Lagerstätten von mineralischen und Energierohstoffen (Lothar
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Lagerstätten von mineralischen und Energierohstoffen Lothar Lahner und Walter Lorenz Deutschland ist nach heutigen Gesichtspunkten relativ arm an mineralischen Rohstoffen, zählt aber zu den wichtigsten Verbraucherländern. Durch die seit Jahrhunderten andauernde bergmännische und geologische Erkundung sind zwar zahlreiche Lagerstätten in Deutschland bekannt, ein Abbau ist aber in den meisten Fällen heute nicht mehr rentabel. Nur bei den Baurohstoffen, wie Steine und Erden, kann sich Deutschland selbst versorgen ( Beitrag Schroeder, S. 38). Erhebliche Vorräte gibt es an Braunkohle und Salzen, die übrigen Rohstoffe müssen importiert werden. Das war nicht immer so. Im Mittelalter war Deutschland eines der führenden Bergbauländer (z.B. Silber, Salz), das auch viel zur bergtechnischen Entwicklung beigetragen hat. Mit Beginn des Industriezeitalters gewannen die Massenrohstoffe wie Eisenerz und Kohle große Bedeutung. Nach dem Zweiten Weltkrieg wuchs mit der Öffnung der Weltmärkte das ausländische Angebot an Rohstoffen ganz erheblich, so dass die einheimischen Lagerstätten an Bedeutung verloren. Unter Lagerstätten versteht man eine Anreicherung von Rohstoffen, die möglicherweise wirtschaftlich abgebaut werden können. Ihre Entstehung kann durch das Magma, aber auch durch Sedimentation, Abtragung und spätere Anreicherung erfolgt sein . Ist ein Magma (z.B. Granit), das im Erdinneren unter hohem Druck und hoher Temperatur stand, in die obere Erdkruste eingedrungen, hat es sich abgekühlt und der Druck ließ nach. Dadurch entstanden Absonderungen, die wertvolle Rohstoffe enthalten können. Auf diese Weise haben sich Erzgänge gebildet, wie wir sie aus dem Harz, dem Erzgebirge oder dem Schwarzwald kennen. Bei der Entstehung von Massenrohstoffen hat die Sortierung durch Wasser eine große Rolle gespielt. Je nachdem ob der Fluss schnell oder langsam floss bildeten sich Kies, Sand oder Ton. Viele Lagerstätten sind an der Erdoberfläche durch klimatische Vorgänge entstanden. Herrschte ein warmes, trockenes Klima und waren SalzwasserlaAnhydrit – gesteinsbildendes Mineral, das ein wesentlicher Bestandteil von Salzlagerstätten ist. Bei Wasseraufnahme geht er in Gips über. gunen verbreitet, kam es zu Ausfällungen von Steinsalz und Kalisalz . Unter warmen, feuchten Bedingungen wuchsen üppige Urwälder, die im Rahmen einer Gebirgsbildung in große Tiefen versenkt und durch hohe Drucke und Temperatur in Steinkohle umgewandelt wurden. Fehlten Druck und Temperatur, so bildete sich die weniger wertvolle Braunkohle. Auch KaolinLagerstätten sind unter feucht-warmen Bedingungen entstanden. Erdöl und Erdgas haben sich in geologischen Zeiten aus tierischen und pflanzlichen Kleinstlebewesen gebildet, meist in Meeresablagerungen in Faulschlämmen unter Abwesenheit von Sauerstoff. Die kleinen Öltröpfchen verblieben jedoch zum großen Teil nicht in diesem Erdölmuttergestein, sondern wanderten in poröse Speichergesteine, vorwiegend Sandsteine. Dort haben sie sich in so genannten Fallen angesammelt . Zugleich mit dem Erdöl ist Erdgas, überwiegend Methan, entstanden. Lagerstättentypen Schema Schwerspat/Flussspat Erdgas Eisen Blei/Zink/Silber Erdöl Braunkohle Kupfer Salz Granit Kaliflöz Steinkohle geologische Grenze Känozoikum Störung Mesozoikum Paläozoikum © Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 Beispiele für Erdöl-/ Erdgasfallen Schema Bohrung Verbreitung von Lagerstätten Erdöl – Erdgas Die Gewinnung von Erdöl aus heimischen Quellen in 48 Feldern deckt nur etwa 2,5% des Verbrauchs. Die Hauptliefergebiete liegen in Niedersachsen (51%) und in Schleswig-Holstein (42,6%). Die zur Zeit bekannten Vorräte reichen noch für etwa 16 Jahre. Günstiger ist die Situation beim Erdgas. Die Felder in Niedersachsen und in geringem Umfang in Sachsen-Anhalt, Thüringen und Bayern liefern etwa 19% des deutschen Bedarfs. Die Vorräte betragen zur Zeit etwa 377 Mrd. m³, d.h. eine Nutzungsdauer von 17 Jahren. Steinkohle Die Förderung der ehemals für die Energieversorgung Deutschlands sehr wichtigen Steinkohle geht seit mehr als 40 Jahren zurück. Sie betrug Mitte der 1950er Jahre etwa 150 Mio. t/Jahr, im Jahr 2000 noch 33,6 Mio. t und soll bis zum Jahre 2005 auf 25 Mio. t zurückgefahren werden. Gründe dafür sind die dichtes Gestein Erdöl poröses Gestein Salzstock dichtes Gestein aufsteigende Öltröpfchen Erdölmuttergestein © Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 ungünstigen natürlichen Bedingungen, wie die große Tiefenlage und stellenweise Faltung, sowie Versatz oder Ausdünnung der Flöze. Zur Zeit befinden sich noch drei Reviere in Produktion: das Ruhrrevier mit 11 Schachtanlagen, das Saarrevier mit 3 und das Revier Ibbenbüren mit einer Schachtanlage. Die Kohle wird aus einer Tiefe von 800-1350 m gefördert. Das früher wichtige Aachener Revier wurde 1997 geschlossen; andere kleine Abbaue in Bayern bei Penzberg und Peißenberg sowie in Sachsen bei Zwickau hatten nur untergeordnete Bedeutung. Braunkohle Im Tertiär bildeten sich im Vorland der Mittelgebirge, im Rheinland bei Köln und Aachen sowie in Mitteldeutschland ausgedehnte Becken, deren üppiger Pflanzenwuchs im Lauf der Zeit 씮 in Torf und später in Braunkohle Entstehung von Salzlagerstätten Festland Ausfällung – sich absetzen Ozean Verdunstung Kalisalz Bims – kieselsäurereiches, vulkanisches Glasgestein, von zahlreichen Poren und Hohlräumen durchsetzt und deshalb mit geringem spezifischem Gewicht (in Wasser schwimmfähig) Strömung Steinsalz Gips Flöz – die Schicht eines Rohstoffs (Kohle, Salz, Metallerz) Industriesole – Salzlösungen für industrielle Nutzung Ozean Steinsalz Ton Siedesalz – entsteht bei Eindampfung gesättigter Sole, wobei Kochsalz (NaCl) auskristallisiert Kalisalz Gips Kalkstein und Gips 48 © Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland – Relief, Boden und Wasser Lagerstätten und Bergwerke mineralische Rohstoffe und Energierohstoffe Kiel Schleswig- (zu SH) Erdzeitalter Mittelplate Holstein Völkersen Hankensbüttel Siegmundshall Wohlverwahrt-Nammen b. Minden Preussag Anthrazit Fe Ibbenbüren KS St Fe Peine/Ilsede se r Rh 3 1 2 9 St 4 Rammelsberg b. Goslar Pb, Zn, Ag Gp Osterode Grube Wolkenhügel Ss b. Bad Lauterberg Bad Grund Ruhrrevier 5 6 7 8 Garzweiler I KS Elb e St KS St Bernburg Ss Dreislar Ful Fe Hattorf Fe R he Fortuna Lahn-Dill-Gebiet Schleenhain Mo se Thüringen S aa Ronneburg le Rheinland- Zwickau U U KS Gittersee b. Dresden Berzdorf Dresden U U Königstein Lagerstätten mineralischer Rohstoffe Erzgebirge Aue Pöhla Erdöl Erdgas Steinkohle Braunkohle Wiesbaden Sp Ma Sp Kn Schmelitz Erbendorf Eich Gp Saar/Nahe Gp Gp Gp Ensdorf Saarbrücken Warndt/Luisenthal Auerbach Kn Bergwerke Bergwerke in Förderung F Hagendorf Hirschau/ Schnaittenbach Bayern Bad Friedrichshall Landau Fe Gp r cka Ne Pfalz Saarrevier Eisen Göpfersgrün in M ain Mainz Saarland Seilitz (Meißen) Pb, Zn, Ag U Kn Hessen l F Kn Kn Erfurt Werra Neuhof-Ellers Sachsen Peres i n Wintershall St KS KS Unterbreizbach Nochten Reichwalde Revier Dorndorf Merkers L Jänschwalde Revier Profen a Siegerland Rheinisches Revier Lausitzer Welzow deutsches Mühlhausen Hirschberg Hambach Inden Cottbus-Nord Schlabendorf Anhalt d Aachener Revier Brandenburg Bischofferode Mansfeld Cu Bleicherode Amsdorf Meggen (Lennestadt) Pb, Zn Spre e KS Westfalen Düsseldorf Mittel- Potsdam Plauer See Magdeburg Staßfurt Berlin BERLIN Neiße er si t z au Nordrhein- Zielitz HelmSchöningen stedter Revier Fe s Sachsen- St Rühme Salzgitter Em e in BraunschweigLüneburg Hannover e Borth Havel Siedenburg Barenburg Havel Ems Friedrich Heinrich/Rheinl. Niederberg Lohberg/Osterfeld Verbundbergwerk Lippe Auguste Victoria Blumenthal/Haard Verbundbergwerk Ost Prosper-Haniel Walsum Goldenstedt W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Salzwedel Niedersachsen er Od Emlichheim Scheerhorn Dethlingen Walsrode Hemmelte Meppen Bramberge Georgsdorf Rühle Elb e Rotenburg-Taaken Söhlingen ree Bremen Hengstlage magmatische Gesteine Müritz Plauer See Stade Bremen Paläozoikum Vorpommern Schwerin Hamburg St Mesozoikum Kummerower See Schweriner See Hamburg (zu HB) Känozoikum Mecklenburg- Sp (zu HH) St BadenFs Staatsgrenze D Stuttgart Landeshauptstadt au on n Do Käfersteige Ländergrenze au Württemberg Landshut Rhe in Steinsalz Be Bentonit Ss Schwerspat Fs Flussspat G Graphit Fe Eisen Gp Gips Sp Speckstein Kalisalz Feldspat Kaolin Braun-, Steinkohle Erdöl, Erdgas Inn Stetten Grube Clara b. Wolfach Aitingen Bo d en se e Stillgelegte Bergwerke München Ammersee Starnberger See Autor: L.Lahner G Be St Fs, Ss Kropfmühl St KS F Kn Penzberg/ Peißenberg Darching Chiemsee Bad Reichenhall St KS Kalisalz U Fe Cu Pb, Zn, Ag Uran Eisen Kupfer Blei/Zink/Silber Braun-, Steinkohle 0 Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 © Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 25 50 75 Maßstab 1: 2750000 Lagerstätten von Bodenschätzen und Rohstoffen 49 100 km umgewandelt wurde. Günstige geologische Bedingungen der Lagerstätten ermöglichen den Einsatz einer leistungsfähigen Tagebautechnik, so dass große Mengen zu niedrigen Kosten abgebaut werden können. Deutschland liegt bei der Braunkohlegewinnung mit einer Förderung von mehr als 160 Mio. t pro Jahr an der Weltspitze. Zur Zeit befinden sich sechs Reviere in Produktion. Uran In Sachsen und Thüringen wurde von 1946-1990 unter der Firmenbezeichnung WISMUT intensiv Uran abgebaut, insgesamt 213.000 t. Dies bedeutete den 3. Platz in der Welterzeugung. Die ergiebigsten Lagerstätten liegen in den Graniten des Erzgebirges, bei Aue und Pöhla, in den paläozoischen Schiefern von Ronneburg bei Gera und in geringerem Maße in den Kreidesandsteinen von Königstein (Sachsen) und im Rotliegend von Gittersee bei Dresden. 1990 wurde der Bergbau stillgelegt. Metallrohstoffe In Deutschland werden seit Ende der 1980er und Anfang der 1990er Jahre keine Metallrohstoffe mehr abgebaut. Bedeutende Abbaue von Eisenerzen gab es früher im Lahn-Dill-Gebiet und im Siegerland, bei Salzgitter, Peine/Ilsede und in der Oberpfalz im Amberger Revier. Ehemals wichtig war auch die bereits im Jahre 1199 erwähnte Gewinnung von Kupfer im Mansfelder Revier im östlichen Harzvorland (Sachsen-Anhalt). Nach dem Kriege wurden hier von 1945-1990 noch insgesamt 850.000 t Kupfer und 4300 t Silber gewonnen ( Beitrag Hoepfner/Paul, S. 52). Die im Mittelalter berühmten Blei-, Zink-, und Silberbergwerke wurden nach und nach geschlossen. Auch das weltberühmte Bergwerk am Rammelsberg bei Goslar mit seiner über 1000 Jahre alten Tradition wurde 1989 stillgelegt. Der Abbau weiterer Metallrohstoffe wie Zinn, Nickel, Antimon in Sachsen/Thüringen oder der Goldbergbau im Fichtelgebirge und in Waldeck/ Abbau von Massenrohstoffen 1995 und 2000 Bausand, Baukies, Kies für den Wegebau 340 Industriesand (Quarzsand) 410 14 12 gebrochene Natursteine für den Tiefbau (Straßen-, Bahn-, Wasser- u. Betonbau) Kalk- und Dolomitstein (nicht für die Zementherstellung) 200 160 76 37 Kalk- und Mergelsteine für die Zementherstellung 45 42 feuerfester und kera- 8 mischer Ton, roh 4 1995 4,5 3 Rohkaolin 2000 Gips- und Anhydrit- 4,5 stein 2,5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Mio. t © Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 50 Hessen erreichten nie größere Bedeutung. Heute werden nur einige Gruben als Besucherbergwerke offen gehalten. Steinsalz und Kalisalz Im nördlichen Teil Deutschlands entstanden zur Zechsteinzeit ausgedehnte Salzlager ( Beitrag Ellenberg, S. 56). Die in Hessen und Thüringen flach liegenden Flöze sind in Norddeutschland zu Salzkissen und Salzstöcken verformt. Auch während der nachfolgenden Trias-Zeit kam es bei Heilbronn und im schwäbisch-fränkischen Raum zu mächtigen Salz- und Gipsablagerungen. Die deutsche Salzproduktion besteht vorwiegend aus festem Steinsalz, dem NaCl-Gehalt von Industriesole und geringen Mengen von Siedesalz. Die Gesamtproduktion beträgt etwa 15-16 Mio. t, was 8% der Weltproduktion entspricht. Hauptförderländer sind Niedersachsen (27,7%), Sachsen-Anhalt (25,1%), Baden-Württemberg (23,3%) und Nordrhein-Westfalen (22,6%). Bekannt ist der seit dem 12. Jh. betriebene Salzbergbau von Berchtesgaden/Bad Reichenhall. Nach dem Zweiten Weltkrieg nahm der deutsche Kalibergbau (beide ehemaligen Teilstaaten zusammengenommen) bis Anfang der 1970er Jahre die führende Position in der Welt ein. Heute liegt er mit einer Produktion von rund 3,5 Mio. t K2O auf Platz 4. Zur Zeit sind sechs Kaliwerke in Betrieb, drei in Hessen, eins in Niedersachsen, eins in Sachsen-Anhalt und eins in Thüringen. Industrieminerale In Deutschland gibt es vielfältige Lagerstätten von Mineralen, die zur Industrieproduktion eingesetzt werden. Dazu zählen: Feldspat (Hirschau, Saar/Nahe) ist ein Hauptbestandteil der Granite. Er findet Verwendung in der Porzellanund Glasindustrie. Kaolin (Oberpfalz, Sachsen) entsteht durch Verwitterung von Feldspat, er wird hauptsächlich in der Porzellanindustrie eingesetzt. Bentonit (Niederbayern) ist ein spezieller Ton, der durch Verwitterung von vulkanischen Aschen entstanden ist. Er findet Verwendung als Spülmittel für Bohrungen, als Filter für Getränke und als Zuschlagstoff für Spezialbeton. Flussspat (Schwarzwald) und Schwerspat (Schwarzwald, Harz, Sauerland) treten in Gängen auf, die von Graniten ausgehen. Aus Flussspat wird Flusssäure für die Eisen- und Aluminiumherstellung und für chemische Zwecke hergestellt. Schwerspat dient u.a. als Dämmstoff und zum Schallschutz. Graphit, entstanden im metamorphen Grundgebirge des Bayerischen Waldes (Grube Kropfmühl), wird als Schmiermittel oder für Bleistiftminen eingesetzt. Massenrohstoffe Mineralische Massenrohstoffe werden in großen Mengen in der Industrie, vor allem der Bauindustrie, genutzt. Sie Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland – Relief, Boden und Wasser ' Schnitt durch das Ruhrgebiet Schematisches Profil N Münster Essen flözführende Ruhr 1200 m Deckgebirge 2500 m S Schich t © Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 können unverfestigt (Lockergesteine) oder verfestigt sein (Festgesteine). Nach der Art der Entstehung unterscheidet man sedimentäre Locker- und Festgesteine, vulkanische Locker- und Festgesteine sowie Tiefengesteine und metamorphe Gesteine. Nur dort, wo die Massenrohstoffe wirtschaftlich gewinnbringend abgebaut werden können, spricht man von Lagerstätten oder Abbaustellen. Vielfach verhindern Konflikte mit anderen Nutzungsabsichten für denselben Raum (z.B. Naturschutz, Bebauungsgebiete, Grundwasserschutz) einen Abbau der Rohstoffe. Sedimentäre Locker- und Festgesteine Kiese und Sande sind die wichtigsten sedimentären Lockergesteine. Sie wurden vorwiegend während und nach den Eiszeiten angehäuft (Norddeutschland und bayerisches Alpenvorland) oder von Flüssen abgelagert (z.B. Täler des Rheins, der Donau und ihrer Nebenflüsse). Mehrere hundert Millionen Tonnen werden jährlich im Hochbau und Verkehrswegebau verbraucht. Besonders feinkörnige, plastisch verformbare Ablagerungen werden Tone genannt. Mit Sand oder Schluff verunreinigt heißen sie Lehm. Sie können vor Ort durch intensive Verwitterung der Gesteine entstanden sein oder wurden in langsam fließenden Gewässern abgelagert oder durch eiszeitliche Prozesse angehäuft. Bekannt sind die Tonvorkommen im Westerwald, von Großalmerode (Nordhessen), im südlichen Sachsen-Anhalt und in Sachsen. Aus diesen Bodenschätzen werden hauptsächlich keramische Produkte vielfältiger Art (Ziegel, Dachpfannen, Geschirr, Kacheln, Fliesen) hergestellt. Tonlagerstätten haben viel kleinere Flächenausdehnungen als Kies- und Sandlagerstätten. Zu den wichtigsten sedimentären Festgesteinen zählen Kalksteine und Dolomitsteine, die z.B. in den Alpen, der Schwäbischen und Fränkischen Alb, am Nordrand des Rheinischen Schiefergebirges und in der Eifel weit verbreitet sind. Sie werden in riesigen Mengen beispielsweise für die Herstel- lung von Zement, Branntkalk und Schotter, aber auch in der chemischen Industrie, verwendet. Deutschlands Gipsindustrie gehört zu den führenden der Welt. Sie verarbeitet Gips- und Anhydritsteine, die hauptsächlich in Franken, BadenWürttemberg, Thüringen/Hessen und Niedersachsen vorkommen. Bekannte Gipsprodukte sind Gipskartonplatten und Stuckgips. Sehr große Mengen von Gips- und Anhydritstein werden aber auch in der Zementindustrie zur Regulierung des Abbindeverhaltens des Zements benötigt. Auch Sandsteine, Quarzite und Grauwacken treten an vielen Stellen Deutschlands auf, z.B. in NordrheinWestfalen und in Thüringen. Sie werden in zahlreichen Betrieben zu Schotter und Naturwerksteinen verarbeitet. Vulkanische Locker- und Festgesteine Vulkanische Aschen, Schlacken und Bims werden als unverfestigte mineralische Rohstoffe in großen Mengen in der Bauindustrie als Zuschläge bei der Betonherstellung eingesetzt. Vulkanische Gesteine sind in Deutschland vor allem auf die Länder Hessen und Rheinland-Pfalz sowie Thüringen, SachsenAnhalt und Sachsen beschränkt. Tiefengesteine und metamorphe Gesteine Tiefengesteine sind tief unter der Erdoberfläche aus dem glutflüssigen Magma entstanden. Ein typisches Tiefengestein ist der Granit. Er tritt vorwiegend im Schwarzwald, Odenwald, Bayerischen Wald, Fichtelgebirge, Erzgebirge und in der Lausitz auf. Auch Diorit und Gabbro sind Tiefengesteine. Geraten sie im Zusammenhang mit gewaltigen lang andauernden gebirgsbildenden Prozessen in große Erdtiefen und unter hohen Druck, werden sie umgewandelt (metamorphisiert). Gneis, Amphibolit und Granulit sind harte, Schiefer und Phyllite relativ weiche metamorphe Gesteine. Harte Tiefengesteine und metamorphe Gesteine werden als Naturwerkstein ( Beitrag Schroeder, S. 38) oder Schotter verwendet. ( Mineralische Massenrohstoffe Kiel SchleswigRostock Mecklenburg- Holstein Kummerower See Schweriner See Hamburg Vorpommern Schwerin Hamburg Elde Plauer See Müritz Elb e Bremen Ems Bremen r Alle r Potsdam Spre e Brandenburg Magdeburg Bielefeld s Berlin BERLIN Sachsen- Hannover Em Havel Havel se r Alle Le We ine er Od Niedersachsen Elb e Anhalt e Lipp Dortmund hr Ru Leipzig ale Kassel Sa Hessen Els Thüringen i ße We Erfurt Dresden M. Westfalen Sachsen ter Düsseldorf Köln e Muld Leine NordrheinEssen Neiße er si t z au Rh e in L Zwickau er Lagerstätten und Abbaustellen a Fuld Lahn Sedimentäre Locker- und Festgesteine We rra ein Rh Mo se l Rheinland- Lagerstätte Abbaustelle Kies und Sand ca. 5000 Abbaustellen (nicht in der Karte dargestellt) Frankfurt a.M. Wiesbaden u er Sa Ton Ma Mainz in Sandstein, Quarzit, Grauwacke u.a. Ma in Kalkstein, Dolomitstein Vulkanische Locker- und Festgesteine vulkanische Aschen und Schlacken r S aa Saarbrücken Nürnberg r cka Ne Saarland P f a l z Alt Rhyolith, Basalt, Diabas mü Tiefengesteine und metamorphe Gesteine hl Staatsgrenze Granit, Gneis u.a. Dona u Baden- Regensburg Anmerkung: Nur Teilgebiete der dargestellten Flächen sind als abbauwürdige Lagerstätten anzusehen. Stuttgart Ländergrenze n Do au Bayern Württemberg Rhe in Inn Jller ch Ammersee Chiemsee Starnberger See Autoren: W.Gwosdz, W.Lorenz Bo d en se e lza Sa München Freiburg i. Breisgau Isar Lech ar ck Ne Isar 0 Institut für Länderkunde, Leipzig 2003 © Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 25 50 75 Maßstab 1: 2750000 Lagerstätten von Bodenschätzen und Rohstoffen 51 100 km
