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Lagerstättenkunde Die gehört zu den Geowissenschaften und befasst sich mit der Entstehung und den Eigenschaften natürlic

Lagerstättenkunde

Die Lagerstättenkunde gehört zu den Geowissenschaften und befasst sich mit der Entstehung und den Eigenschaften natürlicher Anreicherungen von festen, flüssigen oder gasförmigen Rohstoffen (Ressourcen) innerhalb der Erdkruste, die wirtschaftlich genutzt werden können. Ziele der Lagerstättenkunde sind auch, aus dem Verständnis der Eigenschaften und Genese der Lagerstätten heraus Methoden für deren Exploration zu entwickeln sowie die Umweltverträglichkeit einer möglichen Gewinnung zu optimieren. Der englische Begriff economic geology entspricht „Lagerstättenkunde“ und nicht „Wirtschaftsgeologie“, wie die wörtliche Übersetzung vermuten lassen könnte.

Erzlagerstätten, Kohlelagerstätten, Erdöl- und Erdgaslagerstätten sind die drei grundlegend verschiedenen Bereiche der Lagerstättenkunde.

Aufsuchung und Beurteilung von Lagerstätten Bearbeiten

Ein wesentliches Aufgabengebiet der Lagerstättenlehre besteht in der Erkundung (Prospektion) von Höffigkeitsgebieten und der Erschließung (Exploration) der aufgefundenen Vorkommen. Lagerstättenforschung angewandt an der Erkundung und Erschließung von Lagerstätten wird oft als Montangeologie bezeichnet, obwohl dieser Begriff in Österreich auch Untersuchungen für Tunnelbauprojekte und andere Bereiche der Ingenieurgeologie einschließen kann.

Pioniere der Lagerstättenkunde im deutschen Sprachraum Bearbeiten

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Lagerstättenbildung im Laufe der Erdgeschichte Bearbeiten

Die Erde, und besonders die Erdkruste, hat im Laufe ihrer etwa 4,5 Milliarden Jahre langen Geschichte viele tiefgreifende Veränderungen durchgemacht. Aus diesem Grund gibt es verschiedene Lagerstättentypen, die auf eine ganz bestimmte Epoche der Erdgeschichte begrenzt sind. In den vorangegangenen oder folgenden Zeitabschnitten waren die Bedingungen für ihre Bildung nicht mehr gegeben.

Archaikum Bearbeiten

Das Archaikum umfasst etwa den Zeitraum von vor 3,8 bis vor 2,5 Milliarden Jahren. Die tektonische Situation dieser frühen Epoche wird durch zwei Grundelemente geprägt: die hochmetamorphen „Migmatit-Gneis-Granulit-Bereiche“, die die ersten festen Kerne der sich bildenden Lithosphäre darstellen, sowie die sie umgebenden mobilen „Grünsteingürtel“. Während in ersteren Bereichen nur einige wenige geschichtete Chromit-Lagerstätten von Bedeutung sind, finden sich viele bedeutende Lagerstätten in den Grünsteingürteln, z. B.:

  • Orthomagmatische Lagerstätten von Nickel- und Kupfersulfiden, die an basische und ultrabasische Laven gebunden sind (Kalgoorlie-Gürtel im südwestlichen Australien, Abitibi-Gürtel in Kanada, im Baltischen Schild, und in Simbabwe). Da diese metallogenetischen Provinzen klar begrenzt sind, stammen die Metalle und ihre Muttergesteine wahrscheinlich aus lokalen Anomalien im oberen Mantel.
  • In den Randzonen der Grünsteingürtel, nahe bei den angrenzenden Granitintrusionen, finden sich viele goldführende Ganglagerstätten. Tatsächlich war die Suche nach Gold früher der Hauptgrund für die Untersuchung und Kartierung der Grünsteingürtel.
  • Vulkanogene Massivsulfidlagerstätten von Kupfer und Zink, besonders im Abitibi-Orogen.

Proterozoikum Bearbeiten

Im frühen und mittleren Proterozoikum (etwa 2,5 bis 1,6 Milliarden Jahre vor heute) entwickelten sich die ersten stabilen, wenn auch nur kleinen, Lithosphärenplatten. Hiermit wurde die Grundvoraussetzung für Krustenbewegungen im Sinne der Plattentektonik geschaffen. Jetzt kam es zum ersten Mal zur Bildung von sedimentären Becken, Ablagerungen von Plattformsedimenten und zur Bildung von Geosynklinalen an den Kontinentalrändern. Charakteristisch für diese Epoche sind sedimentäre und sedimentär-exhalative Lagerstätten, die sich nur unter reduzierenden Bedingungen, bei fehlendem Sauerstoff in der Atmosphäre, bilden konnten:

  • Die einzigartigen Gold-Uran-Konglomerate vom Witwatersrand in Südafrika.
  • Die ersten gebänderten Eisenformationen stammen bereits aus dem Archaikum, aber ihre weiteste Verbreitung fanden sie in der Zeit von 2,6 bis 1,8 Milliarden Jahren. Man vermutet, dass eisenfällende Bakterien eine wichtige Rolle bei ihrer Ablagerung in intrakontinentalen Becken und in den Schelfgebieten der jungen Kontinente hatten.
  • Verschiedene sedimentäre, oder sedimentär-exhalative Lagerstätten von Mangan, Blei und Zink (z. B. Mount Isa in Australien).
  • Diamantführende Kimberlite und Lamproite treten zum ersten Mal auf. Zuvor war die Krustendicke nicht ausreichend, um die enormen Drücke zu erzeugen, die für die Bildung von Diamanten nötig sind.
  • Das Vorhandensein von Lithosphärenplatten ermöglichte ebenfalls die Bildung regionaler Bruchsysteme, an denen riesige gangartige Körper und magmatische Komplexe aufsteigen konnten. Die Bildung der großen geschichteten Chromit-Lagerstätten im südlichen Afrika geht wahrscheinlich auf Chromanomalien im oberen Mantel zurück. Auch die Intrusionen vieler Anorthosit-Plutone mit Ilmenit-Vererzungen in Norwegen und Kanada stellen ein magmatisches Ereignis dar, dass sich so nie mehr wiederholt hat.
  • Das weitgehende Fehlen von orthomagmatischen Sulfidlagerstätten in späteren Zeiten wird auf eine Verarmung des oberen Mantels an Schwefel im Laufe von plattentektonischen Prozessen zurückgeführt.

Für das mittlere und späte Proterozoikum vermuten viele Forscher bereits die Existenz eines Superkontinents. Diese Zeit ist gekennzeichnet durch eine ungewöhnlich hohe Kupferkonzentration in Sedimentgesteinen, wie den „Red-Bed“-Lagerstätten von Katanga. In Afrika bildeten sich außerdem drei ausgeprägte Gürtel von Zinnlagerstätten, ein weiterer in Brasilien. Die Bildung von BIFs ging immer weiter zurück, was man auf die Entstehung einer sauerstoffreichen Atmosphäre durch pflanzliche Photosynthese zurückführt.

Phanerozoikum Bearbeiten

Gegen Ende des Proterozoikums hatte sich in etwa die plattentektonische Situation eingestellt, wie sie noch heute besteht. Durch die Verschiebung der Kontinente kam es zur Subduktion von ozeanischer Kruste und zur Bildung von Faltengebirgen. Hier kommt es besonders in den kontinentalen Faltengürteln und den vorgelagerten Inselbögen zur Bildung der „Kupferporphyre“, die zu den größten Metallanreicherungen des Phanerozoikums gehören (0,57 Milliarden Jahre bis heute). Ein Beispiel ist Chuquicamata in Chile, der größte Tagebau der Welt. Salzlagerstätten zeigen weltweit eine auffällige Häufung in bestimmten geologischen Epochen, wie in der Zeit vom Perm bis zur Trias, oder im Tertiär. D. h., sie folgen bevorzugt auf die großen Gebirgsbildungsphasen, wenn genügend Teilbecken existieren, die Reliefunterschiede jedoch nicht mehr so groß sind, dass die Senken einfach mit Abtragungsschutt aus den Bergen aufgefüllt werden. Kohlelagerstätten gehen hingegen auf Zeiten mit gesteigerter Produktion von Biomasse zurück, wie das namengebende Karbon-Zeitalter.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Anthony M. Evans: Erzlagerstättenkunde, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1992. ISBN 3-432-99801-5.
  • Walter Pohl: Mineralische und Energie-Rohstoffe. Eine Einführung zur Entstehung und nachhaltigen Nutzung von Lagerstätten. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung 2005. ISBN 3-510-65212-6.
  • Walter Pohl, Wilhelm Petrascheck, Walther E. Petrascheck: Lagerstättenlehre – Eine Einführung in die Wissenschaft von den mineralischen Bodenschätzen. Schweizerbart, Stuttgart 1992, ISBN 3-510-65150-2.
  • J. K. Warren: Evaporites. Sedimentology, Ressources and Hydrocarbon Springer, Berlin, 2005. ISBN 3-540-26011-0.
  • Gerhard H. Eisbacher, Jonas Kley: Grundlagen der Umwelt und Rohstoffgeologie Spektrum Akademischer Verlag, 2001. ISBN 3-8274-1231-5.
  • F.W. Prokop, W. Streck, M. Sagher, R.W. Tschoepke, H.W. Walther, H. Pietzner, G. Stadler, H. Vogler, H. Werner: Untersuchung und Bewertung von Lagerstätten der Erze, nutzbarer Minerale und Gesteine (Vademecum 1). 2. Aufl., Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, Krefeld, 1981.
  • Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. (1. Aufl., ohne Martin Okrusch, 1983) 8. Auflage. Springer-Verlag, Berlin u. a. O. 2009, ISBN 978-3-540-78200-1.
  • F. Neukirchen, G. Ries: Die Welt der Rohstoffe: Lagerstätten, Förderung und wirtschaftliche Aspekte, Springer Spektrum, Berlin 2014, ISBN 978-3-642-37738-9.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Lexikon der Geowissenschaften. Spektrum, abgerufen am 16. Mai 2021.
  2. K.K.E. Neuendorf, J.P. Mehl Jr., J.A. Jackson, eds. In: Glossary of Geology. American Geological Institute, 799 S.
  3. Hansjust W. Walther, Kurt von Gehlen (BGR), unter Mitarb. von J. Georg Haditsch, Hansjosef Maus (GDMB): Lagerstättenkundliches Wörterbuch der deutschen Sprache. mit Übersetzungen der Hauptstichwörter in Englisch, Französisch, Italienisch, Russisch und Spanisch. Hrsg.: GDMB-Informationsgesellschaft mbH. GDMB-Informationsgesellschaft mbH, Clausthal-Zellerfeld 1999, ISBN 3-9805924-8-0 (704 S.).
  4. Montangeologe/Montangeologin. In: AMS Berufslexikon, abgerufen am 30. Mai 2021.
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Die Lagerstattenkunde gehort zu den Geowissenschaften und befasst sich mit der Entstehung und den Eigenschaften naturlicher Anreicherungen von festen flussigen oder gasformigen Rohstoffen Ressourcen innerhalb der Erdkruste die wirtschaftlich genutzt werden konnen 1 Ziele der Lagerstattenkunde sind auch aus dem Verstandnis der Eigenschaften und Genese der Lagerstatten heraus Methoden fur deren Exploration zu entwickeln sowie die Umweltvertraglichkeit einer moglichen Gewinnung zu optimieren Der englische Begriff economic geology 2 entspricht Lagerstattenkunde und nicht Wirtschaftsgeologie wie die wortliche Ubersetzung vermuten lassen konnte Erzlagerstatten Kohlelagerstatten Erdol und Erdgaslagerstatten sind die drei grundlegend verschiedenen Bereiche der Lagerstattenkunde Inhaltsverzeichnis 1 Aufsuchung und Beurteilung von Lagerstatten 2 Pioniere der Lagerstattenkunde im deutschen Sprachraum 3 Lagerstattenbildung im Laufe der Erdgeschichte 3 1 Archaikum 3 2 Proterozoikum 3 3 Phanerozoikum 4 Siehe auch 5 Literatur 6 EinzelnachweiseAufsuchung und Beurteilung von Lagerstatten Bearbeiten Hauptartikel Lagerstatte Ein wesentliches Aufgabengebiet der Lagerstattenlehre besteht in der Erkundung Prospektion von Hoffigkeitsgebieten und der Erschliessung Exploration der aufgefundenen Vorkommen Lagerstattenforschung angewandt an der Erkundung und Erschliessung von Lagerstatten wird oft als Montangeologie bezeichnet 3 obwohl dieser Begriff in Osterreich auch Untersuchungen fur Tunnelbauprojekte und andere Bereiche der Ingenieurgeologie einschliessen kann 4 Pioniere der Lagerstattenkunde im deutschen Sprachraum BearbeitenGeorgius Agricola 1494 1555 Gilt als Begrunder der modernen Geologie und Bergbaukunde Abraham Gottlob Werner 1749 1817 Hauptvertreter des Neptunismus August Breithaupt 1791 1873 Grundung der Paragenesenlehre Bernhard von Cotta 1808 1879 Lehre von den Erzlagerstatten Band 1 2 Freiberg 1854 1859 1861 Frantisek Posepny 1836 1895 The Genesis of Ore Deposits 1893 Richard Beck 1858 1919 Lehre von den Erzlagerstatten 1901 Alfred Wilhelm Stelzner 1840 1895 Die Erzlagerstatten 1904 1906 Hans Schneiderhohn 1887 1962 Die Erzlagerstatten der Erde 1958 1961 Paul Niggli 1888 1953 Ore deposits of magmatic origin their genesis and natural classification 1929 Paul Ramdohr 1890 1985 Die Erzmineralien und ihre Verwachsungen 1975 Dieser Artikel oder Abschnitt bedarf einer grundsatzlichen Uberarbeitung Naheres sollte auf der Diskussion Lagerstattenkunde angegeben sein Bitte hilf mit ihn zu verbessern und entferne anschliessend diese Markierung Lagerstattenbildung im Laufe der Erdgeschichte BearbeitenDie Erde und besonders die Erdkruste hat im Laufe ihrer etwa 4 5 Milliarden Jahre langen Geschichte viele tiefgreifende Veranderungen durchgemacht Aus diesem Grund gibt es verschiedene Lagerstattentypen die auf eine ganz bestimmte Epoche der Erdgeschichte begrenzt sind In den vorangegangenen oder folgenden Zeitabschnitten waren die Bedingungen fur ihre Bildung nicht mehr gegeben Archaikum Bearbeiten Das Archaikum umfasst etwa den Zeitraum von vor 3 8 bis vor 2 5 Milliarden Jahren Die tektonische Situation dieser fruhen Epoche wird durch zwei Grundelemente gepragt die hochmetamorphen Migmatit Gneis Granulit Bereiche die die ersten festen Kerne der sich bildenden Lithosphare darstellen sowie die sie umgebenden mobilen Grunsteingurtel Wahrend in ersteren Bereichen nur einige wenige geschichtete Chromit Lagerstatten von Bedeutung sind finden sich viele bedeutende Lagerstatten in den Grunsteingurteln z B Orthomagmatische Lagerstatten von Nickel und Kupfersulfiden die an basische und ultrabasische Laven gebunden sind Kalgoorlie Gurtel im sudwestlichen Australien Abitibi Gurtel in Kanada im Baltischen Schild und in Simbabwe Da diese metallogenetischen Provinzen klar begrenzt sind stammen die Metalle und ihre Muttergesteine wahrscheinlich aus lokalen Anomalien im oberen Mantel In den Randzonen der Grunsteingurtel nahe bei den angrenzenden Granitintrusionen finden sich viele goldfuhrende Ganglagerstatten Tatsachlich war die Suche nach Gold fruher der Hauptgrund fur die Untersuchung und Kartierung der Grunsteingurtel Vulkanogene Massivsulfidlagerstatten von Kupfer und Zink besonders im Abitibi Orogen Proterozoikum Bearbeiten Im fruhen und mittleren Proterozoikum etwa 2 5 bis 1 6 Milliarden Jahre vor heute entwickelten sich die ersten stabilen wenn auch nur kleinen Lithospharenplatten Hiermit wurde die Grundvoraussetzung fur Krustenbewegungen im Sinne der Plattentektonik geschaffen Jetzt kam es zum ersten Mal zur Bildung von sedimentaren Becken Ablagerungen von Plattformsedimenten und zur Bildung von Geosynklinalen an den Kontinentalrandern Charakteristisch fur diese Epoche sind sedimentare und sedimentar exhalative Lagerstatten die sich nur unter reduzierenden Bedingungen bei fehlendem Sauerstoff in der Atmosphare bilden konnten Die einzigartigen Gold Uran Konglomerate vom Witwatersrand in Sudafrika Die ersten gebanderten Eisenformationen stammen bereits aus dem Archaikum aber ihre weiteste Verbreitung fanden sie in der Zeit von 2 6 bis 1 8 Milliarden Jahren Man vermutet dass eisenfallende Bakterien eine wichtige Rolle bei ihrer Ablagerung in intrakontinentalen Becken und in den Schelfgebieten der jungen Kontinente hatten Verschiedene sedimentare oder sedimentar exhalative Lagerstatten von Mangan Blei und Zink z B Mount Isa in Australien Diamantfuhrende Kimberlite und Lamproite treten zum ersten Mal auf Zuvor war die Krustendicke nicht ausreichend um die enormen Drucke zu erzeugen die fur die Bildung von Diamanten notig sind Das Vorhandensein von Lithospharenplatten ermoglichte ebenfalls die Bildung regionaler Bruchsysteme an denen riesige gangartige Korper und magmatische Komplexe aufsteigen konnten Die Bildung der grossen geschichteten Chromit Lagerstatten im sudlichen Afrika geht wahrscheinlich auf Chromanomalien im oberen Mantel zuruck Auch die Intrusionen vieler Anorthosit Plutone mit Ilmenit Vererzungen in Norwegen und Kanada stellen ein magmatisches Ereignis dar dass sich so nie mehr wiederholt hat Das weitgehende Fehlen von orthomagmatischen Sulfidlagerstatten in spateren Zeiten wird auf eine Verarmung des oberen Mantels an Schwefel im Laufe von plattentektonischen Prozessen zuruckgefuhrt Fur das mittlere und spate Proterozoikum vermuten viele Forscher bereits die Existenz eines Superkontinents Diese Zeit ist gekennzeichnet durch eine ungewohnlich hohe Kupferkonzentration in Sedimentgesteinen wie den Red Bed Lagerstatten von Katanga In Afrika bildeten sich ausserdem drei ausgepragte Gurtel von Zinnlagerstatten ein weiterer in Brasilien Die Bildung von BIFs ging immer weiter zuruck was man auf die Entstehung einer sauerstoffreichen Atmosphare durch pflanzliche Photosynthese zuruckfuhrt Phanerozoikum Bearbeiten Gegen Ende des Proterozoikums hatte sich in etwa die plattentektonische Situation eingestellt wie sie noch heute besteht Durch die Verschiebung der Kontinente kam es zur Subduktion von ozeanischer Kruste und zur Bildung von Faltengebirgen Hier kommt es besonders in den kontinentalen Faltengurteln und den vorgelagerten Inselbogen zur Bildung der Kupferporphyre die zu den grossten Metallanreicherungen des Phanerozoikums gehoren 0 57 Milliarden Jahre bis heute Ein Beispiel ist Chuquicamata in Chile der grosste Tagebau der Welt Salzlagerstatten zeigen weltweit eine auffallige Haufung in bestimmten geologischen Epochen wie in der Zeit vom Perm bis zur Trias oder im Tertiar D h sie folgen bevorzugt auf die grossen Gebirgsbildungsphasen wenn genugend Teilbecken existieren die Reliefunterschiede jedoch nicht mehr so gross sind dass die Senken einfach mit Abtragungsschutt aus den Bergen aufgefullt werden Kohlelagerstatten gehen hingegen auf Zeiten mit gesteigerter Produktion von Biomasse zuruck wie das namengebende Karbon Zeitalter Siehe auch BearbeitenErzlagerstatte Kohlelagerstatten Erdol und ErdgaslagerstattenLiteratur BearbeitenAnthony M Evans Erzlagerstattenkunde Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1992 ISBN 3 432 99801 5 Walter Pohl Mineralische und Energie Rohstoffe Eine Einfuhrung zur Entstehung und nachhaltigen Nutzung von Lagerstatten Schweizerbart sche Verlagsbuchhandlung 2005 ISBN 3 510 65212 6 Walter Pohl Wilhelm Petrascheck Walther E Petrascheck Lagerstattenlehre Eine Einfuhrung in die Wissenschaft von den mineralischen Bodenschatzen Schweizerbart Stuttgart 1992 ISBN 3 510 65150 2 J K Warren Evaporites Sedimentology Ressources and Hydrocarbon Springer Berlin 2005 ISBN 3 540 26011 0 Gerhard H Eisbacher Jonas Kley Grundlagen der Umwelt und Rohstoffgeologie Spektrum Akademischer Verlag 2001 ISBN 3 8274 1231 5 F W Prokop W Streck M Sagher R W Tschoepke H W Walther H Pietzner G Stadler H Vogler H Werner Untersuchung und Bewertung von Lagerstatten der Erze nutzbarer Minerale und Gesteine Vademecum 1 2 Aufl Geologisches Landesamt Nordrhein Westfalen Krefeld 1981 Martin Okrusch Siegfried Matthes Mineralogie Eine Einfuhrung in die spezielle Mineralogie Petrologie und Lagerstattenkunde 1 Aufl ohne Martin Okrusch 1983 8 Auflage Springer Verlag Berlin u a O 2009 ISBN 978 3 540 78200 1 F Neukirchen G Ries Die Welt der Rohstoffe Lagerstatten Forderung und wirtschaftliche Aspekte Springer Spektrum Berlin 2014 ISBN 978 3 642 37738 9 Einzelnachweise Bearbeiten Lexikon der Geowissenschaften Spektrum abgerufen am 16 Mai 2021 K K E Neuendorf J P Mehl Jr J A Jackson eds In Glossary of Geology American Geological Institute 799 S Hansjust W Walther Kurt von Gehlen BGR unter Mitarb von J Georg Haditsch Hansjosef Maus GDMB Lagerstattenkundliches Worterbuch der deutschen Sprache mit Ubersetzungen der Hauptstichworter in Englisch Franzosisch Italienisch Russisch und Spanisch Hrsg GDMB Informationsgesellschaft mbH GDMB Informationsgesellschaft mbH Clausthal Zellerfeld 1999 ISBN 3 9805924 8 0 704 S Montangeologe Montangeologin In AMS Berufslexikon abgerufen am 30 Mai 2021 Normdaten Sachbegriff GND 4140085 9 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Lagerstattenkunde amp oldid 237360772