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et al. 2009). Die Hauptquelle für die Metalle dürfte aber die
Erosion des Grundgebirges in der Umgebung gewesen sein, wo
beispielsweise Kupferporphyre und andere Lagerstätten vor-
handen waren.
Die Ablagerung der Sedimente begann mit der Bildung eines
kontinentalen Grabens (Sedimente der Roan-Gruppe) im Zu-
sammenhang mit dem Auseinanderbrechen des Superkontinents
Rodinia. Nach Ablagerung von fluviatilen Sandsteinen und Kon-
glomeraten drang Meerwasser ein, in Lagunen und Sabkhas
(
7
Kasten 5.11
) wurden klastische Sedimente zusammen mit
Evaporiten abgelagert. Im Kongo waren das überwiegend Dolo-
mit (zum Teil durch Stromatolithen,
7
Kasten 5.2
), dolomitreiche
Tone und etwas Anhydrit (Mines-Formation), in Sambia vor
allem Sandstein, Silt, Ton, Grauwacke mit etwas Anhydrit
(Musoshi-Formation). Die wichtigsten Kupferlagerstätten befin-
den sich in diesen Schichten. In Sambia gibt es einen oder meh-
rere Erzhorizonte in klastischen Sedimenten. Im Kongo befindet
sich der untere Erzhorizont in Dolomit an der Basis der Mines-
Formation, der obere Erzhorizont in dolomitreichem Schiefer
und zum Teil gibt es noch höher einen dritten Horizont in Kar-
bonaten. Der untere und der obere Erzhorizont summieren sich
auf eine Mächtigkeit von 15-55 m, in einzelnen Lagerstätten sind
sie Hunderte Meter oder mehrere Kilometer weit zu verfolgen.
Im hochsalinen Wasser lebende sulfatreduzierende Bakterien
sorgten für die Ausfällung von Pyrit und ersten Kupfersulfiden
(synsedimentär und frühdiagenetisch). Zum Teil sind sie an
sedimentäre Strukturen wie Sandrippel, Erosionskanäle und
Schichten gebunden und beispielsweise durch Rutschungen be-
einflusst. Diagenetisch wurden sie bei rund 100 °C mit Kupfer-
und Kobaltsulfiden ersetzt oder überwachsen. Dabei könnten
ein höherer Metallgehalt in der eingedampften Lagune und der
Eh-pH-Gradient im Formationswasser eine Rolle gespielt haben.
Es entstand eine Zonierung der Sulfidminerale, die alle überwie-
gend als winzige versprengte Körner vorkommen.
Der kontinentale Graben entwickelte sich zu einem Ozean
(Sedimente der Nguba-Gruppe), in dem erst Plattformkarbonate
(zum Teil mit weiteren Cu-Lagerstätten) und später Tiefsee-
sedimente abgelagert wurden. Gegen Ende des Proterozoikums
näherten sich die Kontinente wieder an, bis sie kollidierten. Die
Sedimente wurden zu einem Falten- und Überschiebungsgürtel
(Lufilian Arc) zusammengeschoben. Dabei strömte heißes
hydrothermales Wasser durch die Sedimente und fällte weitere
(epigenetische) Sulfide aus. Diese sind grobkörnig, zum Teil im
Gestein versprengt, aber vor allem in Knollen, Schichten und
Adern zu finden.
Das Uran des Kupfergürtels wurde vor allem während der
Entstehung des Ozeans und in einer zweiten Phase während der
Gebirgsbildung ausgefällt (Decrée et al. 2011), es befindet sich
zum Teil in den Kupferlagerstätten, aber auch in tektonischen
Brekzien, in klastischen Sedimenten und an Seitenverschiebun-
gen. Am bekanntesten ist die Cu-Co-Ni-U-Lagerstätte Shinko-
lobwe (Kongo): Aus ihr stammte das Uran für die Atombomben,
die auf Hiroshima und Nagasaki geworfen wurden. Nach dem
Zweiten Weltkrieg forcierte Belgien den Uranabau in der dama-
ligen Kolonie und finanzierte damit den Wiederaufbau des
Landes. Während und nach der Gebirgsbildung entstanden in
den Plattformkarbonaten des Ozeans noch einige epigenetische
Abb. 5.5
Stalaktiten aus Malachit. L'Etoile du Congo Mine
(Star of the Kongo, Kalukuluku Mine) bei Lubumbashi (DR Kongo).
© Rob Lavinsky / iRocks.com.
hydrothermale Zink-Blei-Kupfer-Lagerstätten, die noch mehrere
andere Metalle enthalten (
7
Kasten 4.22
).
In jüngerer Zeit (vermutlich verstärkt im Pliozän) kam es in
der Oxidationszone zu einer Remobilisierung des Kupfers, das
vor allem als Malachit (
.
Abb. 5.5
) in Karstsystemen ausgefällt
wurde (De Putter et al. 2010). Häufig sind Malachitkrusten oder
Tropfsteine, die auch in vielen Museen ausgestellt sind. Diese
sekundär angereicherten Zonen werden bevorzugt abgebaut.
5.2
Bändereisenerz (BIF)
Weniger gebräuchliche Bezeichnungen für BIF sind Itabirit
(nach der brasilianischen Stadt Itabira in der Region
Quadrilatero Ferrifero, Minas Gerais), Jaspilit (nach Jaspis),
Eisenquarzit, Hämatitquarzit, Taconit und Bändererz.
Gebänderte Eisenerze (Banded Iron Formations, BIF) sind ein
charakteristisches Sedimentgestein des Präkambriums, insbe-
sondere im Zeitraum zwischen 3800 und 1800 Millionen Jahren
vor heute (Archaikum und Paläoproterozoikum). Danach ver-
schwanden sie weitgehend aus der geologischen Überlieferung,
im späten Proterozoikum und frühen Phanerozoikum kommen
sie nur noch sehr selten vor. Es handelt sich um eine Wechsella-
gerung von eisenreichen Lagen - meist Hämatit (Fe
2
O
3
) und
Magnetit (Fe
3
O
4
) - und Hornstein (Chert, Jaspis), also mikro- bis
kryptokristallinem Quarz, der oft durch Hämatit rot gefärbt ist
(
.
Abb. 5.6
,
.
Abb. 5.7
). Die einzelnen Bänder sind typischer-
weise 0,5-3 cm mächtig und intern nochmals fein laminiert. BIF
sind mit großem Abstand das wichtigste Eisenerz. Die derzeit
gewinnbaren Reserven werden auf 150 Milliarden Tonnen Erz
geschätzt (Jorgenson 2012). Üblicherweise werden drei Typen
unterschieden, die zu unterschiedlichen Zeiten unter unter-
schiedlichen Bedingungen entstanden sind (
.
Abb. 5.8,
.
Abb.
