Ass.-Prof. Dr. Clifford Patten
Bodenschätze und Erzgeologie
Mineralische Ressourcen sind für die Energiewende weg von fossilen Brennstoffen unerlässlich. Erzlagerstätten sind jedoch immer schwieriger zu finden, und neue Forschungsansätze sind nötig um ihre Entstehung zu verstehen. Unsere Forschung konzentriert sich auf die geologischen Prozesse, die zur Bildung von Erzlagerstätten führen. Wir betrachten die Mechanismen im Großen und Kleinen, indem wir verschiedene Bereiche der Geowissenschaften wie Tektonik, Strukturforschung, Petrographie, Mineralogie und Geochemie miteinander verbinden.
Vulkanogene Massivsulfid-Lagerstätten (VHMS) in unkonventionellen ozeanisch-tektonischen Umgebungen stellen potenzielle neue Ziele für Mineralressourcen wie Cu, Co, Ni, Zn, Au und Ag dar. Dazu gehören die so genannten ultramafischen VHMS-Lagerstätten, die sich entlang von Ablösungsfehlern mit geringem Winkel in einer Vielzahl von tektonischen Umgebungen wie dem Ozean-Kontinent-Übergang, dem mittelozeanischen Rücken und Suprasubduktions-Zonen bilden. Solche Lagerstätten haben ein großes Potenzial in den tethyschen Ophiolithen, insbesondere in den Alpen, aber ihre Entstehung wird nach wie vor schlecht verstanden.
Das Verständnis der Flüsse von Au und anderen Spurenmetallen (As, Sb, Ag, Cu, Co, Ni) während der barrowischen und blueschistischen Metamorphose ist für die Verbesserung der geologischen Modelle der orogenen Au-Lagerstätten von größter Bedeutung. Die Mobilisierung von Gold in bestimmten Terranen wie den Grünsteingürteln des Paläoproterozoikums und des Archaikums wird jedoch nach wie vor kaum verstanden. Noch weniger geklärt ist das Verhalten von Au während der blueschistischen Metamorphose. Die treibende Hypothese ist, dass Au und andere Elemente in Subduktionszonen während der Dehydrierung der Platte teilweise mobilisiert werden, was zu einer Anreicherung von Au im metasomatisierten Mantel führt und weitreichende Auswirkungen auf eine große Anzahl von Erzlagerstätten hat.
Der aktive Vulkan Kolumbo in der Nähe von Santorin in Griechenland bildet sich auf einer dünnen kontinentalen Kruste und beherbergt eine epithermal ähnliche Zn-Pb-Ag-Au Mineralisierung. Der Kolumbo-Vulkan ist ein einzigartiger Ort, an dem sowohl Quell- als auch Senkenmechanismen gleichzeitig untersucht und verglichen werden können. Das enge Zusammenspiel zwischen Magmatismus und Hydrothermalismus ermöglicht ein besseres Verständnis der Metallflüsse während des Inselbogenmagmatismus, was wichtige Auswirkungen auf die Bildung von VHMS, epithermalen und porphyrischen Lagerstätten hat.