Endbericht - NachhaltigWirtschaften.at
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Eisenarme Sphalerite aus niedrigthermalen (< 300 °C) karbonatgebundenen Pb-Zn(-Ag)- Lagerstätten stellen einen weiteren wichtigen Typus dar. Nach Höll et al. (2007) werden, basierend auf geochemischen Kriterien der Vererzungen und der Zusammensetzung der Fluide, der „Mississippi Valley Type“ (MVT), der „Irish Type“ (IRT), der „Alpine Type“ (APT) und der „Kipushi Type“ (KPT) unterschieden. Hauptträger von Germanium in den karbonatgebundenen Pb-Zn-Lagerstätten sind die Zinksulfide Sphalerit und Wurtzit. Der biophile Charakter von Germanium macht Kohle- und Lignitvorkommen zu einer weiteren wirtschaftlich interessanten Quelle. Zudem wird der Großteil der weltweiten Ge- Reserven in organischem Material vermutet (vor allem Russland und China). Bereits heute stammen 30 % der primären Germaniumproduktion aus dem Abbau von Kohle und Lignit in Russland, China und Usbekistan [Bleiwas 2010]. Somit sind in weiterer Folge auch Filterund Feinstflugaschen aus Kohlekraftwerken eine potenzielle Ge-Quelle der Zukunft. 1.3 Grafit Die größten bauwürdigen Grafit-Lagerstätten finden sich in regional- oder kontaktmetamorphen Gesteinen, in denen der für die Grafitbildung notwendige Kohlenstoff aus sedimentären organischen Substanzen wie Kohlen, Kerogen oder Kohlenwasserstoffen mobilisiert wird. Die Bildungsbedingungen von metamorphem Grafit liegen meist in der Grünschieferfazies, können aber auch bis in die Amphibolit- bis Granulitfazies reichen, wobei die Kristallinität mit steigendem Metamorphosegrad zunimmt. Neben Druck und Temperatur spielen noch weitere Faktoren wie die Art des organischen Ausgangmaterials, Fluidzusammensetzung oder Reaktionszeit für die Bildung von Grafit eine entscheidende Rolle [Pohl 2011]. Grafit-Vererzungen treten häufig in metamorphen Kalksilikaten, Marmoren, aluminiumreichen Paragneisen und Metapeliten auf [Dill 2010]. Eine weitere wichtige Lagerstättenart sind epithermale Grafit-Lagerstätten in Form von Gang- oder Imprägnationsvererzungen in Bereichen von Scherzonen mit assoziierter magmatischer Aktivität. Dieser Typ liegt in Sri Lanka, Indien oder Kanada vor. Daneben ist das Auftreten von Grafitgängen möglich, deren Bildung durch die Platznahme von Pegmatiten bei gleichzeitiger Lösung von Kohlenstoff aus präexistentem organischem Material erklärt wird [Weis et al. 1981]. Neben pegmatitischen Vererzungen können Grafit-Mineralisationen im Zuge einer Intrusion alkalischer bis alkaligranitischer Schmelzen auftreten (z.B. Mongolei) [Dill et al. 2006]. 270
1.4 Niob und Tantal Hinsichtlich der wirtschaftlich nutzbaren primären Lagerstätten lassen sich auf Grund der magmatischen Gesteine, mit denen sie vorkommen, drei Haupttypen unterscheiden [Küster 2009, Shaw und Goodenough 2011]: o Karbonatite und assoziierte Gesteine o Alkalische bis peralkalische Granite und Syenite o Granite und Pegmatite der LCT-Familie; diese sind angereichert an Lithium, Cäsium und Tantal [erný und Ercit 2005] Der erste Typ tritt häufig in kontinentalen Extensions- und Riftzonen auf. Karbonatite kommen oft gemeinsam mit silikatischen Alkaligesteinen (Nephelin-Syenite, Foid-führende Magmatite, alkalireiche Ultramafite etc.) vor. Diese Lagerstätten sind meist Nb-dominiert (Pyrochlor, Nb > Ta), wobei Niob häufig mit Elementen der Seltenen Erden (SEE), Uran, Thorium, Zirkonium etc. vergesellschaftet ist. Eine ökonomisch interessante Anreicherungen (> 0,3 Gew.-% Nb 2 O 5 ) lässt sich durch Prozesse wie magmatische Differentiation, hydrothermale Alteration und Remobilisierung sowie durch laterititsche Verwitterungsprozesse (z.B. Araxá und Catalao, Brasilien) erklären. Niob wird zum Teil als Beiprodukt aus einigen karbonatitischen/lateritischen SEE-Lagerstätten gewonnen (z.B. Bayan Obo, China). Lagerstätten des Typs 2 sind ebenfalls häufig an kontinentale Riftzonen geknüpft, treten allerdings auch in orogenen Settings nach der Gebirgsbildung (post-orogen, post-Kollisionsstadium) auf. Diese speziellen Granite (A-Typ-Granite) und Syenite etc. weisen starke Anreicherungen an Eisen, „High-Field-Strength“-Elementen (HFS; Nb, Ta, Zr) und anderen inkompatiblen Elementen (U, Th, F) auf, wobei als deren Quelle eine Teilaufschmelzung der subkontinentalen Lithosphäre postuliert wird. Polymetallische Lagerstätten dieses Typs (Nb > Ta) werden derzeit vor allem in SW-Grönland (Provinz Gadar) exploriert bzw. auf der Halbinsel Kola (Lovozero) abgebaut. Der dritte Typ ist mit Graniten und Pegmatiten der LCT-Familie vergesellschaftet. Er stellt weltweit die wichtigste primäre Quelle für Tantal dar. Dabei handelt es sich um peraluminöse SiO 2 -reiche magmatische Gesteine, in denen es zur Anreicherung von Lithium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Zinn, Tantal und Niob (Ta > Nb) kam und daher als Seltene-Elemente- Granite bezeichnet werden. Neben Columbit-Tantalit und Mikrolith kristallisieren häufig zinnhaltige (Kassiterit) sowie lithiumhaltige Minerale (Spodumen, Petalit). Nb-Ta-Granite entstehen durch Aufschmelzung kontinentaler Krustengesteine und anschließender magmatischer Differentiation. Sie intrudieren typischerweise als post-orogene Granite in kontinentale Kollisionszonen und werden in einer spät-magmatischen Phase oft von Pegmatitschwärmen umrahmt. Bei den Intrusionen handelt es sich um leukogranitische 271
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o Karbon<strong>at</strong>ite und assoziierte Gesteine<br />
o Alkalische bis peralkalische Granite und Syenite<br />
o Granite und Pegm<strong>at</strong>ite der LCT-Familie; diese sind angereichert an Lithium, Cäsium<br />
und Tantal [erný und Ercit 2005]<br />
Der erste Typ tritt häufig in kontinentalen Extensions- und Riftzonen auf. Karbon<strong>at</strong>ite<br />
kommen oft gemeinsam mit silik<strong>at</strong>ischen Alkaligesteinen (Nephelin-Syenite, Foid-führende<br />
Magm<strong>at</strong>ite, alkalireiche Ultramafite etc.) vor. Diese Lagerstätten sind meist Nb-dominiert<br />
(Pyrochlor, Nb > Ta), wobei Niob häufig mit Elementen der Seltenen Erden (SEE), Uran,<br />
Thorium, Zirkonium etc. vergesellschaftet ist. Eine ökonomisch interessante Anreicherungen<br />
(> 0,3 Gew.-% Nb 2 O 5 ) lässt sich durch Prozesse wie magm<strong>at</strong>ische Differenti<strong>at</strong>ion, hydrothermale<br />
Alter<strong>at</strong>ion und Remobilisierung sowie durch l<strong>at</strong>erititsche Verwitterungsprozesse<br />
(z.B. Araxá und C<strong>at</strong>alao, Brasilien) erklären. Niob wird zum Teil als Beiprodukt aus einigen<br />
karbon<strong>at</strong>itischen/l<strong>at</strong>eritischen SEE-Lagerstätten gewonnen (z.B. Bayan Obo, China).<br />
Lagerstätten des Typs 2 sind ebenfalls häufig an kontinentale Riftzonen geknüpft, treten<br />
allerdings auch in orogenen Settings nach der Gebirgsbildung (post-orogen, post-Kollisionsstadium)<br />
auf. Diese speziellen Granite (A-Typ-Granite) und Syenite etc. weisen starke<br />
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inkomp<strong>at</strong>iblen Elementen (U, Th, F) auf, wobei als deren Quelle eine Teilaufschmelzung der<br />
subkontinentalen Lithosphäre postuliert wird. Polymetallische Lagerstätten dieses Typs (Nb ><br />
Ta) werden derzeit vor allem in SW-Grönland (Provinz Gadar) exploriert bzw. auf der<br />
Halbinsel Kola (Lovozero) abgebaut.<br />
Der dritte Typ ist mit Graniten und Pegm<strong>at</strong>iten der LCT-Familie vergesellschaftet. Er stellt<br />
weltweit die wichtigste primäre Quelle für Tantal dar. Dabei handelt es sich um peraluminöse<br />
SiO 2 -reiche magm<strong>at</strong>ische Gesteine, in denen es zur Anreicherung von Lithium, Rubidium,<br />
Cäsium, Beryllium, Zinn, Tantal und Niob (Ta > Nb) kam und daher als Seltene-Elemente-<br />
Granite bezeichnet werden. Neben Columbit-Tantalit und Mikrolith kristallisieren häufig<br />
zinnhaltige (Kassiterit) sowie lithiumhaltige Minerale (Spodumen, Petalit). Nb-Ta-Granite<br />
entstehen durch Aufschmelzung kontinentaler Krustengesteine und anschließender<br />
magm<strong>at</strong>ischer Differenti<strong>at</strong>ion. Sie intrudieren typischerweise als post-orogene Granite in<br />
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