Beitrag zur Erkundung und metallogenetischen Charakteristik der Li-Sn-W-Greisenlagerstätte Zinnwald, Osterzgebirge, Deutschland


Beitrag zur Erkundung und metallogenetischen Charakteristik der Li-Sn-W-Greisenlagerstätte Zinnwald, Osterzgebirge, Deutschland

Neßler, J.; Seifert, T.; Gutzmer, J.; Müller, A.

Die Lagerstätte Zinnwald gehört zu den bedeutendsten Greisenlagerstätten der zentraleuroäischen Varisziden, die nach einem über mehrere Jahrhunderte währenden historischen Bergbau auf Sn- und W-Erze erneute rohstoffkundliche Bedeutung hinsichtlich ihrer Li-Ressourcen erlangt hat. Im Zuge einer internationalen Bewertungskriterien entsprechenden Explorationskampagne wurde die Lagerstätte zwischen 2011 und 2014 auf Li-Sn- und W- führende Greisenerze erkundet, welche im obersten Teil der grenzüberschreitenden Granitintrusion von Zinnwald entwickelt sind.
Auf Grundlage historischer Erkundungsergebnisse und insgesamt neun im Projektzeitraum abgeteufter Kernbohrungen (Gesamtlänge ca. 2480 m) war es möglich neben der Abschätzung der Li-Ressourcen generelle Charakteristika zur Ausbildung der Greisenmineralisation im deutschen Lagerstättenteil abzuleiten. Ein wesentliches Ergebnis liegt in der Bestätigung der strukturell kontrollierten Lagerstättenarchitektur vor, welche eine flach fallende und generell dem Granitkontakt folgende Lagerung der Greisenerzkörper im Endokontakt entlang subhorizontaler Abkühlungsklüfte vorsieht. Während der Hauptanteil der Li-Mineralisation im zentralen Scheitelbereich der albitgranitischen Intrusion ausgebildet ist, konnte mit Hilfe der aktuellen Bohrungen der Nachweis einer weiteren Hauptvererzungszone mit bis zu 50 m mächtigen Greisenkörpern entlang der Ostflanke erbracht werden. Ein weiteres Ergebnis von außerordentlicher metallogenetischer und möglicherweise ökonomischer Bedeutung stellt die Entdeckung einer kontinuierlich mineralisierten Zone disseminierter Sn-W-Vererzung von schwach vergreistem Albitgranit im Liegenden der Greisenerze dar. Mit einer scheinbaren Mächtigkeit von 20 m lässt sich diese im Liegenden der Greisenkörper über eine streichende Erstreckung von mindestens 700 m nachweisen.
Die chemische Zusammensetzung der Gesteine und Erze im Endo- bzw. Exokontakt wurde anhand von über 1300 Multielementanalysen von Bohrkern- und untertägigen Schlitzproben bestimmt. Der geochemisch bereits stark spezialisierte Charakter der Granitintrusion von Zinnwald hat im Zuge der metasomatischen Vergreisungsprozesse eine weitere Vervielfachung der Konzentrationswerte, insbesondere für F, Fe, Li, Rb, Cs, Zn sowie Sn, W und Mo, erfahren. Während die Erzelemente Li und W keine systematischen Veränderungen über den Teufenbereich der Vergreisung zeigen, deuten die Sn-Konzentrationen in Greisen und vergreisten Albitgranit auf eine deutliche Abnahme mit zunehmender Entfernung zum Endokontakt.
Das Haupterzmineral der Li-Mineralisation stellt das trioktaedrische Schichtsilikat Zinnwaldit dar, welches mit durchschnittlich 25 Vol. % am Modalbestand typischer Greisen beteiligt ist. Neben Li Gehalten zwischen 1,1 und 2,3 Gew. % deuten umfangreiche Untersuchungen mittels EPMA und LA-ICP-MS auf stark variierende, teufenabhängige und für einzelne Gesteinsproben individuelle Ti Sn-Verhältnisse hin. Die Ergebnisse demonstrieren eine gute Übereinstimmung und Fortsetzung geochemischer Trends mit Literaturdaten aus tieferen Bereichen des Granitstocks von Zinnwald/Cínovec und können als Hinweis auf die Spurenelementänderung mit der Transformation von Protolithionit zu Zinnwaldit sowie auf eine erneute Anreicherung von Sn im Kristallgitter der Zinnwalditkörner im obersten, Hauptverer-zungsbereich angesehen werden.
Im Rahmen der vorgestellten Arbeit wurden Zinnwalditseparate aus Greisenerzen, Greisengängen und unvererztem Nebengestein mittels 40Ar/39Ar-Altersbestimmung datiert. Alle Proben deuten im Ergebnis auf ein einheitliches Alter von 312,8±1,8 Ma, welches als Alter der Vergreisung und der damit einhergehenden Bildung von oder Verdrängung durch Zinnwaldit interpretiert wird.
Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen damit zu einem bedeutenden Kenntniszuwachs des Lagerstättenpotentials sowie zum besseren Verständnis von Architektur, Zusammensetzung und zeitlicher Einstufung der Gesteine und Erzmineralisation bei. Die genetischen Implikationen erweitern die generellen Vorstellungen der lagerstättenbildenden Prozesse und können somit hilfreich für weitere Explorationsarbeiten innerhalb der Lagerstätte sowie in anderen granitgebundenen Greisenlagerstätten sein. Weiterhin deuten die Ergebnisse auf einen der metasomatischen Bildung von Li-Glimmergreisen stofflich und evtl. auch zeitlich abweichenden Sn-W-Mineralisationsprozess hin.
Während die Rohstofferkundung die Bedeutung der Lagerstätte Zinnwald als eine der größten Li-Lagerstätten Europas

Keywords: Zinnwald; Erzgebirge; Lithium; Zinn; Metallogenese; Greisen

  • Book (Authorship)
    Freiberg: TU Bergakademie Freiberg, 2017

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-27944
Publ.-Id: 27944