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Lagerstätten

Uran-reiche Brekzie
Uran-reiche Brekzie

Uran-reiche Quarz-Hämatit Brekzie vom Mt. Gee, Mt. Painter - Gebiet, South Australia

Geomartin


IOCG-U-Lagerstätten



Brekzien-Typ-Uran-Lagerstätten

Die bedeutendsten IOCG-U-Lagerstätten befinden sich in mesoproterozoischen Gesteinen Australiens wie zum Beispiel Earnest Henry (Queensland), Prominent Hill und Olympic Dam (beide in Süd-Australia).

Die von der IAEC (International Atomic Energy Agency) als Brekzien-Typ bezeichnete Art von Vererzungen beinhaltet die unter Geologen als IOCG-U (Iron-Oxide-Copper-Gold-Uranium; deutsch: Eisenoxid-Kupfer-Gold-Uran) bezeichneten Lagerstätten. Hinsichtlich Uran war bisher nur Olympic Dam in Südaustralien als einzige wirtschaftliche Lagerstätte bekannt (s.a. > IOCG-Lagerstätten). (Daher auch die Bezeichnung Olympic-Dam-Typ). Seitdem sind viele andere IOCG-Lagerstätten in der Welt identifiziert worden, wenngleich es kaum Informationen bezüglich ihres Uran-und Selten Erd-Gehalts gibt.

Die Lagerstätte Olympic Dam ist insofern ungewöhnlich, weil sie eine große Menge Seltene Erden und Uran enthält. Bis heute war es jedoch nicht möglich, ein wirtschaftlich sinnvolle Methode zur Gewinnung der Seltenen Erden zu entwickeln.


Olympic Dam in Australien

Bergbaukomplex Olympic Dam
Bergbaukomplex Olympic Dam

Blick auf Olympic Dam mit den Hauptschächten;
Sir Lindsay Clark Shaft (links) und Robertson Shaft (rechts)

Geomartin

Die Lagerstätte Olympic Dam wurde 1975 entdeckt und bis Mitte der 1980er Jahre als sedimentäre brekziöse Grabenfüllung interpretiert, daher die IAEC-Bezeichnung. Nach Auffahrung und Inbetriebnahme der Olympic Dam Mine änderte sich diese Bewertung allerdings grundlegend: Die modernen Lagerstättenmodelle gehen von einer magmatisch-hydrothermalen Bildung aus. Die Lagerstätte ist an den etwa 1,58 Milliarden Jahre alten Roxby-Downs-Granit gebunden. Man geht davon aus, dass bei der Erstarrung des Granites heiße hydrothermale Fluide aus dem Magma abgegeben wurden, welche den neu gebildeten Granit brekziierten. Die Fluide brachten große Mengen an Eisen, Kupfer, Gold und weitere Elemente mit sich und imprägnierten die Brekzien mit diesen Elementen. Der Kern der Lagerstätte besteht aus einem massiven Hämatitkörper ohne nennenswerte Kupfergehalte. Der Eisengehalt nimmt nach außen hin ab bis in eine unmineralisierte Brekzie und schließlich in unveränderten Granit. Die bedeutende Kupfer-Gold-Vererzung befindet sich in dem Zwischenbereich zwischen Hämatitkern und hämatitfreier Brekzie. Weiterhin gibt es im oberen Bereich der Lagerstätte Einschaltungen von sauren Vulkaniten, was auf eine sehr flache Bildung der Lagerstätte unter einem Vulkankomplex hindeutet. Das Uran der Lagerstätte wurde wahrscheinlich durch oxidierende meteorische (von der Oberfläche kommende) Wässer eingetragen. Diese lösten Uran aus den überlagernden Vulkaniten und dem uranreichen Roxby-Downs-Granit, mischten sich mit dem Fluiden aus dem Magma und setzten ihre Uranfracht in Form von Pechblende, Coffinit und Brannerit ab. Die nachgewiesene Ressource der Lagerstätte liegt derzeit bei 8,3 Milliarden Tonnen. Der Uraninhalt wird von BHP Billiton mit über 2 Millionen Tonnen angegeben. Der durchschnittliche Erzgehalt für die Gesamtressource liegt bei 0,8 % Kupfer und 280 ppm U3O8. Es handelt sich um die mit Abstand größte konventionelle Uranlagerstätte und die viertgrößte Kupferlagerstätte der Welt.

Olympic Dam stellt einen der größten Erzkörper der Erde dar mit derzeit vermuteten Ressourcen von 8,4 Milliarden Tonnen Erz. Die Erzgehalte liegen zwischen 0,5 und 2 % für Kupfer und 0,5 und 1,5 g/t Gold. In den meisten Lagerstätten diesen Typs befinden sich reine Kupfer- und Goldvorkommen, während Olympic Dam auch Uran und Silber enthält. Diese Lagerstätte stellt die größte bekannte Uranlagerstätte der Erde dar. Die Lagerstätte Olympic Dam ist insofern ungewöhnlich, weil sie auch eine große Menge Seltene Erden enthält. Bis heute war es jedoch nicht möglich, ein wirtschaftlich sinnvolle Methode zur Gewinnung der Seltenen Erden zu entwickeln.

Olympic Dam gilt als der Prototyp für den Lagerstättentyp IOCG / IOCG-U, der vor der Entdeckung von Olympic Dam unbekannt war. Die Lagerstätte befindet sich in einem etwa 1,58 Ga alten Granit, welcher von etwa 300 m neoproterozoischen Sedimenten überlagert wird. Hydrothermale Prozesse haben den Granit brekziiert und mit Eisen, Kupfer, Uran, Gold, Silber sowie Seltenen Erden angereichert. Die Lagerstätte hat in der Aufsicht eine kreisförmige Gestalt mit einer etwa 5 km langen schmalen Verlängerung nach Nordwesten. Der Tiefbau findet derzeit in dem nordwestlichen Teilstück statt, der Tagebau soll das kreisförmige Zentrum erschließen. Die nachgewiesenen Ressourcen der Lagerstätte liegen bei 8,3 Milliarden Tonnen Erz mit 0,8% Kupfer, 0,028% Uranoxid und 0,5 g/t Gold. Die derzeit geförderten Erze aus dem Nordteil enthalten einen etwa doppelt so hohen Erzgehalt. Die Erzlagerstätte reicht bis in eine Tiefe von mindestens 2.200 m. Olympic Dam ist damit eines der größten Erzvorkommen der Erde und stellt die mit Abstand größte nachgewiesene Uranressource dar.

Inzwischen wurden weitere IOCG-Lagerstätten gefunden, welche auch kommerziell in Abbau stehen, z. B. Earnest Henry in Queensland, Australien, oder Prominent Hill 200 km nordöstlich von Olympic Dam. Letztere führt auch deutlich erhöhte Urangehalte, allerdings nur etwa 50 ppm bis 100 ppm, was eine Gewinnung unwirtschaftlich macht. Die zurzeit in Erkundung befindliche Eisenoxid-Kupfer-Gold-Vererzung Hillside auf der Yorke-Halbinsel, Südaustralien, weist stellenweise bis zu 800 ppm U3O8 auf.


Mt. Gee in Australien

Die Lagerstätte Mt. Gee im Mt. Painter Gebiet der Flinders Ranges, Südaustralien, gehört ebenfalls zum Brekzientyp, wenn auch ohne signifikante Kupfer- und Goldgehalte. Die Quarz-Hämatitbrekzien sind an einen etwa 1,5 Milliarden Jahre alten A-Typ-Granit gebunden, sind selbst aber nur etwa 300 Millionen Jahre alt. Sie beinhalten eine Uranressource von 31.400 t bei Gehalten von 615 ppm U3O8.

Entstehung: magmatisch-hydrothermal

Alter: mesoproterozoisch

Uraninhalt: bis mehr als 2 Millionen Tonnen

durchschnittliche Erzgehalte: 0,02 Gew.% bis 0,05 Gew.% Uran

mögliche weitere gewinnbare Inhalte: Kupfer, Gold, Silber, Seltene Erdelemente Bedeutende Beispiele: Olympic Dam, Australien; Mt. Painter Gebiet, Australien


Literatur

  • Skirrow, R., 2004. Iron oxide Cu-Au deposits: An Australian perspective on their unifying characteristics. In: McPhie, J. and McGoldrick, P. (editors), 2004. Dynamic Earth: Past, Present and Future. Abstracts of the 17th Australian Geological Convention, Hobart, Tasmania. February 8–13, Geological Society of Australia, Abstracts No. 73, p. 121
  • The Australian Mines Handbook: 2003-2004 Edition, Louthean Media Pty Ltd, Editor: Ross Louthea


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