Zirkonolithe geben Hinweise auf die Entstehungsgeschichte von Mineralien

Damit Metalle und auch Nichtmetalle in Karbonatgesteinen wie Dolomit oder Kalkstein entstehen können, müssen zunächst Flüssigkeiten in die Gesteinsstruktur eindringen. Welche Minerale in welcher Form dabei entstehen hängt u.a. von der Infiltrationszeit und letztlich der Zusammensetzung dieser Flüssigkeiten ab. Ein bekanntes Beispiel eines Minerals, das sich in Karbonatgesteinen bildet, ist der Zirkonolith (CaZrTi₂O₇), der oft Uran als Nebenbestandteil enthält.

Im Mogokgürtel in Myanmar gibt es u.a. reiche Vorkommen an Dolomitmarmor, einem metamorphen Gestein, dass durch die Umwandlung von Dolomit unter hoher Hitze entsteht. Dort konnten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen verschiedene Ausprägungen von Zirkonolith beobachten, die Rückschlüsse auf die Entstehungsgeschichte und vor allem die Geschwindigkeit im Erdinnern geben. Gefunden wurden drei verschiedene Arten von Zirkonolith, die sich in ihrem Urangehalt jeweils unterschieden.

Ebenfalls unterschiedlich waren die Begleitminerale der Zirkonolithe im Dolomitmarmor. Während die ersten beiden Typen von Silikat- und Oxidmineralen wie Forsterit und Phlogopit begleitet wurden, hatte der dritte Typ eine radiale Ausprägung und wurde von Baddeleyit und Quarz begleitet. Anhand der Ausprägung, der Kristallformen und der Begleitmineralien ließ sich die Entstehung rekonstruieren.

Die Zirkonolithe des ersten Types waren mit 35 Millionen am Ältesten und zeigte hohe Anteile von Zirkon, Titanium und Uran in der Infiltrationsflüssigkeit aus. Einige Zirkonolithe des ersten Typs sind dann durch Infiltrationsflüssigkeiten teils aufgelöst und neu gebildet wurden, weswegen sie eine markante Kern-Rand-Zonierung erzeugten. Der jüngste und dritte Typ entstand vor voraussichtlich 19 Millionen Jahren und zeigt nur geringe Urananteile, dafür jedoch höhere SiO₂-Anteile.

Diese Untersuchung zeigt, wie stark Flüssigkeiten mit Karbonatgesteinen interagieren und verschiedene Ausprägungen bei der Entstehung erzeugen können.

Link zum wissenschaftliche Text: Gao et al. Multiple growth of zirconolite in marble (Mogok metamorphic belt, Myanmar): evidence for episodes of fluid metasomatism and Zr–Ti–U mineralization in metacarbonate systems, doi.org/10.5194/ejm-36-11-2024