Kartierung im Berg, Arzberg

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1 Kartierung im Berg, Arzberg Autor: Gruppe 7 Philipp Heilig ( ) Harald Bauer ( ) Markus Palzer ( ) Datum: 26. März 2010

2 Inhaltsverzeichnis 2 Inhaltsverzeichnis 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine Das Grazer Paläozoikum und die Vererzungen Bergbau in Arzberg Erze und Nebengesteine Barytvererzungen Quarzeinlagerungen Bleivererzungen Serizitschiefer/Schwarzschiefer Sekundäre Bildungen von Eisenkarbonaten und Sinterbildungen Tektonik Der Arzberg Erbstollen Schichtung Falten Störungen und Abschiebungen Kartierung Zum Stollenabschnitt des Erbstollens Zur Arbeitweise Zur Karte Karten 12 Literaturverzeichnis 13 Abbildungsverzeichnis 13

3 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine 3 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine 1.1 Das Grazer Paläozoikum und die Vererzungen Das Grazer Paläozoikum[Tollmann1977] ist ein in der Steiermark liegender oberostalpiner Beckenkomplex. Seine Ausdehnung ist ca. 50km lang und 25 km breit. Geologisch wird das Grazer Paläozoikum im Westen vom Kleinalmkristallin, im Norden/Nordosten vom Rennfeldkristallin, im Osten vom Angerkristallin und vom Kristallin von St. Radegund diskordant und fernüberschoben aufliegend begrenzt. Die Blei-Zink-Vererzungen dürften im Zeitraum oberes Silur-Unterdevon zur Ablagerung gekommen sein. Im Wesentlichen lassen sich zu diesem Zeitpunkt drei Ablagerungsräume unterscheiden: Im Süden ist eine Küstenentwicklung (Rannachfazies) zu erkennen. Durch Vulkanismus an der Wende Silur/Devon kamen unterschiedlich stark beeinflusste tonige Sedimente zur Ablagerung. Darauf folgen sandig-karbonatische Sedimente. Diese Bedingungen sind für die Ausbildung von Blei-Zink-Lagerstätten gänzlich ungeeignet. Aus der Rannachfazies sind deshalb auch keine Vererzungen bekannt. An die Rannachfazies grenzte im Norden eine Schelfentwicklung (Hochlantschentwicklung). An der Grenze Silur/Devon kamen dort in erster Linie karbonatische Sedimente zur Ablagerung. Örtlich bildeten sich auch Schwarzschiefer aus. Mehrere geringmächtige Tufflagen weisen auf einen basischen Vulkanismus hin. Da dieser Ablagerungsraum kaum gegliedert war, ist er für Blei-Zink-Vererzungen ebenfalls ungeeignet. Dem entsprechend sind auch aus der Hochlantschentwicklung keine Vererzungen bekannt. Im Unterdevon begann zwischen diesen beiden Ablagerungsräumen eine Beckenentwicklung (Tonschieferfazies). Schnell entwickelte sich ein starker basischer submariner Vulkanismus. Es bildeten sich zahlreiche kleine Becken aus, in denen kein Wasseraustausch erfolgte. Nur in diesen O 2 -armen (anoxischen) Becken war die Ablagerung von Blei-Zink- Vererzungen möglich. Die Vererzungen des Grazer Paläozoikums sind somit faziesgebunden. Das Rifting klingt im Mitteldevon ab. Danach kommt es wieder weitgehend zu einer Faziesangleichung. Im Zuge der variszischen und später alpidischen Orogenese wurden diese Sedimente dann anschließend in sehr komplizierter Art und Weise duktil und sprödtektonisch überprägt. Dabei entstanden mehrere Schollen, die Blei-Zink-Vererzungen enthalten. Eine von ihnen ist die Arzberger Scholle.

4 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine Bergbau in Arzberg Die submarin-sedimentäre Entstehung der Blei-Zinkerzlagerstätten des Grazer Paläozoikums lässt sich auf die Wende Silur/Devon zurückführen. Die Erzanreicherungen erfolgten im marinen Becken unter dem Einfluss eines starken alkalibasaltischen Vulkanismus. Die Bildung der Sulfide erfolgte im Beckenbereich, die der Sulfate an den Beckenrändern. Die Vererzungen sind also faziesgebunden. Die Struktur der Lagerstätte ist aufgrund der alpidischen (kretazischen) Überprägung sehr komplex. Die Vererzungen können unterteilt werden in die Lagervererzungen westlich der Mur und östlich der Mur. Letztere, zu der auch die Lagerstätte Arzberg gehört, lässt sich weiters unterteilen in ein Hangendlager (Baryt, Bleiglanz, Pyrit) und ein Liegendlager (Bleiglanz, Zinkblende, Pyrit, Magnetkies, Fahlerze). Beide Lager sind stratiform und an eine schmale Erzrinne gebunden (100m lang, ca m breit)[weber2010]. Das Hauptgestein bildet Schwarzschiefer, der unter den vom Vulkanismus verursachten, euxinischen Bedingungen entstand. Zur Erzanreicherung führten metallhaltige, hydrothermale Lösungen, die aus Black Smokers aus dem Meeresboden aufstiegen. Die aufgeschlossene Vererzung im, von uns teilkartierten, Erbstollen besteht vorwiegend aus laminiertem Baryt und Bleiglanz [Weber1990]. Es handelt sich hierbei um das Hangendlager, das Liegendlager befindet sich unterhalb des Stollens. Der Bergbau in Arzberg und Umgebung wurde seit dem Mittelalter betrieben, wobei ca. 30km Stollen gegraben wurden. In Arzberg bestand die Grubenanlage aus dem Raab- und Erbstollen, siewie Mariahilfstollen, Josefistollen und Kirchenstollen. Der Bergbau wurde aus wirtschaftlichen Gründen Anfang des 20Jhdts aufgegeben. In den Jahren wurden wieder geologische Untersuchungen durchgeführt, die drei mögliche Hotspots ergaben, von denen nur einer als abbauwürdig angesehen wurde. Trotzdem wurde kein Abbau mehr durchgeführt[weber1990]. 1.3 Erze und Nebengesteine Barytvererzungen Baryt findet sich im Hangendlager, jedoch nicht im Liegendlager. Im Erbstollen findet sich lautdie Baryt-betonte Vererzung auf der Sohle. Wir konnten sie auf unserem 20m langen Teilabschnitt jedoch nicht erkennen Quarzeinlagerungen Sowohl linsen- als auch lagenartige Quarzeinschlüsse sind zahlreich vorhanden. Auf unserem Abschnitt jedoch hauptsächlich auf der W-Ulme und teilweise auch an der First zu finden. Generell sie folgen der Schieferung bzw. Faltung.

5 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine 5 Abbildung 1.1: Quarzgang Abbildung 1.2: Quarz Bleivererzungen Neben dem Baryt soll im Erbstollen die Bleiglanzvererzung stark ausgeprägt sein, konnte von uns auf unserem Abschnitt aber nicht ausgemacht werden Serizitschiefer/Schwarzschiefer Die Vererzungen befinden sich in dunkelgrau bis schwarzem, wechselnd karbonatischem Serizitschiefer, der an vielen Stellen sowohl linsen- als auch lagenartige Quarz- und Karbonateinschlüsse aufweist. Der einfache Mineralgehalt deutet auf eine Entstehung aus kalkig-tonigen Sedimenten hin. Schwarzschiefer entsteht aus Sedimenten, die in euxinischem bis anoxischem Milieu abgelagert wurden. Abbildung 1.3: Schwarzschiefer Sekundäre Bildungen von Eisenkarbonaten und Sinterbildungen Einige rostigrote Stellen lassen auf die nicht gefundene, aber im Hangendlager eigentlich vorhandene, Pyritvererzung schließen. Es handelt sich hierbei um Verwitterungsvorgänge und die sekundäre Bildung von Eisenkarbonaten. An zahlreichen Stellen unseres Abschnitts findet man kleinere, an zwei Stellen (W-Ulme 7-8m, 9-10m) auch größere Bildungen von Sinterkalken. Sie beschränken sich jedoch fast ausschließlich auf die W-Ulme und lassen die vielen Störungen dieses Bereiches noch besser erkennen.

6 1 Ein Überblick über die Geologie und die Gesteine 6 Abbildung 1.4: Eisenkarbonatbildungen, 6m, E-Ulme Abbildung 1.5: Sinterbildungen, 9-10m, W-Ulme

7 2 Tektonik 7 2 Tektonik 2.1 Der Arzberg Die Entstehungsgeschichte der Passailer-Gruppe, zu der der Arzberg gehört, hat zu einem sehr komplexen Lagerstättenbau geführt und konnte schon bei der ersten Einfahrt von uns beobachtet werden. Die grünschieferfazielle Überprägung (L. Weber) während der eoalpinen Orogenese führte zu dem schichtparallelen Schieferungsgefüge, das wir heute beobachten können. Folgend kann auch eine paläogene-neogene Abschiebungstektonik beobachtet werden. 2.2 Erbstollen Der von uns untersuchte Abschnitt des Erbstollens zeigt einige strukturgeologiesche Elemente, die hier an je einem Beispiel erläutert werden sollen. Wir können dabei Ansätze von spröd- und duktiltektonischen Elementen, wie Abschiebungen und S-Falten, erkennen Schichtung Wie Leopold Weber[Weber1990] gezeigt hat läuft im Bereich des Erbstollens eine Schichtung der Erz-und Barytlagen in OSO-WNW streichend. Dieser großflächige Trend konnte in unserem Kartierungsbereich beobachtet werden. Die von uns erhoben Daten lassen in etwa diese Orientierung erkennen. Abbildung 2.1: Lage der Schieferung

8 2 Tektonik Falten Die bereits erwa hnte starke Deformation fu hrt zu ausgepra gten Faltenstrukturen, die wir beobachten ko nnen. Fu r einen angenommen Antiklinalbau konnte eine Achsenorientierung in ONOWSW streichend und ONO fallend gefunden werden[weber1990]. Hier konnten wir mit unseren Messungen ebenfalls diese Beobachtung machen. Abbildung 2.2: Lage der Faltenachsenebene Im Bereich Meter 10 bis 16 konnten wir einige gut ausgebildete Faltenstrukturen erkennen. Hier ist eine S-Faltung zu sehen, die u ber einen großen Bereich ausgebildet ist. Abbildung 2.3: S-Faltenbildungen, Ost-Ulme, 8m Sto rungen und Abschiebungen Entlang des gesamte Erbstollens sind an beiden Ulmen durchgehende Sto rungen und Abschiebungen erkennbar. Die Sto rungen sind oft in Verbindung mit Sinterbildungen zu sehen. Ebenfalls kann bei gro ßeren Sto rungen auch eine A nderung der Schieferungsrichtung erkennbar sein. Aus den Daten la sst sich jedoch einen Trend erkennen.

9 2 Tektonik 9 Abbildung 2.4: Lage der Störungen Abschiebung mit Riedelscherrfläche Auf der Ost-Ulme konnten wir eine Abschiebung mit einer Riedlscherfläche, anhand der wir die Abschiebungsrichtung bestimmen konnten, beobachten. Abbildung 2.5: Ost-Ulme Meter 4 Sichtrichtung Süden Störungzone mit Kataklasiten An zwei Stellen konnten wir an Störungen Kataklasite erkennen, im ersten Teilabschnitt bei ca. 3,5m und im dritten Teilabschnitt bei ca. 16m.

10 3 Kartierung 10 3 Kartierung 3.1 Zum Stollenabschnitt des Erbstollens Von unserer Gruppe wurde der Erbstollen zwischen Meter 60 und 80 ab der Seismikanlage bearbeitet. Der vor uns gelegene Abschnitt von Meter 40 bis 60 wurde von der Gruppe Schröckenfuchs, Popovic bearbeitet. Nach uns wurde keine Gruppe zur Bearbeitung herangezogen. Der Stollenabschnitt hat eine Orientierung von annähernd Nord-Süd. Dementsprechend werden von uns die Ulmen auch West- und Ostulme genannt. Abbildung 3.1: Übersichtsplan des Kartierungsbereich 3.2 Zur Arbeitweise Nach unseren aufgenommenen Daten wurde eine Karte im Maßstab 1:100 angefertigt. Anhand von Messungen, Zeichnungen, Bildern und Auswertungen wollen wir unser Kartierungsgebiet näher erklären.

11 3 Kartierung Zur Karte Unser Abschnitt des Erbstollens gliedert sich in drei Teilabschnitte mit unterschiedlicher Orientierung (Abbildung 3.1). Der erste Teilabschnitt (0-4,2m) ist im Bereich von 0m bis 4m von zwei Störungen durchzogen. Diese zeigen einen deutlichen Versatz, der durch eine Ändererung in der Schieferung gekennzeichnet ist. Der zweite Teilabschnitt (4,2-13,6m) zeigt bei 5m eine Abschiebung, die durch eine Riedelscherfläche gekennzeichnet ist. Zwischen 7m und 13,5m ist eine sehr starke Verfaltung zu sehen, die keine eigentliche Schichtung mehr erkennen lässt, da sie der Faltung folgt. In diesem Teilabschnitt befinden sich auf der Westulme auch die größten Sinterbildungen unseres Abschnitts. Im dritten Teilabschnitt (13,6m - 20m) ist wieder eine deutliche Schieferung erkennbar und die Verfaltung nimmt ab.

12 4 Karten 12 4 Karten Abbildung 4.1: Karte des Stollenabschnitts

13 4 Karten 13 Literaturverzeichnis [Weber1990] L. Weber, Die Blei-Zinkerzlagerstätten des Grazer Paläozoikums und ihr geologischer Rahmen. Universitätspresse, Habilitationsschrift, Wien, 1990, pp [Weber2005] L. Weber, Die silberführende Blei-Zinklagerstätte von Arzberg (Oststeiermark). Joannea Geol. Paläont. 7, 2005, pp 9-23 [Weber1992] L. Weber, Archiv für Lagerstättenforschung. Ausgabe 12, 1992, pp 157 [Tollmann1977] A. Tollmann, Geologie Österreichs, Band 1: die Zentralalpen. 1977, pp 458 [Weber2010] L. Weber, Präsentation zur Exkursion zum Arzberg, Abbildungsverzeichnis 1.1 Quarzgang, Bild von Harald Bauer Quarz, Bild von Philipp Heilig Schwarzschiefer, Bild von Philipp Heilig Schwarzschiefer, Bild von Philipp Heilig und Harald Bauer Sinter, Bild von Harald Bauer Lage der Schieferung Lage der Faltenachsenebene S-Falten, Bild von Philipp Heilig Lage der Störungen Schwarzschiefer, Bild von Philipp Heilig Stollenkarte, Bild von Harald Bauer Abschnittskarte von Heilig, Bauer und Palzer