Aktuelle Projekte
Kupfer - Gold - Arsen - (Bismut) Vererzungen des orogenen Typs in Flatschach, Steiermark
Strukturkontrollierte Cu-Au Vererzungen wurden in dem historischen Bergbaugebiet Flatschach (Steiermark, Österreich) abgebaut. Die Vererzungen sind an steil stehende NE-SW bis NNE-WSW gangförmige Strukturen mit Calcit-(Dolomit)-Quarz als Gangart gebunden, die amphibolitfaziell metamorphe Gesteine (gebänderte Biotitgneise/Amphibolite, Orthogneis, Metagranitoid) durchschlagen. Die Nebengesteine werden dem polymetamorphen ostalpinen Silvretta-Seckau Deckensystem zugerechnet. Die Bildung der Gänge erfolgte nach den duktilen Deformationsphase und nach dem Höhepunkt der eoalpidischen Metamorphose in der Oberkreide, aber vor der Ablagerung der kohleführenden früh- bis mittelmiozänen Sedimente des Fohnsdorfer Pull-Apart Beckens.
Es lassen sich drei goldführende Vererzungsstadien unterscheiden. Stadium 1 ist die primäre hydrohermale (mesothermale?) Mineralvergesellschaftung, die von Chalcopyrit, Pyrit und Arsenopyrit dominiert wird. Begleitminerale sind Alloclasit, Enargit, Bornit, Sphalerit, Galenit, Bismuth und Matildit. Gold tritt auf in Einschlüssen, verheilten Mikrorissen und an den Korngrenzen der Sulfide. Eine Serizit-Karbonat Alteration begleitet dieses Stadium. Die Erzminerale des Stadiums 2 entstehen durch Verdrängung der älteren Sulfide und umfassen Digenit, Anilit, "Covellin" (Spionkopit, Yarrowit), gediegen Bismut, sowie die seltenen Kupferarsenide Domeykit und Koutekit. Gold in Stadium 2 kommt vorzugsweise mit Karbonaten (Calcit, Fe-Dolomit) und weniger häufig mit Digenit, Domeykit/ Koutekit und Bismut vor. Stadium 3 umfasst die stark oxidierte Mineralassoziation mit Hämatit, Cuprit und weiteren sekundären Cu- and Fe-Hydroxiden und -Karbonaten. Sie ist im Zuge supergener Verwitterungsprozesse entstanden. Gold von Stadium 1 und 2 ist v.a. Elektrum (Gold Feinheit 640–860), selten reines Gold (Feinheit 930–940). Gold von Stadium 3 ist silberreiches Elektrum (Feinheit 350–490), und hat außerdem einen hohen Gehalt an Quecksilber (bis zu 11 Masse % Hg).
Die Cu-Au Vererzungen im Raum Flatschach zeigen Ähnlichkeiten zu meso- bis epizonal orogenen gangförmigen Goldlagerstätten hinsichtlich der Geologie, der strukturellen Kontrolle der Vererzung, der Art der Alteration, der Mineralvergesellschaftung des frühen Vererzungsstadiums und der Zusammensetzung von Gold. Ungewöhnlich ist die Überprägung dieser früheren Vererzungsphase bei niedrigeren Temperaturen, die in der Bildung der Arsenide Domeykit und Koutekit und der Kupfersulfide Djurleit, Yarrowit und Spionkopit resultierte. Auf Basis der Stabilitätsbeziehungen dieser Phasen wird die Bildungstemperatur für Stadium 2 zwischen 70 °C und 160 °C eingegrenzt. Gold wurde sehr lokal während dieser niedrig temperierten hydrothermalen Phase und durch supergene Oxidations- und Zementationprozesse (Stadium 3) mobilisiert.
Mineralogische Studien zur Karbonatisierung
Im Rahmen des GreenRef Drittmittelprojektes mit einem Unternehmen der Rohstoffindustrie werden unterschiedliche Möglichkeiten zur CO2-Reduktion bei der Produktion und Verarbeitung von Rohstoffen an der Montanuniversität Leoben interdisziplinär untersucht, wobei ein Schwerpunkt auf der Karbonatisierung geogener und technogener Materialien liegt. Ein Teilprojekt, das am Lehrstuhl Geologie und Lagerstättenlehre und Lehrstuhl für Rohstoffmineralogie durchgeführt wird, untersucht die Verfügbarkeit und Eignung von Gesteinen für die Karbonatisierung und CO2 Fixierung. Drittmittelprojekte ähnlicher Thematik werden mit der Erdöl- und Erdgasindustrie durchgeführt.
Der methodische Ansatz dieser Drittmittelprojekte basiert auf einer möglichst vollständigen mineralogisch-petrographischen und chemische Charakterisierung mittels optischer Mikroskopie, Elektronenmikroskopie, Röntgendiffraktometrie und chemischer Analysen (XRF). Diese Projekte werden von Dr. Monika Feichter betreut.
HeavyMin - Analytik von Schwermineralen als Indikatoren für Rohstofftypen und Höffigkeit mit Schwerpunkt Wolfram
Das HeavyMin Projekt ist eine Kooperation zwischen der Montanuniversität Leoben und der GeoSphere Austria und unterstützt die Explorationsinitiative des Bundesministeriums für Finanzen (BMF), indem es in ausgewählten Regionen Schwermineralbeprobungen von Bach- und Glazialsedimenten durchführt. Ziel ist es, mineralogische und chemische Daten von sogenannten Indikatormineralen zu gewinnen, um Explorationsvektoren zu entwickeln und mögliche mineralische Anomalien zu verifizieren. Schwerminerale wie Scheelit, Magnetit, Zirkon, Rutil, Chromit, Kassiterit oder Phosphate reichern sich in Sedimenten an und liefern durch ihre chemische Zusammensetzung wertvolle Hinweise auf potenzielle Lagerstätten.
Die Untersuchung solcher Minerale gilt weltweit als zentrale Explorationsmethode für Rohstoffe wie Wolfram, Kupfer, Gold oder Diamanten. Besonders Magnetit, Pyrit, Scheelit und Apatit eignen sich aufgrund ihrer Häufigkeit und dem verstärkten Einbau verschiedener Spurenelemente als Indikatorminerale. Darüber hinaus können spezifische Erzminerale (bspw. Kassiterit, Chromit oder sulfidische Minerale mit Nickel und Platingruppenelementen) gezielt auf bestimmte Lagerstättentypen hinweisen.
Regional liegt der Projektschwerpunkt im zentralen Tauernfenster, wo insbesondere Wolfram in Form von Scheelit (CaWO4) eine Schlüsselrolle spielt. Zusätzlich sind dort auch Kupfer-, Molybdän- und andere Metallvorkommen bekannt. Durch die Verknüpfung regionaler Daten mit den Informationen internationaler Lagerstätten wird das Scheelit-basierte Explorationsinstrument verfeinert, welches im Rahmen des HeavyMin Projekts getestet wird und eine frühzeitige Erkennung von Gebieten mit einem wirtschaftlich interessanten Wolframpotential ermöglichen soll.
Wolfram hat eine hohe strategische Bedeutung für die Europäische Union, die das Metall seit 2011 als kritischen Rohstoff führt und im Critical Raw Materials Act hervorhebt. Da die europäische Versorgung stark von Importen abhängt – trotz der österreichischen Wolframlagerstätte im Felbertal – soll das Projekt langfristig zur Verringerung des Versorgungsrisikos beitragen.
Genese von Spatmagnesit aus dem Bergbaubezirk Hochfilzen (Europäische Ostalpen, Österreich)
Magnesit ist ein essentieller Rohstoff für die Feuerfestindustrie und damit von kardinaler Bedeutung für den Industriestandort Europa. Österreich spielt seit jeher eine Hauptrolle bei der Erforschung von Spatmagnesit. Jedoch gibt es trotz der langen Forschungsgeschichte noch immer keinen Konsens über die Entstehung dieses Magnesittyps und die Anzahl an modernen Bearbeitungen von österreichischen Magnesitvorkommen ist gering.
Im Rahmen des Horizon Europe Projekts MultiMiner und des Projekts MRI_Magnesit in Kooperation mit der GeoSphere Austria und der RHI Magnesita AG, wird der Magnesit-Bergbaubezirk Hochfilzen (Weißenstein, Bürgl) mit modernen Methoden wissenschaftlich neubearbeitet. Dieser Bezirk ist Teil des Tirolisch-Norischen Deckensystems und die Magnesitvorkommen sind Großteils mit silurisch-devonischen Dolomiten der Hochhörndler Schuppenzone assoziiert. Die Bildung des Hochfilzen-Magnesits wurde in der Vergangenheit kontrovers diskutiert.
Um die Bildung des Magnesits zu verstehen und ein Genesemodell aufzustellen, muss (1) das Alter des Magnesits bestimmt werden und (2) das mineralisierende Fluid charakterisiert werden. Dafür wird eine Reihe von analytischen Methoden angewandt: Die geochemische Information der Hauptminerale wird mittels Mikrosondenanalysen (Hauptelemente) und LA-ICP-MS (Spurenelemente) bestimmt. Zusätzlich wird auch die Elementverteilung in Handstücken kartiert (µ-RFA), stabile Isotope gemessen und kohlenstoffreiches Material mittels Raman-Spektroskopie untersucht. Um das mineralisierende Fluid zu definieren werden Untersuchungen an Fluideinschlüssen durchgeführt und Sm-Nd Alterdatierungen an Karbonaten sollen helfen die Magnesitbildung in einen geodynamischen Kontext einzuordnen.
