Gold in der Kreuzeck- und Goldeck-Gruppe Kärnten, Österreich: Geochemie und Metallogenie

Innerhalb von Kreuzeck- und Goldeck-Gruppe, Kämten/Österreich, einem alten Goldbergbau-Gebiet, wurden diverse Lokalitäten mit vermuteter Au-Indikation auf ihre petrochemischen Parameter hin untersucht. Beide Gebirgszüge sind Bestandteil des sog. Altkristallins. Das Altkristallin ist eine allochthone Einheit mit einer E-W Erstreckung von ca. 500 km und einer N-S Ausdehnung von bis zu 120 km. Es setzt sich aus einer 2000 m mächtigen Abfolge polymetamorph überprägter Metapelite und -psammite, sowie eingeschalteten Metabasiten, Gneisen und Marmoren zusammen. Diskordant wird das Altkristallin von metagranitoiden Intrusionen vermutlich variszischer Entstehung und spätherzynischen Pegmatiten, sowie zahlreichen felsisch betonten Subvulkaniten und lamprophyrischen Ganggesteinen tertiären Ursprungs durchschlagen. Das Mesozoikum partizipiert an der lithologischen Suite in vemachlässigbarem Umfang. Der Höhepunkt der Metamorphosen wird mit progradem Charakter im Variszikum angenommen. Sukzessive retrograde Ausbildung soll im Verlauf der Alpidischen Orogenaktivität erfolgt sein. Ein engmaschiges, weitgehend von E nach W ausgerichtetes Netz von Myloniten ist ein typisches Charakteristikum des Altkristallins von Kreuzeck- und Goldeck-Gruppe. Meist verheilten sie, wurden jedoch durch nachfolgenden tektonischen Stress reaktiviert. Gold, das überwiegend submikroskopisch vorliegt und somit weitgehend nur geochemisch indiziert ist, korrespondiert mit distinktiven Vererzungstypen, wobei der Goldgehalt durch die Petrochemie der entsprechenden Wirtsgesteine definiert ist. Mit einem Median von 47.5 ppb tritt es in Komplexen Kieserzen auf (1). Ein diesen Vererzungen nahestehender Typ, es überwiegt Pyrrhotin, weist einen Median von 160 ppb auf (2). Für die begleitende W- Anomalie wurde ein Median von 104 ppm ermittelt. Nebengesteine sind Grüngesteine. Ein dritter Typ wird ausschließlich in Scherzonen serizitischer und karbonatischer Zusammensetzung angetroffen (3). Der Median liegt bei 1,9 ppm, max. Wert: 37 ppm. Charakteristisches Paragenesemineral ist der Arsenkies. Daneben treten mit unterschiedlichen Anteilen Antimonit, Rutil und Graphit in Erscheinung. Letztlich weisen Quarzmobilisate mit einer Spannweite von 1.25 – 525 ppb erhöhte Goldgehalte auf (4). Mit Ausnahme der syngenetisch angelegten, vormals schichtgebundenen Komplexen Kieserze, sind alle weiteren Au-Anomalien streng strukturkontrolliert. Die Metabasite und Glimmerschiefer als Nebengesteine offenbaren großräumig einen abgereicherten "background" von 0,7 ppb. Einige alterierte tertiäre Ganggesteine und Probenmaterial, das einem mächtigen mylonitisierten Bereich (= MMZ) entnommen wurde, weisen einen Median von 6, bzw. 4.5 ppb auf Mit der Anreicherung von Gold sind je nach Typ Serizitisierung, Sulfidisierung, Silifizierung oder Karbonatisierung verbunden. Innerhalb propyllitisierter Abschnitte, als weiterem Alterationsmerkmal, sind keine erhöhten Au-Indikationen nachweisbar. Als primärer Metallotekt wird ein "back-arc basin" Bereich angenommen. Die Verteilungsmuster für die HFSE-Vertreter und der 87 Sr/ 86 Sr- vs. 144 Nd/ 143 Nd-Verhältnisse, ermittelt aus den Metabasiten; verweisen auf ein geotektonisches Milieu, das eng mit Subduktions-Mechanismen assoziiert war, wobei die geochemisch definierten Konditionen eines "back-arc basin" und/ oder Inselbogensystems gleichermaßen erfüllt sind. Weiterhin deutet die Bimodalität der Magmen auf die Möglichkeit der o.a. geotektonischen Milieus. Die aus den Metabasiten ermittelten initialen 87 Sr/ 86 Sr-Verhältnisse liegen deutlich über den Werten, die fur "depleted" Mantelmaterial angenommen werden. Als Ursache wird die Zufuhr von radiogenem Sr durch Metamorphose in Erwägung gezogen. Dagegen erscheint die Wechselwirkung von Fluidphase und Festgestein im marinen Milieu als weitere Möglichkeit für die erhöhten initialen 87 Sr/ 86 Sr- Verhältnisse unwahrscheinlich. Sm-Nd- und Rb-Sr-Datierungen ergaben für die Metabasite zwei Errorchronen, die ein Gesteinsalter zwischen 0 6 und 1.4 Ga andeuten. Es verdichten sich somit Hinweise, daß die Untergrenze des Altkristallins nicht wie bislang angenommen im Altpaläozoikum liegt, sondern in das Obere Proterozoikum gestellt werden kann. Als metallogenetisches Konzept für die großräumige Ab- und kleinräumige Anreicherung des Goldes wird im Rahmen der vorliegenden Resultate das Modell der "Intraformationalen Lagerstättengenese" vorgeschlagen, wobei die Umverteilungen des Goldes wahrscheinlich mehrphasig abliefen. Die erste Phase der Redistribution des Goldes dürfte durch regionalmetamorphe Vorgänge ausgelöst sein, die im Verlauf der variszischen, prograden, d.h. Amphibolit-faziellen, Metamorphose ( ca - 320 Ma) erfolgten. Eine zweite Au-Mobilisation scheint sich im Verlauf der alpidischen, retrograden Orogenese ( - 120 - 90 Ma) mit einem Nachhall während der Tauemkristallisation ( - 40 Ma) anzudeuten. Als Ausdruck der Neuverteilung stehen erhöhte As-, Sb-, W- und Au-Indikationen mit erhöhten Br-Gehalten und partieller Anreicherung von Cs und Rb. Bei der räumlichen Umverteilung des Goldes schienen neben metamorph erzeugten Fluidphasen auch "Formationswässer" marinen Ursprungs beteiligt gewesen zu sein. Die Goldvorkommen von Kreuzeck- und Goldeck-Gruppe verdanken somit ihre Entstehung diskreten Mineralisationszyklen, deren älteste Wurzeln an der Wende Jung-Proterozoikum/Alt-Paläozoikum vermutet werden. Sukzessive Orogenphasen waren für die Entwicklung weiterer Au-Typen infolge Neuverteilung verantwortlich, d.h. einem großräumigen "leaching" folgte die Ausfällung in tektonisch kontrollierten Strukturen.

In the Kreuzeck- and Goldeck-Gruppe, Carinthia/Austria, several locations with presumed Au-indications were investigated geochemically. Both mountain groups are part of the so-called Altkristallin. The Altkristallin is an allochthone sheet-like unit with an E-W-extension of about 500 km, and a N-S-width of about 120 km. It is situated at the southern rim of the Tauem Fenster. The Altkristallin is a polymetamorphic volcano-sedimentary sequence with a thickness of 2000 m. Overprinted metapelites with intercalated metabasites, gneisses and marbles define the lithology of the Altkristallin. The crystalline complex is crosscut discordantly by meta-granitoids of probably Variscan origin, Variscan pegmatites and Tertiary dyke-like tonalites and lamprophyres. Mesozoic rocks are not represented. The climax of metamorphosis with a prograde overprint is related to the Variscan event. A retrograde development is indicated by the Alpine orogenesis. A closely arranged grid of shearzones crosscut the Altkristallin, generally orientated from E-W Sealed or reactivated, they were an ubiquituous feature of the Kreuzeck- and Goldeck-Gruppe. Gold, mainly submicroscopically and only geochemically determined, is associated with distinctive ore- and rock-types. A median of 47.5 ppb is proved in semi-massive base-metal abundances (1). Accumulations of pyrrhotite in shearzones hosted by metabasites (2) reveal a median value of 160 ppb. Gangue mineralizations are calcsilicate assemblages and are characterized by elevated W-contents (median = 104 ppm). As-abundances (3) with variable amounts of stibnite, rutile and graphite bear elevated Au-contents. 1.9 ppm (median). Quartz-bearing veins (4) carry some gold: 1.25 - 525 ppb. The regional background of Au is defined by 0.7 ppb. Altered tonalites and a large scale mylonitic zone (= MMZ) contain slightly raised Au-contents: 6 and 4.5 ppb (- median). Typical alteration phenomena linked with gold enrichment are sericitization, sulfidization, silification and carbonatization. Except the Au-bearing base-metals the Au-occurrences of the Kreuzeck- and Goldeck-Gruppe are strongly structure-controlled. The interpretation of the HFSE and the ratios of 87 Sr/86 Sr vs. 144 Nd/ 143 Nd provide clues of the primary proveniance of the metallotect: contaminated magmas associated with and generated by subduction-related systems. Geotectonic environments could be either a back-arc basin or an island-arc. The initial ratios of 87 Sr/ 86 Sr are clearly enriched compared with depleted mantle. As a result of the investigations the interaction of solid rock and marin waters appear to be unlikely. The release of metamorphic produced radiogenic Sr may be concluded. In order to get some geochronological informations both the Sm-Nd- and the Rb-Sr-method were practized. Two errorchrones provide a model age, related to the so-called model of depleted mantle, of 0.6 - 1 .4 Ga for the meta-basites of the Kreuzeck- and Goldeck-Gruppe. The age of the Altkristalllin can be defined newly: Upper Proterozoic. Until these investigations the age was presumed to be lower Paleozoic. An innovative metallogenic concept for ’’large scale” depletion and "smale scale" enrichment of gold will be discussed: "Intraformational ore-genesis”, which has to consider a poly-phase redistribution of Au. The first redistribution of gold could be initiated by the prograde Variscan metamorphic event ( ~ 320 Ma), i.e. under the conditions of the amphibolite facies. In a second stage the Au-mineralizations were the result of the retrograde Alpine metamorphosis (~ 120 - 90 Ma) closly linked with the so-called "Tauemkristallisation” (~ 40 Ma). Elevated Br-contents and minor elevated Cs- and Rb-concentrations associated with anomalous As-Sb-W-Au-enrichment were possible clues for mass transports caused by metamorphic reactions. It can be assumed that the metamorphic waters were combined with brines of marine origin, trapped in sedimentary rocks. As a result of these investigations discrete mineralization cycles associated with Au-enrichment can be assumed. Starting with an input of gold in the Upper Proterozoic, gold was leached during successive orogenic events and focussed in tectonically controlled structures.