Bergbau auf Kupfer im 20. Jahrhundert

DIE LAGERSTÄTTE

Der Gegenstand des Mansfelder Bergbaues ist der vererzte Kupferschiefer und sein unmittelbares Hangendes im südöstlichen Harzvorland.

Begrenzt wird das Bergbaugebiet durch die Halle-Hettstedter Gebirgsbrücke im Osten, durch den Harz im Norden, den Kyffhäuser und die Finnestörung im Westen und Südwesten und durch den Rand der Querfurter Mulde im Südosten. Der Hornburger Sattel trennt das gesamte Gebiet in die Teillagerstätten der Mansfelder Mulde und des Sangerhäuser Reviers. Der Kupferschiefer ist darüber hinaus in ganz Norddeutschland bis zu den Rändern der alten Gebirge (Rheinisches Schiefergebirge, Thüringer Wald) verbreitet, ist aber meistens nicht bzw. nur wenig vererzt.

Stratigraphisch ist der Kupferschiefer als zweitunterstes Schichtglied an die Basis des Zechsteins, der unteren Abteilung der Permformation, zu stellen. (Siehe Schnitt.) Der Zechstein wird unmittelbar unterlagert von den roten Sandsteinen. Schiefertonen und Konglomeraten des Rotliegenden, die aus Abtragungsschutt entstanden sind. Das eindringende Zechsteinmeer arbeitete die obersten Partien dieser Sedimente zum Weißliegenden, einem gleichmäßig gekörnten grauen Sandstein, bzw. zum Zechsteinkonglomerat um. Darüber lagerte sich in einem vom offenen Meer abgeschnürten Becken Faulschlamm ob, der uns heute verfestigt als Kupferschiefer vorliegt. Danach setzte das Meer den Zechsteinkalk ob, dessen Neugliederung aus  der Abbildung hervorgeht (die Zonen Bankkalk bis Anhydritischer Kalk entsprechen dem „Zechstein" der Bergleute). Der überlagernde Untere Werraanhydrit ist bei fortschreitender Verdunstung ausgeschieden worden und leitet somit zu den Steinsalz- und Kalisalzablagerungen über. Das gesamte Schichtenpaket ist in einem relativ trockenen Klima entstanden.

Heute fällt das Kupferschieferflöz in der Mansfelder Mulde mit etwa 5° zum Zentrum hin ein. Am Nord- und Südrand ist das Einfallen jedoch steiler. Die geologischen Störungen streichen generell Westnordwest-Ostsüdost. Die Mansfelder Mulde läßt sich nach dem Grad der Gestörtheit in einen fast ungestörten Südteil, einen mittleren Teil mit Störungen kleinerer Sprunghöhe und einen Nordteil mit Störungen größerer Sprunghöhe unterteilen; jedoch sind auch im Nordteil Störungen geringerer Sprunghöhe vorhanden. Im Sangerhäuser Revier Fällt das Flöz generell mit etwa 3° nach Südosten ein. Das Gebiet wird von Nordwest-Südost und Südwest-Nordost streichenden Störungen recht unterschiedlicher Sprunghöhe durchsetzt. Dadurch wurde das Gebiet in Schollen zerteilt (Bruchschollengebirge).

Vorherrschend ist die ebene Ablagerung des Flözes, unterbrochen wird sie in manchen Feldesteilen durch das gehäufte Auftreten von Weißliegend-„Dünen" (nach neueren Untersuchungen Strandwälle).

Der Kupferschiefer wird genauer als ein sulfidführender bituminöser Mergelschiefer bezeichnet. Vom Bergmann wird er seit alters her von unten nach oben In die (siehe Abb.)

  • Feine Lette = Lage 1,
  • Grobe Lette = Lage 2,
  • Kammschale = Lage 3,
  • Schieferkopf — Lage 4 und
  • Schwaze Berge = Lage 5

eingeteilt.

Feine Lette und Grobe Lette sind durch die körnige oder Hiekennaht voneinander getrennt, auf der es zur Ausbildung von zahllosen winzigen Erdpechkügelchen kam. Die Kammschale ist nach unten durch die Feine Naht, noch oben durch die Grobe Naht abgegrenzt. Beide sind als Kalzit- bzw. Anhydritlagen oder auch als „Erzlineale" ausgebildet. Die Farbe nimmt von braunschwarz bis dunkelgrau nach oben ab, auch die Schiefrigkeit wird in dieser Richtung geringer, während die Härte zunimmt. Der überlagernde Dachklotz ist ein massiger Mergelkalk, die Fäule hingegen wäre als feinplattiger mürber Mergel zu bezeichnen. Die Ausbildung des Flözes und des Hangenden wird auf „Dünenkämmen" maximal bis auf die Lagen 1-4 reduziert, so daß Lage 5, Dachklotz und Fäule fehlen.

Der Kupferschiefer ist etwa wie folgt zusammengesetzt:

  • 40 Prozent Kalkspat, Dolomit. Gips und Anhydrit,
  • 5 Prozent Quarz,
  • 7 Prozent Feldspat,
  • 5 Prozent Kaolin,
  • 2 Prozent Serizit,
  • 29 Prozent Kieselsäuregel,
  • 9 Prozent Bitumen und
  • 2 Prozent Metallsulfide.

Der Bitumengehalt nimmt im Flöz noch oben ob, der Kalkgehalt nimmt zu. Das Liegende zeichnet sich durch hohen SiO2-Anteil aus. Der Kalkgeholt ist im Dachklotz und in der Fäule höher als im Flöz, was für den Hüttenprozeß von großer Bedeutung ist.

Die wichtigsten Erzmineralien sind

  • Buntkupferkies,
  • Kupferglanz,
  • Kupferkies,
  • Zinkblende und
  • Bleiglanz.

Untergeordnet treten

  • Pyrit,
  • Markasit,
  • ged. Silber und
  • Fahlerz auf,

Kupfer, Blei und Zink sind die mengenmäßig bedeutendsten Metalle. Insgesamt sind im Kupferschiefer über 50 der bekannten Elemente des Periodensystems nachgewiesen worden, von denen besonders Silber, Nickel, Germanium, Selen und Rhenium wachsende wirtschaftliche Bedeutung besitzen. In den unteren Flözlagen sind die Erzmineralien in Form von feinen Stäubchen, der „Speise", oder in schichtparallelen schmalen Schnüren („Erzlinealen") ausgebildet. In den oberen Lagen und im vererzten Hangenden ist die Vererzung durch unregelmäßig begrenzte Körner,  „Hieken" und „Bohnen", makroskopisch erkennbar. Die Kupfervererzung beschränkt sich im allgemeinen auf die unteren Flözlagen, reicht jedoch in der Nähe der Roten Fäule bis in die Schwarzen Berge und den Dachklotz. Rote Fäule ist eine Rotfärbung des Dachklotzes und der Fäule, teilweise auch des Flözes und des Bankkalkes. Sie ist pünktchen-, flecken- und bandförmig ausgebildet und durchsetzt die Lagerstätte inselförmig. Im Bereich der Roten Fäule ist kein Metallgehalt vorhanden. Blei und Zink sind überwiegend in den nicht kupfervererzten oberen Lagen ausgeschieden. Am Rande von Kupferfeldern schließen sich häufig Felder mit Blei-Zink-Vererzung der unteren Flözlagen an. Eine andere Form der Vererzung findet sich auf Störungen („edle Rücken"), die auch das Flöz, das Hangende teilweise bis zum Bankkalk, mitunter auch das Liegende beeinflußt. Durch höhertemperierte Lösungen wurden hauptsächlich Kupfer in den o. a. Mineralien, jedoch auch Kobalt-Nickel-Arsenide abgesetzt. Gangartmineralien sind Schwerspat, Kalkspat und Quarz.

Nach den neuesten Erkenntnissen ist der Metallgehalt des Flözes größtenteils durch Bakterien und deren Verwesungsprodukte (H2S) als Sulfid ausgefällt worden. Die Herkunft der Metallmengen ist noch nicht restlos geklärt. Sie können sowohl von Resten des varistischen Gebirges, die aus dem Zechsteinmeer herausragten, als auch von den unterlagernden Schuttmassen des Rotliegenden in gelöster Form in den Ablagerungsraum transportiert worden sein. Eventuell haben auch aus Magmagestein stammende hydrothermale Lösungen den Metallinhalt mit sich geführt und im Meer abgeschieden.


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