, der sich in der Veränderung von Olivin zu Antigorit plus Magnetit, der Veränderung von Pyroxen zu Tremolit und der Umwandlung von Glas in eine Ansammlung von feinkörnigem Chlorit und Titanit manifestierte.
(4) Proben aus dem unteren Teil der Spinifex-Schicht und der B1-Schicht im östlichen Teil des Aufschlusses sind rodingitisiert. Bei dieser Art der Veränderung wird Olivin in Spinifex-Laven vollständig durch Chlorit oder durch eine Ansammlung von Chrysotil plus Brucit und Magnetit in der Kumulatschicht ersetzt.

Abb.3: Skizzenkarte eines Teils des Alexo-Gebiets mit dem Komatiitfluss. Modifiziert von Lahaye, Y., & Arndt, N. (1996).

Panoramablick auf Komatiite Dünnschnitt von Alexo, Kanada. Bild von Andy Tindle (Virtuelles Mikroskop). PPL bild, sichtfeld = 2,5 cm.

Panoramablick auf Komatiite Dünnschnitt von Alexo, Kanada. Bild von Andy Tindle (Virtuelles Mikroskop). XPL bild, sichtfeld = 2,5 cm.

Probe freundlicherweise von Michael C. Lesher (Laurentian University, Kanada).

Bibliographie

* Lahaye, Y., & Arndt, N. (1996). Alteration eines Komatiitflusses aus Alexo, Ontario, Kanada. Zeitschrift für Petrologie, 37 (6), 1261-1284.
* Houlé, M. G., Lesher, C. M., & Davis, P. C. (2012). Thermomechanische Erosion in der Mine Alexo, Abitibi Greenstone Belt, Ontario: Implikationen für die Entstehung der Komatiit-assoziierten Ni–Cu–(PGE)-Mineralisierung. Mineralium Deposita, 47(1-2), 105-128.

Foto

Skelettartige Olivinkristalle (serpentinisiert) in einer Grundmasse von Skelettpyroxenen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 1x (sichtfeld = 9mm)	Skelettartige Olivinkristalle (serpentinisiert) in einer Grundmasse von Skelettpyroxenen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 1x (sichtfeld = 9mm)	Skelettartige Olivinkristalle (serpentinisiert) in einer Grundmasse von Skelettpyroxenen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 1x (sichtfeld = 9mm)
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Plumose Skelettpyroxene zwischen Olivinkristallen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 2x (sichtfeld = 7mm)	Plumose Skelettpyroxene zwischen Olivinkristallen. Alexo Komatiite, Kanada. XPL bild, 2x (Sichtfeld = 7mm)	Skelettartige Olivinkristalle (serpentinisiert) in einer Grundmasse von Skelettpyroxenen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 2x (sichtfeld = 7mm)
Skelettpyroxene und Skelettmagnetit. date in Alexo, Canada. PPL bild, 10x (sichtfeld = 2mm)	Skelettpyroxene und Skelettmagnetit. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxenes and Skeletal Magneitite. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)
Skeletal Pyroxenes and Skeletal Magneitite. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxenes and Skeletal Magneitite. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxenes and Skeletal Magneitite. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)
Plumose Skeletal Pyroxenes. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)	Plumose Skeletal Pyroxenes. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)	Plumose Skeletal Pyroxenes. Alexo Komatiite, Canada. XPL image, 2x (Field of view = 7mm)
Plumose Skeletal Pyroxenes. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)	Plumose Skeletal Pyroxenes. Alexo Komatiite, Canada. XPL image, 2x (Field of view = 7mm)	Skeletal Pyroxenes and Skeletal Magneitite. komatiite di Alexo, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)
Skeletal Pyroxenes between olivine crystals. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxenes between olivine crystals. Alexo Komatiite, Canada. XPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxene. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)
Skeletal Olivine (spinal column). Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Olivine (spinal column). Alexo Komatiite, Canada. XPL image, 10x (Field of view = 2mm)	Skeletal Pyroxenes between olivine crystals. Alexo Komatiite, Canada. PPL image, 10x (Field of view = 2mm)
Skeletal Pyroxenes between olivine crystals. Alexo Komatiite, Canada. XPL bild, 10x (sichtfeld = 2mm)	Skelettpyroxene zwischen Olivinkristallen. Alexo Komatiite, Kanada. XPL bild, 10x (sichtfeld = 2mm)	Skelettpyroxene zwischen Olivinkristallen. Alexo Komatiite, Kanada. PPL bild, 10x (sichtfeld = 2mm)