Geology Reference
In-Depth Information
Die Mischungsverhältnisse der beteiligten Fluide und Fak-
toren wie Temperatur, pH und Eh variieren sowohl innerhalb des
Ganges als auch im Laufe der Zeit. Gänge sind also aus Mineralen
unterschiedlicher Generationen zusammengesetzt und jede
Generation ist in Abhängigkeit mit der Tiefe zoniert. Selbstver-
ständlich können auch ältere Minerale wieder gelöst und die
Metalle an anderer Stelle unter anderen Bedingungen in Form
anderer Minerale erneut ausgefällt werden.
Wir ahnen bereits, dass es eine große Vielzahl unterschied-
licher Gänge gibt, die einen sehr verschiedenen Metallgehalt auf-
weisen. Trotz aller Vielzahl finden sich allerdings typische Kom-
binationen von Metallen beziehungsweise Mineralen. Die jeweils
gemeinsam vorkommenden Minerale werden als Paragenese
bezeichnet. Anhand typischer Paragenesen können Gänge in so-
genannte Gangformationen eingeteilt werden. Wichtige Kombi-
nationen sind Blei-Zink (bzw. Blei-Silber-Zink, hierzu zählt ein
großer Teil der mittelalterlichen Silberminen), Eisen-Mangan,
Kobalt-Nickel-Arsen-Silber-Bismut-Uran, Zinn-Silber-Bismut,
Blei-Zink-Kupfer und so weiter.
Das hydrothermale Wasser kann ganz unterschiedlicher Her-
kunft sein. Wir werden in diesem Kapitel einige Beispiele ken-
nenlernen, die einen direkten Zusammenhang zu Magmatismus
haben, zum Beispiel epithermale Adern (
7
Abschn. 4.3
), poly-
metallische Gänge vom Kordilleren-Typ (
7
Kasten 4.9
), die poly-
metallischen Gänge in Cornwall (
7
Kasten 4.19
) und Zinngänge
in Bolivien (
7
Abschn. 4.5
). Orogene Goldadern (
7
Abschn. 4.2
)
entstanden hingegen in der Regel durch metamorphes Wasser.
Viele Gänge entstanden jedoch durch tiefes Porenwasser, das
ursprünglich einmal Regenwasser (meteorisches Wasser) oder
Meerwasser (Formationswasser von Sedimenten) war und das
Metalle und andere Stoffe aus dem Gestein ausgelaugt hat.
Welche Metalle das sind, hängt natürlich vom Gestein ab, aus
dem das Fluid stammt. Auch hierbei spielen die Löslichkeit von
Mineralen und die Sättigung im Wasser eine Rolle. So können
bestimmte Elemente, die im Gestein eigentlich nur in geringer
Konzentration enthalten sind, bevorzugt ausgelaugt werden.
Wir haben bereits gesehen, dass dieses tiefe Porenwasser bei
starker Dehnung der Kruste regelrecht nach oben gepumpt wird,
während gleichzeitig die aktive Tektonik zum Öffnen von Spalten
führen kann. Entsprechend gibt es viele Gänge entlang von
Grabensystemen, beispielsweise auf beiden Seiten des Oberrhein-
grabens: im Schwarzwald (
7
Abschn. 4.1.1
) und in den Vogesen.
Manchmal tritt das Wasser auch an einer Quelle als Thermal- oder
Mineralwasser aus (
7
Kasten 4.5
). Tatsächlich sind viele hydrother-
male Gänge, die sich rund um einen Granit befinden, nicht durch
magmatische Fluide entstanden, sondern erst wesentlich später, als
die Kruste gedehnt wurde. Granite haben oft viele Klüfte, was sie
zu einem deutlich besseren Wasserleiter macht als benachbarte
Gneise oder andere metamorphe Gesteine. In den Gängen findet
sich dann trotzdem eine für Granite typische Kombination von
Metallen, weil diese aus dem Granit ausgelaugt wurden. Natürlich
kann es in einem Bergbaurevier nebeneinander alte, tatsächlich
durch magmatische oder metamorphe Fluide gebildete Gänge und
jüngere, durch tiefes Porenwasser gebildete Gänge geben.
Historisch war die Bedeutung von hydrothermalen Gang-
lagerstätten wesentlich größer, als es heute der Fall ist. Sie haben
zwar oft einen sehr hohen Erzgrad, das Volumen ist jedoch viel
Abb. 4.5
Hydrothermale Gänge und Adern sind Spalten, die sich
geöffnet haben und sogleich durch Minerale, welche aus dem ein-
dringenden Wasser ausgefällt wurden, wieder verfüllt wurden. Das
Öffnen und Verfüllen kann sich mehrfach wiederholen. a) Offene
Spalten können an einer Verwerfung (hier eine Seitenverschiebung)
mit geringem Versatz entstehen, wenn diese keine glatte Fläche ist,
sondern Wölbungen aufweist. Die Breite der Spalte schwillt an und
ab. Darin kommt es zu einem fokussierten Wasserfluss. b) Dieses
Beispiel zeigt einen Gang in einer Abschiebung, die in unterschied-
lich auf Verformung reagierenden Gesteinsschichten mit einem an-
deren Winkel einfällt. c) Oft handelt es sich bei Gängen um kleine
Brüche mit geringem Versatz, die sich im Scharnier zwischen zwei
Segmenten einer größeren Verwerfung befinden (c nach Mickle-
thwaite et al. 2010).
malen Wassers ab sowie von der Temperatur, dem pH, Eh und
von Veränderungen dieser Faktoren. Häufig ist der entscheiden-
de Auslöser die Vermischung eines aus der Tiefe aufsteigen-
den hydrothermalen Wassers mit dem Wasser aus den Poren
des benachbarten Gesteins. Nicht selten passiert dies nahe der
Grenze zwischen Grundgebirge und Sedimentbedeckung, weil
hier zwangsläufig kontrastierende Fluide aufeinandertreffen.
