Rohstofflagerstätten und deren Nutzung

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Rohstofflagerstätten und deren Nutzung Seit im Jahr 1972 der Club of Rome seine Studie „Die Grenzen des Wachstums“ (englischer Originaltitel: „The Limits to Growth“) veröffentlicht hat, ist die Frage der Verfügbarkeit von Rohstoffen zu einem allgegenwärtigen Thema in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft geworden. Die Bereitstellung von Rohstoffen erscheint angesichts einer wachsenden Weltbevölkerung, einer Angleichung der Lebensbedingungen und der damit einhergehenden Zunahme des weltweiten Pro-Kopf-Verbrauchs an Energie und Ressourcen als zentrale Herausforderung für die Menschheit. Die Exploration von Lagerstätten, die Gewinnung und Aufbereitung, aber auch das Recycling und die Substitution von Rohstoffen sind aktuelle Problemfelder, die darüber entscheiden können, in welchem Umfang künftige Generationen in friedlichem Miteinander und angemessenem Wohlstand leben werden.

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Verbreitung und Nutzung mineralischer Bodenschätze

1.1 Lagerstätten mineralischer Rohstoffe und deren Verbreitung Unser mineralisches Rohstoffreservoir ist die äußere Erdkruste, die sich aus einer Vielzahl von Gesteinen zusammensetzt. 99 % ihrer Masse werden aber nur von neun der 92 natürlich vorkommenden Elemente gebildet, unter denen Sauerstoff (47 %) und Silizium (28 %) eine herausragende Stellung besitzen. Der Anteil von Aluminium beträgt 8 % und der von Eisen 5 %. Als Lagerstätten werden abbauwürdige Konzentrationen nutzbarer mineralischer Rohstoffe bezeichnet, die sich auf der Erdoberfläche, dem Meeresboden oder in der Erdkruste gebildet haben. Geologen unterscheiden folgende Typen mineralischer Lagerstätten:

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Primäre syngenetische Lagerstätten Syngenetisch bedeutet, dass die metallischen Mineralien zur gleichen Zeit entstanden sind wie das Gestein, in dem sie eingeschlossen sind. Weit verbreitet sind die syngenetischen Ablagerungen magmatischen Ursprungs. Das Magma kühlte zur Erdoberfläche hin ab und erstarrte, wobei die enthaltenen Verbindungen auskristallisierten. Wenn sich unter diesen Mineralverbindungen solche mit einer so hohen Konzentration befinden, dass die Metalle daraus wirtschaftlich gewonnen werden können, spricht man von einer Erzlagerstätte. Sedimentäre syngenetische Erze wurden in einem See oder im Meer zusammen mit Sand, Ton usw. häufig in Schichten abgelagert. Zahlreiche Eisen- und Manganlagerstätten wurden auf diese Weise gebildet. Primäre epigenetische Lagerstätten Von einem in der Tiefe liegenden Magmakörper aus fanden, den Klüften und Spalten im Gestein folgend, mineralische Dämpfe den Weg an die Erdoberfläche. Dabei kühlten sie sich ab und die in ihnen enthaltenen Stoffen kristallisierten in einer ganz bestimmten Reihenfolge nacheinander aus. Diese Ganglagerstätten sind wirtschaftlich besonders wertvoll, weil auf natürlichem Wege eine stufenweise Anreicherung von Elementen erfolgt, die sonst nur in Spuren und gemischt auftreten. Die Anreicherung von nutzbaren Mineralien kann auch unter dem Einfluss der Verwitterung erfolgen. Zu diesen Verwitterungslagerstätten zählen etwa die Eisenerzlagerstätten an den nordamerikanischen Großen Seen und die Bauxitlagerstätten in Südeuropa. Hier entstanden an Ort und Stelle kompliziert aufgebaute Aluminiumoxide, die derart angereichert den Verwitterungsboden zu einem Erz und den Abbau lohnend machen. Sekundäre Lagerstätten Die Erze primärer Lagerstätten können durch eine später einsetzende Erosion angegriffen und etwa durch Flüsse weitertransportiert werden. Kommt es dann an einer anderen Stelle zu einer erneuten Anreicherung, spricht man von einer sekundären Lagerstätte. So sind z. B. die berühmten Goldvorkommen des Witwatersrand in Südafrika sekundäre Lagerstätten, wo die Goldvorkommen in einer sedimentären Serie nur in einer bestimmten Schicht in großer Tiefe abbauwürdig sind.

Die Mehrzahl mineralischer Rohstofflagerstätten hat ihre Ursache in plattentektonischen Vorgängen während bestimmter geologischer Zeitabschnitte in ausgewählten Regionen der Erde. So entstanden im Tertiär die Kupferlagerstätten im Bereich der Anden als Folge der Krustenaufschmelzung und Magmabildung bei der Kollision der Nazca-Platte mit der amerikanischen Platte. Plattentektonische Vorgänge führten im Präkambrium vor vier Mrd. Jahren zur Bildung der reichen Buntmetalllagerstätten in den kontinentalen Schilden Kanadas, Australiens und Südafrikas. Der modernen Meeresforschung verdanken wir wichtige Erkenntnisse über die Bildung mineralischer Lagerstätten auf dem Tiefseeboden. Allerdings ist