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Lehrstuhl für Geologie und Lagerstättenlehre

Mg-Isotopie in Magnesiten – eine Pilotstudie für den Lagerstätten-Isotopenkatalog Österreichs

Der Pinolitmagnesit aus dem Magnesitbergbau Hohentauern/Stmk. (Bildbreite 4 cm), ist einer der unterschiedlichen geologischen Milieus Österreichs entstammenden Magnesite, die im Hinblick auf die Verteilung ihrer stabilen Mg-Isotope untersucht werden.

Ziel des Projekts ist der Nachweis, ob bei genetisch unterschiedlichem Magnesit aus konträren geologischen Milieus eine für Fragestellungen der Lagerstättengenese und -typisierung signifikante Differenzierung in der Mg-Isotopie auftritt. Damit wird auch die Notwendigkeit der Aufnahme von Daten der Mg-Isotopie im Magnesit in den Lagerstätten-Isotopenkatalog Österreichs abgeklärt.

Beschreibung des Vorhabens: Von den Hauptelementen (Mg, C, O) des Magnesits (MgCO 3) sind die Variationsbereiche der Signaturen der traditionellen stabilen C- und O-Isotope gut bekannt und zumeist signifikant für genetische Fragestellungen und die Zuordnung zu unterschiedlichen Magnesit-Mineralisationstypen. Weitgehend unbekannt ist dagegen die Verteilung der Mg-Isotope 24Mg, 25Mg, 26Mg im Magnesit. In dieser Pilotstudie sollen an Magnesit Proben aus Lagerstätten/Vorkommen unterschiedlicher Genese und geologischem Environment ((1) karbonatgebundener Spatmagnesit, (2) kryptokristalliner Magnesit in Gängen/Netzwerken aus Serpentiniten und aus dem Verband mit Sedimenten und (3) kreidiger Magnesit im Verband mit quartären Basalten) die Variationen in der Mg-Isotopie untersucht und im Hinblick auf eine lagerstättenspezifische und genetisch relevante Aussagekraft diskutiert werden. Bei den Spatmagnesiten wird Material aus vier ostalpinen Lagerstätten/Vorkommen (Breitenau, Hohentauern, Radenthein, Kaswassergraben) untersucht. Diese stammen aus unterschiedlichen geologischen Milieus und lassen daher keine einheitlichen Bildungsmechanismen erwarten. Bei den kryptokristallinen Magnesiten wird Material aus Kraubath (Serpentinit-gebunden) sowie in Sedimenten eingelagerter Magnesit aus Serbien (Bela-Stena) und Poldasht/Iran (Basalt-gebunden) untersucht.

Arbeitsmethodik: Die Probenauswahl beruht auf der a) Auswahl möglichst homogener Proben von Magnesit und Wirtsgestein aus Sammlungsmaterialien und/oder im Gelände; b) Auswahl der Probenpunkte für die Mikroanalytik aufgrund einer entsprechenden Begutachtung/Bearbeitung der Proben über Gesteinsanschliffe, petrologische Dünnschliffe und Mikrosondenanalysen und c) separate und hochauflösende Präparation von Festphasen über „Mikrodrilling“. Die geochemische und isotopenchemische Analytik an den ausgewählten Proben (Magnesit und Wirtsgestein) umfasst: a) Röntgendiffraktometrie (XRD), b) chemischen Karbonataufschluss und nachgeschaltete ICP-OES Analyse, c) Messung der stabilen Isotope des Kohlenstoffs und Sauerstoffs (IR-MS) und d) Messung der Mg Isotope mit hochauflösender Multikollektor-Massenspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (HR-MC-ICP-MS).