Schwermineral-Survey. Diamanten aus Schwermineralkonzentrat. Versuchsabbaus im Alluvium; Martapura, Süd- Kalimantan; Info: BDI Mining Corp.

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1 Schwermineral-Survey Diamanten aus Schwermineralkonzentrat eines Versuchsabbaus im Alluvium; Martapura, Süd- Kalimantan; Info: BDI Mining Corp. SS 2012, 6. Std.,

2 Prinzip: Schwermineral-Untersuchung in Bachsedimenten oder Bodenproben (Lockersedimente wie Hangschutt, Terrassensedimente, glazigene Ablagerungen); oder Bodenoberflächen in semiariden Gebieten (Schwermineralanreicherung durch Windausblasung leichter Minerale). Notwendig: Verwitterungs-resistente und mechanisch stabile Minerale (ohne ausgeprägte Spaltbarkeit oder sprödes Verhalten beim mechanischen Transport). Transportweiten: einige 100 m (für mechanisch instabile Minerale, z.b. Wolframit (Spaltbarkeit!) bis mehrere km (z.b. Scheelit, Nachweis durch UV- Lampe auch in kleinen Körnern) bis über 1000 km (Diamant).

3 Beispiel: SE-Pegmatite in Südchina Geologische Situation: Selten-Element-Pegmatite in Granit und einem etwa 5x 10 km großen Gebiet westlich des Granitkontaktes; Columbit, Zinnstein und etwas Gold durch Kleinbergbau aus kleinerem Fluss im Granitgebiet gewonnen, vereinzelte Pegmatite in angrenzenden Tonschiefern, Grauwacken, Sandsteinen, geringmächtige Gänge mit ausgedehnter lateraler Verbreitung, Verdacht auf Pegmatitschwärme Ziel der Untersuchung: Lokalisierung weiterer vererzter Pegmatite Beprobungsmethode: junge Terrassensedimente auf beiden Talseiten; etwa 500 g / Probenahmeort, Probeabstände einige 10 bis 100 m, etwa 13 Proben/km2; Abtrennung der Schwermineralfraktion im Labor. Optische Bestimmung der Schwermineralanteile: Zinnstein, Columbit (Fe, Mn)(Ta,Nb)2O6, Gold, Zinnober HgS, Wolframit (Fe, Mn)WO4, Zirkon, Monazit (Ce, La, Th)PO4, Xenotim Y(PO4); (Beryll nicht gewinnbar, da Leichtmineral)). Ergebnis: Brauchbare Minerale: Columbit, z.t. Zinnstein (vor allem in Verbindung mit Columbit); Gold und Zinnober nur sporadisch, Wolframit als möglicher Hinweis auf Wolframit-Zinnstein-Quarz-Gänge; Aufteilung des Gebietes (nach Columbit-Anteilen) in Bereiche mit hohen Anteilen (stark vererzter Pegmatit oder mehrere Pegmatite zu erwarten): hohe Priorität für Folgeuntersuchungen; mit geringen Gehalten: für spätere Untersuchungen; und ohne diese Minerale (wahrscheinlich ohne Potential).

4 Schwermineralsurvey in Terrassen- und Hangfußsedimenten zur Feststellung von Gebieten mit Zinnstein- und Columbit-führenden Pegmatiten (umrandete Gebiete); Kreissegment- Darstellung der Ergebnisse in g/t (für Columbit, Zinnstein, Wolframit, Zirkon, Monazit, Xenotim) oder Körner pro Probe (für seltene Minerale: Zinnober, Gold) Umrandete Bereiche I V: höhere Gehalte an Columbit/Zinnstein, für nächsten Explorationsschritt vorgesehen

5 Beispiel: Magnetit-Gold-Skarn,Papua Neuguinea Geologische Situation: Bekanntes Skarnvorkommen mit Magnetit, Pyrit, Gold, etwas Cu (proximal) und etwas Pb, Zn (distal) in karbonathaltigen alttertiären Sedimenten am Kontakt zu jungtertiären Andesiten. Abbau auf Gold im Kleinbergbau (Festgestein, Terrassen und Sedimente des aktiven Flusses unterhalb der bekannten Vererzung). Schlechte Aufschlussverhältnisse in bergigem Gebiet mit tiefer Verwitterung. Ziel: regionale Suche nach weiteren Au-Magnetit-Skarnen in vulkanischem Gebiet methodisch: Probenahme: Sedimente aktiver Bachläufe Indikator- und Pfadfinderminerale (Gold bzw. Skarnminerale wie Epidot, Diopsid, Amphibol, Granat) Problem: Epidot und Granat auch in den konsolidierten Sedimenten (aus erodierten älteren Metamorphiten als Schwerminerale) potentiell vorkommend; Granat aus Skarn: typischerweise Grossular-Andradit, also unterscheiden von Almandin etc.

6 Beispiel: Prospektion auf primäres Diamantvorkommen/Indonesien (Kalimantan) Ausgangssituation: aktive und Paläo-Flusssedimente (unter steriler Überdeckung) mit Diamanten, Gold, PGM, Korund, etc. in breitem Tal, wahrscheinlich mehrfach umgelagert (sekundäre oder tertiäre Ablagerung) Ziel: Auffinden des primären Diamantvorkommens (Kimberlit oder Lamproit) Methode: : Schwermineral-Survey im Drainagesystem des bergigen Hinterlandes; Indikatorminerale: (Diamant), Cr-reicher Chromit (Mg, Fe)(Cr, Fe, Al)2O4, Mg-Ilmenit (Fe, Mg)TiO3, Granat G 10 (chemisch charakterisierte Pyrop-Art), Cr-Diopsid als typische Minerale für Kimberlite und Sedimente mit Kimberlit-Material Ergebnis: vereinzelte und verstreute Vorkommen von Indikatormineralen in geringen Gehalten im Gebiet eines Konglomerates bzw. angrenzend, kein Hinweis auf primäres Vorkommen, bestätigt die Vermutung auf mehrfache Umlagerung der Diamanten.

7 Rot: Indikatorminerale; Py: Pyrop Cd: Cr-Diopsid, Cr: Cr-reicher Chromit; rotes Parallelogram: alluvialer Diamantenabbau Weiße Kreise: Probenahmeorte Bobaris Diamond Project, BDI Mining Corp. Schwermineralsurvey auf primäres Diamantvorkommen; Süd- Kalimantan/Indonesien

8 Gold im Schwermineralkonzentrat (panning); unterschiedliche Konzentrationsbereiche (Symbolgröße): kein Gold, Staub, bis 10 Körner, bis 35 Körner; periphere Beprobung: Interpretation entsprechend Drainage-System für follow-up

9 Schwermineral- Anomalien in aridem Gebiet: durch Wind verfrachtete Minerale, hier Mg-Ilmenit (Mg,Fe)TiO 3 als Indikator-Mineral für Kimberlit

10 Resumé: Brauchbare Schwerminerale: verwitterungs- und transportbeständig; typisch für bestimmte Mineralisationen oder Gesteine; verwendbar für Suche nach primären und sekundären (Seifen-) Vorkommen: Minerale wie Gold, PGM (für Seifen), Columbit, Zinnstein, Wolframit (schlechte Transportresistenz), Scheelit (leichte Identifizierung mit UV), Zinnober, Antimonit (schlechte Transportresistenz), Diamant, Baryt (als gesuchtes Mineral oder als typischer Begleiter einer Mineralisation, dto. Flussspat), Topas (für Greisen), u.a.. Im allg. keine Verwendung für Amphibole, Pyroxene, Zirkon, Ilmenit, Staurolith, Turmalin, Magnetit, Spinelle, Rutil, Epidot, Monazit, Apatit etc (Ausnahme z.b. farbige Turmaline als Hinweis auf spezielle Pegmatite, hier auch Topas (Al2(F,OH)2/SiO4); andere (schwere) Edelsteine (z.b. farbiger Korund) in alluvialen Sedimenten (i.d.r. aber weitaus höhere Konzentrationen im Placer als im Primär-Vorkommen).

11 Probenahme: Sedimente aus Schwermineralfallen in aktiven Wasserläufen (Lokalitäten mit starkem Abfall der Strömungsgeschwindigkeit) und jungen Flussterrassen (tiefste Lagen); größere Probemengen aus Erosionsrinnen und Schuttfächern (tiefste Lagen); eindeutige Zuordnung des Einzugsgebietes notwendig, bei Terrassen schwierig. Follow-up: Verdichtung des Probenahmenetzes; in Böden möglichst tiefe Zone über dem Anstehenden beproben, heavy mineral train aus verwitternder Mineralisation! In glazial überformten Gebieten auch aus Till: Transport durch Gletscher und Schmelzwässer über relativ weite Distanzen. Beispiel: Ekati-Kimberlit in Kanada durch Kimberlit-typische Minerale in glazigenen Sedimenten gefunden. Probenaufbereitung: - Vorkonzentrat mit Waschpfanne (am Probenahmeort oder im Camp; zeitaufwändig!); - Siebung in Kornfraktionen (trocken oder naß); - Trennung mit Schwereflüssigkeiten (Bromoform CHBr3, 2.88 g/cm3; Tetrabromäthan C2H2Br4, 2.95 g/cm3; Dijodmethan CH2J2 (teuer), 3.3 g/cm3, alle gesundheitsschädlich); - optische Bestimmung, Kornzählung bzw. Wägung für Angaben in g/t (setzt Trocknung und Wägung der Originalprobe voraus!). Darstellung: in geologisch-topographischer Karte mit Einzugsgebiet-Abgrenzung

12 Einfache Methode während der Kartierung oder der Beprobung von Bachsedimenten: Achten auf Gerölle mit Anzeichen für Mineralisation. Gut in bergigen Gebieten oder bei schlechten Aufschlussverhältnissen, weniger brauchbar im Flachland (Akkumulation von viel Material, menschliche Aktivität); boulder trains in glazigenem Gebiet Float Survey : Mineralisierte Gerölle, durch Gletscher verfrachtet; Laisvall Blei-Lagerstätte, Schweden; aus Moon et al., 2005

13 Beispiel für kombinierte Bodengeochemie (A o -Horizont) und Schwermineral-Beprobung; Geochemische W-Anomalien im Humus und im Schwermineralkonzentrat in glazigenen Sedimenten; Nachweis von Scheelit (mit UV- Lampe) in Schwermineralkonzentraten; Vererzung: Skarn mit Wolframit und Scheelit aus Govett, 1983