LITHOSPHÄRE

ROHSTOFF AUS DER ERDE
Die Menschheit verbraucht immer grössere Mengen an Öl,
Kohle, Erdgas, Uran, Mineralien und Erzen um unser
komplexes Gesellschaftssystem aufrechtzuerhalten.
Wir verlassen uns auf Öl, Kohle, Erdgas und Uran, die wir
aus der Erde fördern, um Energie für unsere Industrie, für die
Landwirtschaft, zur Stromerzeugung, zum Heizen und für
unsere Verkehrssysteme zu gewinnen.
Mineralien sind für die reibungslose Funktion einer modernen
Wirtschaft ebenso lebensnotwendig wie die Öl, Kohle, Erdgas
und Uran.
Fast alles, was wir verwenden, kommt letztlich aus der Erde,
darunter sämtliche Metalle und all die Produkte aus
Materialien
und
Chemikalien,
Lagerstätten stammen.
die
aus
natürlichen
Aus Erzlagerstätten stammen die von uns verwendeten
Metalle.
Steine- und Erdenlagerstätten liefern Salz, Ton, Kies,
Bausteine
und
Rohstoffe
zur
Zementherstellung,
auch
Quarzsand, aus dem Glas oder Halbleiter hergestellt werden,
und zahlreiche weitere wichtige Produkte.
Bei unserer zunehmend systematischeren Suche nach neuen
Ressourcen setzen wir unser gesamtes geologisches Wissen
über die Entstehung bekannter Lagerstätten ein, um
herauszufinden, wo wir noch weitere entdecken könnten.
Gleichzeitig wird uns bewusst, dass die Ressourcen begrenzt
sind und die Umwelt verwundbar ist.
Wir achten mehr auf eine effizientere Gewinnung und
Nutzung der natürlichen Bodenschätze, die die Umwelt
schonen.
Wir beginnen darüber nachzudenken, wie wir nachhaltig
wirtschaften können, um die Bedürfnisse unserer Gesellschaft
zu befriedigen und dabei für künftige Generationen die
Reichtümer der Erde zu erhalten.
Wie bilden sich diese Ressourcen ?
Ressourcen und Reserven
Reserven sind Lagerstätten, die bereits entdeckt sind und
derzeit wirtschaftlich abgebaut werden können - und auch
rechtlich zum Abbau freigegeben sind (H1).
Wenn wir von Ressourcen sprechen, verstehen wir darunter
die weltweit vorhandene Gesamtmenge eines betimmten
Rohstoffs, die gefördert werden kann.
Die Ressourcen schliessen also die Reserven ebenso ein wie die
bekannten Lagerstätten, die derzeit nicht wirtschaftlich
abgebaut werden können, weil der Lagerstätteninhalt zu
gering ist, weil der Abbau nur unter grossen Schwierigkeiten
möglich ist oder neue Technologien erfordert oder weil die
Weltmarktpreise zu niedrig sind.
Die Ressourcen umfassen schliesslich auch die bisher noch
nicht entdeckten Lagerstätten, die Geologen bei weiterer
Exploration für auffindbar halten.
ENERGIE-RESSOURCEN
Erdöl und Erdgas
Bis zur industriellen Revolution wurde in den Vereinigten
Staaten
und
Europa
Energie
überwiegend
aus
dem
Verbrennen von Holz gewonnen.
Ein Holzfeuer setzt, chemisch betrachtet, durch Oxidation von
organischem Material Energie frei.
Organische Verbindungen enthalten Kohlenstoff, wobei
Wasserstoff an die Kohlenstoffatome gebunden ist, und sie
werden unter anderem als Biomasse von Tieren und Pflanzen
erzeugt (H2).
Holz etwa wird von einem Baum gebildet, indem er aus
Kohlendioxid und Wasser durch Photosynthese organische
Substanz bildet, wobei die nötige Energie aus dem Sonnenlicht
stammt.
Folglich können wir ein Stück Holz oder auch jedes andere
Stück Pflanzenmaterial als Produkt der Photosynthese
betrachten, das durch Verbrennung oder biologischen Abbau
wieder in Kohlendioxid und Wasser, aus dem es synthetisiert
wurde, umgewandelt werden kann (H2).
Verbrennen wir Holz, das vor 300 Millionen Jahren
eingebettet und diagenetisch in Kohle umgewandelt wurde,
verbrauchen wir Energie, die durch Photosynthese in der
Vergangenheit erzeugt wurde; wir verbrauchen letztlich
gespeichertes Sonnenlicht der Vergangenheit und gewinnen
fossile Energie zurück.
Erdöl und Erdgas sind ebenfalls durch Diagenese und
chemische Umwandlung organischer Substanz in brennbare
Flüssigkeit beziehungsweise Gas entstanden.
Wir bezeichnen daher alle solchen Ressourcen, die aus
natürlichen organischen Stoffen hervorgegangen sind, von
Kohle bis zu Erdöl und Erdgas als fossile Brennstoffe.
Die Entstehung von Erdöl und Erdgas in heute abbaubaren
Lagerstätten haben sich in der geologischen Geschichte des
jeweiligen Gebiets unter ganz bestimmten Bedingungen
gebildet.
Erdöl und zum Teil auch Erdgas sind organische Rückstände
früherer Lebewesen, Pflanzen, Bakterien, Algen und anderer
Mikroorganismen,
die,
in
Sedimenten
eingebettet,
diagenetisch umgewandelt und überliefert wurden.
Öl und Gas bilden sich dann, wenn mehr organisches Material
erzeugt wird, als durch Aasfresser und natürlichen Zerfall
abgebaut wird.
Diese Bedingungen herrschen in Ablagerungsräumen, in
denen die Produktion von biogenem Material hoch ist - wie
etwa in küstennahen Bereichen des Meeres, wo grosse Mengen
von Organismen gedeihen - und wo die Sauerstoffversorgung
in den bodennahen Wasserschichten und in den Sedimenten
nicht ausreicht, um das gesamte organische Material durch
Oxidation zu zersetzen.
In zahlreichen küstennahen Sedimentationsräumen auf den
Schelfgebieten sind beide Bedingungen erfüllt (H3).
In solchen Bereichen - und in geringerem Masse auch in
Flussdeltas und Binnenseen - wird das organische Material
rasch eingebettet und so dem Abbau entzogen.
Wenn es über Millionen Jahre in der Tiefe eingeschlossen
bleibt, kommt es infolge der dort herrschenden erhöhten
Temperaturen zu chemischen Reaktionen.
Dadurch wird ein Teil des organischen Materials allmählich in
flüssige und gasförmige verbindungen aus Wasserstoff und
Kohlenstoffumgewandelt, in Kohlenwasserstoffe.
Diese
Kohlenwasserstoffe
bilden
Komponenten des Erdöls und Erdgases.
die
brennbaren
Die Kompaktion von feinklastischem Sediment mit einem
hohen Gehalt an organischer Substanz zu Erdölmuttergestein
("source beds") zwingt die gasförmigen oder flüssigen
Kohlenwasserstoffe
zur
Abwanderung
(Migration)
in
angrenzende Schichten aus permeablen Gesteinen (wie
beispielsweise Sandsteine oder poröse Kalksteine), die wir als
Speichergesteine (oil reservoirs) bezeichnen (H4).
Wegen ihrer geringen Dichte steigen Öl und Erdgas an die
höchste Stelle auf, die sie erreichen können - wo sie
gewissermassen auf dem Grundwasser schwimmen, das in fast
allen Poren permeabler Gesteine vorhanden ist.
Die geologischen Voraussetzungen, unter denen sich Öl und
Gas in nennenswertem Mass anreichern können, ergeben sich
aus einer Kombination von Tektonik und Gesteinstyp, die eine
undurchlässige
Barriere
für
die
aufsteigenden
Kohlenwasserstoffe erzeugen: eine sogenannte Ölfalle ("oil
trap").
Der wohl bekannteste
Typ einer
Ölfalle
sind Sattel
(Antiklinalstrukturen), bei denen durchlässige Sandsteinschichten von undurchlässigen Schiefertonen überlagert
werden (H4a).
Öl und Gas sammeln sich im Kern der Sattelstruktur, das Gas
am weitesten oben, darunter das Öl, das seinerseitsauf dem
Grundwasser schwimmt.
Eine Ölfalle, die wie eine solche Sattelstruktur durch
tektonische Deformation entstand, wird als tektonische oder
strukturelle Falle bezeichnet.
Ähnlich kann durch einen Versatz von Schichten an
Störungen eine geneigt lagernde permeable Kalksteinschicht
auf der gegenüberliegenden Seite der Störung gegen eine
undurchlässige Schicht aus Schiefertonen stossen und so eine
tektonische Falle für Erdöl bilden (H4b).
Eine
Ölfalle,
die
Sedimentverteilung
sich
im
aus
der
ursprünglichen
Ablagerungsraum
ergibt,
wenn
beispielsweise geneigt lagernde Sandsteinschichten allmählich
ausdünnen und in undurchlässige Tonschiefer übergehen,
wird als stratigraphische Falle bezeichnet (H4c).
Öl kann ausserdem von undurchlässigen Salzgesteinen, etwa
an einem Salzdom, eingeschlossen werden (H4d).
Bei ihrer Suche nach Öl haben die Geologen weltweit
Tausende von stratigraphischen und tektonischen Fallen
kartiert. Es hat sich gezeigt, dass nur ein Bruchteil von ihnen
Öl und Gas enthält, weil eine Fang struktur allein nicht
genügt.
Sie
wird
nur
dann
Öl
enthalten,
wenn
auch
die
entsprechenden Muttergesteine vorhanden sind, wenn die
notwendigen chemischen Reaktionen stattgefunden haben und
wenn das Öl in die Falle einwandern, das heisst migrieren und
dort
auch
bleiben
konnte,
ohne
durch
nachfolgende
Erwärmung oder Deformation wieder zerstört zu werden.
Die weltweite Verteilung von Erdöl und Erdgas
Die ergiebigsten und wichtigsten Ölquellen der Welt liegen im
Mittleren Osten, aber auch im Süden Nordamerikas und
Mittelamerikas (H5). Die Ölfelder des Mittleren Ostens
enthalten etwa zwei Drittel der bekannten Reserven der Erde.
Nach einigen Schätzungen lagern auf der Erde ungefähr 270.3
Milliarden Liter Rohöl und 210 Billionen m3 Erdgas (H6).
Kohle
Die
reichlichen
Pflanzenreste
in
den
kohleführenden
Schichten weisen darauf hin, dass Kohle aus mächtigen
Anreicherungen von pflanzlichem Material gebildet wird, das
in Feuchtgebieten wächst.
Stirbt das üppig wachsende Pflanzenmaterial ab, sinkt es auf
den wassergesättigten Boden.
Die rasche Einbettung durch fallende Blätter oder auch die
Überdeckung mit Wasser schützt die abgestorbenen Zweige,
Äste und Blätter vor dem vollständigen Abbau, weil die
Bakterien, die das pflanzliche Material zersetzen, vom
benötigten Sauerstoff abgeschnitten werden.
Die abgestorbene Vegetation reichert sich an und geht
allmählich in Torf über, eine lockere braune Masse aus
organischem Material, in dem kleine Zweige, Äste und andere
Pflanzenteile noch deutlich erkennbar sind (H7).
Die Bildung von Torf in einem sauerstoffarmen Milieu kann
in rezenten Sümpfen und Torfmooren beobachtet werden.
In trockenem Zustand brennt Torf leicht, weil er zu 50% aus
Kohlenstoff besteht.
Im Laufe der Zeit und mit zunehmender Überdeckung wird
der Torf entwässert und zusammengepresst.
Durch chemische Umwandlungen des pflanzlichen Materials
erhöht sich der Kohlenstoffgehalt, und der Torf geht in
Braunkohle über, ein weiches braunschwarzes, kohleähnliches
Material mit einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr 70%.
Bei höheren Temperaturen und tektonischer Deformation, wie
sie in grösseren Tiefen und durch entsprechende Überdeckung
auftreten,
kann
die
Braunkohle
durch
Inkohlung
in
Hartbraunkohle, verschiedene Typen von Steinkohle und
schliesslich in Anthrazit übergehen.
Nach einigen Schätzungen lagern auf der Erde ungefähr 6,2
Billionen Tonnen Kohle (H6 und H8).
Wenn die Ölversorgung knapper wird, kann Kohle in flüssige
oder
gasförmige
Brennstoffe
umgewandelt
werden,
vergleichbar mit jenen, die man heute aus Rohöl herstellt.
Die Kosten für die Kohleverflüssigung sind so hoch, dass die
Preise noch über den heutigen Erdölpreisen liegen.
Aber durch den Rückgang der Welt-Ölreserven und politische
Instabilität im Nahen und Mittleren Osten könnte sich die
Preisdifferenz in den kommenden Jahren verringern.
Geothermische Energie
Wie schon besprochen, liefert die Wärme aus dem Erdinneren
die
Energie
für
plattentektonische
Prozesse
und
Kontinentaldrift, für Gebirgsbildung und Erdbeben.
Dieselbe innere Wärme kann auch zum Antrieb elektrischer
Generatoren und zum Beheizen von Wohngebäuden nutzbar
gemacht werden.
Geothermische Energie lässt sich nutzen, wenn sich im
Untergrund Wasser, das in mehreren hundert oder tausend
Metern Tiefe heisse Gesteine durchfliesst, aufheizt und dann
nach oben steigt.
Es kann dann in Form von Dampf oder heissem Wasser durch
Bohrlöcher an die Oberfläche gelangen. In der Regel handelt
es sich um natürlich vorkommendes Grundwasser, das auf
Spalten nach unten einsickert, aber es kann auch Wasser von
der Erdoberfläche aus künstlich in den Untergrund eingeleitet
werden.
Die bei weitem häufigste Form der geothermischen Energie
liegt
als
Wärme
von
Wasser
mit
relativ
niedrigen
Temperaturen von 80o bis 180o V vor.
In diesem Temperaturbereich kann das Wasser problemlos
genutzt
werden,
um
Wohnungen,
Gewerbe-
und
Industriebetriebe zu heizen (H9).
Geothermische Speicher mit Temperaturen über 180o C
werden zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet
(H10).
Sie treten in erster Linie in Gebieten mit jungem
Vulkanismus auf (z.B. Italien, Island, Hawaii, Kalifornien,
Japan, Neuseeland), in Form von heissem, trockenem Gestein,
heissem Grundwasser oder natürlichem Dampf.
Wasser mit derart hohen Temperaturen ist allerdings auf die
wenigen Gebiete beschränkt, in denen Oberflächenwässer auf
Störungen und Spalten in den Untergrund versickern und so
tiefliegende
Gesteine
erreichen,
Magmentätigkeit erwärmt sind.
die
durch
junge
Trotzdem
möchte
die
Stadt
Basel
die
Ausnutzung
geothermischer Energie ausprobieren.
Der Anteil der geothermischen Energie an der künftigen
Energieversorgung der Erde ist schwer abzuschätzen.
Vermutlich werden derzeit weltweit nur 25 Petajoule pro Jahr
erzeugt.
Diese Ressourcen sind in gewissem Sinne nicht ernuerbar, weil
den Speichergesteinen Wärme meist rascher entzogen wird,
als sie sich durch die langsam ablaufenden geologischen
Prozesse erneuern kann - der Wärmefluss ist in festem Gestein
äusserst gering.
An vielen Orten jedoch mist die geothermische Energie
möglicherweise eine potentielle Ressource, deren Zukunft nur
von der Wirtschaftlichkeit ihrer Nutzung abhängt.
MINERALISCHE ROHSTOFFE
Lagerstätten
geologische
entstehen
Prozesse
durch
(H11).
Im
sehr
unterschiedliche
allgemeinen
setzt
die
Entstehung einer Lagerstätte voraus, dass drei Bedingungen
erfüllt sind:
1) Die Ausgangssubstanzen für die Mineralien müssen an
einem Ort entstehen, der natürlichen Transportprozessen
zugänglich ist.
2) Ein
natürlicher
Ausgangssubstanzen
Mechanismus
von
ihrem
muss
die
Entstehungsort
wegtransportieren.
3) Irgendwo auf dem Transportweg müssen passende
Bedingungen herrschen, um die Mineralien abzulagern.
Geologie der Lagerstätten
Hydrothermale Lagerstätten
Viele der reichsten bekannten Lagerstätten wurden aus
heissen wässrigen Lösungen, sogenannten hydrothermalen
Lösungen, abgeschieden (H11).
Diese heissen Wässer sind das Transportmittel. Sie können
direkt aus den Magmen einer Intrusion (dem Entstehungsort)
freigesetzt werden und aus dem Magma die löslichen
Bestandteile wegführen.
Hydrothermale Lösungen können ebenso entstehen, wenn
zirkulierendes Grundwasser in der Tiefe aufgeheizt wird und
dadurch Bestandteile aus dem Nebengestein herausgelöst
werden
können
oder
wenn
es
mit
einem
heissen
Intrusivkörper in Kontakt kommt, mit ihm reagiert und die
bei dieser Reaktion freigesetzten Bestandteile abtransportiert.
Zertrümmerte Gesteine sind ein geeigneter Ort für die
Ablagerung der erzbildenden Komponenten.
Die heisse Lösungen können auf einfache Weise in die Spalten
eindringen und dabei rasch abkühlen.
Diese
schnelle
Abkühlung
führt
wiederum
zu
einer
beschleunigten Abscheidung der Erze.
Wenn die Spalten und Klüfte mit den gefällten Erzmineralien
ausgefüllt
sind,
werden
sie
als
hydrothermale
Ganglagerstätten oder einfach als Gänge bezeichnet.
Einige Erze treten in den Gängen selbst auf, andere in dem
angrenzenden Nebengestein, das durch die Erwärmung und
das Eindringen der erzbildenden Lösungen thermisch verändert wurde.
Geologie der Lagerstätten
Magmatische Lagerstätten
Die wichtigsten magmatischen Lagerstätten - Erzlagerstätten
in magmatischen Gesteinen - treten in Form gravitativer
Entmischungen von Erzmineralien in der Nähe des Bodens
der Intrusionen auf (H11).
Die Lagerstätten entstehen dadurch, dass Mineralien bereits
zu einem frühen Zeitpunkt aus dem geschmolzenen Magma
auskristallisieren, nach unten absinken und sich am Boden
der Magmakammer anreichern.
Eines der wertvollsten Mineralien, der Diamant, tritt unter
anderem in ultrabasischen Magmatiten auf, die man als
Kimberlite bezeichnet.
Diese Gesteine sind unter hohem Druck aus grossen Tiefen des
Oberen Mantels in Form langer, dünner Durchschlagsröhren,
sogenannter "Kimberlit-Pipes", bis an die Oberfläche aufgedrungen.
Wir wissen deshalb, dass diese diamantführenden Kimberlite
aus grossen Tiefen stammen, weil Diamanten und andere mit
ihnen zusammen auftretende Mineralien nur unter extrem
hohen Drücken gebildet werden können, wie sie im Oberen
Mantel herrschen.
Wie der Durchbruch der Kimberlite an die Oberfläche
erfolgte, ist nicht bekannt.
Geologie der Lagerstätten
Sedimenäre Lagerstätten
Zu den sedimentären Lagerstätten gehören einige der
wertvollsten Rohstoffquellen der Erde.
Viele wirtschaftlich wichtige Mineralien entmischen sich
chemisch und physikalisch während der Sedimentation.
Kalksteine zum Beispiel, im wesentlichen durch marine
Organismen
chemisch
ausgefällt,
werden
für
die
Zementherstellung, als Düngemittel oder als Bausteine
verwendet.
Reine Quarzsande, die übrig bleiben, wenn die aus
zahlreichen Mineralien bestehenden Sande durch Wellen und
Strömungen aufbereitet werden, so dass alles ausser Quarz
entfernt wird, sind Rohmaterial für die Glasherstellung und
für Glasfaserkabel, die in der Nachrichtentechnik mehr und
mehr die Kupferleitungen ersetzen.
Tone hoher Reinheit entstanden durch langanhaltende
Verwitterung
und
werden
für
Haushalts-
und
Industriekeramik verwendet.
Evaporitablagerungen aus Gips, vom Meerwasser durch
chemische Fällung ab geschieden, dienen als Putzgips.
Und die Natrium- und Kaliumsalze der Evaporite finden
vielfältige verwendung, sei es als Speisesalz, in der chemischen
Industrie oder als Düngemittel in der Landwirtschaft.
Phosphatgesteine, durch chemische Reaktionen mit dem tiefen
Meerwasser an Phosphorit angereicherte marine Schiefertone
und
Kalksteine
bilden
das
Ausgangsmaterial
Herstellung von Düngemitteln und Waschmitteln.
für
die
Sedimentäre
Erzlagerstätten
sind
ebenfalls
wichtige
Vorkommen von Kupfer, Eisen und anderen Metallen.
Diese Ablagerungen sind chemische Fällungsprodukte in
sedimentären Bildungsräumen, denen grosse Mengen von
Metallen in Lösung zugeführt wurden.
Möglicherweise die am besten bekannte (und in sehr
romantischem Licht gesehene) Form der Mineralgewinnung
ist das Goldwaschen (H12); der Goldsucher entnimmt und
durchsucht eine flache, mit Flusssediment gefüllte Pfanne in
der Hoffnung, dass sich darin das Glitzern eines Goldkornes,
eines Nuggets, zeigt.
Viele reiche Lagerstätten für Gold und Diamant und andere
schwere Mineralien werden als Seifenlagerstätten oder kurz
Seifen gefunden.
Das sind Erzlagerstätten, die durch die mechanischen
Sortierungsvorgänge
von
Flussströmungen
angereichert-
wurden.
Da die schweren Mineralien in einer Strömung schneller
absinken als die leichten wie etwa Quarz und Feldspat,
reichem sich die Schwermineralien gewöhnlich am Grund der
Flüsse und in Sandbänken an, wo die Strömung zu schwach
ist, um die Schwermineralien zu verfrachten, während sie
noch ausreicht, um die leichteren Mineralien in Schwebe zu
halten und zu transportieren.
Der
Goldwäscher
macht
genau
dasselbe:
Durch
die
kreisförmigen Bewegungen der wassergefüllten Waschpfanne
werden die leichten Mineralien herausgewaschen, und das
schwerere Gold bleibt auf dem Boden der Pfanne zurück.
Einige
Seifenlagerstätten
können
stromauf
bis
zur
ursprünglichen Lagerstätte, meist magmatischer Genese,
zurückverfolgt werden, von der die Mineralien abgetragen
wurden.
Verbreitung der wichtigsten Erzlagerstätten auf
den Kontinenten
Obwohl es wahrscheinlich auf den tiefen Meeresböden
zahlreiche Erzkörper gibt, liegen die meisten bekannten
Erzlagerstätten im Bereich der kontinentalen Kruste (H13).
Sie entstanden entweder auf dem Kontinent oder stellen Reste
vererzter Gebiete der ozeanischen Kruste dar, die bei
Plattenkollisionen auf die Kontinente aufgeschoben wurden.
Man beachte, dass Eisenerze normalerweise in den älteren
Teilen der Kruste gefunden werden und dass Erzlagerstätten
gewöhnlich an Gebirgsgürtel gebunden sind.
Erzlagerstätten und Plattentektonik Divergierende Plattengrenzen
Mit dem Aufkommen der Theorie der Plattentektonik
konnten die verschiedenen Typen der Magmentätigkeit mit
den Vorgängen an Plattengrenzen erklärt werden, wo sich
Platten trennen oder kollidieren.
Da diese magmatischen Prozesse chemische Elemente und ihre
mineralischen Verbindungen aus dem Erdinneren an die
Oberfläche
transportieren,
bildet
die
Theorie
der
Plattentektonik die Grundlage, um die Lagerstättengenese zu
verstehen.
Das bietet nicht nur die Möglichkeit, die vorhandenen
Erzlagerstätten
zu
erklären,
sondern
gibt
Anhaltspunkte, um neue Lagerstätten zu entdecken.
auch
Im Jahre 1979 machten Geologen bei der Erforschung des
Meeresbodens
an
einem
Spreading-Zentrum,
dem
Ostpazifischen Rücken, eine wichtige Entdeckung: Sie fanden
heisse Quellen am Meeresboden, aus denen mit gelösten
Mineralien gesättigtes Wasser ausströmt.
Diese
heissen
Quellen
waren
eine
der
wichtigsten
Entdeckungen der letzten Jahrzehnte. Sie entstehen dadurch,
dass Meerwasser in der Nähe des Rifts, an dem sich Platten
trennen, auf Spalten zirkuliert.
Wenn es in der tiefen Kruste mit Magma oder heissern
Gestein in Berührung kommt, wird das Meerwasser auf
Temperaturen von mehreren hundert Grad erhitzt und löst
aus dem ebenfalls heissen Gestein Mineralien heraus.
Schliesslich steigt es, gesättigt mit gelösten Mineralien, zum
Meeresboden auf.
Wenn es die kühle obere Kruste und das nahezu am
Gefrierpunkt liegende Wasser im Bereich des Ozeanbodens
erreicht und abkühlt, fallen die Mineralien aus (H14).
Auf diese Weise entstehen die sogenannten Black Smokers.
Dadurch werden an den mittelozeanischen Spreading-Zentren
enorme Mengen von Sulfiderzen mit hohem Gehalt an Zink,
Kupfer, Eisen oder anderen Metallen abgelagert.
Auf
dem
Mittelatlantischen
Rücken
hat
man
in
einersubmarinen Lagerstätte auch ein reiches Lager von
gediegenem Gold gefunden.
Als klar war, dass an den heutigen Spreading-Zentren am
Meeresboden reiche Erzlagerstätten entstehen, begannen die
Geologen auf den Kontinenten nach Resten von ehemaligem
Meeresboden
zu
suchen,
die
möglicherweise
wertvolle Mineralien enthalten könnten.
ebenfalls
In
der
Tat
sind
die
reichen
Kupfer-,
Blei-
und
Zinksulfidlagerstätten in den Ophiolithen von Zypern, den
Philippinen,
dem
Apennin
in
Italien
und
anderswo
wahrscheinlich durch Zirkulation hydrothermaler Lösungen
auf ehemaligen mittelozeanischen Riftzonen entstanden (H15).
Erzlagerstätten und Plattentektonik Konvergierende Plattengrenzen
An heutigen und ehemaligen Grenzen von kollidierenden
Platten gibt es noch zahlreiche weitere Lagerstättentypen
sulfidischer Erze hydrothermaler oder magmatischer Genese.
Beispiele dafür finden sich in den Kordilleren Nord- und
Südamerikas oder im Östlichen Mittelmeergebiet bis hinüber
nach Pakistan, den Philippinen und Japan (H15).
Die wichtigsten Zusammenhänge zwischen Plattentektonik
und Minerallagerstätten sind in Abbildung H16 dargestellt.
Lagerstätten in magmatischen Bögen führt an heute auf eine
Magmentätigkeit
zurück,
Kollisionszonen auftritt.
die
in
typischer
Weise
an
Für den Tiefseebergbau bietet sich in erster Linie der
Meeresboden
in
einer
gewissen
Entfernung
von
den
Plattengrenzen an, weil dort ausgedehnte Vorkommen von
Manganknollen
lagern,
kugeligen
Aggregaten
aus
Manganoxid mit Anteilen von Eisen-, Kupfer-, Nickel-,
Kobalt- und anderen Metalloxiden.
Die Knollen schwanken in ihren Grössen, wobei die meisten
Durchmesser von einigen Zentimetern aufweisen.
Manganknollen könnten sich als wertvolle Rohstoffe erweisen,
weil die reichen Manganlagerstätten auf dem Festland
allmählich erschöpft sind und weil sie hohe Gehalte an
anderen Metallen aufweisen.