Lagerstätten

• Zur Kapitelübersicht

Diamantlagerstätte Diamantlagerstätte Udachnaya im Daldyn-Alakit Kimberlit-Feld; Republik Sacha (Jakutien), Russland Copyright: Archiv: Stefan Schorn (Stefan); Beitrag: Stefan Fundort: Russland/Ferner Osten, Föderationskreis/Sacha (Sakha, Jakutien, Якутия), Republik/Daldyn-Alakit-Kimberlit-Feld/Daldyn/Udachnaya-Vostochnaya-Schlot Bild: 1353753424 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung Originalgröße - Zusatzinfo - Bild ins Forum - Diskussion

Diamantlagerstätte

Diamantlagerstätte Udachnaya im Daldyn-Alakit Kimberlit-Feld; Republik Sacha (Jakutien), Russland

Archiv: Stefan Schorn (Stefan)

Klassifizierung von Lagerstätten

Probleme der Lagerstättenkunde

Eines der größten Probleme der Lagerstättenkundler ist, möglichst alle Fakten der Genese, der Lagerungsverhältnisse und der räumlichen Ausdehnung vollständig zu erfassen, bzw. unter einem Oberbegriff zu subsumieren. Es gibt jedoch auch andere Wissenschaftler, welche für jede einzelne bekannte Lagerstätte einen eigenen Lagerstättentyp vorschlagen (zit. wikipedia.org/wiki/Lagerstättenkunde).

Die gravierendsten Unterschiede findet man bei der Definition der wichtigen Lagerstättentypen BIF, SEDEX und den supergenen Lagerstätten. So sind die sedimentär-exhalativen Lagerstätten (SEDEX) und die Bändereisenerze (BIF) (wegen ihres hydrothermalen Ursprungs und wegen ihrer metallischen Komponenten) je nach Autor einmal hydrothermale oder andererseits wegen ihrer Ablagerungsform sedimentäre Lagerstätten. Supergene Lagerstätten und Residuallagerstätten sind bei manchen Autoren beide supergen oder beide residual; andere Autoren vertreten - je nach Ansicht - die Auffassung, residuale und supergene Lagerstätten strikt zu trennen, da z.B. die Entstehung residualer Seifenlagerstätten nichts mit Oxidationszonen zu tun haben.

Unterschiedliche Betrachtung

Bis in die 1970er Jahre gab es in Europa, den USA und in Russland (meist erhebliche) differierende Meinungen zur Entstehung von Erzen und Erzlagerstätten. Dazu kam, dass die Methoden der Lagerstättenkunde weit über die Bedürfnisse der Rohstoffwirtschaft hinausgehen und sich mit den unterschiedlichsten Disziplinen wie Geochemie, Geophysik, Mineralogie, Petrographie und Paläontologie überschneiden. Lagerstätten werden (bisher) nach den folgenden Kriterien unterschieden.

Allgemeingültige Praxis

Nach dem Lagerungsverhältnis zum Nebengestein, bzw. nach der äußeren Gestalt (Morphologie)

• Ein Erz- oder Rohstoffkörper kann analog einer magmatischen Intrusion einen Gesteinsbereich entweder diskordant durchschlagen oder konkordant ihrer internen Schichtung folgen.

Nach der Art der räumlichen Ausdehung

• Vertikale schlotförmige Lagerstätten und Durchschlagröhren (Pipes) explosiver Eruptionen, die mit mineralführenden Trümmergesteinen (Brekzien) gefüllt sind, erstrecken sich meist vertikal, oder nahezu vertikal, aus der Tiefe bis zur Oberfläche.
• Meist waagerecht verlaufende, langgezogene Vererzungen (Mantos), wo mineralisierende Lösungen an Klüften aufwärts steigen, und auf besonders reaktionsfreudige Gesteine treffen
• Schicht- und plattenförmige Körper mit großer Ausdehnung und meist geringer Mächtigkeit (Gänge, sondern auch Kohle-Flöze und verschiedene schichtige (stratiforme) Lagerstätten)
• Imprägnationslagerstätten bestehen aus gleichmäßig verteilten Erzmineralen; auch die in Poren oder Hohlräumen des Wirtsgesteins verteilten Ansammlungen von Erdöl und Erdgas gehören hierher.
• An kleine, unregelmäßige Gänge und Gangnetze, oder vielfach sich kreuzende Äderchen gebundene Vererzungen werden als Stöcke, Stockwerk, oder Nester bezeichnet.
• An den Kontaktflächen von magmatischen Intrusionen mit ihrem Wirtsgestein bilden sich oft unregelmäßige Zonen von Mineralneubildungen (Skarne und Greisen).

Schichtgebundene (stratabound) und schichtige (stratiform) Lagerstätten

Lagerstätten in Sedimenten bzw. deren verfestigten Äquivalenten lassen sich genetisch oft nur schwer interpretieren und klassifizieren. Zudem erweist sich ein einmal aufgestelltes Genesemodell nach eingehenderen Untersuchungen oder neuen geowissenschaftlichen Erkenntnissen häufig als unzutreffend. Man geht deshalb im zunehmenden Maße von der rein genetischen Einteilung über zu einer Klassifikation von Lagerstättengruppen nach ihrer (räumlichen) Verbindung mit dem Wirtsgestein (dem "Environment"). Das lithologische Milieu dieser Vererzungen können sowohl Lockersedimente als auch diagenetisch mehr oder weniger verfestigte Sedimentgesteine, Tuffe oder gar Metamorphite sein. Zur Klassifikation einer Lagerstätte wird deshalb ein "geometrisches" Einteilungsprinzip, die räumliche Anordnung der Erzanreicherungen im Wirtsgestein betreffend, verwendet.

Schichtgebundene Lagerstätten

Schichtung, die Aufeinanderfolge von Schichten, ist das charakteristische Kennzeichen von Sedimentgesteinen. Eine Schicht wird durch eine Ober- und Unterfläche, die Schichtflächen, begrenzt. Schichtgebundene Erze (englisch: stratabound ore; Begriff für „an eine Schicht (stratum) gebunden (bound)”) sind Erze, die sowohl diskordant (Diskordanz) als auch konkordant (Konkordanz) in einem bestimmten stratigraphischen Teilbereich vorkommen. Es handelt sich um eine Vererzung, die innerhalb einer bestimmten stratigraphischen Gesteinseinheit (lithologisch bzw. stratigraphisch definierbarer Schichtkomplex) auftritt und an diese gebunden ist, doch keine unmittelbare texturelle oder strukturelle Korrelation mit dem Wirtsgestein zeigen.

Diese Vererzungen können sowohl mehrere, nicht orientiert angeordnete Erzlinsen als auch parallel angeordnete Erzhorizonte innerhalb einer stratigraphischen Einheit sein. Der Begriff wird vorwiegend deskriptiv verwendet, um das Auftreten der Vererzung innerhalb einer definierten Gesteinseinheit zu beschreiben, aber auch genetisch, um die genetische Bindung der Vererzung an die betreffende Gesteinseinheit zu unterstreichen.

Zu den schichtgebundenen Lagerstätten gehören u.a. die Buntmetalllagerstätten in Karbonatgesteinen (z.B. vom Mississippi-Valley-Typ "MVT"), Uran-, Vanadium- und Buntmetalllagerstätten in Sandsteinen (z.B. Red-Bed-Lagerstätten oder Galenit-Imprägnationen) und Kupferverzungen in Melaphyren.

Schichtige Lagerstätten

Schichtige Erze sind konkordante Erze, Erze, die parallel zur Schichtung des sedimentären Wirtsgesteins verlaufen. Stratiform ist eine spezielle Art von stratabound, beschreibt das Auftreten eines erzhaltigen Gesteines oder von Erzkörpern parallel zu einer sedimentären oder magmatischen Schichtung oder eines metamorphen Schieferungsgefüges. Schichtige Erze sind nicht nur schichtgebunden, sondern weisen darüber hinaus auch eine texturelle Korrelation (eine "Konkordanz") zum Gefüge des Wirtsgesteins auf.

Der Begriff kann in verschiedenen Maßstäben angewendet werden, beginnend mit der parallelen Anordnung von einzelnen Erzmineralphasen innerhalb eines Erzkörpers bis zur schicht- bzw. schieferungsgebundenen Anordnung ganzer Erzhorizonte.

Zu den schichtigen Lagerstätten zählen z.T. die Pb-Zn-Fluorit-Erze in Karbonatgesteinen, präkambrische Bändereisenerze (BIF) und Manganerze (Gondite), sedimentär-exhalative Lagerstätten (SEDEX) bzw. vulkanogene Massifsulfidlagerstätten (VMS), Kupferschiefer, sowie Evaporite, Kohlen und Ölschiefer.

Klassische Beispiele sind die stratiformen Chromitvorkommen innerhalb grosser geschichteter, magmatischer Komplexe (Bushveld-Komplex, Stillwater Complex etc.) oder die massiven Blei-Zink-Vererzungen des Rammelsberges (Harz) und von Mt. Isa (Queensland, Australien).

Nach dem Bildungsraum

Noch vor wenigen Jahren wurden Lagerstätten (Bsp.: SCHNEIDERHÖHN, H., 1962; Erzlagerstätten) einfach nach dem Bildungsraum , bzw. nach den drei grundlegenden Gesteinstypen mit den Oberbegriffen magmatisch, sedimentär und metamorph bezeichnet.

Nach der Genese (Entstehung)

Bis heute noch in wichtigen Bereichen ungeklärt oder umstritten, da bei der Entstehung und Bildung mehr als ein Prozess beteiligt ist und eine Lagerstätte bei der Klassifizierung nach der Genese ein und dieselbe Lagerstätte verschiedenen Lagerstättentypen angehören würde. Bei einer strikten Klassifizierung nach der Genese würde dann ein und dieselbe Lagerstätte mehreren verschiedenen Lagerstättentypen angehören. Aus diesem Grund bevorzugen manche Lagerstättenkundler eine Nomenklatur, die sich einfach auf das bekannteste Beispiel für einen bestimmten Lagerstättentyp bezieht, wie Olympic Dam-Typ, Broken Hill-Typ, oder Savage River-Typ, etc. Dieses Verfahren ist jedoch nicht weniger willkürlich, dafür aber weit unanschaulicher.

Andererseits besteht eine kaum zu überbrückende Kluft zwischen dem Bedürfnis der Lagerstättenkundler nach einer möglichst einfachen und klaren Klassifikation, und dem gleichzeitigen Bedürfnis nach einer möglichst vollständigen Erfassung aller beobachteten Fakten. Ein gutes Beispiel liefern hier einige der so genannten schichtgebundenen Lagerstätten (englisch: strata-bound deposits). So, wie die oben erwähnten schichtigen (stratiformen) Lagerstätten sind sie an bestimmte stratigraphische Horizonte gebunden: wie z. B. die Uran-Lagerstätten des Colorado-Plateaus in Wyoming an Sandsteine, und die Blei-Zink-Lagerstätten vom Mississippi-Valley-Typ an Karbonatgesteine, wie Riffkalke und Karbonatschlammbänke. Jedoch müssen die Vererzungen selbst nicht schichtförmig sein, sonder können auch gangartige oder unregelmäßige Formen aufweisen. Bei den meisten dieser Vererzungen geht man davon aus, dass sie sich nach der Ablagerung der Sedimente (epigenetisch) gebildet haben. Trotzdem gibt es bei anderen Hinweise auf eine gleichzeitige (syngenetische) Bildung, und in manchen Lagerstätten findet man beides. Untersuchungen der Isotopen-Verhältnisse in den verschiedenen Lagerstätten deuten meist auf eine Herkunft der Metalle aus tieferen Erdschichten hin, manchmal aber auch auf Konzentrationen in eingeengten Meeresbecken. So verwundert es nicht, dass manche Lagerstättenkundler alle diese Lagerstätten unter einen einzigen Oberbegriff subsumieren möchten, während andere praktisch für jede einzelne bekannte Lagerstätte einen eigenen Lagerstättentyp vorschlagen.
Quelle: wikipedia

Klassifizierung der Lagerstätten nach dem aktuellen Stand

Leider gibt es bei den Grundlagen und bei den Grundanschauungen der Lagerstätten tw. gravierende Unterschiede, bis hin zum Durcheinander und Fehlen bestimmter Sachverhalte und neuester Erkenntnisse. Nicht selten fehlen ganzheitliche Erwägungen über geotektonische und geomagmatische Zusammenhänge, eine durchgängige Tendenz ist nicht erkennbar und ein internationaler Konsens scheint in weiter Ferne zu liegen. Ein wesentlicher Grund für die Abweichungen und für das Durcheinander ist wohl die scheinbare Unmöglichkeit, allgemeingültige Begriffe und Definitionen zu finden und zu etablieren, dies wiederum bedingt durch die immer stärkere Position der anglo-amerikanisch-australischen Lagerstättenforschung und Lehre in englischer Sprache und der rohstoffwirtschaftlichen Dominanz der USA, Canadas und Australiens, durch welche nicht nur Profite generiert werden, sondern ständig und kontinuierlich neue Erkenntnisse zur Lagerstättenkunde entstehen.

Da keine moderne international allgemeingültige Lagerstättenklassifikation existiert (einige Autoren gliedern die Lagerstättentypen auf der Grundlage des geologischen Milieus (EVANS, 1992), andere nach einer genetischen Klassifikation in Kombination mit den (Milieu)-Typen (POHL 1992 / 2005)), entspricht der folgende Teil einer Gliederung nach der Genese, wobei in diesem hier vorliegenden geologischen Portrait versucht wird, eine dem aktuellen Stand (2014) entsprechende detaillierte Klassifikation der bekannten Lagerstättentypen zu etablieren, wobei zuvorderst die u.a. Lehrgebäude und Modelle Pate standen.

Es bleibt wiederholt zu bemerken, dass häufig in Lagerstätten Übergänge und Kombinationen von Genesetypen sowie eine spätere Überprägung durch eine andere Genese zu verzeichnen ist.

Literatur

• Dill, H. G., 2010; The Chessboard classification scheme of mineral deposits: Mineralogy and geology from aluminum to zirconium.- Earth-Science Reviews 100, 1 - 420
• Evans, A. M., 1992; Erzlagerstättenkunde
• Geomininfo: http://www.geomineinfo.com/Complimentary%20Downloads/Types%20of%20Ore%20Deposits.pdf
• Mitchell, A.H.G., Garson, M.S., 1981; Mineral deposits and global tectonic settings
• Okrusch, M., Matthes, S., Mineralogie, 2009; Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 8. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 978-3-540-78200-1.
• Pohl, W., Petrascheck,W., Petrascheck, W.E., 1992; Lagerstättenlehre - Eine Einführung in die Wissenschaft von den mineralischen Bodenschätzen. Schweizerbart, Stuttgart. ISBN 3-510-65150-2.
• Pohl, W. L., 2005; Mineralische und Energie-Rohstoffe. Eine Einführung zur Entstehung und nachhaltigen Nutzung von Lagerstätten; in: W. u. W. E. Petrascheck's Lagerstättenlehre; 5. vollständig überarbeitete Aufl.;ISBN 978-3-510-65212-9,
• Prokop, F.W.,Streck, W.,Sagher, M.,Tschoepke, R.W.,Walther, H.W.,Pietzner,H., Stadler,G., Vogler, H.,Werner, H., 1981; Untersuchung und Bewertung von Lagerstätten der Erze, nutzbarer Minerale und Gesteine (Vademecum 1). 2. Aufl., Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, Krefeld
• Robb, L., 2005; Introduction to Ore-Forming Processes (Blackwell Science). ISBN 978-0-632-06378-9
• Sawkins, F.J. , (1990) Metal Deposits in Relation to Plate Tectonics, Springer-Verlag, Heidelberg,
• Schneiderhöhn, H., 1962; Erzlagerstätten
• TU Dresden (Institut für Geotechnik - Professur für Angewandte Geologie ( Vorlesungsmaterial – Mineralische Rohstoffe)
• TU Freiburg; Einführung in die Gesteins- und Lagerstättenkunde: http://www.geologie.uni-freiburg.de/root/people/fschaft/Lagerstaetten.pdf
• Universität Tübingen: http://www.geo.uni-tuebingen.de/sammlungen/mineralogische-sammlung/inhalt/erze-und-erzlagerstaetten.html
• U.S. Geological Survey Circular 831, Principles of a Resource/Reserve Classification for Minerals

Durchblättern