Abgeschlossene Arbeiten
Veronika Gartner
Ferdinand Hampl
Vier der insgesamt sechs Reviere, die in der Nähe des aufgegebenen Bergbaudorfes Weißwasser nördlich von Unterlaussa in Oberösterreich bestanden, sind noch durch Stollen befahrbar. Diese Bergbaue beuteten die dortigen kleinen böhmitischen Karstbauxitlinsen an der Basis der Gosauabfolge der „Weyerer Bögen“ aus.
23 Proben von Bauxit und bauxitverwandten Sedimenten wurden mit Hilfe von ICP-MS und RFA untersucht. Die geochemischen Proben beinhalten auch jene von vier Bauxitprofilen. Außerdem wurden das REM, die Elektronenmikrosonde und die RDA verwendet, um die Mineralogie zu definieren und Elementverteilungen zu kartieren. Die Röntgendiffraktometrieanalysen zeigen, dass die bauxitverwandten Sedimente keine umgelagerten Bauxite darstellen, sondern vielmehr unreife (nicht bauxitisierte) Sedimente sind, von denen manche dem Vorgängermaterial des Karstbauxits mineralogisch zumindest ähnlich sein könnten. Röntgendiffraktometrieanalysen sind auch nützlich, um Verwandtschaften unter den verschiedenen Sedimenten zu erkennen und um mineralogische Unterschiede innerhalb eines Bauxitprofils zu zeigen.
Hohe Gehalte an Lithium, die bis zu 1370 ppm erreichen, korrelieren für den Großteil der Proben positiv mit K2O, was darauf hindeutet, dass noch nicht vollständig verwitterte Phyllosilikate die Trägermineralien sein könnten.
Im längsten und besterhaltenen Bauxitprofil (Almstollen) sind die SEE (bis auf Sc und Ce) in den untersten zwei Metern dieses sechs Meter langen Profils deutlich akkumuliert. Seltenerdelemente sind generell gegenüber der mittleren Krustenzusammensetzung stark angereichert.
Chondritnormalisierte SEE-Muster des Almstollenprofils zeigen durch die negativen Ce Anomalien in den untersten zwei Metern des Bauxitkörpers reduzierende Bedingungen an, wohingegen die zum Hangenden hin folgenden Proben eindeutig positive Anomalien zeigen, was auf oxidierende Bedingungen hinweist.
Der Karstbauxit von Unterlaussa kann als ein oberkretazischer (turonischer) Paläoboden angesehen werden, der sich durch tropische bis subtropische Verwitterung eines Vorgängersediments auf verkarstetem Dolomit in-situ bildete. Dieses Vorgängersediment war höchstwahrscheinlich illitreich und beinhaltete wahrscheinlich auch schon Kaolinit. Lateritisches Material wie auch vulkanogene Sedimente waren wahrscheinlich ebenfalls Teil dieses Vorläufersediments. Im Eintragsgebiet des Sediments muss auch ultrabasisches Gestein verfügbar gewesen sein, wie es Chromite und Chromanreicherungen belegen. Schlussendlich kann das Vorgängermaterial als gemischtes, feinkörniges, polygenetisches Sediment beschrieben werden.
Veränderliche Bedingungen der Wassersättigung sind für die schalig aufgebauten in-situ Konkretionen verantwortlich (Spheroide), die dem Bauxit seine charakteristische pisolitische Struktur geben.
Der Unterlaussa-Bauxit würde teilweise resilifiziert, deferrifiziert (gebleicht) und pyritisiert, wobei die beiden letzteren Prozesse mikrobieller Aktivität zugeschrieben werden. Außerdem zeigt der Bauxit auch eine wahrscheinlich mikrobiell gesteuerte Uranmineralisation und eine massive aluminiumhydroxid-gebundene Chrommineralisation.
Hannes Pluch
Die Magnesitlagerstätte in der Nähe von Haicheng gehört dem Yingke Erzgürtel an. Der Gürtel repräsentiert die größten Magnesit-Lagerstätten und untergeordnet die bedeutendsten Talk-Lagerstätten Chinas. Es werden jährlich um die fünfzehn Millionen Tonnen Rohmagnesit in dieser Region gefördert, was ungefähr 60% der Weltproduktion ausmacht.
Der Yingke Erzgürtel setzt sich aus frühproterozoischen metamorphen Gesteinsabfolgen zusammen, welche meist Mg-reiche karbonatische Formationen sind. Die erzführenden Bereiche sind schichtgebunden an die obere Dashiqiao-Formation der Liaohe-Gruppe. Die Magnesit-Lagerstättenkörper sind über eine große Region verteilt, mit Längserstreckungen über 100km und Breiten bis zu 4km in der Liaoning Provinz. In der Mafengzhen Lagerstätte fällt der Erzkörper meist NE ein und steht konkordant zum Glimmerschiefer und den dünn gebankten Dolomitmarmoren, welche als Nebengesteine auftreten. Die Erz-Lagen zeigen metasomatische Übergangsbereiche und dolomitische Verwachsungen. In begrenzten Bereichen der Lagerstätte sind silifizierte grüne Marmore im Magnesit eingeschaltet. Im späten Jura wurde der Lagerstättenkörper von lamprophyrischen Dyke-Schwärmen durchschlagen. Das typische Erz bildende Mineral ist Magnesit, welcher mit Dolomit, Talk, Mg-Chlorit, Diopsid, Pyrit und Graphit vergesellschaftet ist. Die durchschnittliche Geochemie des selektiv abgebauten Magnesit-Erzes beträgt: MgO 46.89 wt. %, CaO 0.93 wt. %, SiO2 0.99 wt. %, Fe2O3 (Total) 0,44 wt. % und einen LOI von 50.78 wt. %.
Im Zuge der Diplomarbeit werden detaillierte geologische und geochemische Studien über die Mafengzhen Lagerstätte ausgeführt, um die verschiedenen Genese-Modelle der Magnesit-Lagerstätten im Yingke Erzgürtel zu evaluieren.
Timotheus Steiner
In den subpenninischen Zentralgneisen des Tauernfensters treten ganggebundene Molybdänmineralisationen auf; die Typlokalität ist die Alpeiner Scharte im Tuxer Kern. Im die Reichenspitze aufbauenden Aplitgranit ist eine Molybdänmineralisation mit abweichenden mineralogischen und strukturellen Eigenschaften entwickelt. Die Mineralisation ist an die Bereiche Reichenspitze-Gabler-oberes Mannlkar-oberes Roßkar und den Grat N-Zillerscharte zur Zillerplattenscharte gebunden. Ein signifikanter Gletscherrückgang in den letzten 60 Jahren machte ein Update der geologischen Karte notwendig, da dadurch zusätzliche aplitische Intrusionskörper und Störungen aufgeschlossen wurden. Der postorogene A-Typ Aplitgranit ist vor 282±6 Millionen Jahren (Besang et al., 1968) in die umgebenden älteren, ebenfalls variszischen I-Typ Plutone intrudiert. Der Aplitgranit hat SiO2 Gehalte von 73-77%, die Gneise weisen 70-73% SiO2 auf. Beide Lithologien haben einen niedrigen CaO-Gehalt (1-3% bei den Gneisen; unter 1% bei den Apliten) und die Aplite sind im Verhältnis zu den Gneisen an K2O angereichert (3-4% bei den Gneisen; 4-6% bei den Apliten). Die Aplite sind mit high field strength elements angereichert und weisen eine negative chondritnormalisierte Eu Anomalie auf. Im pneumatolytischen Stadium entwickelte sich ein low-grade low fluorine calc-alkaline molybdenum porphyry system, das Ähnlichkeit mit dem Mo Porphyry in Endako, British Columbia hat. Der Molybdänit tritt in Quarzgängen und Imprägnationen gemeinsam mit wenig Pyrit und Spuren von Chalkopyrit, Bi-Te-Mineralen (gediegen Wismut, Bismuthinit und andere Phasen), Uraninit and Thorit auf und ist oft mit ENE-WSW streichenden regionalen Störungen assoziiert. In der Mineralisation sind Mo, Cu, Y, Ce, Rb, Th und U gegenüber dem Nebengestein angereichert, Ba, Sr und Li sind abgereichert. Während der alpidischen Orogenese wurden im Zuge der Tauernkristallisation zumindest Bedingungen der oberen Grünschieferfazies erreicht und es erfolgte eine verbreitete Saussuritisierung der Plagioklase. Dabei bildeten sich durch Remobilisation sekundäre Molybdänminerale, Seltene Erden enthaltende Minerale (z.B. eine auffällige Allanit-Zirkon-Thorit Vergesellschaftung) und verschiedene analytisch schlecht charakterisierbare Bi-Phasen.
Ralf Steiner
Im Bereich des Millstätter Seerückens treten Pegmatite, die zum Großteil konkordant in Paragneise und Glimmerschiefer eingelagert sind, auf. Im Bereich von Edling, dem Kreuzstein und bei Lug ins Land sind Spodumenpegmatite anstehend, die mit einfachen Pegmatiten vergesellschaftet sind.
Diese Arbeit steht im Zusammenhang mit dem Projekt "Genese und Verteilung der Spodumen-Pegmatite im Ostalpinen Kristallin (Ostalpen) siehe. Im Zuge dieser Arbeit wurden 172 Pegmatitproben entlang des Millstätter Seerückens gesammelt und die Muskovite zur Spurenelementanalyse separiert. Die Messung der Spurenelemente erfolgte mittels LA-ICP-MS und die der Hauptelemente mittels REM-EDS. Der Differentiationsgrad kann ua. durch das K/Rb Verhältnis bestimmt werden. Mit zunehmendem Rb-Gehalt nimmt das K/Rb Verhältnis ab und der Differentiationsgrad steigt (siehe Abbildung K/Rb vs. Rb). Der Rb-Gehalt ist somit ein guter Indikator für den Differentiationsgrad der Pegmatite und wird zur Darstellung des Differentiationsgrades in der Übersichtskarte verwendet (siehe Karte mit Differentiationsgraden). Im Arbeitsgebiet treten sowohl hochgradig, als auch niedriggradig differentierte Pegmatite auf. Die hochgradig differentierten Pegmatite zeigen erhöhte Nb-, Ta- und Sn-Gehalte. In den hochdifferentierten Pegmatiten können akzessorisch Columbite auftreten. Die Spodumenpegmatite sind mittel- bis hochgradig differentiert und besitzen Spodumenkristalle mit Durchmessern von bis zu 20 cm.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung von Spurenelementkarten, die die räumliche Verteilung von Li, Nb, Ta, Sn, Cs, usw. in den Pegmatiten zeigen (siehe Karte Spurenelementverteilung).
Nina-Luise Müller
In der Bunten Serie der Böhmischen Masse befinden sich im Waldviertel viele Grafitlagerstätten von wirtschaftlicher Bedeutung. Die proterozoischen Gesteine werden nach neuen Modellen zum Moravikum gezählt und wurden variszisch überprägt. Der ehemalige Tagebau Zettlitz stellt eine der wichtigsten Lagerstätten der Region dar. Der Abbau von Grafitschiefer erfolgte mit Unterbrechungen zwischen 1855 und 1967 und es wurden mehr als 350.000 t Grafit gefördert. Das Vorkommen wurde im Zuge dieser Arbeit durch Drohnenbefliegungen vermessen, geologisch kartiert und geochemisch untersucht (AAS, RFA, ICP-MS, LECO Verbrennung, REM), sowie der Grafit ramanspektroskopisch analysiert.
Die drohnenunterstütze Befliegung lieferte durch photogrammetrische Auswertung ein digitales Höhenmodell. Im Tagebau ist Karbonat-armer Grafitschiefer mit bis zu 61 Gew.% TOC-Gehalt (total organic carbon) in einem durch Abschiebungen begrenzten Block aufgeschlossen. Dieser wird von Skapolith-führendem Kalzitmarmor unterlagert und von dünnen Quarzit-Lagen und Pegmatit-führenden Gneisen und Glimmerschiefern überlagert. Pyrit, Kyanit, Dravit, Phlogopit, Phengit und Amphibole sind in der Matrix aus Orthoklas, Oligoklas, Quarz und Grafit in dünnen, Schieferungs-parallelen Lagen angereichert. Die Untersuchung von Grafit mittels Ramanspektroskopie zeigt gut kristallisierten Grafit mit einer Bildungstemperatur von 534 ± 50 °C in der Amphibolitfazies. Die Druckbedingungen können mit Hilfe des Phengit-Barometers auf 7 bis 12 kbar geschätzt werden.
Die RFA und ICP-MS Analysen der Grafitschiefer zeigen die typische geochemische Zusammensetzung von Schwarzschiefern, die nicht an Metallen angereichert sind. Die Seltenerdelement-Verteilung (SEE) zeigt das charakteristische Muster für kontinentale Krustengesteine durch eine Anreicherung der leichten und Abreicherung der schweren SEE mit ausgeprägter Eu-Anomalie. V/Cr Verhältnisse deuten auf sapropelitfazielle Ablagerungsbedingungen hin. Der geringe Gesamt-S-Gehalt lässt auf die Ablagerung in einem vorwiegend oxischen, nährstoffreichen Milieu mit kurzen euxinischen Phasen (Bildung der Pyrit-Lagen) schließen. Die negative Korrelation zwischen TOC und Detritus zeigt eine Verdünnung der Organik durch detritischen (Al-reichen) Eintrag in das Ablagerungsbecken. Die Assoziation der Grafitschiefer mit Marmor deutet auf die Genese in kleinen, sapropelitischen Becken auf einer küstennahen Karbonatplattform hin. Die Quarzit-Lagen stellen temporäre Einschüttungen von Küstensand dar. Transgressions- und Regressionsphasen führen zur Bildung der überlagernden Metasedimente Gneis und Glimmerschiefer.
Andrea Roswitha Pamsl
Frühe Quellen dokumentieren den Abbau am Steirischen Erzberg bereits im Jahr 712. Heute stellt die, in der Norischen Decke der Grauwackenzone gelegene Sideritlagerstätte den einzigen Eisenerzabbau Österreichs dar. Die VA-Erzberg GmbH produziert jährlich etwa 2 mio. t Eisenerzkonzentrat, welches von der VA-Stahl Linz und VA-Stahl Donawitz weiterverarbeitet wird. Für die Verhüttung sind neben dem Fe-Gehalt des Erzkonzentrates auch andere Elemente maßgeblich. Polymetalle, welche am Steirischen Erzberg vorwiegend als flüchtige Phasen auftreten, sind einige davon. Da seitens der Hütten im Erzkonzentrat nur ein bestimmter Gehalt an Polymetallen vorliegen darf, ist die räumliche Verteilung der Polymetall Anreicherung für die Abbauplanung und Aufbereitung von entscheidender Bedeutung.
Im Zuge der Diplomarbeit wird, basierend auf Datenrecherche, Kartierungsarbeit, sowie petrographischer und geochemischer Untersuchungen, mittels der Software „Geovia Surpac“ ein 3D-Modell der Polymetall Verteilung innerhalb der Lagerstätte erstellt, welches für die weitere Planung und Entwicklung des Abbaues herangezogen werden soll. Des Weiteren wird ein geologisch-lagerstättenkundliches Modell der Polymetallgenese erarbeitet, um eine erste Datengrundlage für weiterführende Arbeiten betreffend dieser Fragestellung zu schaffen.
Sonja Schwabl
Bei dem Projekt handelt es sich um eine petrographische, petrologische und strukturgeologische Aufnahme eines aufgelassenen ehemaligen Nickel-Kupferbergwerks. Des Weiteren ist eine hohe Konzentration von Kobalt und auch das Vorkommen von Platingruppenelementen (PGE) bekannt.
Die Vererzung ist seit 1790 bekannt und wurde zuletzt von Krupp 1940 exploriert. Im Zuge von mineralogischen Untersuchungen im Herbst 2013 an der Montanuniversität Leoben sind seltene Pd-Ag-Te-Bi-Se Minerale im Cu-Ni-Co-Erz aufgefallen. Dies sind die ersten PGE-Minerale in Österreich außerhalb der Chromerze von Kraubath.
Da es sich um Hightech-Minerale und kritische Rohstoffe handelt, sind diese von großem wirtschaftlichen Interesse in Österreich und auch Europa.
Die Arbeit soll klären welche Lagerstättenverhältnisse vorliegen und inwiefern weitere und vielleicht sogar ergiebigere Lagerstätten dieser Art in den Alpen erwartet werden können.
Vom geologischen Standpunkt her, liegt das Projektgebiet in den Grünschiefern der Habachserie des Tauernfensters.
Bei den makroskopisch erkennbaren Mineralphasen handelt es sich vor allem um Magnetkies, Pyrit, Kupferkies, Pentlandit und Minerale oben angeführter seltener Phasen.
Ziel der Arbeit ist es, die Beziehung des Erzes zum Nebengestein und zu den tektonischen Strukturen zu klären. Die Mineralogie der Erze soll identifiziert und die Edelmetallphasen genau untersucht werden. Dabei interessiert vor allem die Edelmetallkonzentration in den Erzen und den Erzmineralen. Abschließend soll eine Abschätzung des Lagerstättenpotenzials für seltene Metalle erstellt werden.
Zum Erreichen dieser Ziele werden folgende Arbeiten durchgeführt:
· Aufnahme und geologische-strukturelle Kartierung der alten Grubenbaue mit Probennahme
· Auswertung von Archivdaten und Literaturrecherche, v.a. im Hinblick auf bekannte Vererzungen in der Habachserie
· Anfertigung und mikroskopische Beschreibung von Dünn- und Anschliffen (etwa 30 Stk.)
· SEM/EMPA Bearbeitung
· Gesamtgesteinsanalyse von Probenpulvern: RFA, ICPMS
· Strukturelle Bearbeitung
Als Teil des Projektes bezüglich der nächsten Abbauphase (Phase 5) in der von Imerys Talc North America betriebenen Yellowstone Mine wurde eine Stabilitätsanalyse im kleinen Maßstab durchgeführt. Dafür wurden Karten der einzelnen Etagen angefertigt, um Risikobereiche zu erkennen. Die dafür verwendeten Parameter waren Störungen, Gesteinskontakte, Klüftigkeit sowie die Orientierung der Klüfte, Gesteinseigenschaften und weitere Faktoren, die zu einem Stabilitätsversagen führen könnten. Ein spezielles Augenmerk wurde dabei auf die Einheit der Vulkanite, sowie auf die Bereiche unter der Reef Fault entlang der Phase 5 Rampe, gerichtet. Für jeden gefundenen Risikobereich wurden Sicherungsmaßnahmen recherchiert. Dabei wurden die Kosten, der Installationsaufwand und die Grenzen der jeweiligen Maßnahme berücksichtigt. In einer Pro und Contra Liste wurden die Maßnahmen nach diesen Kriterien bewertet und verglichen. Aufgrund des kleinen Maßstabes und des sicherheitsorientierten Abbauplanes ist es unwahrscheinlich, dass es zu schwerwiegenden Versagen kommen wird.
Markus Stöllner
Im Rahmen des „Research Studio Austria“ „CarboResources“ wird die Erzeugung von karbonatischen Wertstofffraktionen aus primären und sekundären mineralischen Rohstoffen mittels Karbonatisierung in einem Löseprozess untersucht. Die Masterarbeit im Bereich der Eignungsuntersuchung potentiell verwertbarer sekundärer Rohstoffe dient dabei dazu,
• eine Vorauswahl sekundärer Rohstoffe zu treffen
• Auswahlkriterien für sekundäre Rohstoffe für eine Karbonatisierung zu definieren und
• diese ausgewählten Rohstoffe chemisch und mineralogisch zu charakterisieren.
Die Aufgabenstellung umfasst eine Literaturrecherche zur Identifizierung von karbonatisierungsrelevanten Materialeigenschaften, zur Identifizierung, Charakterisierung und Quantifizierung geeigneter sekundärer Rohstoffe sowie zur Erhebung der aktuellen Verwertungs-, bzw. Entsorgungspfade dieser Materialien.
Weiters soll eine umfassende Materialcharakterisierung von ausgewählten Sekundärrohstoffen sowie deren Löserückständen durchgeführt werden. Dies beinhaltet die Probenaufbereitung, die Durchführung von mineralogischen Analysen (Polarisationsmikroskopie im Durch- und Auflicht, Mikrosonde/SEM, XRD) sowie chemischen Analysen (RFA, TIC, ICP-MS).
Betreuung:
Univ.-Prof. Mag.rer.nat Dr.mont. Frank Melcher
Dipl.-Min. Dr.rer.nat. Daniel Höllen (Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft)
Link zum Projekt
avaw.unileoben.ac.at/de/forschung-ag_deponie_altlast_schlacke-carboresources/
Das kartierte Habsburg Lothringen'sche Gut Persenbeug liegt im westlichen Niederösterreich nördlich der Donau, zwischen Ybbs an der Donau im Süden und Grosspertenschlag im Norden. Das variszische Grundgebirge setzt sich in diesem Gebiet aus dem Südböhmischen Pluton und den metamorphen Decken des Moldanubikums zusammen. Der im Norden auftretende grobkörnige Weinsberger Granit wird von jüngeren, feineren Fraktionen durchschlagen. An den NNE - SSW streichenden Störungszonen wurde durch Gefügeauswertung eine sinistrale Bewegung festgestellt. Die durch Scherprozesse hervorgerufenen mylonitischen Gesteinspartien stellten für den Gutsbetreiber Rohstoffe zur Verfügung. Der Süden des Gutes baut sich aus metamorphen Lithologien auf, an denen durch Auswertung der Faltenachsen eine nach NE - gerichtete Deckenstapelung erfolgte. Die liegende Ostrong - Einheit mit den charakteristischen Cordierit - führenden Paragneisen bildet eine Antiklinale, die nach Westen überkippt vorliegt. Eine Granulitlamelle markiert den Überschiebungshorizont der Gföhler - Einheit, welche sich aus Granulit, migmatitischem Paragneis, Amphibolit und Serpentinit zusammensetzt. Die im Westen liegende Drosendorfer - Einheit war wegen der eingeschalteten Graphitschiefer von bergmännischem Interesse. All diese Einheiten werden von einer Schar von saiger stehenden lamprophyrischen Gängen durchsetzt, welche in Richtung NNE verfolgt werden können. Somit ist für den im Lojagraben betriebenen Steinbruch ein weiteres Potential in der genannten Streichrichtung zu erwarten. Bei der geologischen Geländetätigkeit konnte im Weinsberger Wald ein für die Gewinnung von Naturwerkstein höffiges Gebiet ausfindig gemacht werden. Die detaillierte Aufnahme ergab ein beinahe orthogonales Trennflächensystem, das eine Mächtigkeitszunahme der horizontalen Klüfte gegen die Teufe aufweist. Für die weitere Exploration des Vorkommens wurden Erkundungsbohrungen sowie die Prüfung der physikalischen und technischen Eigenschaften des Granits vorgeschlagen.
Philip Kroissenbrunner
Das betrachtete Lizenzgebiet Yildiz Maden liegt 30 km westlich von der Stadt Eskisehir in der Türkei. Es befindet sich im Kinik Ophiolith, der Teil des Dagküplü Ophioliths ist. Diese allochtonen Ophiolithe gehören zum Nordanatolischen Ophiolithgürtel, der während der spätkretazischen Schliessung des neothethyischen Ozeans auf die Anatolische Plattform obuziert wurde. Während des Neogens lagerten sich terrestrische Sedimente über Teilen des Ophioliths ab. Tektonische Aktivität im Miozän verbunden mit der Eskisehir Störungszone sind für Seitenverschiebungen und Extensionszonen verantwortlich.
Im Norden des untersuchten Bereichs befindet sich eine große tektonische Scherzone, bestehend aus einer karbonatischen Serpentinit Breckzie (KSB). In diesem Bereich streichen mehrere dolomitisch mineralisierte Störungen in NNE-SSW Richtung, die auf Magnesitmineralisationen hinweisen könnten. Im Süden des untersuchten Bereichs treten Serpentinite und Neogene Sedimente auf. Zwischen dem Serpentinit und der KSB befindet sich ein kleines Amphibolitvorkommen.
Der Serpentinit besteht hauptsächlich aus Lizardit. Verwitterter Serpentinit beinhaltet Karbonatmineralisationen. Die Zusammensetzung der Chromspinelle in den Serpetiniten deutet auf einen alpinotypen Peridotit hin, der in einem Suprasubduktionszonenmilieu gebildet wurde.
Die kryptokristallinen Magnesitmineralisationen befinden sich im Serpentinit und werden durch Störungen kontrolliert, die mit der Eskisehir Störungszone verbunden werden können. Es gibt vier Haupttypen der Magnesitmineralisationen: 1) massiv, 2) Netzwerk, 3) Zebra-Netzwerk und 4) Karnebahar-Netzwerk. Die Hauptkörper der Mineralisationen im betrachteten Gebiet sind durch Störungen getrennt. Die Hauptstreichrichtung der Störungen, die mit der Mineralisation verbunden sind, ist NNE-SSW und NW-SE. Eine silikatisch mineralisierte Störung schneidet die Hauptmineralisation an ihrer westlichen Seite. Sie streicht NE-SW und fällt steil Richtung NW ein.
Der qualitativ beste Magnesit in Bezug auf die SiO2, Fe2O3 und CaO-Gehalte liegt im Süden des Abbaugebiets “Birinçi Oçak” im massiven Magnesit und im unverwitterten Zebra-Netzwerk.
Die ?18O (V-SMOW) Werte des Magnesits variieren von 24.9 bis 28.9‰ und die ?13C (V-PDB)
reichen von -12.3 bis -8.6‰. Bildungstemperaturen des Magnesits liegen zwischen 47-74°C, je nach Kalkulationsmethode. Die Quelle des Kohlenstoffs ist höchstwahrscheinlich Dekarboxylierung von Sedimenten in der tieferen Kruste.
Empfehlungen für weitere Explorationstätigkeiten sind Schurfgräben auf dem Hügel im Süden und Kernbohrungen im Gebiet “Birinçi Oçak”, sowie Bohrungen und Schurfgräben im nördlichen Gebiet.
Berthold Mayr
Beim Bau von Untertagebauwerken fallen große Mengen an Tunnelausbruchmaterial an, die bis heute hauptsächlich deponiert oder als Schüttmaterial verwendet werden, obwohl dieses Material ein großes Potential als mineralischer Rohstoff aufweist. Die Verwertung des Gesteins als mineralischer Rohstoff bietet die Möglichkeit einer Schonung der natürlichen Ressourcen mit positiver Auswirkung auf die Umwelt.
Die Verwendung von Tunnelausbruchmaterial ist im Wesentlichen von den Gesteinseigenschaften und dem Bedarf an mineralischen Rohstoffen abhängig. Oftmals sind im Nahbereich von Tunnelprojekten Betriebe angesiedelt, welche mineralische Rohstoffe produzieren bzw. verarbeiten die lithologisch betrachtet mit dem Ausbruchsmaterial im Tunnelvortrieb übereinstimmen. In dieser Arbeit wird die Vorgangsweise am Beispiel des Infrastrukturprojektes Semmering Basistunnel „Neu“ mit Fokus auf die chemischen Gesteinseigenschaften dargelegt. Beim ca. 27 km langen, zweiröhrigen Tunnel wird ein Ausbruchsvolumen von rund 5 Mio. m³ Gesteinsmaterial prognostiziert, welches auf eine nahegelegene Deponie verführt werden soll. Um das enorme Rohstoffpotential dieses Projektes ausschöpfen zu können, werden in dieser Arbeit höherwertige Verwendungsmöglichkeiten für die Lithologien im Projektraum aufgezeigt. Im Detail werden die chemischen Zusammensetzungen der betreffenden Gesteine mit den chemischen Anforderungen der Endprodukt-erzeugenden Industrie verglichen. Bei entsprechender Übereinstimmung werden mögliche industrielle Verwendungszwecke angegeben.
Ziel der Arbeit ist die Verwendung des Materials durch Betriebe, die im Umkreis des Projektraums das Tunnelausbruchsmaterial abnehmen. Entspricht das Ausbruchmaterial den chemischen Anforderungen der Industrie, kann es direkt rohstoffverarbeitenden Betrieben zugeführt werden.
Im Zuge dieser Diplomarbeit wurde auch eine bereits bestehende Klassifizierungsmatrix für Tunnelausbruchsmaterial weiter entwickelt, welche der Entscheidungsfindung bzgl. der Verwertbarkeit dient. Diese wurde um die chemischen Anforderungen der Endprodukt-erzeugenden Industrie erweitert, was die Möglichkeit bietet, das Verwendungspotential von analysiertem Gestein online zu bestimmen.
Thomas Nisch
Im Westabschnitt der Nördlichen Grauwackenzone (Ostalpen, Österreich) finden sich häufig basische Metavulkanite (Devon), die in den silizklastischen Abfolgen der Schattberg- (Silur-Devon-Karbon?) und Löhnersbach-Formation (Oberordovizium-Devon) eingeschaltet sind. Im Raum der Zeller Furche, insbesondere im gengeständlichen Arbeitsgebiet Maishofen/Viehhofen (Zell am See, Salzburg) treten diese basischen Metavulkanite in größeren Mächtigkeiten auf. In vorangegangenen Arbeiten und in der aktuellen geologischen Karte der Geologischen Bundesanstalt, Blatt 123 - Zell am See werden diese Gesteine der Metabasit-Gruppe zugerechnet und der Großteil als Diabase1) bzw. Metabasalte1) ausgewiesen.
Eine besonders mächtige Diabas-Abfolge findet sich im Bereich Ratzenstein (Gemeinde Maishofen), die lediglich von geringmächtigen, klastischen Einschaltungen (vorwiegend Tonschiefer) unterbrochen wird. Im Bereich Schernergraben (Gemeinde Viehhofen) zeigen die Diabasabfolgen mächtigere Einschaltungen von feinkörnigen Metasedimenten (Tonschiefer und Metasandsteine). Die Formationen im Arbeitsgebiet fallen söhlig bis flach in Richtung Norden ein, wobei steilere Einfallswinkel (bis zu 60 Grad) zu beobachten sind, die im Zusammenahng mit einer Verkippungen des Einfallens in Richtung Süden bzw. Südosten stehen.
In den Dünnschliffuntersuchungen zeigen die Gesteine ein porphyrisches bis subophitisches Gefüge mit größeren, teilweise idiomorph ausgebildeten Feldspatleisten (Plagioklas) und Pyroxeneinsprenglingen (Augit), die in einer feinkörnig-rekristallisierten Matrix aus Chlorit, Quarz, Serizit, Leukoxen eingebettet sind. Der Mineralbestand und das Gefüge deuten auf ein basisches, primär-magmatisches Ausgangsgestein hin, welches im Zuge einer niedriggradigen Metamorphose Grünschiefer-faziell überprägt wurde.
Bei einer Analyse der technischen Gesteinsparameter konnten hervoragende Kennwerte festgestellt werden. Die mittels LA-Test bestimmte Abriebfestigkeit liegt bei den Gesteinsproben deutlich unter LA20 und der PSV-Test zeigt Werte ? PSV50.
Es kann festgehalten werden, dass es sich bei diesen Gesteinen, sowohl mineralogisch-petrographisch, wie auch geochemisch um Diabase bzw. Metabasalte handelt, die im Sinne des § 3 des MinRoG (idF 2011) als bergfreier mineralischer Rohstoff angesehen werden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass im Arbeitsgebiet Maishofen/Viehhofen größere Mächtigkeiten an hochwertigen, basischen Hartgesteinen anstehen, die sowohl hinsichtlich ihrer Quantität, als auch ihrer Qualität abbauwürdige Diabaslagerstätten darstellen, und die bei weiteren raumplanerischen Maßnahmen unbedingt Berücksichtigung finden sollten.
Roland Prevorcic
Der Kraubather Ultramafitkomplex, als Teil des Speik-Komplexes im Gleinalmkristallin (Ostalpen), liegt 15 km südwestlich von Leoben. Der Speik-Komplex ist Teil eines tektonisch zerbrochenen Ophiolithes, der aus Dunit, Serpentinit, Harzburgit und Orthopyroxenit mit assoziierten Chromitlagen besteht, durchsetzt von Metapyroxeniten und Amphiboliten.
Die Geländearbeit konzentrierte sich auf das Gebiet zwischen Wintergraben und Lobminggraben, südlich von Kraubath/Mur. Das generelle SW-NO-Streichen des Ultramafitkörpers korreliert mit dem gemessenen Schieferungsgefüge. Die Gesteine zeigen eine deutliche Änderung der lithologischen Zusammensetzung von Norden nach Süden. Während im Norden frische bis schwach serpentinisierte Dunite und Harzburgite vorherrschen, die von grobkörnigen Zentimeter- bis Meter-mächtigen Orthopyroxenitadern und -linsen begleitet werden, nimmt der Serpentinisierungsgrad nach Süden hin zu. Ebenso treten im südlichen Bereich vermehrt Metapyroxenite und Amphibol führende Gesteine auf. Die metamorphen Gesteine bestehen aus Klinopyroxen und Tremolit führenden Gesteinen in denen der Tremolit im Zuge metamorpher Prozesse aus den Klinopyroxenen hervorgegangen ist. Die Grabenverläufe im Arbeitsgebiet wie auch die Magnesitvorkommen sind im Wesentlichen an die Hauptstörungsrichtungen in W-O bzw. NW-SO Richtung gebunden.
Weiters wurden mineralogisch-petrographische Untersuchungen durchgeführt, die durch geochemische Analysen ergänzt wurden. Die schwach serpentinisierten dunitischen Gesteine im nördlichen Anteil des Sommer- und Tanzmeistergrabens weisen bis zu 47,7% MgO auf.
Im Zuge dieser Arbeit wurden an unterschiedlichen Lithologien (Dunit, Serpentinit, Orthopyroxenit, Laterit) und Korngrößenfraktionen Lösungsversuche mittels 18%iger und auf 90°C erhitzter HCl durchgeführt. Diese Versuche ergaben für schwach serpentinisierte, olivinreiche Gesteine die höchsten Löslichkeiten für MgO. Dabei konnte die maximale Löslichkeit für die feinste Kornfraktion erzielt werden. Analysen mit der Elektronenstrahlmikrosonde zeigten, dass Ca-führende Minerale (wie Amphibol, Klinopyroxen) gegenüber der Säureeinwirkung als weitgehend stabil anzusehen sind und im Rückstand verbleiben.
Zur weiteren Exploration der höffigsten Gebiete werden Detailkartierungen im nördlichen Teil des Sommer- und Tanzmeistergrabens, sowie weitere geochemische Analysen und Erkundungsbohrungen in diesen Gebieten vorgeschlagen.
Kristina Stocker
Das Grazer Paläozoikum liegt im Nordosten von Graz und nimmt eine Fläche von ca. 25x50 km ein. Es zählt gemeinsam mit den Karnischen Alpen, den Karawanken in Kärnten und der Grauwackenzone, welche von Tirol bis in die Obersteiermark reicht zu den klassischen Vorkommen ostalpinen Paläozoikums. Die Entstehung und geotektonische Position dieser Gesteinschichten ist bis zum heutigen Tage nicht restlos aufgeklärt.
Während der Kreide hob sich im Westen das Gleinalmkristallin und drängte den Schichtstapel des Grazer Paläozoikums in Richtung Osten. Durch dieses tektonische Ereignis entstanden an der Basis mittelgradig metamorphe Marmore, die immer wieder entlang der Grenzen des Paläozoikums zu Tage treten. In einer darauffolgenden Phase der Extension öffneten sich in den Marmoren Klüfte und Störungen entlang derer sich Fluide bewegten. Diese Fluide sind auch heute noch in den Gesteinen in Form von winzigen Flüssigkeitseinschlüssen erhalten, oder spiegeln sich in lokalen chemischen Veränderungen der Gesteine und in Vererzungen wider. Ziel der Masterarbeit ist es, diese Fluide chemisch und mittels stabiler Isotope des Sauerstoffs und des Kohlenstoffs zu untersuchen und mit Hilfe von physiko-chemischer Modellierung sowie der Korrelation von Bewegungsstrukturen auf die Umgebungsbedingungen, Herkunft und deren Migrationswege zu schließen.
Bernhard Buchegger
Von 3.Oktober bis 25.November 2011 und von 2. April bis 28. April 2012 wurde die Magnesitlagerstätte Kömürlük in der Türkei und Gebiete um den bestehenden Abbau auf Magnesitvorkommen im Konzessionsgebiet der Firma MA? geologisch kartiert. Die Firma MA? ist eine 100 – prozentige Tochtergesellschaft der RHI AG. Nach der Aufbereitung wird der Rohstoff im Drehrohrofen zu Sinter gebrannt. Verwendung findet der gebrannte Magnesit in der Feuerfestindustrie.
Die Kinik Ophiolithe in welcher die Lagerstätte Kömürlük liegt gehören zum mediterranen Ophiolithgürtel. Das Alter ist mittel- bis obertriasisch und wird mit der Schließung der Neotethys assoziert. Der Ophiolithkörper im kartierten Gebiet besteht aus stark tektonisiertem und serpentinisiertem Harzburgit. Die kryptokristallinen Magnesitmineralisationen sind hauptsächlich an tektonische Strukturen gebunden. Im Liegenden befindet sich der Inönü Marmor und überlagert wird der Ophiolithkörper von neogenen klastischen Sedimenten.
Aufgabenstellung: Ziel der Arbeit war es, einen Überblick über die geologischen Einheiten, sowie die Zusammenhänge tektonischer Strukturen zu bekommen. Im bearbeiteten Gebiet wurden Proben für weitere Untersuchungen genommen.
Aufgabenstellung: Ziel der Arbeit war es, einen Überblick über die geologischen Einheiten, sowie die Zusammenhänge tektonischer Strukturen zu bekommen. Im bearbeiteten Gebiet wurden Proben für weitere Untersuchungen genommen.
Andreas Klapf
In der Rannach-Decke des Grazer Paläozoikums treten in Gratwein, Gratkorn und bei St. Pankrazen gangförmige sowie in der Kollerkogel-Formation im Niveau des mitteldevonen Kanzel-Member und seiner zeitlichen Äquivalente (Platzlkogel-Mb.) schichtgebundene Zinnobervererzungen auf. Rezente Bodenbildungen über den paläozoischen Kalken zeichnen sich durch Hg-Konzentrationen mit deutlichen Anomalien im Bereich dieser Schichtglieder aus (Ebner & Weber, 1982). Es wird von der Hypothese ausgegangen, dass basischer Vulkanismus im Devon (Tuffe im Raum St. Pankrazen) zu einer vulkanosedimentären Voranreicherung des Quecksilbers im Karbonatsediment führte.
Bei der Versenkung der Kalke, wurde diagenetisch das Porenwasser ausgepresst. Quecksilber und Schwefel gingen in Lösung und bewegten sich entlang der Fluidbahnen innerhalb des Gesteins. Danach wurden in der Zeit zwischen Oberkreide bis ins Baden durch die Escape-Tektonik Störungen, Kalzit- und Quarzgänge verursacht. Diese Mobilisationen sollen die bekannten Zinnobergangvererzungen gebildet haben. Durch Remobilisation des Hg bei der Gesteinsverwitterung und adsorptive Bindung an Tonminerale, kommt es auch in den Bodenhorizonten über den paläozoischen Kalken zu deutlichen Anomalien. Neben einer isotopischen Charakteristik junger Zinnobervererzungen in paläozoischen Schichtfolgen werden in dieser Arbeit durch die umfassenden geochemischen Datensätze (Haupt- und Spurenelement-, Isotopen-, Schliff- und Fluiduntersuchungen, Mikrothermometrie) die offensichtlichen Stoffmobilisationen rekonstruiert.
