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Erstellt Juli 2015. Sie können diesen Beitrag auf dem Recherchestand vom Juli 2015 vom Qucosa-Server der Sächsischen Landes- und Universitätsbibliothek Dresden im PDF-Format herunterladen.
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Wo die "Sonnensucher" suchten:
Die sächsisch-thüringischen Uranerzlagerstätten
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Sie war einer der größten Uranerzproduzenten der Welt und lieferte allein etwa ein Drittel des in der Zeit von 1945 bis 1990 im Einflußbereich der damaligen UdSSR insgesamt geförderten Urans: Die Wismut. Die letzte Unternehmensbilanz der damaligen SDAG Wismut führte gelöschte (also abgebaute oder nicht mehr bauwürdige) Vorräte von 251.000 t Uran1) auf, daneben Bilanzvorräte von 57.922 t und prognostische Ressourcen von weiteren 74.079 t Uran. Die belegte Erzförderung betrug zirka 230.400 t Uran. Das waren im Zeitraum von 1946 bis 1990 zirka 13% der Gesamtweltproduktion ! Bei Elementgehalten im Fördererz zwischen 0,07% und 0,1% = 1.000 ppm (Angabe für das Ronneburger Erzfeld) kann man sich ausrechnen, welche ungeheuren Mengen Gestein dazu bewegt werden mußten. Wo kam diese gewaltige Menge Erz her ? Ohne die dazu schon vorliegenden, umfangreichen Publikationen abschreiben zu wollen, wollen wir versuchen, im Folgenden eine kurze Darstellung der wesentlichen Uranerzreviere zu geben und uns dabei vor allem auf ihre geologischen Unterschiede konzentrieren. Immerhin baute die Wismut in vier unterschiedlichen Lagerstättentypen Uranerz ab. Aber der Reihe nach. Zunächst also einmal: Wo. Dazu eine kleine Übersichtskarte unseres Freistaats. (Anmerkung: An dieser Stelle überschreiten wir ausnahmsweise einmal die Grenzen unseres Freistaats, denn rund die Hälfte der Uranerzproduktion kam nun mal aus Ostthühringen. Es gab in Thüringen weiter westlich noch mehrere, kleinere Erkundungsobjekte, wie Dittrichshütte, Rudolstadt oder Schleusingen, aber die paßten auf die Karte von Sachsen nun wirklich nicht mehr drauf. Auch die zahlreichen Erkundungsobjekte im Erzgebirge stellen wir darin nicht alle dar. Im geologischen Archiv der Wismut sind allein über 60.000 Erkundungsbohrungen dokumentiert - das würde weiß Gott zu unübersichtlich...)
1) Obwohl in der DDR nie reines Uranmetall produziert wurde, beruhte die Klassierung und Aufbereitung der Erze gewöhnlich auf der Bestimmung ihres Element- (Uran-) Gehaltes. Der ließ sich anhand der Messung der natürlichen Gammastrahlung des Urans nämlich sehr einfach bestimmen.
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Gangtyp (hydrothermale
Ganglagerstätten des Erzgebirges) |
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Ihren Ausgangspunkt nahm der Uranerzbergbau in der sowjetischen Besatzungszone in den schon vor 1945 bekannten Erzbergbaurevieren des westlichen und mittleren Erzgebirges. Das "Gewinnungsobjekt 01" umfaßte Johanngeorgenstadt, Objekt 02 Oberschlema und 03 Schneeberg. Auch bei Annaberg-Buchholz (Objekt 04), Niederschlag-Bärenstein (Objekt 07), Schwarzenberg-Langenberg (Objekt 08) und Marienberg (Objekt 22) und natürlich auch in Freiberg (Objekt 26) erfolgten bergmännische Revisions- und Untersuchungsarbeiten und Abbau von aufgefundenen Uranerzen. In diesen alten Bergrevieren konnte die Sowjetische Militäradministration wenigstens zum Teil auf die noch vorhandene bergbauliche Infrastruktur und auf noch vorhandenes Fachpersonal zurückgreifen. Von Anfang an wurden aber auch umfangreiche Erkundungsprojekte aufgelegt, in deren Ergebnis u. a. bereits 1949 die Teillagerstätte Niederschlema-Alberoda oder die Lagerstätten Pöhla-Globenstein und Hämmerlein-Tellerhäuser (Objekt 08/103) entdeckt wurden. Andere Erkundungsobjekte erbrachten keine oder nur geringe wirtschaftliche Resultate und wurden sukzessive wieder eingestellt (Aue, Bärenstein, Bernsbach u. a.). In einigen dieser Erkundungsgebiete erfolgten später in den 1960er Jahren aber nochmals Untersuchungen durch den VEB Geologische Forschung und Erkundung (GFE) auf andere Buntmetallerze und Stahlveredler, wie Zinn- und Wolframerze (Aue) oder auf Spatvorkommen (Niederschlag). Die wirtschaftlich bedeutsamen und bis 1990 in Abbau stehenden Gruben der SDAG Wismut (vor allem Schlema-Alberoda und Pöhla) waren zuletzt zum Bergbaubetrieb 09 mit Sitz in Aue zusammengelegt. Alle diese Vorkommen und Lagerstätten gehören nach heutiger Klassifikation dem "Gang-Typ" - also (bei uns überwiegend hydrothermalen) Erzgängen - an. Die Varisziden Zentraleuropas gelten als die größte Lagerstättenprovinz dieses Typs weltweit, innerhalb der das Westerzgebirge die weltweit größten Lagerstätten dieser Art besaß. Inzwischen müssen wir an dieser Stelle das Präteritum verwenden, denn die westerzgebirgischen Lagerstätten gelten als weitgehend erschöpft. Die Ganglagerstätten des Urans werden in verschiedene Untertypen unterteilt:
Die hydrothermalen Gänge sind deutlich jünger als die Granite, die im Wesentlichen in der spätvaristischen Phase (Oberkarbon) intrudierten. Die Granite bildeten aber Quelle des Urans. Die hydrothermalen Gänge bildeten sich dagegen vor etwa 280 Millionen Jahren während einer Extensionsphase. Dabei öffneten sich Kluftsysteme und hydrothermale Lösungen mobilisierten das Uran aus dem Granit, das dadurch angereichert und an anderer Stelle wieder ausgefällt wurde. Im Westerzgebirge folgten nach der Bildung der zunächst weitgehend monometallischen Uran-Quarz-Karbonat- Gänge weitere Vererzungsphasen, bei denen zuerst Magnesium metasomatisch das Calzium ersetzte (Bildung von Dolomit) und später Selen, Kobalt, Nickel, Wismut, Arsen und Silber in die Gänge eingetragen wurden (BiCoNi-Formation). Bei diesen Ereignissen wurde Uran im großen Maßstab aus den alten Gängen umgelagert, aber kein neues Uran mehr zugeführt. In der folgenden Karte legen wir einmal die geologische Karte (ohne känozoische Bedeckung) unter unsere Lageskizze von oben. Der Blick auf die Karte zeigt uns sofort, daß sich die Mehrzahl der erzgebirgischen und vogtländischen Lagerstätten westlich und östlich des Eibenstocker und Bergener Granites aufreihen. Das Erkundungsobjekt Hauptmannsgrün-Neumark liegt nördlich des Kirchberger Granits in dessen äußerer Kontaktzone. Auch die kleinen Objekte Sadisdorf, Niederpöbel und Bärenhecke im Osterzgebirge ordnen sich um den Schellerhauer Granit herum an.
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Interessant an den Lagerstätten im Erzgebirge und böhmischen Massiv ist deren Bindung an überregionale Störungszonen. So ordnen sich die Lagerstätten Příbram und Jáchymov auf tschechischer Seite sowie Johanngeorgenstadt, Pöhla, Schneeberg-Schlema-Alberoda, Neumark-Hauptmannsgrün und Ronneburg auf deutscher Seite alle entlang der Gera-Jáchymov Störungszone an. Die Lagerstätten Rožná-Olší, Stráž pod Ralskem in Böhmen, Königstein und Freital, sowie Delitzsch in Nordwest- Sachsen reihen sich dagegen entlang des ebenfalls herzynisch streichenden Elbe- Lineaments auf, allerdings ist hier nur erstgenannte Lagerstätte vom Gangtyp. Eine kombinierte Lagerstätte stellte das Erzfeld Pöhla (Objekt 29) dar. Es erstreckte sich im westerzgebirgischen Abschnitt der Fichtelgebirgs-Erzgebirgs-Antiklinale von der südlichen Umrandung der Schwarzenberger Augengneiskuppel bis in die flache Mulde der "Brachysynklinale" bei Tellerhäuser. Dieses Gebiet wird größtenteils aus kristallinen Schiefern, vor allem Glimmerschiefern mit Einlagerungen von mehr oder weniger verskarnten Karbonatgesteinen, Quarziten, Gneisen und Amphiboliten aufgebaut. Durch die Intrusion der Granite sind die umgebenden Gesteine kontaktmetamorph und hydrothermalmetasomatisch verändert. Außer einer hydrothermalen Uran- (Quarz-Karbonat-) Gangmineralisation tritt im Bereich der Skarnlager eine komplexe stratiforme Vererzung mit Zinn als Hauptkomponente auf. Die Skarnbildung wurde mit einer Amphibol-Magnetit-Mineralisation abgeschlossen. Hier treten gehäuft auch Buntmetall-Sulfide auf, in erster Linie Sphalerit. Daneben hat eine Vergreisenung innerhalb des Erzfeldes bereichsweise vor allem Skarne, verskarnte und biotitisierte Schiefer und teilweise auch Granite überprägt. Am intensivsten ist sie in den Skarnen ausgebildet, womit die Bildung einer Zinn- und Wolframvererzung verknüpft ist. Am deutlichsten sind Greisenbildungen in einer zirka 300 m bis 400 m breiten Zone um den Granitkontakt festzustellen. Sie äußern sich dabei vor allem in der Verdrängung von Pyroxen, Granat und Amphibolen durch Serizit und Fluorit. Mit diesen Greisenbildungen sind Gänge und Trümer mit Quarz, Muskowit, Topas, Siderophyllit, Fluorit, Chlorit, Albit, Sulfiden und Kassiterit und z. T. Scheelit verknüpft. In den Skarnlagern von Pöhla-Globenstein wurde eine disperse Wolframvererzung angetroffen, die überwiegend (zu zirka 80 %) als Scheelit vorliegt. Sie war bereits Gegenstand einer neuen Aufsuchungsgenehmigung, eine Gewinnung ist jedoch bisher nicht erfolgt. Magnetitkörper, die bis über 1.000 m² Fläche und Mächtigkeiten von einigen Metern aufwiesen, wurden dagegen im Umfeld der Lagerstätte bereits in früherer Zeit (Breitenbrunn), in den 1960er Jahren versuchsweise auch in den Teillagerstätten Pöhla-Globenstein und in den 1980er Jahren in Tellerhäuser (Lager „D“) im Rahmen eines „Neben-Abbaus“ abgebaut. Ebenso erfolgten Versuche zur Zinnerzgewinnung. Die "Zinnkammern" Pöhla sind gegenwärtig als Besucherbergwerk noch befahrbar. Trotz ihrer historischen Bedeutung und einer Produktion von zirka 80.000 t (Schneeberg-Schlema-Alberoda) bzw. 45.000 t Uran (Příbram) spielt der Gang-Lagerstättentyp heute weltweit kaum noch eine wirtschaftliche Rolle. Dies liegt neben der Erschöpfung dieser Lagerstätten aber vor allem an den schwierigen technischen Bedingungen im Gangerzbergbau, da die schmalen Erzkörper kaum Platz für einen effizienten Abbau unter ökonomischen Aspekten lassen. Die Gänge der Lagerstätte Schneeberg-Schlema-Alberoda sind in der Regel nur zwischen 5 cm und 30 cm mächtig, nur selten wurden Mächtigkeiten von mehr als einem Meter beobachtet. Auch ist die Verteilung des Erzes sehr unregelmäßig: Reicherzzonen mit bis zu einigen Prozent Erzgehalt wechseln innerhalb der Gangfläche mit großen tauben, uranerzfreien Bereichen ab. In Schneeberg-Schlema-Alberoda waren uranführende Gänge im Mittel nur auf zirka 5% der Gangfläche mit Uran bauwürdig vererzt, in Jáchymov waren es 8% und in Přibram 12% der Gangflächen. Es sei weiter auch darauf verwiesen, daß die Gruben in Alberoda und Přibram mit etwa 2.000 m Teufe zu den tiefsten Bergwerken der Welt zählten. Aufgrund der radioaktiven Wärmeproduktion der unweit benachbarten Granite werden hier auch etwas erhöhte geothermische Gradienten festgestellt. In Alberoda wurden daher auf der 1.800-m-Sohle Gebirgstemperaturen von bis zu +63°C gemessen. Der technische Aufwand (Bewetterung, Kühlung), um dort überhaupt arbeiten zu können, war gigantisch und im Nachhinein völlig unwirtschaftlich.
Wie man sieht, entstammte also etwa die Hälfte der Gesamtproduktion von 230.400 t U den erzgebirgischen Ganglagerstätten, davon allein knapp 80% aus der Lagerstätte Niederschlema-Alberoda. Zieht man die prognostischen Vorräte von den verbliebenen Ressourcen noch ab, errechnet sich, daß im Erzgebirge rund 83% der Gesamtvorräte bereits abgebaut sind. (Die Zahlen entstammen Wikipedia - dort gibt es allerdings offenbar ein paar Übertragungsfehler, denn z. B. ist das "Erzfeld Niederschlema" zweimal mit abweichenden Zahlen aufgeführt.)
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Schwarzschiefertyp (Erzfeld
Ronneburg) |
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Der Blick auf unsere kleine geologische Übersichtskarte zeigt uns auch, daß die Gera-Jachymov-Störungszone natürlich nach Nordwesten aus dem Vogtländischen Schiefergebirge hinaus und bis in das östliche Thüringer Becken hinein greift. Hier befinden wir uns im Tafelstockwerk und weit und breit sind keine Granite zu sehen. Auch die Lagerstätte Königstein befindet sich mitten im Elbsandsteingebirge. Dies führt uns zu zwei anderen Lagerstättentypen. Wirtschaftlich am bedeutendsten sind die Lagerstätten vom sogenannten "Schwarzschiefer-Typ". Diesem Typ gehörte die Lagerstätte Ronneburg mit den Schachtanlagen in Schmirchau, Reust, Paitzdorf, Beerwalde und Drosen sowie dem Großtagebau Lichtenberg bei Ronneburg an. Auch das erkundete Uranerzvorkommen Hauptmannsgrün-Neumark zwischen Zwickau und Reichenbach gehört diesem Typ an. Uranvorkommen in Schwarzschiefern stellen meist sehr große Urananreicherungen, jedoch mit niedrigeren Erzkonzentrationen dar. Die weltweit bekannten Vorkommen sind daher zumeist als "potentielle" zukünftige Uranressourcen zu sehen, da sich ihr Abbau nur bei hohen Rohstoffpreisen lohnt. Diese Lagerstätten entstehen am Meeresboden unter euxinischen (sauerstofffreien) Bedingungen. Dort lagern sich tonige Sedimente mit hohen Gehalten an organischen Material ab, welches durch den fehlenden Sauerstoff nicht zu CO2 umgesetzt werden kann. Dieses kohlenstoffreiche Material reduziert im Meerwasser gelöstes Uran, wodurch es ausfällt und sich in den Sedimenten anreichert. Die Lagerstätte Ronneburg in Thüringen wurde ab 1949 erkundet und stellte eine besondere Form dieses Vererzungstyps dar. Sie ist bis heute auch die einzige bedeutende, abgebaute Schwarzschiefer-Uranlagerstätte weltweit. Regionalgeologisch gehört die Lagerstätte Ronneburg zum Thüringischen Schiefergebirge, welches durch die in Analogie zu Sachsen als sudetisch einzustufende Hauptfaltung in erzgebirgisch streichende Großfalten mit 15 km bis 25 km Breite gegliedert ist. Eines dieser Faltenelemente ist das Bergaer Antiklinorium, in dessen als "Ronneburger Horst" bezeichnetem Nordostbereich der Hauptteil der Lagerstätte liegt. Wie die großen Ganglagerstätten des Westerzgebirges liegt sie gleichzeitig auf der Gera-Jáchymov-Störungszone. Hydrothermale Prozesse führten hier zu einer Umlagerung des Urans in den ohnehin uranreichen, ordovizischen und silurischen Kiesel-, Alaun- und Tonschiefern und reicherte diese weiter an. So ist das Uran nicht nur feindispers verteilt in den Schiefern zu finden, sondern auch in kleinen Gängchen sowie in brekziierten Zonen. Zusammen mit dem Uran wurden ferner auch Sulfide und Arsenide ausgefällt, die man als Markasit, Pyrit und Chalkopyrit sowie Löllingit im Gestein findet. Auch in die marinen Sedimentgesteine eingeschaltete Diabase sind vererzt. Der teilweise hohe Sulfidgehalt führte in Ronneburg zu dem Problem, daß im Kontakt mit Luftsauerstoff Oxydationsprozesse in Gang kamen, welche ein stark saures Milieu und nicht unerhebliche Gesteinstemperaturen bewirkten. Durch die Umsetzung von Eisensulfiden in Hydroxide unter Freisetzung von Schwefelsäure waren besonders sulfidreiche Schichten braun verfärbt ("Lederschiefer") und teilweise stark zersetzt. Die Produktion des gesamten Reviers lag zwischen 1950 und 1990 bei rund 113.000 t Uran mit durchschnittlichen Urangehalten der Fördererze zwischen 0,07% und 0,11%. Damit handelte es sich um eines der größten Uranvorkommen der Erde. Weitere rund 87.243 t Uran (zzgl. kleiner Vorkommen und Lagerstätten, wie Hauptmannsgrün-Neumark) mit Erzgehalten zwischen 0,02% und 0,09% wurden 1990 noch als erkundete oder vermutete Ressourcen ausgewiesen, zirka 43% der Gesamtvorräte wären also noch da.
(Die Zahlenangaben in der Tabelle entstammen überwiegend der Wismut-Chronik.) Kleinere Vorkommen dieses Lagerstättentyps wurden ferner im nordwestlichen Vogtland (Hauptmannsgrün-Neumark), im Thüringer Wald (Steinach, Dittrichshütte (1949 Objekt 27, ab 1952 Objekt 41), sowie Schleusingen, Ruhla u. a.) sowie in Randbereichen des Thüringer Beckens (Orlamünde und Rudolstadt von 1969 bis 1974) untersucht. Darunter ist die Lagerstätte Hauptmannsgrün-Neumark noch eine der größeren und hinsichtlich ihrer geologischen, mineralogischen und tektonischen Stellung mit der Uranvererzung des Ronneburger Erzfeldes am besten vergleichbar. Sie unterscheidet sich von ihm jedoch durch eine geringere tektonische Beanspruchung der für die Erzbildung günstigen Gesteine. Bereits seit 1951 wurden im Gebiet Hauptmannsgrün-Neumark periodisch Such- und Erkundungsarbeiten durchgeführt. Im Zeitraum 1968 bis 1973 erfolgten nochmals umfangreiche Such- und Erkundungsarbeiten. Die Lagerstätte liegt an der Südost-Flanke des Vogtländischen Synklinoriums mit unterpaläozoischen Gesteinen und wird durch Sattel- und Muldenstrukturen charakterisiert. Am geologischen Aufbau des Lagerstättengebietes sind schwach metamorphe sandig-tonige und karbonatische Gesteine des Ordoviziums, Silurs und Devons sowie magmatische Bildungen des Oberdevons beteiligt. Bei der Erkundung wurden zwei sich voneinander unterscheidende Typen der Uranvererzung festgestellt: Zum einen die seltener anzutreffende Uraninit-Karbonat- und zum anderen eine Uraninit-Pyrit- Vererzung. Die Verteilung der Vererzung mit bauwürdigen Urangehalten ist kompliziert und stark absetzig. Die Erkundungsobjekte im Thüringer Wald und am Südwestrand des Thüringer Beckens sind in unseren Karten nicht dargestellt. Ihre Erkundung erfolgte im Wesentlichen in zwei Etappen 1949 bis 1953 und ab 1962. In der auf größere Flächen und Teufen angelegten Erkundungsetappe 1962 bis 1967 konnten - vorwiegend im Bereich des Schwarzburger Sattels - jedoch nur kleine Uranvorkommen vom Ronneburger Typ nachgewiesen werden. Urananreicherungen im Bereich silurischer Alaun- und Kieselschiefer bestanden nur oberflächennah auf eng begrenztem Raum und mit großer Absetzigkeit. Die uranhöffigsten Schichten bildeten die Alaun- und Kieselschiefer des Silurs bei Rudolstadt. Die größten Urananreicherungen lagen dabei im Hangendteil des ordovizischen Lederschiefers und nur in unbedeutendem Umfang in den angrenzenden unterdevonischen Schichten. Auch die Sucharbeiten in der „Liparitformation" des Thüringer Waldes wurden im Jahr 1973 eingestellt, da keine Uranlagerstätten aufgefunden wurden. Die hier aufgeführten Objekte stellen mit Vorräten < 3.000 t vergleichsweise kleine Uranerzvorkommen dar, die gegenwärtig nicht wirtschaftlich gewinnbar sind. Eine Erzförderung erfolgte an diesen Standorten nur in geringem Umfang, bei Wikipedia werden angegeben:
Die größeren Vorkommen gehen in die prognostischen Vorräte mit ein.
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