Fraktionierung von Schwefel, Kupfer und Gold in zweiphasigen Fluiden

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An natürlichen Flüssigkeitseinschlüssen aus hydrothermalen Lagerstätten wurde beobachtet, dass Kupfer und Gold in höheren Konzentrationen in gasreichen Einschlüssen vorhanden sind als in damit vergesellschafteten salzreichen Einschlüssen. Als Ursache für dieses Phänomen wird die Bildung stabiler Komplexe mit Schwefel in der gasreichen Fluidphase vermutet. Ziel des vorliegenden Projekts ist es, die Fraktionierung von Schwefel, Kupfer und Gold zwischen Dampfphase und salzreicher Lösung experimentell zu untersuchen. Zu diesem Zweck sollen künstliche Flüssigkeitseinschlüsse in Autoklaven bei Temperaturen von 500-600 °C und Drücken von 50-100 MPa synthetisiert, und anschließend mittels Laser-Ablation ICP-MS, Synchrotron-XRF, XANES und Raman Spektroskopie auf ihre Haupt- und Spurenelement-Zusammensetzung hin analysiert werden. Die Resultate werden es erlauben, (1) die Löslichkeiten von Gold und Kupfer unter für Erzlagerstättenbildung realistischen Bedingungen zu bestimmen, (2) entsprechende Fraktionierungs-koeffizienten zwischen gasreichem und flüssigkeitsreichem Fluid zu bestimmen, sowie (3) Rückschlüsse auf die Speziation der in Lösung befindlichen Metallkomplexe zu machen. Solche Informationen werden zu einem besseren Verständnis der Erzlagerstättenbildung dringend benötigt. Insbesondere im Zusammenhang mit gasreichen, schwefelhaltigen Fluiden existieren nur wenige experimentelle Daten, obwohl gerade diese Fluide die Hauptmasse der in Kupferporphyren und epithermalen Goldlagerstätten abgeschiedenen Metalle lieferten.