Grundlagenfach Geografie Kantonsschule Kreuzlingen

Entstehung von Erzlagerstätten

45.1: Entstehungen von primären und sekundären Lagerstätten

Mineralien sind in der Erdkruste in verschiedenen Gesteinsverbindungen weit verbreitet. Durch natürliche Vorgänge wie Lösen und Transport durch Wasser oder Schmelzen und Kristallisation magmatischer Gesteine können sich Mineralien in hoher Konzentration ablagern. Es bilden sich Lagerstätten, die wirtschaftlich abgebaut werden können. Reiche Vorkommen von Mineralien mit einem hohen Metallgehalt sind Erzlagerstätten. Sie können durch unterschiedliche geologische Prozesse entstehen. Man unterscheidet grob zwischen primären (aus abkühlendem Magma) und sekundären (durch Erosion und Sedimentation von primären Lagerstätten) entstandenen Lagerstätten.Die magmatischen Lagerstätten entstehen bei der Erstarrung von glutflüssigen Gesteinsschmelzen in der Nähe des Entstehungsortes. Die Mineralien kristallisieren zu einem sehr frühen Zeitpunkt aus dem geschmolzenen Magma aus, sinken ab und reichern sich bänderförmig am Boden der Magmakammer an (z.B. Chrom- und Platinerze).Viele Lagerstätten sind aus heißen, wässrigen Lösungen entstanden (hydrothermale Lagerstätten). Heiße Wässer und Dämpfe transportieren die aus Magmen freigesetzten Mineralien weg. Bei Abkühlung fallen sie in Spalten, Klüften oder Rissen als Erze aus und lagern sich ab (Ganglagerstätten). Erreichen die heißen Lösungen die Oberfläche, werden sie zu heißen Quellen, die beim Abkühlen Erzmineralien abscheiden.Erzlagerstätten können sowohl in magmatischen wie im umgebenen sedimentären Gesteinsmassen durch hydrothermale Lösungen fein verteilt sein

(Imprägnationslagerstätten). Sedimentäre Erzlagerstätten sind wichtige Vorkommen für Kupfer, Eisen und andere Metalle. Dazu gehören die Seifenlagerstätten, die durch mechanische Sortierungsprozesse von Flussströmungen entstanden sind. Schwerere Mineralien wie Gold, Platin oder Zinn sinken bei nachlassender Strömung ab und reichern sich z.B. bei Sandbänken oder in Flussbiegungen an. Häufig findet man solche Lagerstätten auch in Deltas oder Brandungszonen ehemaliger und noch existierender Meere.Sedimentäre Lagerstätten bilden sich aber auch aufgrund chemischer Ausfällung. Eisen oder Kupferlösungen wurden z.B. im Präkambrium von den Flüssen in damalige Meere (z.B. Zechsteinmeer) transportiert, durch Kontakt mit Meerwasser ausgefällt oder durch Sauerstoff oxidiert und um Kristallisationskerne wie z.B. Sandkörnern angelagert (Bändererze, Eisenkügelchen).Die Entstehung von Erzlagerstätten steht auch in enger Verbindung zur Plattentektonik. Im Bereich des Mittelatlantischen Rückens z.B. befinden sich heiße Quellen, aus denen mit Mineralien gelöstes Wasser strömt. Das kalte Meerwasser dringt in das zerklüftete vulkanische Gestein ein, wird in der Nähe der Magmakammer erwärmt, löst Mineralien aus dem Gestein heraus und steigt zum Meeresboden auf. Durch den Kontakt mit kaltem Meereswasser werden die Mineralien (Sulfidverbindungen von Eisen, Zink u.a.) ausgefällt. Ähnliche Prozesse sind im Bereich der Subduktionszonen von miteinander kollidierenden Platten festzustellen.

Aufgabe:Beschreibe und erläutere nach Abb. 45.1 die Entstehung von Erzlagerstätten.

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(siehe auch Buch S. 169/170)

Entstehung von ErzlagerstättenLösungWie die Abbildung deutlich macht, gehören zu den primären Erzlagerstätten vor allem die magmatischen und hydrothermalen Lagerstätten. Die magmatischen Lagerstätten entstehen durch Abkühlung von glutflüssigem Magma. Durch Erhitzung absinkender Erdplatten und Gesteinsschichten wurden vorab Mineralien geschmolzen, die sich innerhalb des Magmas in Kammern und Spalten konzentrieren. Bei der Erstarrung der Gesteinsschmelze sinken schwere Mineralien ab und lagern sich am Boden der Magmakammer an. Mit zunehmender Abkühlung des weiter aufsteigenden Magmas werden in der Restkristallisation abhängig von den Temperaturwerten weitere Mineralien auskristallisiert.Kommt das Magma mit Wasser in Kontakt, können die Mineralien durch Wasser- oder Wasserdampftransport in Gängen oder Rissen u.a. verteilt werden. Bei Abkühlung des Wassers fallen die Erze aus. Speziell im Zusammenhang mit der Plattentektonik bilden sich hydrothermale

Lagerstätten im Bereich von Plattengrenzen wie z.B. am Mittelatlantischen Rücken.

Sekundäre Lagerstätten bilden sich durch mechanische und chemische Sedimentationen. Bedingt durch Verwitterung und Erosion werden Mineralien mit dem Gesteinsverbund z.B. durch die Fließkraft des Wassers abtransportiert. Lässt die Fließgeschwindigkeit z.B. an Hindernissen, Flussbiegungen o.ä. nach, setzten sich die schwereren Mineralien an diesen Stellen ab. Dies kann auch im Mündungsbereich von Flüssen ins Meer geschehen. Auf diese Art gibt es auch Lagerstätten in frühzeitlichen Meeren, die heute Festlandsmassen darstellen. Sind Mineralien in Wasser gelöst, können sie durch Kontakt mit Meerwasser ausfällen und sich an Kristallisationskerne wie Sandkörnern anlagern. Bei Kontakt mit Sauerstoff finden Oxidationen statt, sodass neue Mineralienverbindungen entstehen.