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Explorationslog #9: Spuren der Spurenmetalle

erstellt von Silvia Weber zuletzt verändert: 19.12.2016 17:38

Die "Schwarzen Raucher" spielen bei der Exploration von Ulrich Schwarz-Schampera und seinem Team eine entscheidende Rolle, da sie die wichtigste Quelle für große Metallmengen an Zink, Kupfer und Blei bilden. Gleichzeitig werden mit ihnen bestimmte Spurenmetalle wie zum Beispiel Gold geborgen. In einem Bericht stellt das Team dar, was bei ihrer Arbeit als "Goldgräber" vor sich geht.

Querschnitt eines "Schwarzen Rauchers" aus dem deutschen Explorationslizenzgebiet. (Bild: U. Schwarz-Schampera, BGR)

Querschnitt eines "Schwarzen Rauchers" aus dem deutschen Explorationslizenzgebiet. (Bild: U. Schwarz-Schampera)

Die Exploration der BGR gilt den massiven Sulfiderzen, die an ozeanischen Spreizungszentren entstehen. Oberflächliche Bildungen sind die bekannten "Schwarzen Raucher". Das eigentliche Erz reichert sich prinzipiell unterhalb der Oberfläche an und kann große Lagerstätten bilden, wie wir sie aus der Erdgeschichte kennen. Sie repräsentieren unsere wichtigsten Quellen für große Mengen der benötigten Metalle Zink, Kupfer, Blei.

Zur Charakterisierung einer solchen potenziellen "Lagerstätte" werden auf unseren Explorationsausfahrten gezielt vulkanische Gesteine (Basalt) und Erze vom Meeresboden beprobt. Da ohne Bohrungen lediglich die oberflächennahen Erze erreichbar sind, handelt es sich meistens um Bruchstücke der "Schwarzen Raucher" und um massive Blöcke von Sulfiden, die aufgrund der besonderen geologischen Situation an den Spreizungsrücken freiliegen.

Die Erze sind aus verschiedenen Mineralen aufgebaut und angereichert an Buntmetallen wie Kupfer, Zink und Blei. Die häufigsten Sulfide in diesen Erzen sind Pyrit, Chalkopyrit und Sphalerit und enthalten wertvolle Spurenmetalle wie zum Beispiel Gold, Silber, Selen, Gallium, Indium. Die Gehalte in diesen Erzen betragen im Schnitt etwa 3-4 Gramm Gold pro Tonne sulfidisches Erz. Trotz der geringen Konzentration sind dies Gehalte, die aus typischen Goldlagerstätten an Land gewonnen werden.

Das Gold ist allerdings mit 1-2 Mikrometern so winzig klein, dass es oft nur mit dem Lichtmikroskop bei 100facher Vergrößerung oder sogar im Nanometerbereich nur mit dem Rasterelektronenmikroskop sichtbar wird. Oftmals tritt das Gold gar nicht als eigenständige diskrete Mineralphase („gediegen“) auf, sondern findet sich „unsichtbar“ eingebaut im Kristallgitter von anderen Sulfidmineralen und muss dann aufwändig chemisch aus den Gittern gelöst werden. Deutlich höhere Gehalte bis 20 Gramm pro Tonne Erz entstehen durch Anreicherungsprozesse bei untermeerischer Verwitterung, in denen Gold als unlösliche Phase zu hohen Konzentrationen angereichert wird.


Maria S. MerianIm Rahmen der Ausfahrt MSM59 begeben sich Wissenschaftler der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe unter der Leitung von Ulrich Schwarz-Schampera in das Gebiet südöstlich von Madagaskar. Mit Hilfe moderner rohstoffgeologischer Explorationstechniken identifizieren sie Metallsulfidvorkommen an Schwarzen Rauchern. Die Geowissenschaftler berichten im Logbuch für planeterde direkt von Bord der MARIA S. MERIAN.

Eine Kooperation mit der BGR .