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Kaolinbergbau mit dem Monte Kaolino
Lagerstätte Hirschau, Oberpfalz

Verwitterung und Erosion

Verwitterungslagerstätten



Bisherige allgemeingültige Gliederung sedimentärer Lagerstätten

Noch vor wenigen Jahren wurden Lagerstätten (nach H. Schneiderhöhn, 1962; Erzlagerstätten) einfach nach dem Bildungsraum mit den Oberbegriffen magmatisch, sedimentär und metamorph bezeichnet. Die Lagerstätten der sedimentären Abfolge gliederte Schneiderhöhn faziell-genetisch in

A. Verwitterungsbildungen anstehender Gesteine und Lagerstätten

B. Klastische (mechanische) Absatzsedimente

C. Äolisch-atmosphärische Ausscheidungssedimente

D. Festländische Ausscheidungssedimente (Verwitterungsgesteine und Verwitterungslagerstätten)

E. Ausscheidungssedimente in Sümpfen, Binnenseen und Flüssen

F. Organische Sedimente in Sümpfen und Seen

G. Meeresablagerungen (marine Sedimente)

Innerhalb dieser allgemeingültigen Gliederung stellte Schneiderhöhn die Oxidations- und Zementationszone von Erzlagerstätten sowie eluviale Schwermineralseifen zu A., Laterite, Bauxite, Tone und Kaolin zu den Nahausscheidungen nach D. Die Begriffe supergen, Anreicherungslagerstätte, SEDEX, BIF, und Red Bed Lagerstätten(Infiltrationslagerstätten) waren zu dieser Zeit nicht geläufig, wurden selten oder nicht verwendet.

Uneinheitliche Klassifizierung

International verbindliche Definition, Klassifizierung und Einordnung supergener Lagerstätten sind bisher uneinheitlich und weichen von Autor zu Autor, bzw. abhängig von bestimmten Lehrstühlen ab.

Einige Autoren klassifizieren die BIF (Fe-Anreicherungshorizonte; Hämatit-Goethit-Reicherz) und Mn-Karbonatgestein- (MnO2-Reicherz)-, sowie Tonmineral-Lagerstätten (Kaolinit, Vermiculit etc.) ebenfalls als supergene Lagerstätten. Andere Autoren differenzieren nur zaghaft zwischen sedimentären, Verwitterungs- und supergenen Lagerstätten. Einige von ihnen beziehen SEDEX-, BIF-, Seifen-, Red Bed- und Infiltrationslagerstätten sowie Laterite, Bauxite, Gold- und Diamantseifen und Oolitherze mit ein. Manch andere wiederum verzichten bei der Klassifizierung auf die Tonmineralien Kaolin und Vermiculit.

Supergene Lagerstätten

Der in diesem Artikel vertretene Ansatz unterscheidet zwei supergene Lagerstättentypen. Einerseits nach Typ und Ausgangsmaterial, andererseits nach dem wirtschaftlich wohl wichtigsten Aspekt vieler Erzlagerstätten, dass deren Metallgehalte durch supergene Alteration angereichert sind.

Es gibt Einigkeit darüber, dass diese angereicherten Lagerstätten sedimentär (bzw. sekundär) sind. Inwieweit die anderen der oben angeführten Lagerstättentypen als supergen betrachtet bzw. als supergen klassifiziert werden können, steht hier nicht zur Debatte, da die Meinungen dazu auseinander gehen.

Charakteristika supergener Lagerstätten

  • Nach den genetischen Bildungsprozessen sind die supergenen Lagerstätten sedimentogene Lagerstätten der chemischen Verwitterung
  • Supergene Lagerstätten bilden sich durch Verwitterungsprozesse an oder in der Nähe der Erdoberfläche präexistenter Mineral- oder Gesteinsvorkommen
  • Wesentliche Verwitterungsprozesse, welche zur Mineralumbildung und Neubildung führen, sind die Einwirkung von Atmosphäre und Hydrosphäre (Grundwasser, Regen, etc.)
  • Supergene Erze unterscheiden sich chemisch und mineralogisch vom primären Ausgangsmaterial
  • Abhängig von der Art der Verwitterung und der Zusammensetzung des Ausgangsgesteins werden wertvolle Bestandteile in Residuallagerstätten angereichert



Supergene Anreicherung (Supergene Alteration, Supergene Enrichment)

Bei der supergenen Alteration werden primäre Erze durch Verwitterungslösungen in situ angereichert (Evans, A. M., 1992).

Die wichtigsten Anreicherungsprozesse sind

  • in der Oxidationszone (mit Eisernem Hut) und in der Zementationszone

    • supergene Sulfidanreicherungen (Fe, Cu, u.a.), durch die oxidierende Wirkung des Oberflächenwassers, welches die Sulfide im oberen Teil eines Sulfidkörpers zersetzt (Verwitterungszone). Darunter fallen u.a. auch bestimmte porphyrische Cu-Mo-Au-Lagerstätten
    • supergene nicht-sulfidische Anreicherungen (Zn)
  • in Residuallagerstätten

    • Aus Ophiolithen > supergene Anreicherungen in Lateriten (Ni, Co, Au, PGE, Nb)
    • Aus Al-reichen Silikat- und Kalkgesteinen > supergene Anreicherung von Aluminium in Bauxiten
    • Aus Calcreten > supergene Anreicherungen von U in Calcret-Kanälen (Carnotit, K-U-V)



Residuallagerstätten (Rückstandslagerstätten)

Unter Residuallagerstätten versteht man Ophiolithe(Laterite), Calcrete und Al-reiche Silikat- und Kalkgesteine (Bauxit). Sie bilden sich durch chemische Verwitterung, wobei sich gesteinsbildende Mineralien in Phasen umwandeln, welche an der Erdoberfläche stabil sind. Je nach Löslichkeit (Eh- und pH-Bedingungen) werden Elemente aus der Verwitterungszone entfernt, während andere dadurch angereichert werden.

Überwiegend entstehen Residuallagerstätten in tropischen Klimazonen, wo während der Regen- und Monsunperioden (wechselfeuchte Jahreszeit) eine intensive Laugung der Gesteine stattfindet. In den folgenden trockenen Jahreszeiten werden die Lösungen mit den gelaugten Ionen durch Kapillaraktionen an die Oberfläche transportiert. Dort verdunsten sie und hinterlassen eine Salzschicht, welche in der nächsten Feuchtperiode fortgewaschen wird. Nicht selten werden Na-, K- Ca-, und Mg-Ionen der gesamten Zone bis hinunter zum Grundwasserspiegel gelaugt. Findet die Laugung unter den richtigen Eh- und pH-Bedingungen statt, wird auch Silizium (Kieselsäure) gelöst und vom System entfernt. Das verbleibende Material besteht dann nur noch aus Eisen- und Al-Oxiden, welche durch die Laugung stark angereichert (konzentriert) sind.




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