Geology Reference
In-Depth Information
a)
Rote Fäule
Zielona Gora
Cu-Zone
Pb-Zone
Glogow
Zn-Zone
Pyrit-Zone
25 km
Lubin
Legnica
Wroclaw
Unterer Anydrit
b)
1 m
1 km
Zn-Zone
Zechsteinkalk
Pb-Zone
Cu-Zone
Kupferschiefer
Au-PGE
Weißliegendes
Rotliegendes
Abb. 5.3
a) Verbreitung der Zonen im polnischen Kupferschiefer und die Tiefe unter der Erdoberfläche. Nach Liedtke & Vasters 2008.
b) Schematisches Profil des polnischen Kupferschiefers (man beachte die unterschiedlichen Maßstäbe). Beim Rotliegenden handelt es sich
um terrestrische Sandsteine, die darüberliegenden Schichten sind die untersten Ablagerungen des Zechsteinmeeres. Die Redoxfront der
Roten Fäule schneidet durch die Schichten, die verschiedenen Zonen sind relativ zu dieser angeordnet. Die höchsten Erzgrade befinden
sich im Kupferschiefer nahe der Roten Fäule. Nach Oszczepalski 1999.
Kupferschiefer, in den Zonen mit »Roter Fäule« schneidet sie
durch diesen hindurch und reicht zum Teil bis in den Kontakt
des Zechstein-Kalksteins mit dem Anhydrit (
.
Abb. 5.3
). Genau
genommen ist die Redoxfront ein kontinuierlicher Übergang,
der im Kupferschiefer ein paar Millimeter breit ist, in den ande-
ren Gesteinen ein paar Meter breit. Manchmal sind in der oxi-
dierten Zone nahe der Redoxfront beziehungsweise in der Über-
gangszone ökonomisch interessante Konzentrationen von Gold
(bis 10 ppm), Platin (bis 14 ppm) und Palladium enthalten.
Zur stärksten Anreicherung mit Kupfer kam es im Kupfer-
schiefer in unmittelbarer Nachbarschaft zur Roten Fäule, ent-
weder, wo diese durch den Kupferschiefer schneidet, oder, wo sie
unmittelbar unter ihm liegt. Der wichtigste Prozess war die Ver-
drängung von Pyrit durch Kupfersulfide, beispielsweise durch
die folgende Reaktion:
Sulfat zugeführt. Dabei dient organische Substanz nicht nur als
Reduktionsmittel, sondern auch als Quelle von Wasserstoff für
die Bildung von H
2
S. Eine entsprechende Änderung in der Zu-
sammensetzung der organischen Substanz ist tatsächlich mess-
bar. Schwefel aus den organischen Verbindungen hat hingegen
keine Rolle gespielt.
Das dominierende Erzmineral in der unmittelbaren Nach-
barschaft zur Roten Fäule ist Chalkosin (Cu
2
S), weiter entfernt
herrschen Bornit (Cu
5
FeS
4
) und Chalkopyrit (CuFeS
2
) vor. In
noch größerer Entfernung dominieren Galenit und Sphalerit
(Blei- und Zinkzone). Das Silber befindet sich erstaunlicherweise
vor allem in Chalkosin und Bornit (Oszczepalski 1999).
Die Vererzung reicht oft in den überlagernden Zechsteinkalk
hinein, insbesondere, was Blei- und Zinkerze angeht. Manchmal
ist dieser auch direkt unter dem Anhydrit mineralisiert. Auch der
unterlagernde Sandstein ist zum Teil in den oberen Dezimetern
vererzt.
In Polen ist die Rote Fäule in großen Gebieten ausgebildet,
die angrenzende Kupferzone ist bei Lubin bis zu 30 km breit
(
.
Abb. 5.4
). Im Revier von Mansfeld sind hingegen viele kleine
Zonen mit Roter Fäule verteilt, die jeweils von einer Kupferzone
von ein paar Kilometern Breite umgeben sind, wobei meist die
eine direkt in die nächste übergeht. Die Blei-Zink-Zone ist im
südlichen und nördlichen Randbereich des Reviers ausgebildet.
2 FeS
2
+ 4 Cu
+
+ 3 O
2
+ 2 H
2
O ĺ 2 Cu
2
S + 2 Fe
2+
+ 2SO
4
2-
+ 4 H
+
Wobei H
+
durch das vorhandene Karbonat neutralisiert wird.
Aus dem ursprünglichen Pyritgehalt des Kupferschiefers folgt,
dass danach im Gestein bis zu 8 % Cu enthalten sein können
(Sun & Püttmann 2000, Bechtel et al. 2001b). Manchmal ist
der Erzgrad sogar höher, in diesen Fällen wurde zusätzliches
S
2-
durch thermochemische Reduktion von im Wasser gelöstem
