1. Ziel des Projektes

Das Ziel des Projektes WISTAMERZ bestand in der Entwicklung und Anwendung neuer Verfahren zur Perspektivitätsprognose großer Territorien auf seltene und wirtschaftsstrategische Hochtechnologiemetalle (WHTM, wie z.B. Ga, Ge, In, Li, Sb, Se, Sn, Ta, Te, W) am Beispiel des Erzgebirges. Aufbauend auf einer Kombination von Methoden zur Gewinnung von Neudaten, deren Integration mit vorhandenen Informationen, der Weiterentwicklung von metallogenetischen Modellvorstellungen und der Entwicklung von neuen Auswerteverfahren (neuronale Netze, andere daten- und wissensbasierte Verfahren) sollte eine neue Stufe der Datenintegration und Prognosegenauigkeit erzielt werden. Die Vorstellungen zur Metallogenie des Erzgebirges waren hinsichtlich der stofflichen Inhalte (insbesondere auch WHTM) und der räumlichen Verbreitung der Mineralisationen sowie deren zeitlicher Entwicklung und genetischer Interpretation substanziell zu vertiefen und abschließend in einer neuen metallogenetischen Karte darzustellen. Aufbauend darauf sollten Prospektions- und Bewertungskriterien als Grundlage für die Ausweisung neuer Höffigkeitsflächen ermittelt werden.

Das Projekt wurde im Rahmen der Fördermaßnahme „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (FKZ: 033R133A).

2. Bezug zu förderpolitischen Zielen

Das Vorhaben WISTAMERZ ist ausgerichtet auf das BMBF–Programm “Wirtschaftsstrategische Rohstoffe für den Hightech-Standort Deutschland”, das im Oktober 2012 veröffentlicht wurde und Teil des Rahmenprogramms “Forschung für nachhaltige Entwicklungen (FONA)”–Ressourceneffizienz ist (https://www.fona.de/). Im Fokus dieses Programms stehen nichtenergetische mineralische Rohstoffe wie z. B. Hightech-Metalle und seltene Metalle, die für Zukunftstechnologien sicher verfügbar sein müssen und eine große Hebelwirkung für die Wirtschaft haben (“wirtschaftsstrategische Rohstoffe”). Konkret sollte ein Beitrag zur Erfüllung des Leistungspunktes 2.1.b „Gewinnung von Primärrohstoffen“ der Bekanntmachung vom 17. Juli 2013 geleistet werden. Hier werden die konkreten Anforderungen an die vorzuschlagenden Forschungsprojekte wie folgt definiert:

  • Entwicklung von Konzepten zur Exploration von Primärrohstoffen,
  • Entwicklung neuer Verfahren für die Erkundung heimischer Rohstoffpotenziale (z.B. fernerkundliche, geophysikalische, geochemische oder mineralogische Verfahren),
  • Neubewertung bekannter Lagerstätten,
  • Entwicklung explorationsrelevanter 4D-metallogenetischer Modelle für die Neubewertung,
  • Reinterpretation bekannter Datensätze und Bereitstellung neuer modernster mineralogischer, geochemischer und insbesondere geochronologischer Daten
  • Interpretation der Genese der Lagerstätten und die Ableitung von Erkundungskonzepten zur Erfassung bisher unbekannter Rohstoffvorkommen.

3. Ausgangssituation 2013

Der seit Mitte der 2000er Jahre anhaltende Boom neuer Technologien und der parallel drastisch wachsende Rohstoffbedarf der Schwellenländer haben in Deutschland und Europa zu grundsätzlich geänderten Rahmenbedingungen für die Versorgung mit Rohstoffen, insbesondere mit wirtschaftsstrategischen Hochtechnologiemetallen (WHTM) geführt. Diesen neuen Rahmenbedingungen trugen sowohl Deutschland als auch die EU durch entsprechende politische Maßnahmen Rechnung:

Die Situation der letzten Jahre ist gekennzeichnet sowohl durch eine extreme Volatilität der Preise und Verfügbarkeit von Rohstoffen als auch durch die Ausnutzung von staatlichen und unternehmerischen Monopolstellungen zur Sicherung wirtschaftsstrategischer und politischer Vorteile. Die Folge sind temporäre Verknappungen von Rohstoffen, Unsicherheiten in den Lieferketten, Eingriffe in Handelsketten und weitere negative Begleiterscheinungen.

In diesem Kontext ist die angestrebte verstärkte Nutzung heimischer Ressourcen eine wichtige Option zur langfristigen Rohstoffsicherung geworden. Voraussetzung ist allerdings eine fundierte Einschätzung deren potenzieller Verfügbarkeit. Diese stößt jedoch auf große Kenntnislücken, da zahlreiche der heute so bedeutsamen wirtschaftsstrategischen Hochtechnologiemetalle (WHTM) in der Vergangenheit kaum Gegenstand der heimischen Forschung waren. Dementsprechend gering sind die Kenntnisse zur regionalen Metallogenie dieser Metalle als Grundlage für fundierte Ressourceneinschätzungen und die Erarbeitung von Explorationsstrategien.

Neues Faktenwissen zu den WHTM ist unumgängliche Voraussetzung für die Erarbeitung neuer metallogentischer Konzepte und darauf aufbauender Rohstoffpotenzialeinschätzungen und Explorationsstrategien.

Der geologische Komplex des Erzgebirges, bekannt durch seine hohe Dichte an Lagerstätten der Rohstoffe Ag, Cu, Fe, Li, Pb, Sn, U, W, Zn, Fluss- und Schwerspat, hat erhebliches Potenzial bzgl. des Auftretens möglicherweise ökonomisch verwertbarer Vorkommen an bisher kaum untersuchten WHTM.

Lage der Zinn- und Wolframvorkommen im Untersuchungsgebiet

Für die traditionell im Erzgebirge gewonnenen Metalle wie z.B. Sn, W, Pb, Zn liegt eine Großzahl von Untersuchungsergebnissen insbesondere aus der Zeit von 1945 – 1990 vor. Diese meist nicht veröffentlichten Daten sind im Wesentlichen über das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie verfügbar. Dazu gehören u.a. geologische, geochemische und geophysikalische Karten, Bohrungsdaten, Berichte und Dokumentationen. Über einen weiteren umfangreichen Datenbestand verfügt die Wismut GmbH.

4. Der geochemische Atlas

Die im Ergebnis des Projektes neu vorliegenden Daten zur Bachsedimentgeochemie des Erzgebirges stellen eine erhebliche Erweiterung des empirischen Wissens dar. Sie gestatten eine fundierte Einschätzung des entsprechenden Rohstoffpotenzials und geben gemeinsam mit den Daten der 3D- Modellierung Hinweise auf verdeckte Explorationsobjekte.

Die hier veröffentlichten Grids der Bachsedimentgeochemie basieren auf folgender Untersuchungsmethodik:

  • Unterteilung des Untersuchungsgebietes in Einzugsgebiete von 1 – 2 km2 Fläche,
  • Beprobung der rezenten Sedimente der Bäche/Trockentäler am Ausgang des Einzugsgebietes,
  • Absieben der Fraktion < 2 mm im Gelände,  
  • Untersuchung der Fraktion < 0,18 mm bei der Firma ALS mit dem Verfahren MEMS-41 (Ultra trace Aqua Regia ICP-MS: alle Elemente), sowie ME-XRF 05 (trace level XRF analysis auf Sn, W), sowie Au ICP22 (50 g FA ICP-AES finish auf Au), (siehe https://www.alsglobal.com/).
Beprobung der Bachsedimente: Absieben der Fraktion < 2mm

Die Daten der Bachsedimentbeprobung wurden wie folgt prozessiert:

  • Zuordnung der Probenpunkte zu Einzugsgebieten,
  • Verschiebung des Probenpunkte in den Schwerpunkt des Einzugsgebietes,
  • Gegebenenfalls Logarithmieren der Werte zur Basis 10,
  • Berechnung von 25 m-Grids durch Interpolation mittels inverse distance weigthing,
  • Weitere Glättung durch Moving Average mittels Focal Statistics
  • Kartographische Darstellung im Kontext wichtiger geologischer und lagerstättenkundlicher Parameter
Geochemische Karte des Elements Indium

5. Das Informationssystem

Das im Projekt genutzte Informationssystem baut auf kommerziell verfügbarer Software auf:

  • Datenbank Microsoft SQL-Server für die zentrale Datenhaltung,
  • Datenbank für das mobile Datenerfassungssystem advangeo® Field Cap (MySQL), sowie
  • dem Geoinformationssystem von Esri: ArcGIS 10.5.

Datenbankstruktur und Nutzeroberflächen wurden auf der Basis der advangeo® Softwareprodukte der Firma Beak konfiguriert.

Die Bearbeitung erfolgte in folgenden Schritten:

  • Entwurf der Benutzerführung,
  • Aufbau der SQL-Datenbank,
  • Programmierung der Oberfläche mit VB .Net,
Nutzeroberfläche der Lagerstättendatenbank
  • Recherche und Erfassung wichtiger Attribute der Rohstoffvorkommen (Name, Koordinaten, Rohstoffe, Größe, genetischer Typ, Form der Rohstoffkörper, Alter,…),
  • Erfassung wichtiger bergbaulicher Aktivitäten (Name, Koordinaten, Rohstoffe, Größe, Bergbauaktivitäten, Betriebszeiten,…),
  • Dokumentation der Feldarbeiten mit dem System advangeo® Field Cap,
  • Laufende Kommunikation zwischen mobilen Komponenten und Serversystem zur Datensicherung
  • Verlinkung mit den analytischen Daten,
  • Aufbau der GIS-Komponente des Systems mittels ArcGIS
GIS-Komponente des Informationssystems
  • Veröffentlichung einer vereinfachten Version der Daten auf der Webseite www.wistamerz.de mittels ArcGIS Server.
Interaktive Karte des Informationssystems WISTAMERZ

6. Die metallogenetische Karte des Untersuchungsgebietes

Die metallogenetische Karte des Untersuchungsgebietes fasst die im Rahmen des Projektes WISTAMERZ gewonnenen Daten und Erkenntnisse zusammen. Sie wird ergänzt durch den neuen geochemischen Atlas (Link zu Kapitel 4). Die Erstellung der metallogenetischen Karte erfolgte in folgenden Schritten:

  • Erstellung des datentechnischen Konzeptes:
    • Die Karte ist datentechnisch das Abbild des Informationssystems.
    • Die Karte ist mit dem Informationssystem verknüpft und kann sehr einfach aktualisiert werden.
    • Die Karte stellt den Kenntnisstand zum Zeitpunkt des Drucks dar.
  • Erstellung des inhaltlichen Konzeptes:
    • Synopsis der räumlichen und zeitlichen Zusammenhänge zwischen Mineralisationen und geologischer Entwicklung des Untersuchungsgebietes,
    • Darstellung wesentlicher Datengrundlagen und Fakten: Geologie, Geochemie, Geophysik, Tektonik, Rohstoffe,
    • Vermittlung der zeitlichen Abfolge der Entwicklung der Mineralisationen,
    • Darstellung der wichtigsten Metallotekte,
    • Darstellung der perspektiven Flächen ausgewählter Rohstoffe,
  • Erstellung des kartographischen Konzeptes: 
    • Übersichtlichkeit des Kartenbildes,
    • Einfache Darstellung,
    • Illustration der metallogenetischen Entwicklung mit einprägsamen Schemata,
    • Darstellung von Datengrundlagen und Zusammenhängen.

7. Ausgewählte Aspekte der Metallogenie

Zu den wichtigsten Ergebnissen des Projektes gehört die Identifizierung und Beschreibung eines bisher in diesem Ausmaß  nicht erkannten stratiformen Mineralisationstyps mit stark wechselndem Metallinventar: +/-Sn, +/- W, +/-Bi, +/-Cu, +/- Co, +/-Sb, +/- Au. Diese offensichtlich synsedimentären submarinen Metallanreicherungen prägten die Metallogenie des Untersuchungsgebietes nachhaltig und sind Grundlage für die Vielfalt der hier anzutreffenden Lagerstätten. Je nach lithologischem Rahmen, Metallverfügbarkeit, Metamorphosetyp und -grad bildeten sich letztendlich unterschiedliche Ausprägungen der Mineralisation, wie z.B. massive Sulfide, disseminierte Sulfide in Phylliten, Quarziten, Biotitschiefern und anderen Nebengesteinen, magnetitführende Kalk-Silikat-Felse. Die Sn-Anreicherungen in Metamorphiten (z.B. Chloritschiefer von Amtsberg (Abbildung 10), Zinnlager von Bockau und Aue)  sind bisher weitestgehend unbekannt geblieben. Sie waren  nur vereinzelt Gegenstand eines bislang unbedeutenden Bergbaus.

Das Potenzial der an sich meist schon intensiven submarinen metamorphosierten und metamorphogenen Metallanreicherungen wurde im spätorogenen Stadium durch die Intrusion der Granitoide noch deutlich verstärkt. Durch kontaktmetamorphe Überprägung, entsprechende Umlagerungen und weitere Aufkonzentrierung verstärkten sich die Metallanreicherungen in den Skarnen des Westerzgebirges (z.B. Tellerhäuser, Pöhla-Globenstein) weiter. Nach der Assimilation des Metallinventars der metallhaltigen Metasedimente durch die Granitoide wurde dieses umverteilt und meist in deren Endo- und Exokontakt in Greisen und auf Gangstrukturen als hochthermale Mineralisation abgelagert. Die entsprechenden Sn-Lagerstätten wie z.B. Altenberg, Ehrenfriedersdorf, Zinnwald und Sosa waren für Jahrhunderte Gegenstand intensiven Bergbaus. Die Intrusion jüngerer Nachphasen in größere metallführende Intrusive führte zur Entstehung intensiver Metallanreicherungen in Explosionsbrekzien (z.B. Gottesberg).

Die Zone mit den bevorzugt stratiformen Metallanreicherung zieht sich über eine Entfernung von mehr als 140 km von WSW nach ENE über das Erzgebirge. Dabei wird sie von mehreren Granitintrusionen unterbrochen, welche ihrerseits ein stark lagerstättenbildendes Potenzial haben (Teilplutone des West- und Mittelerzgebirges und des Erzgebirgsnordrandes).

8. Die  metallogenetische Entwicklung

8.1 Übersicht

Die heutige metallogenetische Situation des Untersuchungsgebietes ist das Ergebnis einer langen Entwicklungsgeschichte mit einer Zeitdauer von mehr als 450 Mio. Jahren. Das heute bekannte Lagerstätteninventar wurde polygenetisch über einen langen Zeitraum durch initiale Metallanreicherungen und deren Umlagerungen durch verschiedenste Prozesse  geprägt. Vermutlich gab es bereits im cadomischen Basement erste stratiforme Metallanreicherungen, welche heute allerdings nur sehr schwer zu rekonstruieren sind.

Die wesentliche metallogenetische Prägung erfolgte im Altpaläozoikum durch die Bildung  submariner  metallhaltiger Schlämme und  sulfidischer Anreicherungen. Durch die spätere Metamorphose führten Lösungs-, Transport- und Fällungsprozesse zur Umlagerung bzw. weiteren Akkumulierung dieses Inventars. Tektonische Vorgänge und die Intrusion granitischer Magmen schafften die für die weitere Lagerstättenbildung erforderlichen Temperaturgradienten, Wegsamkeiten und Fluidsysteme. Nachfolgende Zerblockung, wechselnde geo-thermische Bedingungen und letztendlich die Riftogenese führten zur Bildung von Ganglagerstätten in reaktivierten Störungssystemen und in lithologisch/ geochemischen Fallen.

8.2 Das Cadomische Basement: 580 – 510 Mio. Jahre

Metallogenetisches Entwicklungsstadium – cadomisches Basement

Während des späten Proterozoikums und Kambriums lagerten sich am aktiven Kontinentalrand von Gondwana turbiditische Sedimente mit Einschaltungen von Karbonaten und Vulkaniten ab. Sie wurden im gleichen Zeitraum von granitoiden Batholithen intrudiert. Kohlenstoffhaltige Sedimente wirken in späteren Entwicklungsetappen als geochemische Fallen für die Bildung von Vererzungen der Metalle Ag, Pb, Zn, Sb und U. Möglicherweise gab es bereits erste stratiforme und auch diskordante Metallanreicherungen von Fe, As, Sb, Ag, ±Au, welche später metamorphosiert wurden.

 

8.3 Der passive Kontinentalrand: 470 – 360 Mio Jahre

Metallogenetisches Entwicklungsstadium – passiver Kontinentalrand

Im Altpaläozoikum bildete sich nach einer plattentektonischen Umstellung ein back-arc Rift mit passiven Kontinentalrändern aus. Es kam zur Ablagerung von turbiditischen pelitischen Sedimenten mit Einschaltungen von Karbonaten, Quarzsandsteinen und Konglomeraten. am Nordrand Gondwanas abgelagert. Bimodaler Vulkanismus und hydrothermale Aktivitäten führten zur Ablagerung sulfidischer und oxydischer Metallanreicherungen. Möglicherweise existierten auch seifenartige Bildungen. Je nach Bedingungen bildeten sich synsedimentäre Anreicherungen verschiedenster Metalle, wie  Fe, Zn, Cu, Sn, W, Co, Bi, Sb, Ag, Au in durchaus lithologisch differenzierten Nebengesteinen.

8.4 Die varistische Orogenese: 340 – 330 Mio. Jahre

Entwicklungsstadien_340_330Ma

Das varistische Orogen bildete sich durch Kollision von Gondwana und Laurussia. Der Peak der Metamorphose liegt bei 340 Mio. Jahren. Der bei etwa 330 Ma erfolgte Kollaps des Orogens und dessen nachfolgende Exhumierung erzeugten weitestgehend die heute zu beobachtende Stapelung der paläozischen Metasedimente, die ihrerseits einen  wech­selnden Metamorphosegrad aufweisen. Die metallhaltigen Sedimente verwandelten sich in verschiedenste stratiforme Mineralisationen inkl. der metamorphogenen Skarne, der Sulfidlager und der Zinnlager.

8.5  Das Stadium des späten Orogens: 325 – 290 Mio Jahre

Metallogenetisches Entwicklungsstadium – spätes Orogen

Die wichtigste Phase der Intrusion varistischer Granite lag zwischen 325 und 315 Mio Jahre, weniger bedeutende Nachphasen zogen sich bis ca. 290 Mio Jahre hin. Die aufsteigenden fluidreichen granitischen Schmelzen assimilierten die metallreichen Metasedimente und verteilten diese sowohl innerhalb des Intrusivs als auch in seinem Apikalbereich um. Die bekannten hochthermalen Lagerstätten der Metalle Sn, W, Li mit teilweise reichen polymetallischen Komponenten (Fe, Cu, Zn, Pb, Sb, Bi, Co, Au) bildeten sich in geeigneten Strukturen wie Granitaufwölbungen und deren Flanken, in Störungen und Brekzienzonen. Hydrothermal-metasomatische Prozesse überprägten die bereits existierenden stratiformen Lagerstätten und führten zu weiteren Anreicherungen insbesondere in geeigneten Lithologien und Strukturen.

8.6 Das Übergangs- und Plattform-Stadium: 290 – 70 Mio Jahre

Metallogenetisches Entwicklungsstadium – Übergangs- und Plattform-Stadium

Vom Perm bis in die Kreide wird das konsolidierte Gebirge vor allem durch NW-SE streichende regionale Störungssysteme in mehrere tektonische Blöcke gegliedert. Daran gekoppelte Wärmedome initiieren während des Übergangsstadiums die Bildung verschiedener Generationen metallführender Hydrothermalsysteme. Ganggebundene und stratiforme Vorkommen der Rohstoffe Fluorit, U, As, Sn, Cu, Pb, Zn, Au, Ag bilden sich durch die Umlagerung aus bereits vorhandenen Mineralvorkommen in reaktivierten Bruchstrukturen und lithologisch/geochemischen Fallen bei zunehmendem Einfluss gering aufgeheizter Verwitterungslösungen. Die Abnahme der tektonischen und thermischen Aktivitäten führt zum langsamen Ausklingen der endogenen Aktivitäten bis zum Oberen Perm (257 Mio Jahre). Endogene Mineralisationen sind danach erst wieder ab dem beginnenden tertiären Riftstadium nachweisbar. Während des Cenomans und Turons ist das Bearbeitungsgebiet teilweise von fluviatilen und flachmarinen Ablagerungen bedeckt. Bekannt sind einige kretazische Au- und Sn-Seifenvorkommen im Osterzgebirge. 

8.7 Das Rift-Stadium: 70 – 0 Mio Jahre

Metallogenetisches Entwicklungsstadium – Rift-Stadium

Die Hebung des Erzgebirges und die Öffnung des Eger-Rifts werden von der Reaktivierung von Störungen, die Bildung von Wärmedomen und lokalem basisch-alkalischen Vulkanismus begleitet. Diese Prozesse führten zur Bildung neuer Mineralisationen auf meist schon alt angelegten Störungssystemen. Wichtige Rohstoffe dieses Entwicklungsstadiums sind Baryt, Fluorit, U, Co, Ni, Ag, Bi, Sb, Se, Te. Tertiäre fluviatil-klastische Anreicherungen von Sn führten zu lokal bescheidenen Bergbauaktivitäten.

9. Ausweisung von Rohstoffpotenzialflächen

Im Erzgebirge wurden über Jahrhunderte, wenn nicht Jahrtausende, die jeweils verwertbaren Rohstoffe intensiv gewonnen. Die Wurzeln des Bergbaus reichen möglicherweise bis in die Bronzezeit (Zinn für die Himmelsscheibe von Nebra) zurück. Während des Mittelalters und in der Neuzeit wurden in verschiedenen Etappen die jeweils benötigten  Rohstoffe wie Ag, Sn, Cu, Co, Pb, As, Zn, U, Fe, Au und Spate aus den bekannten Lagerstätten und aufbereitbaren Erztypen gewonnen. Aufgrund der zeitlich stark wechselnden Anforderungen und vor allem des erheblichen Erkenntnisfortschrittes wurden neue genetische Lagerstättentypen und Ressourcen in größeren Teufen erkannt, welche das Rohstoffpotenzial erheblich erweitern. So wurde in der Zeit nach 1945 das enorme Ausmaß der Uranlagerstätten, die Bedeutung der tiefreichenden Lagerstätte Gottesberg (Sn, Polymetalle) nachgewiesen und die Bedeutung der polymetallischen Skarne (Sn, In, W, Zn) des Westerzgebirges entdeckt. Auch die Auffindung eines völlig neuen Zinnerztypes nördlich von Freiberg (Felsithorizont/Felsitzone) ist von wesentlicher Bedeutung.

Im Rahmen des Projektes WISTAMERZ wurde das hohe Potenzial der prämetamorphen Metallanreicherungen in Metasedimenten (Sn, W, Cu, Co, Bi, Sb, Au) erkannt. Dementsprechend können Perspektivitätsflächen für die verschiedenen genetischen Lagerstättentypen und Metalle auch unter größerer Bedeckung ausgewiesen werden, wenn die dafür erforderlichen metallogenetischen (stofflichen und geologisch/tektonischen Rahmenbedingungen) gegeben sind. Die Ergebnisse der neuen Bachsedimentprospektion leisten dazu einen erheblichen Beitrag.

Die WHTM konzentrieren sich häufig in Lagerstätten anderer Metalle mit einem wesentlich höheren Lagerstättenbildungspotenzial. Die darauf aufbauende Prospektionsstrategie ist dementsprechend ausgerichtet auf:

  • die Suche von Objekten mit hohen Anreicherungen von Fe, Zn, Sn, W, Cu, Pb, Ag,
  • in Kombination mit Anreicherungen von Bi, Sb, Se, Li, In.  

Da man davon ausgehen kann, dass sämtliche bedeutenden ausstreichenden Mineralisationen der jeweils bekannten Lagerstättentypen gefunden wurden, sind heute insbesondere folgende Situationen von Interesse:

  • ausstreichende kleinere Mineralisationen der historisch bekannten und genutzten Lagerstättentypen mit unbekannter Teufenreichweite (z.B. Greisen im Eibenstocker Granit, Sn-Sulfidgänge des Osterzgebirges),
  • Lagerstättentypen, welche bisher nicht als potenziell bauwürdig erkannt wurden  (Zinn- und Sulfidlager in Metasedimenten),  
  • Lagerstättentypen, welche aufgrund (heute überholter) metallogenetischer Modelle nicht attraktiv für weitere Untersuchungen waren (z. B. Greisenstöcke in großen Granitintrusionen),  
  • Lagerstättentypen, welche der oberflächigen Verwitterung ausgesetzt sind, schnell oxydieren, morphologisch wenig in Erscheinung treten und deshalb  schwer zu erkennen sind (Zinn- und Sulfidlager in Metasedimenten),
  • Bereiche über tiefer liegenden verdeckten Intrusionen innerhalb der jetzt bekannten metallogenetischen Zonen (z.B. Erzgebirgsnordrand).

Die Ausweisung von Rohstoffpotenzialflächen erfolgte mittels des Verfahrens der künstlichen neuronalen Netze implementiert in der advangeo® Prediction Software. Der Workflow ist in der folgenden Abbildung dargestellt. 

 

Workflow der KNN-gestützten Rohstoffprognoserechnungen

Dabei werden bekannte Mineralisationen des entsprechenden Typs (abhängige Variable) als Trainingsdaten verwendet und im Kontext der flächenhaft verfügbaren geologischen, geochemischen und geophysikalischen Daten analysiert. Im Ergebnis entstehen Prognosekarten, welche das Rohstoffpotenzial in einer Farbskala visualisieren.

Rohstoffpotenzialkarte für lithologisch kontrolliertes Sn und die entsprechenden Begleitkomponenten

Die lithologisch kontrollierten Sn-Vorkommen beinhalten insbesondere noch folgende Rohstoffe: Fe, Zn, In, Ag, W. Sie haben im Erzgebirge eine sehr weite Verbreitung und erstrecken sich offensichtlich über der verdeckten Granitintrusion des Erzgebirgsnordrands bis nördlich Freiberg. Möglicherweise steht der Felsithorizont im Zusammenhang mit diesen Bildungen.

Rohstoffpotenzialkarte für strukturell kontrolliertes Sn und die entsprechenden Begleitkomponenten

Die strukturell kontrollierten Sn-Vorkommen beinhalten insbesondere alle granitkontrollierten Greisenvorkommen (z.B. in Aplit- und Porphyrgängen, Explosionsbrekzien, Gängen) und sind im Dach von Intrusionen und Kleinintrusionen sehr weit verbreitet. Das Potenzial kann insbesondere im Bereich der vererzten Explosionsbrekzien (z.B. Gottesberg) beträchtlich sein. Lagerstätten diesen Typs können eine große Vielfalt anderer Metalle beinhalten (Cu, Bi, Pb, Zn, Ag, In).

Rohstoffpotenzialkarte für Flussspat

Die Lage der bedeutenden Flussspatvorkommen ist ausschließlich bruchtektonisch kontrolliert. Die entsprechenden Vorkommen sind fast ausschließlich an bedeutende, mehr oder weniger NW-SE verlaufende Bruchstrukturen gebunden.

10. Das WHTM-Potenzial des Untersuchungsgebietes

Die statistischen Eigenschaften der chemischen Elemente weisen auf z.T. extreme Unterschiede zwischen dem Median- und dem arithmetischen Mittelwert hin.

Vergleich Medianwert/arithmetischer Mittelwert der Bachsedimentgeochemie (4800 Proben)

Diejenigen Mikroelemente mit den größten Unterschieden (arithmetischer Mittelwert/ Medianwert>1,5), wie z.B. W, Bi, Sn, Au, Ag, In, U, As, Rb, Cs, Cd, Sb, Mo, Ba, Hg weisen die deutlich höchsten Potenziale für die Lagerstättenbildung aus, während Elemente mit einem entsprechenden Verhältnis nahe 1 kein Lagerstättenpotenzial besitzen, wie z.B. Ga, Ge, seltene Erden.

Auch unter Berücksichtigung der ermittelten absoluten Gehalte der Elemente in Bachsedimenten und Erzen, besteht im Untersuchungsgebiet ein deutliches Potenzial für die Lokalisierung von Vorkommen der Metalle Bi, In, Li, Sb meist im Verbund mit anderen Metallen (meist Fe, Zn, Sn, W). Die entsprechenden Metallanreicherungen finden sich in sehr unterschiedlichen genetischen Lagerstättentypen: Greisen und hochthermale Bildungen, stratiforme metamorphosierte/metamorphogene/kontaktmetamorphe Mineralisationen in Metasedimenten.

Die geochemischen Daten zum Ta weisen darauf hin, dass dieses Metall offensichtlich als Nebenkomponente in einigen Sn-Li-Lagerstätten des Osterzgebirges auftreten kann.

Für das Auffinden nennenswerter Mineralisationen der Metalle Ga, Ge und SEE besteht dagegen kein Potenzial.

Größere Vorkommen der WHTM Sn, W, In, Cu, Co, Bi, Sb, Au werden sich vor allem im Bereich der stratiformen Metallanreicherungen (Abbildung 41) und der größeren Stockwerklagerstätten (Gottesberg, Lagestätten des Osterzgebirges) mit dem entsprechenden Ressourcenpotenzial finden.

Das Ressourcenpotenzial der vergleichsweise kleinen, aber häufig hochgradigen und leicht aufbereitbaren hydrothermalen Gangmineralisationen dürfte eher gering sein. Auch waren diese Minera­lisationen in der Vergangenheit Gegenstand intensiven Bergbaus und sind deshalb im oberflächennahen Bereich bereits weitestgehend abgebaut.

11.  Veröffentlichungen

Aus dem Projekt WISTAMERZ wurden und werden zahlreiche Einzelarbeiten und Veröffentlichungen entwickelt. Dies sind z.B. Karten, der geochemische Atlas, wissenschaftliche Qualifizierungsarbeiten, Artikel, Präsentationen und Poster. Die Veröffentlichungen sind auf www.wistamerz.de als Download verfügbar. Weiterhin verweisen wir auf die entsprechenden Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften und anderen Medien.

Wesentliche Ergebnisse des Projektes werden im interaktiven GIS  kartographisch dargestellt.

12. Perspektiven

Beak Consultants GmbH verfolgt die Entwicklung neuer Explorationstechnologien im Rahmen verschiedener EU-finanzierter Forschungsvorhaben weiter. Anhand ausgewählter Test­flächen sollen Verfahren entwickelt und getestet werden, mit denen die vermuteten Mineralisationen bzw. deren Indikationen besser erkannt werden können, um letztendlich Ansatzpunkte für technische Nachfolgarbeiten zu identifizieren.

Diese Vorhaben werden konkret im Rahmen des H2020 Projektes NEXT (New Exploration Technologies), des EIT Raw Materials Projekts MAP (Mineral Assessment Platform), und des ERA-MIN Projektes LIGHTS (Lightweight Integrated Ground and Airborne Hyperspectral Topological Solution) bearbeitet.

Insbesondere werden die Daten im Rahmen des Projektes NEXT grundlegend weiter prozessiert: Erstellung verschiedenster Ableitungen, Glättungen und Kombinationen zum Test der weiteren Integrierbarkeit in Rohstoffprognoserechnungen.

13. Zusammenarbeit

Beak Consultants GmbH bietet allen interessierten Partnern eine enge Zusammenarbeit bei der Prospektion/Exploration im Erzgebirge/Vogtland, deutschland- und weltweit an. Gern unterstützen wir unsere Partner bei der Auswahl von konkreten Explorationsziele und bei der Planung und Ausführung der Untersuchungen.

14. Nutzung der Daten und Projektergebnisse

Die hier vorgestellten Daten und Ergebnisse sind öffentlich entweder im interaktiven GIS oder als pdf über einen Download verfügbar.

Gern stellen wir gegen eine Gebühr von 100 EUR eine auf hochwertigem Fotopapier gedruckte metallogenetische Karte auf Anforderung her (Format: 1,4m x 1,10 m).

Die ISBN – Nummern der wesentlichen Produkte des Projektes WISTAMERZ sind wie folgt:

 

978-3-982091-60-0

 

Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) Metallogenic Map of the Erzgebirge/ Vogtland Area
978-3-948423-00-1 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Indium in stream sediments –
978-3-948423-01-8 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Silver in stream sediments –
978-3-948423-02-5 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Arsenic in stream sediments –
978-3-948423-03-2 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Gold in stream sediments –
978-3-948423-04-9 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Tin in stream sediments –
978-3-948423-05-6 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Barium in stream sediments –
978-3-948423-06-3 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Beryllium in stream sediments –
978-3-948423-07-0 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Bismuth in stream sediments –
978-3-948423-08-7 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Cadmium in stream sediments –
978-3-948423-09-4 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Cobalt in stream sediments –
978-3-948423-10-0 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Caesium in stream sediments –
978-3-948423-11-7 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Copper in stream sediments –
978-3-948423-12-4 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Gallium in stream sediments –
978-3-948423-13-1 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Germanium in stream sediments –
978-3-948423-14-8 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Mercury in stream sediments –
978-3-948423-15-5 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Lanthanum in stream sediments –
978-3-948423-16-2 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Lithium in stream sediments –
978-3-948423-17-9 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Tungsten in stream sediments –
978-3-948423-18-6 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Molybdenum in stream sediments –
978-3-948423-19-3 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Niobium in stream sediments –
978-3-948423-20-9 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Nickel in stream sediments –
978-3-948423-21-6 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Lead in stream sediments –
978-3-948423-22-3 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Rubidium in stream sediments –
978-3-948423-23-0 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Antimony in stream sediments –
978-3-948423-24-7 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Selenium in stream sediments –
978-3-948423-25-4 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Tellurium in stream sediments –
978-3-948423-26-1 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Thorium in stream sediments –
978-3-948423-27-8 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Titanium in stream sediments –
978-3-948423-28-5 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Thallium in stream sediments –
978-3-948423-29-2 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Uranium in stream sediments –
978-3-948423-30-8 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Zinc in stream sediments –
978-3-948423-31-5 Project: Prediction of Strategic High Technology Metals in the Erzgebirge (WISTAMERZ) – Zirconium in stream sediments –
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