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Lagerstätten


Porphyrische-Kupfer-, Molybdän- und Zinn-Lagerstätten

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru
Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala, Tacna, Peru

NASA



Definition

Disseminiertes Kupfererz
Disseminiertes Kupfererz

Disseminiertes Kupfererz in einem
porphyritischen Gestein;
El Cobre, Chile

Peter Seroka

Sammelbezeichnung für Imprägnationsvererzungen (Imprägnationslagerstätten) und Stockwerksvererzungen (Stockwerkerz) von oft riesigen Dimensionen von Kupfersulfiden, häufig mit wichtigen Gold- oder Molybdänbeimengungen, und Molybdänsulfiden, z.T. mit Zinn- und Wolframbeimengungen (porphyrische Kupferlagerstätten, Molybdänlagerstätten), in kleineren Dimensionen auch von Zinn- und Zinn-Wolframvererzungen (Zinnlagerstätten). Porphyrische Lagerstätten sind gebunden an granitische (Granit) über granodioritische bis dioritische (Diorit)-Intrusionen mit typischerweise porphyrischem Kern, die in magmatischen Bögen vor allem im zirkumpazifischen Raum auftreten. Der äußere Rand der Intrusion ist meist aus gleichkörnigem Gestein aufgebaut, während der Zentralteil ein porphyrisches Gefüge aufweist. Dieses Zentrum des intrudierten Körpers gibt der Lagerstätte ihren Namen. Zu finden sind porphyrische Lagerstätten an aktiven, konvergenten Kontinentalrändern und Subduktionszonen, wie beispielsweise kontinentalen und postkollisionalen Bögen sowie ozeanischen Inselbögen.


Porphyrische Kupferlagerstätten

Modell  einer Porphyr-Cu-Lagerstätte
Modell einer Porphyr-Cu-Lagerstätte

In dieser Modellzeichnung werden die Verhältnisse von Erzmineralisation, Verwitterungszonen, supergener Anreicherung und assoziiertem Skarn, Verdrängungs- und gangförmigen Lagerstätten aufgezeigt; ...

USGS Public Domain

Porphyrische Kupferlagerstätten (englisch: porphyry copper deposits oder copper porphyries) sind Kupfer-Erzkörper, die an intrusive porphyritische (Tiefengesteine) gebunden sind, sowie an Fluide, welche diese während der Transition und während des Abkühlens vom Magma zum Gestein begleiten. Zirkulierende Oberflächenwässer oder unterirdische Fluide können mit den plutonischen Fluiden interagieren oder sich gegenseitig beeinflussen oder zusammenwirken. Porphyrische Kupfererze haben oft einen hohen bis intermediären Gehalt von Siliziumdioxid. Der Begriff "porphyrisch" ist hierbei leicht irreführend, denn er bezieht sich auf das oftmals porphyrische Gefüge der magmatischen Wirtsgesteine (große, gut ausgebildete Einzelkristalle in einer feinkörnigen oder glasigen Grundmasse), nicht auf das Gefüge der Kupfervererzung selbst.

Wegen des oftmals enormen Volumens der mineralisierten Gesteine von üblicherweise 50 bis 100 Millionen Tonnen, sind porphyrische Kupferlagerstätten, trotz ihres geringen Erzgehaltes von gewöhnlich nur 0,4 bis 1 % Kupfer, heute die wichtigsten Kupferquellen der Welt. Daneben finden sich kleine Anteile von anderen Metallen, wie Gold, Silber und Molybdän; in seltenen Fällen auch primär Gold und untergeordnet Kupfer. Diese Art von Lagerstätten wurde zum ersten Mal in den 1920er Jahren im Südwesten der USA erfolgreich abgebaut, und seither hat der Massenabbau im Tagebau, im Vergleich zum klassischen Bergbau unter Tage, immer mehr an Bedeutung gewonnen. Wichtige Beispiele finden sich besonders in den großen Faltengebirgen (Orogenen) des circumpazifischen Ringes (Pazifischer Feuerring). Dazu gehören Chuquicamata und El Teniente in Chile, Bingham in Utah, El Chino in New Mexico, oder Cerro Colorado in Panama. Desweiteren in der Karibik, Süd-Zentral-Europa und Türkei, bestimmte Gebiete in China, dem Mittleren Osten, Russland und den CIS-Staten. Nur wenige Lagerstätten dieses Typs sind in Afrika (Namibia und Zaire) bekannt.

Kupfer ist nicht das einzige Metall, welches in porphyrischen Lagerstätten vorkommt. Es gibt auch porphyrische Erzlagerstätten, welche primär auf Gold, auf Molybdän oder auf Zinn abgebaut werden und deren Kupfergehalt oft gering ist. (s.a. REED, B.L., und COX, D.P., 1986).


Charakteristika porphyrischer Kupferlagerstätten

  • Die Erzkörper sind assoziiert mit multiplen Intrusionen und Dikes dioritischer oder quarz-monzonitischer Zusammensetzung mit porphyritischer Textur.
  • Brekzien-Zonen mit eckigen oder lokal abgerundeten Fragmenten sind gewöhnlich mit den Intrusiva assoziiert. Die Sulfid-Mineralisation tritt typisch zwischen oder innerhalb von Fragmenten auf.
  • Die Lagerstätten haben typisch eine äußere Epidot-Chlorit-Alterationszone
  • Eine Quarz-Sericit-Alteration kommt näher am Zentrum auf und kann überdecken
  • Eine zentrale kaliumreiche Zone sekundärer Biotit- und Orthoklas-Alteration ist gewöhnlich mit dem größten Teil des Erzes assoziiert.
  • Spalten und Risse sind oft mit Sulfiden, bzw. Quarzadern mit Sulfiden, gefüllt oder bedeckt. Nahe beianeinander liegende Risse und Spalten mit mehreren Richtungen sind gewöhnlich mit dem höchstangereicherten Erz assoziiert.
  • Die oberen Teile von porphyrichen Lagerstätten können als supergene Anreicherungen angesehen werden. Dies setzt voraus, dass der obere Teil der Lagerstätte gelöst und bis unterhalb der Wasser-Oberfläche transportiert wurde, wo er präziptiert.
  • Porphyrische Lagerstätten werden typisch im offenen Tagebau abgebaut.

Vererzung

Das Erz tritt sehr fein verteilt im Wirtsgestein auf, meist entlang von feinen Haarrissen, zuweilen auch in größeren Äderchen. Diese Art der Vererzung wird als „Imprägnationserz“ (englisch: disseminated ore) bezeichnet. Bei einem größeren unregelmäßigen Geflecht von Äderchen ist auch der Begriff „Stockwerk“ üblich (nach englisch: stockwork), obwohl „Erzstock“ die passendere Übertragung ins Deutsche wäre. Zuweilen treten Bereiche aus zerrütteten Gesteinen mit eckigen, teilweise leicht abgerundeten, Fragmenten auf (Brekzien). Die Vererzungen aus Sulfid-Mineralen (vor allem Chalkopyrit und Molybdänit) befinden sich dann besonders in den offenen Spalten zwischen den Fragmenten, aber auch innerhalb der Fragmente selbst. Klüfte werden ebenfalls häufig mit Sulfiden gefüllt, oder von sulfidhaltigen Quarz-Äderchen. Besonders hochgradige Vererzungen finden sich dort, wo sich mehrere engständige Kluftscharen kreuzen.

Bei den Wirtsgesteinen handelt es sich meist um unregelmäßige oder annähernd zylindrische, mehrphasige Intrusionen und Gesteinsgänge. Am häufigsten sind „saure“ bis intermediäre Gesteine der Granit-Familie. Mit abnehmendem Gehalt an Kieselsäure sind dies: Granit, über Granodiorit, Tonalit, Quarzmonzonit bis zu Diorit. Daneben existiert noch eine intermediäre Reihe von Diorit, über Monzonit bis Syenit. Wahrscheinlich werden die Intrusionen stets von einem Vulkan überlagert. Zur Tiefe hin gehen die porphyrischen Magmatite oftmals in große Plutone aus gleichkörnigen Gesteinen mit derselben Zusammensetzung über.


Hydrothermale Alteration

Geologisches Profil einer Typischen PCD-LAgerstätte
Geologisches Profil einer Typischen PCD-LAgerstätte

Geological map of the Bingham Canyon (Utah) porphyry copper deposit;
Bedrock type and alteration zones;
Zeichnung: Edwin W Tooker USGS

Edwin W Tooker

Ein charakteristisches Merkmal der porphyrischen Kupferlagerstätten ist eine regelmäßige Abfolge von hydrothermalen Alterations-Zonen rund um die Intrusion. Diese sind entstanden, als überhitzte, aggressive, mineralhaltige, hydrothermale Lösungen das zerklüftete Gestein durchströmten und mit den vorhandenen Mineralen reagierten. Die Kenntnis dieser Zonierung liefert wertvolle Hinweise für die Aufsuchung (Prospektion) und Erkundung (Exploration) solcher Lagerstätten.

In ihrer grundlegenden Arbeit zur hydrothermalen Alteration von copper porphyries beschreiben Lowell & Guilbert (1970) modellhaft die konzentrische Anordnung von Alterations- und Mineralisationszonen. Die hydrothermale Alteration ist nicht auf den Intrusivkörper beschränkt sondern tritt auch in bedeutendem Maße im Nebengestein auf. Lowell & Guilbert unterscheiden vier Alterationszonen, die in koaxialen Zonen im Bereich des Porphyrystocks auftreten und konzentrische, oft unvollständige Hüllen bilden. Die Alterationszonierung überlappt dabei mit der Mineralisationszonierung. Die Alterationszonen des Lowell-Guilbert-Modells sind folgende:

  • Kalimetasomatose-Zone

    ("potassic alteration"): Bildung von sekundärem Orthoklas (Na-reich) und Biotit oder der Paragenese Quarz-Kalifeldspat-Serizit-Chlorit (±Anhydrit). Verdrängung von primärem Orthoklas, Plagioklas und mafischen Bestandteilen (Bsp. Hornblende). Häufig tritt eine erzarme Kernzone auf. Das frische magmatische Gestein im Zentrum ist meist (aber nicht immer) von einer kalireichen Metasomatose-Zone (potassic zone) umgeben, in der die primär gebildeten Feldspäte Orthoklas und Plagioklas, sowie verschiedene mafische Minerale, durch sekundären Biotit und Orthoklas und/oder Chlorite verdrängt wurden. Der innere Bereich dieser Zone ist oft erzarm bis erzleer.

  • Serizitisierungszone

    ("phyllic alteration"): Bildung der Paragenese Quarz-Serizit-Pyrit, untergeordnet Chlorit, Illit und Rutil. Bei starker Ausprägung auch als "advanced argillic alteration" bezeichnet. Verdrängung der primären magmatischen Feldspäte und Biotite. Eine innere serizitreiche Zone geht nach außen in eine von Tonmineralen dominierte Zone über. Pyrit ist stark angereichert und liegt feinstverteilt sowie in Form von Äderchen vor.

  • Argillitisierungszone

    ("argillic alteration"): Diese Zone ist durch die Neubildung von Tonmineralen wie z.B. Kaolinit charakterisiert und ist nicht immer deutlich ausgebildet. Die typische Paragenese besteht aus Quarz-Kaolin-Montmorillonit. Primärer Biotit bleibt unverändert oder wird in Chlorit umgewandelt. Kalifeldspat wird nur wenig alteriert. Weiter nach außen schließt sich eine Quarz-Serizit-Zone (phyllic zone) an, die zum Rand hin immer reicher an Tonmineralen wird (Serizitisierung, bzw. fortgeschrittene Argillitisierung). Da es sich bei dieser Umwandlung von primären Feldspäten und Biotit um eine Kieselsäure freisetzende Reaktion handelt, entsteht auch viel sekundärer Quarz (Silizifizierung). Diese Zone deckt sich gleichzeitig mit dem häufigsten Auftreten von Pyrit. Die kupferhaltigsten Bereiche befinden sich oft direkt innerhalb dieser so genannten Pyrit-Hülle, im Übergangsbereich zur Kali-Metasomatose. Die Zone der intermediären Argillitisierung (argillic zone), wo besonders das neugebildete Tonmineral Kaolinit auftritt, ist nicht immer ausgebildet.

  • Propylitisierungszone

    ("propylitic alteration"): Sie bildet die äußerste Alterationszone von copper porphyry Systemen und ist durch das Auftreten von Chlorit, Pyrit, Calcit, Epidot und Magnetit charakterisiert. Porphyry Copper-Lagerstätten in den zentralen AndenUmwandlung der primären mafischen Minerale wie Hornblende und Biotit in Chlorit und Karbonat. Die Plagioklase sind weitgehend unalteriert. Charakteristisch ist eine grünliche Gesteinsfärbung. Die Propylitisierungszone tritt oft vollständig im Nebengestein auf. Erstreckung über mehrere km möglich. Diese Zone, die langsam in das Nebengestein übergeht, ist immer ausgebildet und kann einen Hinweis auf die Existenz einer porphyrischen Kupferlagerstätte geben, selbst wenn an der Erdoberfläche gar keine Kupfermineralisation aufgeschlossen ist.

Während die Fluide, die für die Kalimetasomatose verantwortlich sind fast ausschließlich aus dem Magma stammen, wird für die Serizitisierung und Argillitiserung eine starke Beteiligung von meteorischen Wässern angenommen. Auf Grund der höheren Permeabilität verläuft die hydrothermale Alteration bevorzugt entlang der Bruchflächen des stockworks. Auf diesen Bruchflächen kommt es dabei oft zur Ausbildung von charakteristischen hydrothermalen Mineralparagenesen (hydrothermal veins), die nicht der Alterationszonierung des Nebengesteins entsprechen. So können beispielsweise "potassic veins" innerhalb einer Zone mit durchgreifender Serizitisierung auftreten.


Entstehung

Die mineralisierende Phase hängt oft mit der am stärksten differenzierten und jüngsten Intrusion (in einer späten Phase des vulkanischen Zyklus) zusammen. Die Platznahme der Intrusionen geschieht anscheinend meist passiv, zum Beispiel nachdem Teile vom Dach der Magmakammer einsinken. Man vermutet, dass das noch glutflüssige Stammmagma bis auf ein oder zwei Kilometer unter die Erdoberfläche aufsteigt, wo es stecken bleibt. Durch die beginnende Kristallisation von wasserfreien Mineralen reichert sich das verbliebene Wasser und andere flüchtige Bestandteile zunehmend in der Restschmelze an. Hierdurch erhöht sich der Dampfdruck, bis er schließlich den umgebenden lithostatischen Druck übersteigt. Es kommt zu einer schlagartigen Entgasung des Magmas, mit entsprechender Volumenzunahme und der charakteristischen kleinmaßstäblichen Zerrüttung des Wirtsgesteins, durch feinste Risse und Klüfte. Nahe der Erdoberfläche ist die Volumenzunahme der Gasphase sogar noch größer, was die Bildung der schlotartigen Brekzien erklären würde, in denen die hindurchströmenden hydrothermalen Lösungen die Gesteinsfragmente sogar teilweise abgerundet hätten. Das verbliebene Magma kann nun rasch auskühlen, was zur Bildung von klein- und gleichförmigen Kristallen in der Matrix führt, die die früh gebildeten großen Einzelkristalle umschließen, dem namengebenden porphyrischen Gefüge.

Isotopen-Untersuchungen an im Gestein eingeschlossenen Gasen und Flüssigkeiten (Fluide) legen die Vermutung nahe, dass ein wesentlicher Teil der hydrothermalen Lösungen, mit ihren hohen Gehalten an Metallen und Schwefel, aus dem Magma selbst stammen. Diese bewirken vor allem die Kali-Metasomatose. Durch den Temperaturgradienten zwischen der erkaltenden Intrusion und dem Nebengestein wird aber auch fossiles (konnates) Wasser aus dem Nebengestein und absinkendes meteorisches Wasser von der Erdoberfläche erhitzt, und in den hydrothermalen Zyklus mit einbezogen, was zur Bildung der äußeren Alterationszonen führt. In der Übergangszone zwischen diesen beiden hydrothermalen Systemen herrschen nun starke Gradienten bei pH-Wert, Temperatur und Salinität, was wahrscheinlich die Ausscheidung der Kupfersulfide bewirkt.

Im Allgemeinen haben porphyrische Kupferlagerstätten in kontinentaler Kruste einen höheren Goldanteil, während sie sich im Bereich von Inselbögen durch einen höheren Molybdängehalt auszeichnen.


Bekannte porphyrische Kupferlagerstätten


Porphyrische Kupferlagerstätten in Europa


Rosia Poieni in Rumänien

Porphyrische Kupferlagerstätte Rosia Poieni
Porphyrische Kupferlagerstätte Rosia Poieni

Rosia Poieni in den Karpathen, Rumänien.

Transsilvania Business

Die Kupferlagerstätte Rosia Poieni liegt im Zentrum von Rumänien, 90 km NW von Alba Iulia und 484 km N der Hauptstadt Bukarest, genauer 4 km NE von Rosia Montana. Das Vorkommen wird von der Staatsgsellschaft CupruMin abgebaut. Die Reserven werden auf 1,5 Mrd t Erz mit einem Cu-Gehalt von 0,36% geschätzt, der Goldgehalt liegt bei ca. 0,5g pro t. Die Rosia Poieni Porphyr-Cu-Au- und die Rosia Montana epithermale Au-Ag-Lagerstätte sind die größten operativen Gruben im südlichen Apuseni Mineraldistrikt in Rumänien.

Die Lagerstätte wird auf porphyrisches Kupfererz abgebaut; an Begleitmetallen werden Mo, Se, Au und Ag gewonnen. Die erzführenden Gesteine sind Amphibol-Diorite und spätere mehrphasige Sequenzen dioritischer (spät-miozänischer Diorite, resp. Mikrodiorite) porphyrische Intrusivkörper und Brekzien mit tw. argillitischer, alunitischer, prophyllitischer Alteration sowie Silizifizierung. Die disseminierten Sulfide treten in der zentralen Kalium-Alteration und in Quarz-Stockwerkgängen der zylindrischen Zentralzone auf.

Der Fundoaia-Erzkörper hat die Form einer vertikalen Säule mit einer Höhe von ca. 1.180 m und wechselnden Durchmessern zwischen 660 und 956 m. Die Haupterze der porphyrische Lagerstätte sind Pyrit, Chalcopyrit und Magnetit (erstere führen auch Au, Ag und andere Metalle); Sekundärerze sind Bornit, Covellin, Chalkosin, Sphalerit, Galenit, Molybdänit, Germanit, Malachit und Azurit.


Porphyrische Kupferlagerstätten in den zentralen Anden

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru
Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala, Tacna, Peru

NASA

Die porphyrischen Kupferlagerstätten der zentralen Anden sind an vier parallele Cu-Gürtel gebunden, die verschiedene metallogenetische Epochen repräsentieren (SILLITOE, 1988). Entsprechend der Verlagerung der magmatischen Bögen nimmt das Alter der Subgürtel von West nach Ost ab. Folgende Subgürtel werden unterschieden:

  • Kreide (89-74 Ma): Bsp. Andacollo
  • Paläozän - Unteres Eozän (65-54): Bsp. Lomas Bayas, Toquepala
  • Oberes Eozän - Unteres Oligozän (41-29): Bsp. El Salvador, La Escondida, Chuquicamata, Radomiro Tomic, Mensa Mina (MM)
  • Mittleres Miozän - Unteres Pliozän (16-5): Bsp. Los Pelambres, El Teniente, Los Bronces, Bajo de la Alumbrera.

Durch die zahlreichen großen porphyrischen Kupferlagerstätten ist Chile heutzutage der größte Kupferproduzent der Welt. Hinweis auf die Tabelle mit den Lagerstätten.


Escondida

Lagerstätte La Escondida
Lagerstätte La Escondida

La Escondida - weltgrößte Lagerstätte;
porphyrischer Kupfererze

NASA

Die Lagerstätte Escondida liegt 170 km SE von Antofagasta in der Provinz El Loa in der Atacama-Wüste in Chile und wird in zwei offenen Tagebauen von Minera Escondida abgebaut. Escondida ist eine der weltweit höchstproduktiven Kupferminen der Welt; (2007 wurden 1.484 mio to Cu-Konzentrat produziert; das entspricht 9,5% der weltweiten Cu-Produktion.

Die Lagerstätte Escondida ist einer von drei porphyrischen Kupferschwärmen (clusters) in einem 18 x 3 km großen Gebiet und ist assoziiert mit dem ca. 600 km langen West-Verwerfungssystem (falla oeste), welches wiederum mit den meisten der größeren chilenischen porphyrischen Kupferlagerstätten assoziiert ist. Eine ausgelaugte bis ca. 30 m dicke Kappe bedeckt einen mächtigen hochgradig angereicherten supergenen Erzkörper aus Chalkosin und Covellin, welcher auf der primären Mineralisation aus Chalcopyrit, Bornit und Pyrit liegt. Die angereicherte Zone enthhält Covellin und Chalkosin. Mitte 2007 hatte Escondida geschätzte Reserven von 34,7 Mt Kupfererz, von welchen ca 22,5 Mt to als abbauwürdig geschätzt werden. Die Gesamt-Ressourcen liegen bei 57,6 Mt Kupfererz, wovon 33 Mt abbauwürdig sind.


Chuquicamata

Offener Tagebau
Offener Tagebau

Ansicht des offenen Kupfer-Tagebaus Chuquicamata in Chile während einer Sprengung

Peter Seroka

Die porphyrische Kupferlagerstätte Chuquicamata ist eines der größten und bekanntesten Kupfervorkommen der Welt. Chuquicamata liegt N von Calama, ca. 250 km NE von der chilenischen Küstenstadt Antofagasta. Die Tagesproduktion der Mine, die als open pit betrieben wird, liegt bei 160.000 t Erz bei einem Gehalt von durchschnittlich 1,08 % Cu. Die Vorräte dieser Lagerstätte werden auf 1 Gt mit durchschnittlich 0,88% Cu geschätzt (SEG Newsletter 10/98). Chuquicamata ist Teil einer etwa 14 km langen Vererzungszone auf der auch die copper porphyry Lagerstätten Radomiro Tomic, MM (Mensa Mina) sowie die exotischen Vererzungen der Mina Sur liegen. Der Intrusivkörper von Chuquicamata setzt sich aus drei quarz-monzonitischen bis monzodioritischen Phasen zusammen. Die älteste Intrusivphase bildet der Porphyry Este, der im Norden vom Porphyry Oeste intrudiert wurde. Die jüngste magmatische Phase ist der Porphyry Banco der fleckenweise im Porphyry Este auftritt. Chuquicamata zeigt beispielhaft einen stark strukturorientierte Charakter von Intrusion, Alteration und Mineralisation. Das ungefähre Alter (radiometrische Datierung) von Intrusion und Alteration liegt bei 36-31 Ma (SILLITOE, 1988).

Nach W wird die poyrische Kupferzone von Chuquicamata durch die Oeste-Störung begrenzt. Es handelt sich dabei um eine linksseitige Blattverschiebung die zum Domenyko Störungssystem zählt und seit dem frühen Eozän aktiv ist. An dieser Störung grenzt der Porphyry-Komplex an den sterilen Fortuna Granodiorit (39,5-35,9 Ma). Alteration und Mineralisation sind im Süden der Lagerstätte an Störungen gebunden, die sich im Nordteil des Tagebaues auffiedern (LINDSAY et al. 1995, REUTTER et al. 1996). Im Porphyr-Kupfer-System von Chuquicamata tritt eine ungewöhnlich tief greifende supergene Anreicherungszone auf. Sie kann bis in eine Tiefe von 1000 m nachgewiesen werden. Charakteristische Minerale der supergenen Anreicherung sind Chalkosin, Covellin und Digenit.


Collahuasi

Collahuasi in Chile
Collahuasi in Chile

Porphyrische Kupfererzlagerstätte;
Collahuasi in Chile

Federico Alvarez

Der Collahuasi Distrikt liegt etwa 180 km südöstlich von Iquique in der I. Region von Chile in einer Höhe von 3600 bis 4800 m. In diesem Lagerstättendistrict treten mindestens drei Weltklasse porphyrische Cu-Lagerstätten (Quebrada Blanca, Rosario, Ujina) mit assoziierten Cu-Ag-(As-Au) Gangsystemen sowie exotischen Cu-Mineralisation auf (DICK et al., 1994). Die Lagerstätten des Collahuasi Distrikts treten zusammen mit anderen bekannten porphyrischen Cu-Lagerstätten wie z. B. El Salvador im Obereozänen bis Unteroligozänen Cu-Subgürtel auf, der sich nach N hin bis nach Peru erstreckt. Die Lagerstätten besitzen eigene spezifische Hydrothermalsysteme, die durch Bereiche mit unverwittertem Nebengestein getrennt sind. Die Ressourcen dieses bisher kaum entwickelten Lagerstättenbezirks werden auf 3100 Mt Cu Erz mit einem Gehalt von 1,03% Cu geschätzt. Dies ergibt einen zu erwartenden Metallgehalt von 25,49 Mt Cu. Damit wäre Collahuasi zur Zeit die zweitgrößte Lagerstätte der Welt. Der Abbau der Cu-reichen Gangsysteme kann bis in die Inkazeit zurückverfolgt werden. Die Cu-Mineralisation ist teilweise in großem Maße an Cu-haltige störungsbedingte Gangsysteme Gebunden (Bsp. Rosario). Die wichtigsten gangartigen Cu-Ag-(As, Au) Mineralisationen bilden das Rosario, Poderosa und La Grande System. Daneben tritt die für pophyrisches Kupfer normale disseminierte Vererzung auf. Die wichtigsten strukturellen Einheiten bilden die NW-SE streichende Rosario und Jack-Störung. Besonders die Rosario hatte großen Einfluß auf die strukturelle Ausrichtung des Rosario- Hydrothermalsystems sowie der hypogenen und supergenen Mineralisation. Die disseminierte Mineralisation tritt vor allem in den dazitischen Vererzungen Inés und Collahuasi sowie in der jüngeren Rosario-Vererzung auf.


Toquepala

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru
Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala in Peru

Porphyrische Kupferlagerstätte Toquepala, Tacna, Peru

NASA

Toquepala ist eine sehr große porphyrische Kupferlagerstätte in der Provinz Tacna in Peru, ca. 870 km S von Lima. Der offene Tagebau Mina Toquepala produziert Cu, Mo, Rh und Ag sowie Au und Zn in geringerem Maßstab. Der Bergbaukomplex besteht aus zwei Gruben (Cuajone und Quellaveco), zwei Konzentrationsanlagen und einer Raffinerie.

Das porphyrische Cu-Erz ist fein disseminiert oder auch häufig assoziiert mit Anhydrit-Adern und Turmalin-Brekzien. Die Wirtsgesteine sind ryolithisch und andesitisch. Haupterze sind Chalcopyrit, Chalkosin und Molybdänit. Die Oxidationszone ist komplett geräumt. Die Förderung begann 1960; im Jahr 2009 wurden 127.000 to gefördert. Die Erzreserven betragen 700 mio to.


Toromocho

Toromocho
Toromocho

Berg Toromocho mit dem Grubenrevier Morococha, Provinz Junin, Peru.

LatinoMineria

Toromocho ist ein Berg in der Region Junin in Peru, Provinz Yauli, ca. 140 km W von Lima, nahe des Bergbaureviers von Morococha, an der Hauptstraße nach La Oroya. Die Lagerstätte liegt in einer extremen Höhe zwischen 4.700 und 4.900 m, was menschliche Arbeit sowie den Betrieb von Maschinen aufgrund des Sauerstoffmangels enorm erschwert. Der Berg ist die weltgrößte porphyrische polymetallische Cu-Mo-Lagerstätte mit Reserven von 1,375 Mrd to Erz, resp. 5,7 Mt Kupfer, 148.000 t Molybdän und 188 mio Unzen Silber und einer geschätzten Lebensdauer von 25 Jahren.

Die Lagerstätte ist komplex, jedoch eine charakteristische porphyrische polymetallische Lagerstätte. Sie besteht aus einem Kern aus Kupfer mit Molybdän und Silber, umgeben von einer Blei-Zink- und einer Blei-Silber-Zone. Die Lagerstätte wurde in der Vergangenheit in kleinerem Maßstab mehrfach bearbeitet.

Die Lagerstätte wird von der chinesischen Aluminium Corporation of China (Chinalco) erschlossen. Es wird geplant, die Lagerstätte in einem gewaltigen offenen Tagebau abzubauen, um jährlich 210.000 to Kupfer zu erzeugen.


Porphyrische Kupferlagerstätten in den USA


Bisbee

Bisbee-2-
Bisbee-2-

Lavender Pit

Cornellrockeye

Bisbee ist eine Stadt mit Verwaltungssitz im Cochise County in den Mule Mountainss im US-Bundesstaat Arizona, Der Ort Bisbee wurde 1880 gegründet, nachdem dort reiche Kupfer-, Gold- und Silbervorkommen entdeckt wurden. Bis 1880 war Bisbee ein unwichtiges Camp, wo Bleierz abgebaut wurde. Das Kupfererz wurde im gleichen Jahr entdeckt. Dieses Erz war schwefelfrei und enthielt durchschnittlich 23% Kupfer. Benannt wurde die Stadt zu Ehren des Richters DeWitt Bisbee. 1910 entwickelte sich Bisbee zum größten Stadtgebiet des Countys mit rund 25.000 Einwohnern. 1929 wurde Bisbee Countyseat des Countys. Zwischen 1910 und 2000 sank die Bevölkerung allerdings kontinuierlich auf rund 6200 Einwohner, da sich die Erzlagerstätten allmählich erschöpften. Zwischen 1974 und 1975 wurden die letzten noch offenen Gruben geschlossen Während des fast ein Jahrhundert andauernden Bergbaus wurden in den verschiedenen Lagerstätten ca. 4 Mio to Kupfer, 102 Million Unzen Silber und 2,8 Million Unzen Gold gefördert. Hinzu kamen noch mehrere Millionen to Zink, Blei und Mangan. Die hauptsächlichen Erzmineralien waren natürliches Kupfer, Chalcopyrit, Sphalerit, Cuprit, Azurit, Malachit, Brochantit, Tenorit und Aurichalcit.

Das Grundgebirge des sogenannten Bisbee-Vierecks (Bisbee Quadrangle) sind präkambrische kristalline Schiefer, überlagert von paläozoischen Schichten aus kambrischem Quarzit (Bolsa Quartzite) sowie kambrischen (Abrigo limestone), devonischen (Martin limestone) und karbonischen (Escabrosa und Naco limestone) Kalksteinen. Im Paläozoikum und während des Mesozoikums wurden die Gesteine durch tektonische Prozesse deformiert und durch granitisches Magma intrudiert. Die Mineralisation des Gebietes in Form großer Massen im Kalkstein und in den Intrusiva begann in der frühen Kreide; die Region als Ganzes wurde über den Meeresspiegel angehoben. Während der Kreidezeit sank das Land wieder ab und über 1500 m Sandstein, Tone und Kalksteine wurden akkumuliert. In der Folge wurden diese Schichten wieder angehoben und erodierten bis ins Tertiär.


Morenci

Offener Tagebau
Offener Tagebau

Morenci Mine, Greenlee Co., Arizona, USA

Public Domain

Clifton-Morenci district, Morenci liegt 50 Meilen NE von Safford, im Greenlee County von Arizona. Die Kupferlagerstätte Morenci wurde 1872 durch Prospektoren aus Silver City entdeckt. Der Abbau begann 1873. Ursprünglich untertage abgebaut, wurde die Erzförderung ab 1937 durch den damaligen Besitzer Phelps Dodge & Co. im offenen Tagebau begonnen.

Die Übertage-Grube Morenci, im gemeinsamen Besitz der Unternehmen Freeport-Mc-Moran und Sumitomo (Japan), ist der größte Kupfererzeuger des Staates und trägt gewöhnlich etwa zur Häfte der Kupferzeugung Arizonas bei.

Morenci ist eine charakteristische porpyrische Cu-Mo-Erzlagerstätte mit primärer Sulfid-Mineralisation. Das vorherrschenden Minerale sind Chrysokoll und Malachit; Chalkopyrit und Pyrit sind die dominierenden Cu-Sulfide und Chalkosin und Molybdänit die zweitwichtigsten Cu-Sekundärminerale.

Die Lagerstätte wurde durch ein Quarz-Monzonitmagma gebildet, welches regionale Kalksteine und Schiefer intrudierte und dabei eine ca. 1.400 x 900 m umfassende und durchschnittlich 250 m mächtige porphyrische Lagerstätte mit Chalkosin-Körnern, Pyrit, Chalkopyrit und Sphaleritgängen unter einer 80 m mächtigen Deckschicht schuf. Eine supergene Anreicherung der Morenci-Lagerstätte entstand als Resultat von Erosion, chemischer Verwitterung und Mineralisation. Niedriggradie primäre Chalcopyrit- und Pyritmineralisationen wurden als Resultat laramidischer magmatischer und hydrothermaler Pozese abgelagert, durch die ursprüngliche Erosion verschwanden ca. 1,8 km der die Lagerstätte überlagernden Gesteine und die Lagerstätte selbst wurde 640 bis 950 m unterhalb vulkanischer Gesteine infolge tertiären Vulkanismus beschützt. Fe-oxidierende BAkterien und Sulfat-reduzierende Bakterien trugen zur Erzlaugung und zur Kupferanreicherung bei.


Bingham

Bingham Canyon Mine in Utah
Bingham Canyon Mine in Utah

Porphyry Copper-Lagerstätte Bingham Canyon in Utah (2005)

Tim Jarrett

Die Bingham Canyon Mine, auch als Kennecott Copper Mine bekannt, ist ein offener Tagebau, in welchem eine sehr große porphyrische Kupferlagerstätte abgebaut wird. Sie liegt in den Oquirr Mountains, SW von Salt Lake City in Utah, USA. Bingham Canyon ist mit 1,21 km Teufe der tiefste Tagebau der Welt, welcher seit 1906 in Betrieb steht. Er erstreckt sich über 4 km.

Der Bingham-Canyon Erzkörper ist porphyrisches Kupfererz (wesentlich Chalcopyrit), welches durch die Intrusion eines Quarz Monzonit-Porpyhrs in Sedimentite gebildet wurde. Er zeigt die charakteristischen konzentrischen Verwitterungsmuster und die mineralogische Zonierung, welche für porphyrische Kupferlagerstätten typisch sind. Die ältesten Gesteine sind Sandsteine, Quarzite und Kalksteine, welche im späten Paläozoikum im damaligen flachen Meeresboden abgelagert wurden. Viele später, vor etwa 60 bis 135 My, wurden durch extensive Faltung die Oquirrh Mountains gebildet. Vor 30-40 My begann der Prozess der Mineralisation durch massive magmatische Intrusionen, wobei durch extreme Drücke super-erhitzte mineralreiche Lösungen in die intrusiven und sedimentären Gesteine gepresst wurden. Im Laufe der Abkühlung schieden aus den mineralisierten Lösungen enorme Mengen an Metallen aus und bildeten den unter dem heutigen Namen bekannten Bingham Stock, welcher aus granitähnlichem, feinstkörnig disseminierten Gesteins besteht.


El Chino

El Chino ist eine bedeutende porphyrische Kupferlagerstätte, welche im offenen Tagebau abgebaut wird. Sie liegt bei Hurley, ca. 38 km E des historischen Bergbaureviers von Silver City in New Mexico. Das Vorkommen wurde ursprünglich von den Ureinwohnern Amerikas, später von den Spaniern abgebaut. Der offene Tagebau begann 1910. Der erste Konzentrator wurde 1911 errichtet und erst viel später, im jahr 1982 durch modernere Technologie ersetzt. Die erste Schmelzanlage entstand 1939, wurde 1985 modernisiert und schließlich 2005 für immer stillgelegt.

El Chino Mine in New Mexico
El Chino Mine in New Mexico

Porphyry Copper-Lagerstätte El Chino in New Mexico

Eric Guinther
El Chino Mine (Santa Rita Pit), (Ausschnitt)
El Chino Mine (Santa Rita Pit), (Ausschnitt)

eine der zahlreichen riesigen porphyrischen Kupfer-Lagerstätten in New Mexico

Peter Köhlen

El Chino gehörte zu den ersten niedriggradigen Kupfererz-Tagebauen der Welt. Die Bergbau- und Aufbereitungsaktivitäten wurden 2011 wieder aufgenommen; die jährliche Produktion beträgt ca. 125.000 t Kupfer (Plan 2014).

Chino ist eine porphyrische Kupferlagerstätte mit benachbarten Kupfer-Skarn-Lagerstätten. Die Mineralisation ist oxidisch und sekundär sulfidisch; primär wird oxidisches Erz gefördert. Die dominierenden Kupferminerale sind Chrysokoll und Azurit. Das wichtigste Kupfersulfid ist Chalkosin; gleichbedeutend auch Chalcopyrit und Molybdänit. Die Erze werden in einem 36.300 mt/Tag Konzentrator zu Cu- und Mo-Konzentrat aufbereitet; im Anschluss wird mittels SX/EW-Technologie Kathodenkupfer gewonnen.


Ray

Die Ray mine liegt SSW des Scott Mountain, ca. 11 km NNW von Kelvin im Pinal County in Arizona. Die porphyrische Cu-Lagerstätte wurde 1846 entdeckt, 1880 als Mineral Creek Mining Company untertage abgebaut, ab 1911 ein erster Untertage schacht. Der erste Übertageabbau begann 1952; 1955 war der Untertageabbau erschöpft.

Der Name Ray mine stammt vom Ort Ray, einer Gemeinde, die schon lange nicht mehr existiert. Die Einwohner von Ray wurden in die neue Bergarbeitersiedlung Kearney ungesiedelt; die nächste Stadt ist jedoch Kelvin. Ray gehört zu den größten amerikanischen polymetallischen Kupferlagerstätten (Cu-Ag-Au-Mo-Pb-Zn). Die Reserven betragen ca. 1 Mrd t 0,5%-iges Cu-Erz (1998).

Die Lagerstätte Ray besteht aus präkambrischen Gesteinen, in welche während der Laramiden-Orogenese (Obere Kreise bis Eozän) Magmatite intrudierten. Das älteste der präkambrischen Gesteine ist der Pinal-Schiefer (eine Folge von metamorphem Schiefer, verfestigtem Schluffmergel, Sandstein und Konglomeraten mit Plutonen rhyolitischen Porphyrs). Der präkambrische Ruin-Granit, ein grober Quarz Monzonit, intrudiert den Schiefer. Dripping-Spring-Quarzit und die Pioneer-Formation der Oberen Präkambrischen Apache-Gruppe (quarzitische, klastische Gesteine von lehmigem Tuff bis arkosischen Konglomeraten) überlagern den Schiefer und den Granit. Eine Reihe von Laramiden intrudieren alle älteren Gesteine, d.h. sowohl den Tortilla Quarz Diorit, den Teapot Mountain Porphyr- Quarz Monzonit als auch den Granite-Mountain-Porphyr. Diese Porphyr-Intrusionen sind vermutlich die Quelle der hypogenen Kupfermineralisation und die gleichzeitig stattfindende Veränderung des umgebenden Gesteines.

Die Lagerstätte hat seit Beginn des Abbaus im Jahr 1911 etwa 4.5 mio t Kupfer hervorgebracht hat. Bis 1955 führte man den Abbau als unterirdischen Blockbruchbau und Strossenbau durch. Im Jahre 1955 wurde die Mine vollkommen in einen Tagebau verwandelt, der hauptsächlich Sulfiderze verarbeitete. Diese wurden konzentriert und geschmolzen. 1969 begann die Methode des Auslaugens und der Elektrolyse (SX/EW) von Silikat- und Oxiderzen. Der Tagebau fördert täglich rund 250.000 t Erz.

Der Betreiber der Grube ist Asarco. Ein Drittel des Erzes wird direkt aufgehaldet und mit Schwefelsäure ausgelaugt; mit zunehmender Teufe allerdings kommt immer mehr Sulfiderz heraus. Dieses wird in der Erzmühle angereichert (Konzentrat mit 26% Kupfergehalt) und in der eigenen Schmelzhütte Hayden weiterverarbeitet.

Ray Mine in Arizona
Ray Mine in Arizona

Ray Mine, Pimal County, Arizona im Jahr 1908

Public Domain
Ray Mine
Ray Mine

Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Public Domain

Kupfer
Kupfer

Größe: 4,5 x 4,2 x 0,8 cm,
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Rob Lavinsky
Kupfer
Kupfer

Größe: 12,1 x 10,6 x 4,1 cm,
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Rob Lavinsky
Kupfer
Kupfer

Kupfer mit Cuprit. Größe: 6,5 x 6,2 x 1,5 cm;
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA.

Fabre Minerals
Kupfer
Kupfer

Höhe: 3 cm,
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Michael Roarke
Kupfer
Kupfer

Bildbreite: 17 mm,
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Michael Roarke
Kupfer auf Holz
Kupfer auf Holz

Größe: 8,7 x 3,7 x 3,5 cm,
Fundort: Ray Mine, Ray, Hot Tamale Peak, Pinal Co., Arizona, USA

Rob Lavinsky

Porphyrische Kupferlagerstätten in Asien


Oyu Tolgoi in der Mongolei

Oyu Tolgoi ist das weltgrößte Cu-Au-Projekt und liegt in der Region Süd-Gobi-Wüste in der Mongolei, ca. 550 km S der Hauptstadt Ulaanbaatar und 80 km N der Grenze zu China. Die Errichtung des Bergwerkes und der Abbau liegen in Händen von Turqouise Hill Resources und Rio Tinto. Als Resultat der ca. neun Jahre langen Explorationsarbeiten werden die Cu-Reserven auf ca. 820 mio to und die Au-Reserven auf 46 mio Unzen geschätzt. Der Abbau-Beginn wird auf Anfang 2013 festgelegt; davon ein offener Tagebau mit 100.000 t pro Tag und ein separater Block-Cave-Untertageabbau mit etwa 85.000 t pro Tag.

Oyuu Tolgoi - Porphyrisches Kupfererz
Oyuu Tolgoi - Porphyrisches Kupfererz

Porphyrische Cu-Au-Lagerstätte Oyuu Tolgoi in der Wüste Gobi, Mongolei. Hier: Charakteristisches porphyrisches Kupfererz mit disseminierten Cu-Sulfiden.

Brücke.Osteuropa
Oyuu Tolgoi in der Mongolei
Oyuu Tolgoi in der Mongolei

Porphyrische Cu-Au-Lagerstätte Oyuu Tolgoi in der Wüste Gobi, Mongolei.

Brücke-Osteuropa

Die Lagerstätte Oyu Tolgoi liegt in einem früh- bis mittelpaläozoischen Inselbogen, welcher Charakteristika aufweist, wie sie typisch für kalk-alkaline „porphyrische Inselbogen-Cu-Au-Lagerstätten“ sind. Der Terran setzt sich aus paläozoischen Metasedimenten und Inselbogen-Basalten zusammen, welche auf einem Ophiolithkomplex des Unteren Paläozoikums liegen. Die Lagerstätte ist etwa 10 x 9 km groß.

In der gesamten Lagerstätte gibt es eine Vielzahl felsischer bis mafischer Dykes. Postmineralaische Dykes bestehn aus Basalt, Rhyolith, Hornblende-Biotit Andesit und Biotit Granodiorit-intrusiven Einheiten. Der gesamte Lagerstättenbereich enthält auch unterschiedlich gealterte und mineralisierte porphyritische Quarz Monzodiorit-Dykes, welche wohl genetisch im Verhältnis zu den porphyrischen Cu-Au-Systeme stehen.

Die Mineralisation und Alteration in Oyo Tolgoi ist charakterisiert durch multiple porphyrische Cu-Au-Zentren, welche (abhängig vom Grad der Erosion der Sulfidierung) oberhalb der darunterliegenden porphyrischen Cu-Au-Systeme liegen. Die höchstgradigen Erze sind Bornit, Chalkosin und Chalcopyrit; Pyrit, Enargit, Tetraedrit-Tennantit treten in untergeordneten Mengen auf. Das Au(g/t):Cu(%)-Verhältnis beträgt generell 1:10; Ausnahmen sind Quarzgang-Intrusionen, in welchen das Au:Cu-Verhältnis 1:1 ist; hierbei ist das Kupfererz Bornit.


Porphyrische Kupfer-Gold-Lagerstätten


Bajo de la Alumbrera in Argentinien

Mina Baja La Alumbrera
Mina Baja La Alumbrera

Epithermale Goldlagerstätte Baja la Alumbrera in Catamarca, Argentinien

Shinealighter

Bajo de la Alumbrera ist ein bedeutendes Bergwerk in der argentinischen Provinz Catamarca. Es liegt in der Umgebung des Ortes Los Nacimientos de Arriba im Norden der Provinz in der Präkordillere der Anden. Extrahiert wird vor allem Kupfer, aber auch Gold. Betrieben wird das Bergwerk von einem Konsortium aus der staatlichen argentinischen Gesellschaft Yacimientos Mineros de Agua de Dionisio, die von der argentinischen Bundesregierung, der Regierung der Provinz Catamarca sowie der Universidad Nacional de Tucumán kontrolliert wird, und Minera Alumbrera Limited, deren Hauptaktionär die Schweizer Bergbaugesellschaft Xstrata ist. Das Bergwerk begann seine Aktivität im Jahr 1997.

Die Extraktion des Rohmaterials beläuft sich auf 120 Mt im Jahr. Aus diesem werden durch Filterungsprozesse 650.000 t Konzentrat gewonnen, das 180.000 t Kupfer und 600.000 Unzen Gold enthält. Das Konzentrat wird über eine Pipeline nach San Miguel de Tucumán geleitet, wo es weiterverarbeitet wird. Ein großer Teil der Erzeugnisse gehen in den Export über den Hafen von Rosario. Kontrove

Die Lagerstätte ist 3.200 x 2.200 m groß und liegt auf einer Höhe von 2.550 m. Sie wird von andesitischen Gesteinen des Vulkankomplexes Farallon Negro umgeben. Bajo de la Alumbrera ist eine klassische porphyrische Kupfer-Gold-Lagerstätte. Porphyritischer Dacit intrudierte vulkanischen Andesit; Chalcopyrit ist das vorherrschende Kupfermineral. Nahe der Oberfläche werden primäre Sulfide von verwittertem Material überlagert. Im Juni 2009 wurden die Reserven auf 338 Mt 0,4%iges Cu, 0,39g/t Au und 0,013% Mo geschätzt; dazu kommen 10 Mt Erzreserven aus 0,33%igem Cu, 0,3g/t Au und 0,015% Mo.

Das Bergwerk ist in der argentinischen öffentlichen Meinung außergewöhnlich umstritten. So wird der Betreibergesellschaft vor allem vorgeworfen, die Umwelt der Umgebung in nicht zu verantwortender Weise zu verschmutzen und durch übermäßigen Wasserverbrauch die Bedingungen der Landwirtschaft in den unterhalb der Mine gelegenen Tälern stark zu erschweren.


Batu Hijau auf Sumbawa

Batu Hijau Kupfermine
Batu Hijau Kupfermine

Batu Hijau, Asiens zweitgrößte Kupferlagerstätte auf der
Insel Sumbabwa, Provinz Nusa Tenggara Barat, Indonesien

Randi Ang

Asiens viertgrößte Kupfer-Lagerstätte Batu Hijau liegt auf der Insel Sumbabwa, eine der kleinen Sunda-Inseln, in der Provinz Nusa Tenggara Barat in Indonesien, 1.528 km E von Jakarta. Die Lagerstätte wurde 1990 entdeckt; nach 10 Jahren Explorationsarbeit wurde die Förderung im Jahr 2000 aufgenommen. Dem aktuellen Abbauplan folgend, wird ein Abbau bis 2027 vorausgesagt. Die Eigentümer der Mine sind Nusa Tenggara Mining Corp. (Tochter der japanischen Firma Sumitomo, 27,56%), die indonesische Firma PT Pukuafu Indah (20%), PT Newmont Nusa Tenggara (PTNNT)(35,44%) und dem ebenfalls indonesischen Unternehmen Multi Daerah Bersaing (17%). Der Betreiber der MIne ist Newmont.

Batu Hijau ist eine bedeutende gold-reiche porphyrische Kupfer-Lagerstätte, wie sie typisch für die Inseln in Südostasien sind. Diese gold-reichen porphyrischen Erzkörper sind überwiegend Diorit- und Quarz-Diorit-Stockwerke und zu einem geringeren Grad an mehr felsische Gesteine wie Tonalite und Monzogranite gebunden. Die Haupterze sind Kupfersulfide (Chalcopyrit und Bornit), welche zusammen mit feinsten Inklusionen von Gold (10-15 Mikron) korrelieren.

Die Erze werden im offenen Tagebau abgebaut. Die Reserven wurden 2008 auf 968 Mt Cu (0.41%) geschätzt; Reserven und Resourcen ca. 1.700 Mt.


Grasberg in West-Papua, Indonesien

Grasberg Mine
Grasberg Mine

Grasberg Mine in Papua-Neuguinea

Alfindra Primaldhi

Die Grasberg-Mine ist die größte Goldmine und gleichzeitig die Kupfermine mit den niedrigsten Förderkosten der Welt. Sie liegt in dem zu Indonesien gehörenden West-Neuguinea (West-Papua), Indonesien, bei den Koordinaten ♁4° 3′ 10″ S, 137° 6′ 57″ OKoordinaten: 4° 3′ 10″ S, 137° 6′ 57″ O | | im Pazifischen Feuerring auf 4.270 m Höhe in unmittelbarer Nähe des höchstens Berges Ozeaniens, der Carstensz-Pyramide (Puncak Jaya). Das Konzessionsgebiet wird nach Osten und Norden durch den Lorentz-Nationalpark begrenzt, nach Süden durch die Arafurasee. In derselben geologischen Verwerfung wie Grasberg liegen auch die Minen Ok Tedi, Lihir, Porgera und Panguna (s.u.)

Entdeckt wurde die Lagerstätte 1936 von dem niederländischen Geologen Jean-Jacques Dozy, der für Shell Erdölquellen erforschte, bei dem Versuch, die Gipfel der Jayawijaya-Berge zu besteigen. In 3.700 Meter Höhe entdeckte er in einer Berglandschaft aus hellem Kalkstein einen etwa 130 Meter hohen, auffällig schwarzen Berg in Form eines Zahnes aus goldhaltigem Kupfererz, den er Erzberg (niederländisch „Ertsberg“) nannte. In einem unzugänglichen Hochtal, 120 km von der Küste entfernt, war dieses Kupfervorkommen wie ein „Berg von Gold auf dem Mond“.

Durch den Zweiten Weltkrieg gerieten die Aufzeichnungen in Vergessenheit, und erst 20 Jahre später wurde der Bericht von dem Geologen Forbes Wilson wiederentdeckt. Wilson arbeitete für Freeport und suchte eigentlich nach Nickelvorkommen. Dennoch starteten Forbes Wilson und Del Flint eine Expedition und entdeckten 1960 die großen Kupfervorkommen des Ertsberges. Der Kupfergehalt betrug beachtliche 2,5 Prozent mit 0,75 Gramm Gold und 9 Gramm Silber je Tonne Erz. Insgesamt wurden später 32 Millionen Tonnen abgebaut.

Mit Erlaubnis der indonesischen Regierung für den Abbau von Kupfer wurde 1973 eine Mine im Tagebau eröffnet. Die durch die Firma Bechtel gebaute 100 km lange Zufahrtsstraße ist eine technologische Meisterleistung, sie war das schwierigste Projekt der größten US-Baufirma. Erst der Vietnamkrieg hatte die Helikoptertechnologie (Bell 204) Mitte der 1960er Jahre so weit gebracht, dass das Projekt technisch möglich wurde. Zum Bau der Straße wurden Holzfäller durch die Baumkronen abgeseilt, um Lichtungen zu schlagen, auf denen danach kleine, in Einzelteile zerlegte Bulldozer zur Befahrbarmachung des Urwaldes abgesetzt wurden. Dennoch stürzten Hubschrauber ab, und schwere Technik versank in den Sümpfen. Zwei Tunnel mit insgesamt 1.700 Meter Länge mussten gebaut werden. Freeport war mehrere Male kurz vor der Aufgabe. Die Presse nannte das Projekt Freeports „Mission Impossible“, die unmögliche Mission. Zu den ersten Abnehmern des Erzkonzentrates gehörte neben Japan auch die Aurubis AG (früher Norddeutsche Affinerie AG).

Für die Minenarbeiter wurde 10 Kilometer unterhalb der Mine in 2062 Meter Höhe die Stadt Tembagapura (Kupferstadt) errichtet. 1995 eröffnete Suharto das für 500 Millionen Dollar mitten im Dschungel für 20.000 Einwohner gebaute Kuala Kencana (Goldfluss).

1988 begann der Abbau des schon von Dozy entdeckte Grasberg-Vorkommens in 4270 Meter Höhe, zwei Kilometer vom Ertsberg entfernt; über eine Milliarde Tonnen Erz mit 1 Prozent Kupfer und 1,2 Gramm Gold je Tonne Erz. Freeport besitzt seitdem eine Mine von Weltformat mit den größten Goldreserven der Welt. Die technischen Herausforderungen waren wieder enorm. Die Erzproduktion konnte bis auf 238.000 Tonnen täglich (2005) kontinuierlich gesteigert werden. Neben Chuquicamata ist Grasberg eine der größten Kupferminen der Welt.

Einschließlich nicht-erzhaltigen Abraums werden täglich über 700.000 Tonnen Material bewegt. Bei dieser Rate wäre die auf 6,25 Millionen Tonnen geschätzte Cheops-Pyramide in neun Tagen abgetragen.

2005 brachten geförderte 660.000 Tonnen Kupfer 2,7 Milliarden US-Dollar ein. 79.000 Kilogramm gefördertes Gold ergaben 1,277 Milliarden Dollar. Von den Gesamteinnahmen entfielen somit zwei Drittel auf den Erlös von Kupfer und ein Drittel auf Gold.

Ende Februar 2006 blockierten mehrere hundert Papua den Haupteingang zur Mine. Sie forderten eine Erlaubnis, die Abfälle durchsuchen zu dürfen. Indonesiens Präsident Yudhoyono gab darauf eine Anweisung heraus, 300 Polizisten und eine 700 Mann starke Abteilung des indonesischen Militärs TNI in die Region zu schicken. (Quelle: wikipedia. Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar).


Ok Tedi in Papua-Neuguinea

Ok Tedi Mine
Ok Tedi Mine

Ok Tecdi Mine in Papua Neuguinea

CMCA Review

Amerikanische Geologen entdeckten 1968 nahe des Quellgebiets des Ok-Tedi-Flusses in den Star Mountains im westlichen Teil Papua-Neuguineas und in unmittelbarer Nähe zur indonesischen Grenze, fünf Breitengrade S des Äquators, eines der größten Kupfererz- und Goldvorkommen der Welt. Die erste Goldförderung begann 1984; Kupfer folgte 1987. Für 2013 war eine temporäre Schließung geplant, danach soll geprüft werden, ob eine Verlängerung des Abbaus von 2014 bis 2022 möglich sei. Verbunden mit der Ausweitung des Lebenszyklusses der Grube ssind zwei miteinander verndene Untertage- sowie ein Übertageabbau. Die Planmengen für die Erweiterungsphase sind 700.000 t Kupfer und 2,3 Mio Unzen Gold. Aktuell produziert Ok Tedi 160.000 to Cu und 540.000 Unzen Gold. Ende Dezember 2009 wurden 113 mio t Reserven (geprüft und wahrscheinlich) mit 0,8%igem Cu und 1.1g/t Au geschätzt. Ok Tedi Mining Limited (OTML) ist ein Unternehmen in Papua-Neuguinea, das die im Tagebau betriebene Kupfer- und Gold-Mine Ok Tedi im nordwestlichen Teil der Western Province verwaltet. Namensgeber des Unternehmens wie der Mine ist der Ok-Tedi-Fluss. Eigentümer von OTML sind die PNG Sustainable Development Program Ltd. (63,4 %) und der Staat Papua-Neuguinea (36,6 %). Der Hauptsitz des Unternehmens befindet sich in einem als Weißes Haus bekannten Gebäude in Tabubil.

Die Lagerstätte liegt innerhalb der nördlichen Kante proterozoisch bis paläozoischer Grundgesteine des australischen Kontinents und unterhalb eines Verwerfungsgürtels mesozoischer und tertiärer Plattform-Gesteine. Die Lagerstätte Ok Tedi liegt innerhalb miozänischer bis pleistozäner Intrusiva innerhalb des Verwerfungsgürtels. Die das Vorkommen umgebende Geologie ist charakterisiert duch kontinentale Schluff-, Ton- und Kalksteine, welche während der Kreide bis zum mttileren Miozän konzentriert wurden. Die Ok Tedi-Skarne sind Resultat der Monzodiorit-Intrusion, welche sich aufgrund chemischer Verwitterung der Kalkstein-Karbonatfazies durch die magmatischen Fluida bildeten. Der relativ unmetamorphisierte Monzonit ist nur an den Kontakten mit dem Fubilan Monzonitporphyr mit Cu- und Au-angereichert. Intrusiva, Skarne und Schluffsteine nahe der intrusion Stöcke sind Wirtsgesteine , welche Protoerz Cu-, Au- und Ag-Mineralien führen; dazu gehören wesentlich Chalcopyrit, Pyrit-Markasit und geringfügig Bornit und Molybdänit. In den Skarnen und an den Rändern der Lagerstätte treten auch Sphalerit und Galenit auf. Gold in Skarnen und intrusiven Gesteinen kommt stets in der Cu-Mineralisation vor. Der Haupterzkörper ist bedeckt von deiner Oxid-Au-Kappe, welche sich durch extensive Auslaugung und Oxidation der Sulfidminerale gebildet hat. Direkt unterhalb der Kappe liegt eine supergene Chalkosin- und Digenit angereicherte Zone.


Panguna in Papua-Neuguinea

Panguna
Panguna

Epithermale Goldlagerstätte Panguna auf
Bougainvilla, Papua-Neuguinea. Luftaufnahme
des geborstenen Bergeversatzes (Schlämmbecken)

NASA Public Domain

Die Lagerstätte Panguna in Zentral-Bougainville, Papua-Neuguinea war der größte Kupfertagebau der Welt. Bis 1989 wurde überwiegend Kupfer, Gold und Silber gefördert. Sie wurde von der australischen Bergwerksgesellschaft Bougainville Copper Ltd. (BCL), einer Tochter der Rio Tinto Group, mit Sitz in Port Moresby und Sydney betrieben.

Die Grube Panguna wurde am 15. Mai 1989 wegen terroristischer Angriffe der von Francis Ona geführten Bougainville Revolutionary Army (BRA) überstürzt und unkontrolliert geschlossen. Die BRA war aus einer Gruppe von Grundbesitzern des Panguna-Gebietes hervorgegangen. Diese Neue Grundeigentümergemeinschaft von Panguna (englisch New Panguna Landowners Association) hatte den vorigen Landeigentümern Korruption und der Bergbaugesellschaft ökologischen Raubbau vorgeworfen.

Anfang 2011 war der Tagebau noch geschlossen. Der Zugang wurde durch die „Real Me’ekamui“, eine Splittergruppe der ehemaligen BRA, kontrolliert, die das Bergbaugebiet zur No-Go-Area erklärt hat.

Die sechs Gruppen der Landeigentümer, die sich darauf geeinigt haben, wollen sich an Verhandlungen über eine Wiederbelebung von Panguna beteiligen. Die Regierung von Papua-Neuguinea will eventuell ihre 19 Prozent an die autonome Regierung in Bougainville und die Landeigentümer übertragen. Umweltschäden

Die Kupferaufbereitung verursachte erhebliche Umweltschäden durch giftige Aufbereitungsschlämme verbunden. Insgesamt wurden 600 Millionen Tonnen metallische Rückstände in den Fluss Kawerong gekippt, so dass 30 km des Flusses und das gesamte Mündungsdelta auf einer Fläche von insgesamt 1.800 Hektar kontaminiert sind.


Porphyrische Molybdän-Lagerstätten


Climax in den USA

Climax mine
Climax mine

Porphyrische Mo-Lagerstätte Climax im Jahr 2007

Jerrye and Roy Klotz

Climax ist eine seit 1915 abgebaute Molybdän-LAgerstätte in den Lake und Summit-Counties in Colorado, USA. Auf ihrem wirtschaftlichen Höhepunkt war Climax die größte Molybdän-Mine der Welt; lange kamen von Climax drei Viertel der weltweiten Molybdän-Vorräte. Nach jahrelanger Schließung wurde Climax im Jahr 2012 wiedereröffnet.

Die Lagerstätte ist porphyrisch und vergleichbar mit einer großen porphyrischen Kupferlagerstätte, in welcher viele sich überschneidende Molybdänitadern ein Stockwerk in einem gealterten Quarz Monzonitporphyr bilden. Wie auch andere porphyrischen Lagerstätten ist das Erz niedriggradig mit wdeniger als 1% Molybdän; die Erzkörper selbst sind jedoch sehr groß. Neben Molybdän wurden auch Zinnerz (Cassiterit), Wolframerz (Hübnerit) und Pyrit als Nebenprodukte gefürdert. Die Gesteine des Climax-Stocks sind alkaline felsische Intrusiva; darunter porphyritischer alkaliner Ryolit, alkaliner Apllit sowie porphyritischer alkaliner Granit. Die magmatischen Erzkörper bilden eine kreisförmige Struktur.

Climax ist nur eine von mehreren großen Mo-Lagerstätten in Zentral-Colorado und im nördlichen New Mexico. Andere Vorkommen in der Region sind die Questa mine in New Mexico und die Henderson und Urad mines nahe Empire in Colorado.


Porphyrische Zinn-Lagerstätten


Chorolque und Catavi in Bolivien

Der Cerro Chorolque ist ein erloschener Vulkan im Departamento Potosí im Höhenzug der Cordillera de Chichas im südamerikanischen Anden-Staat Bolivien.

Der Chorolque ist reich an Erzvorkommen von Zinn, Wismut, Silber, Gold und Kupfer und wird durch die Mine „Chorolque“ von verschiedenen Seiten her ausgebeutet. Die Höhenangaben für den Cerro Chorolque schwanken zwischen 5.552 und 5.615 m. Am Fuß des Berges befindet sich die Minensiedlung Santa Bárbara, sie ist mit 2.670 Einwohnern (Fortschreibung 2010) auf 4.774 m Höhe die höchstgelegene dauerhafte Ortschaft Boliviens

Cerro Chorolque in Bolivien
Cerro Chorolque in Bolivien

Porphyrische Zinn-Lagerstätte

Mach Marco
Mina Chorolque in Bolivien
Mina Chorolque in Bolivien

Porphyrische Zinn-Lagerstätte

Mach Marco

Literatur

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