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Kasten 4.22 Tsumeb ( Namibia), Kipushi ( Kongo), Kabwe ( Sambia)
Die mittlerweile erschöpfte Kupferlagerstätte Tsumeb
(Namibia) ist jedem Mineraliensammler ein Begriff, insbeson-
dere wegen ihres Reichtums an unterschiedlichen Sekundär-
mineralen, die in vielen Museen ausgestellt sind. Mehr als
200 Minerale wurden von dort beschrieben, 30 davon sind von
keinem anderen Ort bekannt. Neben Kupfer enthielt Tsumeb
auch Blei, Zink, Silber, Arsen, Germanium, Gallium und Kad-
mium. Es handelt sich um eine hydrothermale Lagerstätte in
Plattformkarbonaten, insbesondere Dolomit. Die Erze füllen
Hohlräume oder verdrängen Karbonate. Sie finden sich in
einer röhrenförmigen Lösungsbrekzie und anderen Karststruk-
turen, es gibt mantoähnliche massive Sulfide, aber auch
Adern. Die primären Erze sind massive Sulfide mit Pyrit,
Chalkopyrit, Bornit, Germanit (Cu
13
Fe
2
Ge
2
S
16
), Sphalerit, Gallit
(CuGaS
2
), Enargit, Tennantit, Briartit (Cu
2
(Fe,Zn)GeS
4
), Renierit
((Cu,Zn)
11
Fe
4
(Ge,As)
2
S
16
) und Galenit. Gangarten sind Kalzit
und Quarz. Ähnliche Lagerstätten sind Kombat und Khusib
Springs (ebenfalls Namibia). Diese Lagerstätten sind wohl in
einer späten Phase der Damarra-Gebirgsbildung (Neoprotero-
zoikum) entstanden. Die Fluide der Hauptphase waren mit
rund 400 °C deutlich heißer als in MVT-Lagerstätten (Chetty &
Frimmel 2000), auch wenn die Verdrängungsreaktionen ge-
wisse Ähnlichkeiten zu diesen zeigen. Die Salinität des hydro-
thermalen Fluids wird durch Lösung von Evaporiten erklärt.
Zu einer ähnlichen Zeit unter ähnlichen Bedingungen sind
vergleichbare hydrothermale Zn-Pb-Cu-Lagerstätten wie
Kabwe (Sambia) und Kipushi (Kongo) und viele weitere
entstanden, die auch Cd, Co, Ge, Ag, Re, As, Mo, Ga und V
enthalten (Kampunzu et al. 2009). Sie befinden sich im Zentral-
afrikanischen Kupfergürtel (
Abschn. 5.1.1), sind aber jünger
als die stratiformen Kupferlagerstätten und finden sich etwas
höher in der Stratigrafie in Plattformkarbonaten. Die Minerali-
sierung ist vor allem an tektonische Brekzien und Karstsysteme
gebunden. Sie entstanden während und nach einer Gebirgs-
bildung (Lufilian Arc) im Neoproterozoikum und zu Beginn des
Paläozoikums.
7
4.13 Sandsteingebundene Kupfer-
und Blei-Zink-Lagerstätten
ladenen Komplexen (deren jeweilige Stabilität durchaus vom pH
abhängt): UO
2
2+
mit F
-
,
Cl
-
, OH
-
, CO
3
2-
, PO
4
3-
oder SO
4
2-
. Die
Reduktion der Uranylkomplexe führt somit zur Ausfällung von
Pechblende. Unter Umständen kann auch eine Änderung des
pH-Wertes zur Ausfällung führen, wenn ein passender Komplex-
bildner fehlt. Gelöstes Uran kann auch von manchen Mineralen
und von organischen Substanzen absorbiert werden.
Die Entstehung von hydrothermalen Uranlagerstätten läuft
immer ungefähr so ab: Meteorisches Wasser (relativ oxidiert)
laugt Uran aus Granit, Gneis oder Tuff aus, eventuell auch aus
detritischen Mineralen in Sedimenten, fließt weiter und fällt an
anderer Stelle aufgrund einer Änderung von Eh oder pH das
Uran wieder aus.
Der letzte Schritt passiert häufig in Sandsteinen, die als Aqui-
fer leicht von Wasser durchflossen werden. Sandsteingebundene
Uranlagerstätten sind weltweit weit verbreitet. Sie sind relativ
klein, kommen aber meist gehäuft in einer Region vor. Der Erz-
grad ist mit durchschnittlich 0,05-0,4 % U
3
O
8
gering. Die wich-
tigsten Vorkommen finden sich in den USA - besonders viele auf
dem Colorado-Plateau (Utah, Colorado, Arizona, New Mexico),
aber auch in Texas und Wyoming - und im Niger. In Deutsch-
land gehört der Königstein (Sachsen) dazu. Als Besonderheit ist
der »natürliche Reaktor« Oklo zu nennen (
7
Kasten 4.23
). Dabei
werden drei Lagerstättentypen unterschieden: tabulare, Roll-
front- und tektono-lithologische Uranlagerstätten.
Der tabulare Typ ist auf dem Colorado-Plateau häufig. Es
handelt sich um kleine tafelförmige Vererzungen, die mehr oder
weniger parallel zur Strömungsrichtung des Wassers angeordnet
sind, also nahezu schichtparallel. Auf dem Colorado-Plateau ist
Coffinit (USiO
4
) das häufigste Erzmineral, es ersetzt organische
Substanz, darunter ehemalige Baumstämme. Da gleichzeitig
Vanadium ausgefällt wurde, kommen auch Uran-Vanadium-
Minerale wie Carnotit und Tujamunit vor. Häufig sind im Sand-
Sandsteine und ähnliche Sedimentgesteine (»
red beds
«) sind
wasserdurchlässig und die Poren geben Raum, in denen Mine-
rale ausgefällt werden können. Dabei können unterschiedlich
stark oxidierte Sandsteine (z. B. mit Hämatit als Zement zwi-
schen den Sandkörnern) entscheiden, wo Erze ausgefällt werden.
Auch eine Vermischung von Fluiden kann eine Rolle spielen. Es
gibt entsprechende Kupferlagerstätten und Blei-Zink-Lagerstät-
ten. Diese Vorkommen sind heute jedoch meist nicht abbau-
würdig und eher aus historischer Sicht interessant. Manche ent-
standen bereits während der Diagenese (ähnlich wie es bei Kup-
ferschiefer der Fall ist,
7
Abschn. 5.1
), viele erst durch spätere
Fluide, beispielsweise bei Dehnung innerhalb von Graben-
Horst-Strukturen. Zum Teil stammen die Metalle aus dem Sedi-
ment selbst, in dem sie in detritischen (also aus der Gesteinsver-
witterung stammenden) Schwermineralen enthalten sind. Doch
erst die hydrothermale Laugung und Ausfällung führen zu einer
Anreicherung in bestimmten Zonen.
4.14 Sandsteingebundene
Uranlagerstätten und
Diskordanzlagerstätten
Bei der Bildung von hydrothermalen Uranlagerstätten spielen Re-
doxreaktionen eine zentrale Rolle, da U
4+
unlöslich ist, während
U
6+
recht gut löslich ist, selbst bei geringer Temperatur und unab-
hängig vom pH. Das passiert in Form von geladenen oder unge-
