Rohstoffe (stark vereinfachte Übersicht)

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1 Rohstoffe (stark vereinfachte Übersicht) Rohstoffe (primär) = natürliche Ressourcen, die (abgesehen vom Herauslösen aus ihrer natürlichen Quelle) noch keine Bearbeitung erfahren haben Rohstoffe (sekundär) = durch Wiederverwendung gewonnene Ressourcen Unterteilung der Rohstoffarten: - nach Eigenschaften; z.b. anorganische und organische - nach Regenerierbarkeit; z.b. nachwachsende und nicht erneuerbare - nach Herkunft, Gewinnungsart, Verwendung Elementrohstoffe = natürliche Ressourcen zur Gewinnung einer chemischen Komponente hierzu: Erze = Metallrohstoffe Bsp.: Magnetit (Fe 3 O 4 ; Eisenerz); Bauxit (Gemenge von Al-Oxiden und - hydroxiden); Pyrit (FeS 2 ; Schwefelrohstoff, kein Eisenerz!); Kupferschiefer (Cu, auch Ag, U) Energierohgstoffe = natürliche Ressourcen zur Energieerzeugung Bsp: Stein- und Braunkohle, Erdöl/Erdgas, Uran Eigenschaftsrohstoffe = natürliche Ressourcen, deren Nutzung durch physikalische und/oder chemische Eigenschaften bestimmt ist Bsp.: Diamant als Abrasivum (Härte); Graphit als Schmiermittel (geringe Härte, exzellente Spaltbarkeit); Cinnabarit (Zinnober, HgS; Mineralpigment) hierzu: Massenrohstoffe (Sande, Tone, Gesteine) hierzu: Industrieminerale (Achtung: Der Begriff Industrieminerale wird auch verwendet für synthetische, in der Industrie genutzte anorganisch-kristalline Spezies, welche nicht als Rohstoffe vorkommen (Laserkristalle, β-eukryptit in Ceranfeldern, Keramiken für Zahnersatz) Bodenschätze = auf oder in der Erde vorkommende Industierohstoffe aus anorganischen und fossilen Ressourcen = Bodenschätze (Ausnahme: Wasser) Lagerstätte = Konzentration eines bestimmten Bodenschatzes / Rohstoffs, deren Abbau/Gewinnung ökonomisch lohnenswert ist (Mineral-)Vorkommen = Konzentration eines Bodenschatzes / Rohstoffs, deren Abbau/Gewinnung (derzeit) ökonomisch nicht lohnenswert ist

2 Mineralgenese (stark vereinfachte Übersicht) Allgemeine Termini: Paragenese = typische, weil gesetzmäßige Mineralvergesellschaftung Assoziation = zufällige Mineralvergesellschaftung Akzessorien = weit verbreitete, aber in Gesteinen nur in geringen Konzentrationen vorkommende Minerale (Gegensatz zu Hauptgesteinsbestandteilen) genesekritische Minerale = Minerale, welche nur in einem relativ schmalen Bildungsbereich entstehen (auch Faziesanzeiger) Bsp.: Diamant, Coesit für HP-HT Bsp.: Sylvin für Evaporite Bsp.: Auripigment (As 2 S 3 ) für niedrigstthermale Hydrothermen Durchläuferminerale = Gegensatz zu oben: Minerale, die in sehr vielen Bildungsbereichen entstehen bzw. vorkommen Bsp.: Quarz (liquidmagmatisch, pegmatitisch, pneumatolytisch, hydrothermal, biogen, metamorph, etc.) 1. Magmatische Mineralbildung Magma = glutheiße Schmelze, meist silikatisch (auch karbonatisch oder sulfidisch) Lava = unter Entgasung an die Erdoberfläche ausfließendes Magma 1.a Liquidmagmatische Bildungen = Phasen entstehen direkt aus dem (flüssigen) Magma Bezug zur Auskristallisation der Hauptmenge des Magmas: Frühkristallisate Hauptkristallisate Spätkristallisate Frühkristallisate: wichtige Akzessorien z.b. Zirkon (ZrSiO 4 ), Magnetit (Fe 3 O4), Chromit, (FeCr 2 O 4 ), Spinell (MgAl 2 O 4 ), Apatit (Ca 5 [PO 4 ] 3 F) Hauptkristallisate: Plutonite = Tiefenbildungen, langsame Abkühlung Vulkanite = oberflächennahe oder extrusive / eruptive Bildungen Liquidmagmatische Lagerstättenbildungen: (gravitative) Kristallisationsdifferentiate = Absaigern von früh Ausgeschiedenen kristallinen Komponenten Bsp.: Chromit (Cr), Ilmenit (Ti), Titanomagnetit (Ti) Liquidationsdifferentiate = Bildung von sulfidreichen Teilschmelzen Bsp.: Pyrrhotin (Fe), Pentlandit (Ni), Chalkopyrit (Cu) Diamantlagerstätten!

3 Spätkristallisate: Pegmatite = aus (meist silikatischen) Restschmelzen entstandene Bildungen; langsame Abkühlung bewirkt Riesenkörnigkeit; Bildung um C als Gänge oder Schlieren in granitischen Gesteinen Pegmatitische Lagerstättenbildungen: - Quarz, Feldspäte - Erze: REE; Nb, Ta, Th, Li, Be - Edelsteinminerale: z.b. Beryll, Topas, Turmaline, Spodumen 1.b Postmagmatische Bildungen = Phasen entstehen aus Fluida (Gasen und/oder Flüssigkeiten), die aus dem Magma entwichen sind bzw. sich aus diesem entwickelt haben Pneumatolyte = überkritische Fluida; gebildet aus leichtflüchtigen Komponenten, welche in der liquidmagmatischen Kristallisation nicht in Minerale eingebaut werden konnten; chemisch sehr aggressiv ( verdünnte Säuren : z.b. F, BO3, Cl); Mineralabscheidung um C [ACHTUNG: in neuerer Literatur werden Pegmatite und Pneumatolyte oft nicht mehr getrennt behandelt] Pneumatolytische Lagerstättenbildungen: Kassiterit (Sn), Wolframit (W), Scheelit (W), Molybdänit (Mo) (als Imprägnationsbildungen oder Ganglagerstätten) Hydrothermen = (auch hydrothermale Lösungen) mineralstoffbeladene wässrige Lösungen, flüssig, bis max. 374,15 C warm allgemeine Unterteilung nach Bildungstemperaturen katathermal C mesothermal C epithermal C telethermal <100 C Hydrothermale Lagerstättenbildungen: - intrakrustal: Ganglag., Imprägnationslag., Verdrängungslag. (z.b. Ag, Au, Cu, Zn, Pb, auch Mo) - epikrustal: z.b. submarin-hydrothermal-sedimentär (Fe, Pb, Zn, etc.)

4 2. Metamorphe / metamorphogene Mineralbildung Metamorphose = Umwandlung (eines Minerals in ein anderes etc.) Arten: Regionalmetamorphose = meist durch tektonische Absenkung; charakterisiert durch hohen Druck und hohe Temperatur Sonderfall: druckbetonte Metamorphose bei Subduktion Kontaktmetamorphose = meist in der Nähe von Intrusionen; charakterisiert vor allem durch Temperaturerhöhung weitere Typen: - Schockmetamorphose (z.b. Impaktereignisse) - Dynamometamorphose / Dislokationsmetamorphose Metasomatose = Metamorphose mit Zu- und/oder Abfuhr chemischer Komponenten chem. Verdrängung, z.b. Greisen, Skarne, Pseudomorphosen Beschreibung des Metamorphosegrades: Faziesgruppen Metamorphe/metamorphogene Lagersträtten: - metamorphogene Bildungen: durch Metamorphose entstandene bzw. angereicherte Minerale Bsp.: Skarne (Überprägung karbonatischer Gesteine) mit Pb, Zn, Fe, - metamorphisiertebildungen: Überprägung vorhandener Mineralanreicherungen Bsp.: Eisenquarzite Bsp.: Graphit als metamorphisierter Kaustobiolith (Kaustobiolithe = brennbare, aus Organika zus. Sedimente)

5 3. Sedimentäre Bildung 3.a Klastische Sedimente Klastika (auch klastische Sedimente) = Material, das aus der mechanischen Zerstörung anderer Gesteine stammt (nach dem griechischen klasto = gebrochen, abgebrochen) z.b. Muskovit, Quarz, u.v.m. Restit = nach Abtransport bzw. Verwitterung der übrigen Komponenten am ursprünglichen Ort übrigbleibender unverwitterter Rest Seifen = sekundäre sedimentäre Mineralanreicherungen z.b. Zirkon, Rutil, Ilmenit, Hämatit, ev. Xenotim Lagerstätten der mechan. Verwitterung: Bsp.: Edelmetalle in Seifen (Pt, Au) Bsp.: Schwermineralseifen (Sn, Zr, Ce; auch Diamant) 3.b Chemisch-biogene Sedimente Karbonat-Sedimentite z.b. Calcit Dolomit etc Evaporite (sulfatische und halogenidische Sedimentite) z.b. Gips Anhydrit Halit, Sylvin (Baryt) Weitere: kieselige Sedimentite, Phosphatsedimentite, Al-reiche Verwitterungsbildungen, z.b. Goethit (Limonit) Kaolonit Opal (organogen z.b. Radiolarit) Apatit (Phosphorite), Anhydrit (diagenetisch aus Gips) (Diagenese = niedrigstgradige Metam.; Verfestigung von Lockersed.) Lagerstätten der chem. Verwitterung - in situ (ohne Transport) Bsp.: Laterite (Fe), Bauxit (Al), Kaolin, Hydrosilikate (Ni) Bsp.: Oxydations- und Zementationszone (Edel- und Buntmetalle) - mit Transportweg terrestrisch-limnische Sedimente (Buntmetalle, Ag, U) marine Sedimente (Limonit/Hämatit, Fe-Chlorite) - Biolithe (Metallsulfide durch Bakterien, z.b. Kupferschiefer)