08Geochem Prospektion II text - KIT

8./9. Stunde
Geochemische Prospektion II
Jedes verwitternde Gestein hinterlässt eine geochemische Signatur als Abbild seiner
chemischen Zusammensetzung in modifizierter Form im daraus gebildeten Boden.
Die chemische Analyse von Bodenproben kann also dazu benutzt werden, Lokalitäten mit
erhöhten Gehalten (Anomalien) von Elementen, die typisch für bestimmte Vererzungen sind
(siehe die Tabelle in Abb. 4 der Vorlesungsstunde „Geochemische Prospektion I“), von
solchen Bereichen mit „normalen“ Konzentrationen dieser Elemente (Untergrundwerte) zu
unterscheiden und die Herkunft dieser anomalen Proben (Möglichkeit transportierter Böden!)
einzugrenzen, damit ein näher zu explorierendes Ziel zu bestimmen. Prinzipiell gibt es, wie
bei der Untersuchung von Bachsedimenten, zwei Arten von Indikatoren:
- mobile Elemente aus der Verwitterung/Oxidation von sulfidischen Mineralen, die
adsorptiv an Tonminerale und Fe-Mn-Oxide/Hydroxide angelagert sind und in der
feinen Fraktion der Bodenprobe (wie in den Bachsedimentproben) nachgewiesen
werden können, und
- verwitterungsresistente Minerale (Oxide wie Ilmenit, Rutil, Zinnstein, Columbit,
Chromit, Magnetit; Metalle und Legierungen wie Gold, Platin und Minerale der
Platingruppe; Sulfate wie Schwerspat, Cerrussit; Wolframate wie Wolframit, Scheelit;
etc.), meist als Schwerminerale (D>2.8 g/cm3), die in der gröberen Kornfraktion nach
Abtrennung von leichten Mineralen mineralogisch oder chemisch nachgewiesen
werden können.
Abb. 3: Zusammenstellung der Prozesse bei der Verwitterung: Erosion und Ablagerung,
Oxidation, Auslaugung, Transport und wiederholte Ausfällung und Lösung, Rolle der
Vegetation, von Boden- und Grundwasser, von Fließgewässern.
Abb. 4: Anomalie-Träger im Boden und Bindungsmechanismen
Abb. 5: Anomalieträger mit unterschiedlicher Adsorptions-Wirksamkeit auf diverse Elemente
Abb. 6: Darstellung der Bindung von Cu an verschiedene Anomalieträger: lockere Bindung
bei Adsorption an die Oberfläche versus Einbau ins Kristallgitter; Extraktion des locker
gebundenen Cu durch schwache Extraktion und Metall-spezifische Komplexbildung über
Liganden.
Abb. 7: drei prinzipielle Anomalieausprägungen; Klimaeinfluss
Abb. 9: Mechanismen der lateralen Dispersion: führt zur Vergrößerung und zum Versatz der
Anomalie: Bodenkriechen (auch bei schwachen Neigungen der Topographie von wenigen
Grad merklich), Hangrutsche, Sonderfälle glazigener Transport, Windtransport: Transport im
festen Zustand (Bodenanomalien); Grundwässer (Transport im gelösten Zustand) und
Fließgewässer (Transport im gelösten und festen Zustand)
Abb. 10 – 12: Diverse Anomaliemuster: gravitativ/mechanisch, Eis-, Wind- und
Wassertransport, hydromorphe und durch Vegetation erzeugte Anomalien.
Abb. 13: Beispiel für eine laterale und vertikale Konzentrationsverteilung im Boden über
einer Gangvererzung mit Wolframit und Sulfiden; unterschiedliche Mobilität der Elemente,
Überlagerung von primärer und sekundärer Dispersion, Vergrößerung der Anomalie durch
Hangkriechen.
Abb. 14: Anomalie über einer Gangvererzung, im wesentlichen durch sekundäre Dispersion
gekennzeichnet
Abb. 15 und 16: vertikale Transportmechanismen vom verwitternden Gestein in den darüber
liegenden Boden: Rolle der Vegetation, Ausbildung einer Redoxzelle zwischen
reduzierendem und oxidierendem Milieu mit Ionen-Transport aus tiefer liegenden
Vererzungen, Verwitterungsanomalie aus oberflächlich ausstreichenden Mineralisationen,
kapillarer Ionentransport oberhalb der Grundwasserspiegels (vadose Zone), Versetzung einer
Anomalie durch Bodenbewegung, Überdeckung einer Anomalie (verborgene Anomalie)
durch quartäre Ablagerungen.
Abb. 17: Unterschiede bei Anwendung verschiedener Extraktionstechniken: gebundene und
adsorbierte Ionen; Kontrast Untergrund/Anomalie gegenüber Bestimmung des
Gesamtgehaltes (durch Totalaufschluß, digestion); Mineralisation auch unter mächtiger
Überdeckung nachweisbar (bis > 100 m, Voraussetzung: ungestörter Boden mit langem
Zeitraum für Metall-Wanderung an die Oberfläche).
Abb. 18 und 19: zwei Beispiele für Anwendung der MMI-Methode (Mobile Metal Ions): sehr
schwach adsorbierte Metall-Ionen an Träger im Boden, selektive Extraktion mit organischen
Substanzen unter Ligandenbindung an Komplexe (patentiertes Verfahren der Firma SGS).
Abb. 20 und 21: Planung eines Soil Surveys und Probenahmeprinzipien:
Vorteilhaft in Gebieten mit wenig Aufschlüssen, also in Gebieten mit flachem Relief.
Nachteil: hoher noise level durch variable Untergrundwerte und eine komplexe Geschichte
der Bodenentwicklung: residual, transportiert, reif und unreif, zoniert und unzoniert.
Einflüsse: Topographie, Zeit, biologische Aktivität, Ausgangsmaterial, Klima.
Beprobung: meist der B-Horizont: dort Anreicherung von Tonmineralen, Fe-und Mn-Oxiden
mit entsprechender Akkumulation der adsorbierten Metalle-Ionen. Wichtig: stets den gleichen
Bodenhorizont beproben, also z.B. die ersten 20 cm unter dem A-Horizont. Gelegentlich das
ganze Bodenprofil beproben zur Feststellung des Horizontes mit der maximalen
Konzentration (diese wird bei Annäherung an die Vererzung sich meist zunehmend in die
Tiefe, zum C-Horizont hin, verlagern).
Oberste Bodenschicht (Mull, A-Horizont): brauchbar in Waldgebieten, subalpinen Gebieten
mit transportiertem Boden aus Kolluvium oder glazigenen Sedimenten.
Transportierte Böden in Wüsten und glazigenen Gegenden: schwierig. Im letzteren Fall: tiefe
Beprobung unterhalb der glazigenen Ablagerungen (Bohrungen nötig!).
Probenahme: Auger, Korngröße -80mesh, ausreichende Probemenge für 20 bis 50 g
abgesiebtes feines Material; Traversen mit 200 bis 500 m Distanz, bei follow up: 15 bis 60 m.
Traversen oder Raster. Anlage der Traversen richtet sich bei Detail-Beprobung nach
vermuteter Orientierung der Mineralisation (z.B. senkrecht zu Gangvererzungen).
Abb. 22: Übersicht über verwendbare Elemente bei verschiedenen Vererzungstypen.
Abb. 23: Beispiel für einen regionalen Bodensurvey in Gebiet mit flachem Relief:
Traversenabstände etwa 100 m, Beprobung auf Traversen alle 40 bis 50 m. Darstellung der
Konzentrationsbereiche mit Abgrenzung von Gebieten hoher Konzentrationen als mögliche
Explorationsziele
Abb. 24: Gebiete mit hohem Relief: „ridge and spur sampling“, oder Konturbeprobung:
Probenahme auf gleicher Höhe im Hang, gut für Suche nach Explorationsziel bei Hinweis auf
Mineralisation im Einzugsbereich eines Baches (positive Bachsedimentanalyse) oder im
Hangschuttmaterial am Hangfuß.
Abb. 25: Beispiel für eine „follow up“ Beprobung: kleinräumig, Anzeichen für Goldführende Quarzgänge bei Kartierung gefunden, ungefähre Streichrichtung der Gänge
festgestellt, Traversen senkrecht dazu angelegt.
Wasserproben
Relativ selten verwendet; niedrige Gehalte im ppb-Bereich, mit modernen Analysetechniken
(ICP-MS) wieder attraktiver.
Drei fundamentale Prozesse für Mobilität von Elementen in Wasser (Abb. 28):
• Speziation (Anion, Kation, neutrale oder geladene Komplexe); z.B. Cu als Cu2+, CuHydroxid-Ionenkomplex, neutraler Cu-Karbonatkomplex); bestimmt das Verhalten bei
Interaktionen untereinander und mit geladenen Oberflächen fester Partikel; oft stark
Eh- und pH-abhängig;
• Fällung: Entfernung von Elementen durch Fällung von Mineralen, abhängig von
Spezies-Konzentration und Löslichkeitsprodukt und Konzentration anderer Ionen, oft
auch Kopräzipitation; pH-Wert beeinflusst.
• Adsorption: komplex, abhängig von Oberflächenladung von Festkörpern (Anionenbzw. Kationen-Adsorption); Oberflächenladung pH-abhängig: positive Ladung bei
niedrigem pH (Adsorption von Anionen), negative Ladung bei hohem pH (Adsorption
von Kationen). Neutralpunkt: pH-Wert, bei dem keine Oberflächenladung am
jeweiligen Mineral vorhanden ist. (Abb. 29, 30).
Element-Konzentrationen im Oberflächenwasser sind Saison-abhängig (Trockenzeiten,
Regenzeiten)!
Grundwasser aus Brunnen in ariden und semi-ariden Gebieten; Grundwasserfließrichtung
feststellen. Häufig benutzt für Uran-Prospektion in 70er Jahren.
Erläuterung der beiden Beispiele:
• Grundwasser aus Bewässerungsbrunnen in aridem Gebiet (Arizona) über Cu-MoPorphyry unter etwa 300 m Overburden; hoher pH-Wert; Unterschied KationenAnionen-Konzentration (Beispiel Abb. 31, 32)
• Bachwasser-Analysen aus Gebiet mit hydrothermaler Au-Cu-Vererzung: gepufferter
pH-Wert des durch Sulfid-Oxidation sauren Wassers auf alkalische Werte durch
Reaktion mit Andesit, Remobilisierung des Cu aus Bachsediment flussabwärts im
ungepufferten Gebiet (starke Silifizierung ohne Pufferkapazität, daher niedriger pHWert) (Abb.33).
Wasserproben: Polyäthylen-Flaschen, 2x mit Probenwasser spülen, dann Probe nehmen, dazu
0.2% HNO3 ultrapur, mind. pH 2, um Ausfällung zu verhindern; für As, Ag, Br, J: statt
HNO3: Essigsäure; für Hg: 0.5% BrCl; Au adsorbiert rasch (in Stunden) an Flaschenwände,
ev. mit Aktivkohle-Säckchen fangen. (Abb. 34).
Gas-Analysen in der geochemischen Prospektion
Gas-Entwicklung aus sulfidischen Vererzungen: als Produkte der Oxidation (SO2, CO2 (aus
der Zersetzung von karbonatischen Anteilen im Nebengestein), H2S, organometallische
Komponenten, Kohlenwasserstoffe aus Zerfall autotropher anaerober Bakterien, die sich von
den Sulfiden „ernähren“) oder als flüchtige Komponenten der Mineralisation bei der
Oxidation (Hg als bekannteste Anwendung), als Produkt radioaktiven Zerfalls (Rn, He).
Hg-Dampf: aus Gestein, Boden, Atmosphäre, Wasser; Nachweis mit Spektrometer im
Gelände möglich (Abb. 36 – 38).
Methodisch: abgepumpt aus Bohrungen/Löchern im Boden, Konzentration hier bis mehr als
1000 mal stärker als in der Atmosphäre. Bestimmung in der Atmosphäre schwieriger:
Probleme mit Wind, Regen, Vegetation, Kontaminationen, aber brauchbare Ergebnisse für
organometallische Dämpfe über bekannten Erzkörpern. Generelle Probleme: Abb. 39.
SGH – Soil Gas Hydrocarbons (Abb. 41 – 44)
Kohlenwasserstoffe als Emanationen von Öl-Lagerstätten, aus über 1000 m Teufe, Methan bis
Butan (C1-C4), Prospektionsmethode.
Für metallische Lagerstätten: Entwickelt Ende der 90er durch Actlabs und kanadische
Institution (CAMIRO; Canadian Mineral Research Organization)
• Getestet über bekannten Mineralisationen diverser Lagerstättentypen (Porphyry,
Epithermale Vererzungen, magmatische Ni-Sulfid-Vererzung, VMS, SEDEX,
Polymetallisch, U-Vererzungen, Kimberlit) und Erzminerale (Au, Ni, Cu, Zn, U) über
Pfadfinderelemente
• Entwicklung von spezifischen Mustern für Vererzungstypen.
• Lokalisierung eines möglichen Targets unter Bedeckung (> 200 m) und Bestimmung
des Typs.
Für metallische Lagerstätten:
• schwerere KW, C5-C17 (Alkane (gesättigte KW ohne Mehrfachbindung, nur C und H,
verzweigte oder unverzweigte Ketten, Ringe, CnH2n+2), Alkene (Alkane mit
Doppelbindung zwischen 2 C, auch cyclisch, CnH2n), Aromate (planare, cyclische
Moleküle mit konjugierter Doppelbindung, z.B. Benzol, Toluol),
Thiophene
(Fünferring mit S, C4H4S), polyzyklische Aromate (mehrere Ringe)), insgesamt 162
Spezies analysiert, davon 75 % Aromate. Weniger anfällig für bakterielle Zersetzung,
UV-Zersetzung, saisonale Einflüsse, Auswaschung (beeinflusst CO2-, O2- und leichte
KW-Konzentrationen!).
Signatur der Ergebnisse spezifisch für bestimmte Erztypen, in einer qualitativen Einordnung
von 1 bis 6 (beste Übereinstimmung) für unbekannte Vererzung anwendbar.
Theorie:
• bakterielle Aktivität in der Vererzung (Übergangszone von reduzierend zu
oxidierend), absterbende Bakterien entlassen KW, aus eigenem Metabolismus
generiert, die an die Oberfläche migrieren und an Bodenpartikeln adsorbiert werden.
Also SGH als REDOX cell locator.
Keine laterale Versetzung, also „sekundäre Anomalie“ direkt über Vererzung. Langdauernder
Prozess, daher nachweisbare Akkumulation.
Proben: Boden, Sand, Gestein (also auch Bohrkerne, zerkleinert), Humus, Torf, SeeSedimente. Bevorzugt: oberer B-Horizont zu beproben. Wie üblich bei geochemischer
Probenahme für Explorationszwecke: gleicher Horizont bzw. gleicher Probentyp. Bei
Übereinstimmung mit anorganischen Anomalien (z.B. Enzym-Laugung) besonders
aussagekräftig. Falls nicht: anorganische Anomalie versetzt (soil creeping, hydromorphic
displacement). Keine Störung durch nugget-effekt.
Kann falsche geophysikalische (magnetische) Anomalien von echten unterscheiden.
Probengröße: „faustgroß“, Probenbehandlung: kann feucht bleiben.
Probenraster: mindestens 50 Proben (1/3 davon über Target), Abstand 15 bis 20 m
gleichmäßig, jeweils über Target hinaus zu verlängern zur Feststellung des Kontrastes zum
unmineralisierten Gestein. Parallele Traversen im 100 bis 200 m Abstand, oder rechtwinkliges
Kreuz.
Aufbereitung (ActLabs): Trocknung an Luft bei 40°C, Absiebung -60 oder – 80 mesh.
Analytik: Desorption durch Laugung mit schwacher Säure; Messung über kombinierte
Säulen-Gas-Chromatographie (Isolieren und Identifizieren) und Massenspektrometrie
(Quantifizieren); Konzentrationen im ppt-Bereich, niedrigster reported value 1ppt (aber nicht
als absolut zu nehmen!) 5 Standard-Abweichungen für „reported value“, dadurch Elimination
von Schwankungen.
Anomalien: Halo mit niedrigen Werten im Zentrum, oder apikale hohe Konzentration.
Datenverarbeitung: Kriging-Trend Algorithmus, vectoring. Auswertung durch Bildung von
Klassen chemisch ähnlicher organischer Verbindungen (additive Darstellung von 4 bis 14
Komponenten). Mindestens 3 Klassen sollen die gleiche Anomalie zeigen. Hilfreich:
Angaben, ob eventuell mehrere Targets vermutet oder nur eines. Vergleich der Daten mit
Muster für Mineralisationstyp, die aus der Untersuchung mehrerer Vorkommen des
jeweiligen Typs gewonnen wurde.
Beispiele:
Studie über Lode gold deposit nahe Kambalda (Karbonat-Sulfid Assoziation) mittels CO2-O2leichten KW: starke Anomalie über bekannter Vererzung;
Nachweis eines Kimberlits durch zwei senkrecht zueinander orientierte Traversen.
Vegetation in der geochemischen Exploration
Allgemein:
Pflanzen als Kollektoren von Metallen aus Boden und Grundwasser über Wurzelsystem.
Anomalie-Entwicklung:
• Bedarf an Elementen für Pflanzenwachstum
• Pflanzen-verfügbare Form der Elemente
• Reaktionen im Wurzelraum
• Transport und Fixierung innerhalb der Pflanze
• Zufuhr an den Boden durch absterbendes Pfalnzenmaterial (erst im Humus, dann
durch Auswaschung in B-Horizont mit Fixierung an die dort angereicherten
Tonminerale, Fe- und Mn-Oxide (Abb. 48).
Hauptelemente: K, P, S, Ca, Mg, N, essentielle Spurenelemente Cu, Zn, Fe, Mo, Mn, B etc.
Beispiele für Element-Gehalte in verschiedenen Spezies) (Abb. 49, 50).
Über- oder Unterversorgung führt zu erkennbaren Veränderungen.
Aufnahme von Elementen aus vadosem und Grundwasser und Bodensubstanzen;
Verfügbarkeit: als Ionen, Komplex-Ionen, organische Komplexe, adsorbiert an Kolloide mit
Me+, organische Substanzen wie Huminsäuren, Fulvosäuren, Humate, adsorptiv gebundene
Me+ an Tonminerale.
Beeinflusst durch pH, Eh, Anwesenheit komplexierender Substanzen, Ausfällungen etc.
Reaktionen im Wurzelraum: Umgebung der Pflanzenwurzeln: niedriger pH-Wert, daher
Austausch H+ gegen Me+; auch aktive Ätzung von Mineralen.
Kein linearer Zusammenhang Konzentration im Boden – Konzentration in Pflanzenteil;
Austausch-Reaktionen, z.T. Anreicherung in Wurzeln (Pb) durch Blockierung weiterer
Aufnahme (Ausfällung in Wurzel).
Fixierung: Komplexe Mechanismen der Bewegung und Fixierung von Elementen im
Pflanzenkörper, besonders wichtig: Fixierung in metallo-organischen Komplexen (e.g.
Chlorophyll), Enzymen, Katalysatoren.
Anreicherung in aktiv wachsenden Pflanzenteilen (Pflanzenspitzen, Samen), später
Konzentrationsreduzierung.
Biogeochemische Anomalien
Anomal hohe Konzentrationen von Metallen im Boden mit Effekt auf Konzentration in der
Pflanze und Pflanzenzustand.
Kontrast Untergrund-Anomalie abhängig von Prozessen in der Pflanze und von
• Pflanzenspezies)
• Pflanzenteil (abnehmend in Richtung: Blätter, Zweige, Holz, Wurzel, Borke; kann
Zeit-abhängig sein; z.B. Konzentrationsabnahme nach Wachstumsphase)
• Wurzelsystem (Tiefe): Phreatophyten (tief wurzelnd)-Mesophyten-Xerophyten (flach
wurzelnd);
• Alter (Pflanze oder Pflanzenteil)
• Bodenbedingungen (pH, Eh, T, Feuchtigkeit etc.)
Beispiel für Kontrast: Abb. 51
Biogeochemischer Survey
Akkumulation von Spurenelementen in Pflanzen; Beprobung von Blättern, Zweigen, Rinde;
Veraschung, Analyse. Schwierigkeiten: niedrige Konzentrationen; in verschiedenen Pflanzen
verschiedene Konzentrationen, auch in verschiedenen Pflanzenteilen verschieden (z.B. in
einjährigen und zweijährigen Nadeln von Koniferen) und Einfluss der Vegetationsperiode,
Klima.
Daher: immer den gleichen Pflanzenteil der jeweiligen Spezies beproben; zeitlich eng
begrenzter Survey (zur Vermeidung des Einflusses von lokalen Klimaänderungen
(Niederschläge, Trockenzeiten)).
Pilotstudie über mineralisiertem und unmineralisierten Gebiet notwendig: verschiedene
Pflanzen (möglichst weit verbreitet, möglichst tief-wurzelnd), verschiedene Pflanzenteile
(leicht zu beproben, ältere Zweige bevorzugt (stabile Konzentration)), verschiedene Elemente
analysieren, um die Elemente mit dem besten Kontrast in der jeweiligen Pflanzenart
herauszufinden.
Probengröße für ausreichende Aschenmenge (etwa 20 g für 1g Asche, Veraschung bei
niedriger Temperatur, 450°C), Kontamination durch Staub etc. (Abb. 54).
Generell: schwieriges Verfahren wegen vieler Einflussgrößen. Botanische (Spezial-)
Kenntnisse notwendig. Vorteil: einfache Probennahme, Informationen aus größerer Tiefe vor
allem bei Phreatophyten/tief-wurzelnde Pflanzen (in Gebiet mit transportiertem oder unreifem
Boden, in semi-ariden Gebieten).
Rolle der Pflanzen für geochemische Anomalien im Boden: mit Grundwasser
aufgenommene Spurenelemente nach Abwurf der Blätter und Zweige in A-Horizont, von dort
ausgewaschen in oberen B-Horizont, Akkumulation über lange Zeiträume bildet Anomalie.
Gilt besonders für Tiefwurzler, die den Grundwasserbereich erreichen, gewisser Einfluss auch
mit Wasser aus vadoser Zone (kapillares Wasser in Verbindung zum Grundwasser)
Geobotanische Indikatoren
Studium der Pflanzen in ihrer Beziehung zu ihrer geologischen Umgebung. Brauchbar:
• Indikator-Pflanzen
• Pflanzengesellschaften
• Morphologie der Pflanzen (aberrante Formen, Verfärbungen)
Indikator-Pflanzen: Sind in der Lage, hohe Konzentrationen an Schwermetallen zu
verkraften oder zu erfordern; alte Methode, nicht sehr zuverlässig, aber einige bekannte
Beispiele wie Galmei-Veilchen, Kupferpflanze: Wachstums-günstige Umgebung oder
Toleranz gegenüber ungewöhnlichen Bedingungen. Als Anzeiger für gesuchtes Element
(Indikator) oder indirekter Anzeiger (Pfadfinder; Beispiel Astralagus: Se-haltiges Uranerz in
Colorado) Lokal begrenzt (z.B. Cu-Anzeiger in Zambia/DR Congo)
Universaler Indikator: wächst nur auf mineralisiertem Boden (Galmei-Veilchen, Zn).
Lokaler Indikator: wächst bevorzugt auf mineralisiertem Boden, aber auch anderswo.
(Abb. 56, 57)
Beispiele:
Thlaspi: ein Zn-Pb-Hyperakkumulator
Viola calaminaria: > 1% Zn in Trockenmasse (E-Belgien und westliches Deutschland
(Münsterland))
Astralagus-Art: Se in Colorado
Spezielle Pflanzen für Cu/Co: in Zambia, Teilen von China
Ni-aufnehmende Vegetation (Alyssum): über UM im Mittelmeer-Raum, SE-Asien, Cuba
Pflanzengesellschaften: Bereich der Geobotanik (definierte als Studium der Pflanzen in
Beziehung zu ihrer geologischen Umgebung: räumliche Verteilung der Pflanzen und
charakteristische Vegetation bzgl. geologischem Untergrund). Pflanzengesellschaften als
Indikatoren für Gesteine (Kartierung), wahrscheinlich durch Drainage-Bedingungen und
Wasser-Verfügbarkeit. Über Fernerkundung lokalisierbar (Auflösung bis in den m-Bereich
möglich)
Se-Flora (Se-Toleranz) im mittleren Westen der USA;
Serpentin-Flora z.B.im Mediterranen Raum; spezielle Pflanzengesellschaft mit z.T. hohen
Ni-Gehalten; allgemein für Böden über ultramafischen Gesteinen: hohe Ni- und Cr-Werte
(toxisch), Mangel an essentiellen Nährstoffen (besonders K, Phosphor, Schwefel, Calcium;
Spurenelemente Bor, Mn, Mo, Cu, Zn, Cl etc.), dadurch sehr spärliche Vegetation (am
ehesten noch Gräser, wenige niedrige Büsche und Bäume). Vegetationsmuster kann u.U.
direkt zur Kartierung verwendet werden, auch über Luftbilder/Satellitenaufnahmen. Dichter
Bewuchs nur dort, wo sich über lange Zeit ein mächtigerer Boden (> 1-2 m) entwickeln
konnte (Plateaus ohne Erosion). (Abb. 59)
Weitere Beispiele: Abb. 60 (ausgelaugter Boden mit veränderter Vegetation im weiteren
Bereich rezenter hydrothermaler Aktivität; Abb. 61 (fehlende Vegetation über stark Cu/Cohaltigem und ausgelaugtem Boden über ausstreichender Vererzung)
Morphologische Veränderungen durch anomale Element-Konzentrationen: Ursächlich: zu
hohe Konzentrationen an Schwermetallen, Salz-haltiger Boden (nur bestimmte Pflanzen,
Deformationen bei zu hoher Konzentration), saurer Boden über ausstreichenden
Sulfidvorkommen (starker Kontrast zur Umgebung durch spärliche Vegetation). (Abb. 63,
64)
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Kümmerwuchs oder Zwergwuchs durch z.B. Enzym-Schädigung durch Cu, Ag, Hg;
(hohe Gehalte an Zn, B, Mo),
Verfügbarkeit essentieller Elemente begrenzt: As statt P bei P-Fixierung durch hohen
Fe-Gehalt im Boden;
Riesenwuchs (hohes Nährstoffangebot, z.B. Phosphat-reiche Lithiologie),
Deformationen,
Verfärbungen und Flecken auf Blättern etc.: weiße Flecken (abgestorben) auf Blättern
(Ni, Co), Zwergwuchs oder mangelhaft entwickelte Formen, tote Zonen an
Blattspitzen.
oft Chlorosis (geringer Chlorophyllanteil durch mangelnde Enzym-Tätigkeit zur
Synthese von Chlorophyll (4 Pyrrolringe mit Mg als Zentralatom). Bisher die noch am
besten anwendbare Methode für Hinweis auf verstärkte Metallionen-Anwesenheit im
Boden.: gelbliche Blätter mit grünen Adern. Nicht spezifisch für bestimmtes Element:
Ni, Cu, Co, Cr, Zn, Mn sind antagonistisch zum Fe (in Enzymen zur Katalyse von
Chlorophyll notwendig); Chlorosis auch durch Infektionen, sehr niedrigen pH-Wert!