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Bändererze

Bändererze

 

Bändererze sind geschichtete Sedimentgesteine. Die Schichtung besteht aus Wechsellagen von Eisenmineralien und verschiedenen Formen von Quarz (Chert), die im Anschnitt Bandartig untereinander angeordnet sind. Der Gesteinsname ist dieser Bänderung abgeleitet; der deutsche Name entspricht der weit verbreiteten englischsprachigen Bezeichnung „Banded Iron Formation“ BIF. Bändererze sind marine Sedimentgesteine, die sich hauptsächlich im Paläo- bis Mesoproterozoikum (vor ca. 2,5 – 1,8 Milliarden Jahren) gebildet haben. Die charakteristischen Wechsellagen aus Eisenerzen und Hornstein (Chert) entstanden durch rythmische Ausfällungen von Eisen aus dem Meerwasser und anschließender Sedimentation von Silikaten. Die ursprünglich gebildeten Sedimente wurden später größtenteils weiter durch metamorphe Prozesse überprägt. Es werden folgende Theorien für die Eisenausfällungen genannt:

  • Sauerstoff als Abfallprodukt der ersten lebenden Photosynthese betreibenden Organismen (wahrscheinlich die Vorfahren der heutigen Cyanobakterien) oxidierte zweiwertiges zu dreiwertigem Eisen. Dieses Eisen wurde als Oxid und Hydroxid (Magnetit und Hämatit) aus dem Meerwasser ausgefällt und abgelagert.
  • anoxygen phototrophe Bakterien erzeugten mit Licht Biomasse aus Kohlendioxid und Wasser, indem sie zweiwertiges Eisen zu dreiwertigem Eisen oxidieren, ohne dabei Sauerstoff zu bilden. Modellrechnungen haben ergeben, dass eine verhältnismäßig dünne Schicht freischwebender anoxygen phototropher Bakterien ausreichte, um das gesamte gelöste Eisen im Meerwasser zu oxidieren und auszufällen.
  • abiotische Entstehung von dreiwertigem Eisen unter Abspaltung von Wasserstoff durch UV – Strahlung  
  • unter den Bedingungen der Schneeball – Erde sorgte die vollständige Eisbedeckung der Ozeane, dass das Meerwasser anoxisch wurde und gelöstes Eisen in großen Mengen aufnehmen konnte. Das Eisen wurde mit dem Schmelzen des Eises oxidiert und lagerte sich als Sediment ab.

Man nimmt an, dass der gesamte vorhandene Sauerstoff des Meeres durch Eisenverbindungen ausgefällt wurde. Der Vorgang wiederholte sich zyklisch über mehrere 100 Millionen Jahre, die Ursache dieser Rhythmik ist nicht bekannt. Die Eisenausfällungen endeten erst mit dem Verbrauch des zweiwertigen Eisens. Erst danach erfolgte der Anstieg des Sauerstoffgehalts im Meerwasser („Große Sauerstoffkatastrophe“).

Bandeisen_1-2

 

Die BIF werden in drei Haupttypen eingeteilt, die nach Art der Entstehung und der Herkunft des Eisens im Meerwasser gegliedert sind:

  • Algoma Typ
    Eisen aus submariner vulkanischer Aktivität,
    linsenförmige Form,
    Gesteine Grauwacken und Vulkanite, häufig assoziiert mit archaischen Grünstein-Gürteln
  • Superior Typ
    kein Bezug zu vulkanischen Aktivitäten,
    Entstehung im Schelfbereich der Kontinente, darum großflächige Ausdehnung,
    Wechsellagerungen von Quarziten, schwarzen Mergeltonen und anderen Sedimenten
  • Rapitan Typ
    Entstehung in glazialen Sedimenten am Ende des Neoproterozoikums (Schneeballerde)

Die Einzelnen Lagen der Bändererze sind wenige Millimeter bis einige Zentimeter dick. Diese Lagen bilden teilweise sehr große Schichtpakete an Ihren Lagerstätten und sind teilweise 50 – 500 m mächtig.
Der geschichtete Aufbau der BIFs enthält abhängig von Typ und Ausprägung. Die Lagen unterscheiden sich in ihrer Mineralienzusammensetzung:

  • Eisenmineralien (Hämatit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), (auch Martit, Pyrit, Limonit, Siderit, Grunerit)
  • Hornstein (Chert) oder rekristallisierter Quarz
  • Tigeraugen-Quarz (selten)

Bekannte BIF Gesteine sind Itabirit (s. Beschreibung Itabirit) und Jaspilit


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