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Exkursion in den Mittel- & Südural

Von Lutz Geißler & Christoph Lenz

Den kompletten Bericht inklusive Reiseerlebnissen und weiteren Abbildungen können Sie bei Lutz Geißler als pdf-Datei (10 MB) beziehen.

Vorwort

Der vorliegende Bericht zur Exkursion in den mittleren und südlichen Ural ist Zeugnis einer seltenen und deshalb umso interessanteren Reise. Die insgesamt 10 Personen umfassende Exkursionsgruppe besuchte mineralogisch und lagerstättenkundlich ausgerichtete Ziele, wie Bergwerke, Halden, Schürfe und Museen. Die drei Wochen im Ural boten die Möglichkeit, viele geologische Einheiten und Lagerstätten kennenzulernen, reichten aber keinesfalls aus, um einen umfassenden Überblick über die Geologie und Mineralogie der Region zu erlangen.
Der Bericht soll in erster Linie fachliche Informationen vermitteln und die besuchten Orte geologisch und mineralogisch charakterisieren. Dies ist natürlich nur in dem Umfang möglich, wie entsprechende Literatur, eigene Beobachtungen oder Erklärungen der Betreuer zur Verfügung standen. Ein besonderes Problem bei der Recherche zu den Exkursionszielen stellt die Tatsache dar, dass die meiste Literatur über Lagerstätten und geologische Aufschlüsse des Urals in russischer Sprache geschrieben ist und ohne Dolmetscher nicht in die Recherche einbezogen werden kann. Außerdem ist es bei der Fülle an geologischen Besonderheiten im Ural und deren unzureichenden Erforschung in einem solchen Bericht nicht möglich, einen zusammenhängenden genetischen Überblick über die besuchten Areale zu geben. Vielmehr musste sich mit punktuellen Erklärungsansätzen zufrieden gegeben werden, da ansonsten der Rahmen des Berichtes gesprengt werden würde. Aus diesem Grund wird am Anfang des Berichtes zumindest ein genereller Überblick über den Aufbau und die Entstehung der Uraliden gegeben.

Besonderen Dank möchten wir an dieser Stelle unseren russischen Betreuern Dr. Michael Popov und Dr. Vladislav Noskewich aussprechen, die die gesamte Exkursion geplant und durchgeführt haben. Sie waren für all unsere Fragen offen und haben uns immer gern fachlich unterstützt.
Weiterer Dank gilt cand. min. André Blasig, der den Kontakt zu den russischen Wissenschaftlern aufgebaut und die Exkursion mit all den notwendigen Behördengängen in Deutschland organisiert hat.

Wir hoffen, mit diesem Bericht, trotz der ungünstigen Literatursituation, einen guten fachlichen Überblick über die Exkursionsziele geben zu können.

Geografischer und geologischer Aufbau des Urals

Der Ural erstreckt sich grob betrachtet in Nord-Süd-Richtung über etwa 2.000 km von der Karasee im Norden bis zur Linie Orenburg – Orsk im Süden an der Grenze zu Kasachstan. Teilweise wird auch noch die Doppelinsel Nowaja Semlja zwischen Barent- und Karasee zum Ural gezählt. Zahlreiche Flüsse haben ihren Ursprung in diesem Gebirge, so zum Beispiel die Flüsse Ufa, Belaja, Samara und Ural, der nach 2.400 km in das Kaspische Meer mündet. Das Gebirge Ural und der gleichnamige Fluss bilden die natürliche Grenze zwischen den Kontinenten Europa und Asien. Topografisch wird das vergleichbar flache Uralgebirge in fünf Abschnitte gegliedert. Von Nord nach Süd sind das der Polar-, Vorpolar-, Nord-, Mittel- und Südural.

Der Polarural befindet sich zwischen 66° bis 69° nördlicher Breite und 62° bis 67° östlicher Länge. Er weist eine Ost-West-Erstreckung von ca. 20 – 30 km auf und verläuft von der Karasee im Norden etwa 90 km nach Süden. Im Vergleich zu den anderen vier topografischen Zonen des Urals, streicht der Polarural nicht genau von Nord nach Süd, sondern knickt leicht nach Osten ab. Die höchsten Erhebungen des Urals befinden sich in seinem nördlichsten Teil mit den Bergen Narodnaya (1.895 m), Karpinskij Pick (1.795 m), Telposiz (1.694 m) und Sablya (1.648 m), die entsprechend dem polaren Klima mit Schnee und Eis bedeckt sind.

Der Vorpolarural (Subpolarural) liegt zwischen 63° bis 66° nördlicher Breite und 59° bis 62° östlicher Länge. Er stellt die Übergangszone vom Polar- zum Nordural dar und ist ebenso wie der Polarural noch von Gletschern gekennzeichnet. Im Nordural verringert sich der Einfluss des polaren Klimas zunehmend. Er erstreckt sich zwischen 59° bis 64° nördlicher Breite und ca. 59° östlicher Länge. Zwischen 56° bis 60° nördlicher Breite und 58° bis 61° östlicher Länge schließt sich der Mittelural an, dessen höchste Erhebung das Yurma-Gebirge (300 – 500 m) ist. Die Morphologie ähnelt schon fast der eines Flachlandes.
Dies ändert sich wieder im Südural, der sich zwischen 52° bis 56° nördlicher Breite und 57° bis 60° östlicher Länge befindet. Der höchste Berg, der Yama Tau (1.639 m) macht den rasanten Morphologieanstieg im Vergleich zum Mittelural deutlich. Außerdem erreicht die Ost-West-Erstreckung des Urals in seinem südlichsten Teil mit 150 km ihr Maximum.

Abb. 1. Links: Die Einteilung des Urals in fünf geografische Bereiche. Rechts: Die grundlegende geologische Unterteilung der Uraliden (verändert nach Pérez-Estaún & Brown).

Abb. 1. Links: Die Einteilung des Urals in fünf geografische Bereiche. Rechts: Die grundlegende geologische Unterteilung der Uraliden (verändert nach Pérez-Estaún & Brown).

Der Ural bietet nicht nur einen wechselhaften geografischen, sondern vielmehr einen auf den ersten Blick einfachen, im Detail aber sehr komplizierten geologischen Aufbau. Ebenso wie das Gebirge an sich streichen auch dessen wichtigsten geologischen Strukturen in Nord-Süd-Richtung. Der Ural bildet den Grenzbereich zwischen dem Osteuropäischen Kraton und Nordasien. Er unterteilt sich in sechs große geologische Einheiten (Abb. 1), die nachfolgend kurz von West nach Ost vorgestellt werden sollen.

Die westlichste Zone (abgesehen von der Voruralsenke) bildet der Westliche Falten- und Überschiebungsgürtel, der das eigentliche Morphogen Ural bildet. Dieser Vorlandüberschiebungsgürtel ist die am besten aufgeschlossene Einheit des gesamten Urals und besteht aus kontinentalen Krusteneinheiten, die sich nochmals in den West- und Zentralural gliedern lassen. Der Westural ist durch auf dem Osteuropäischen Kraton aufliegende Sedimente aus Vorlandflysch, Molasse und bei der Gebirgsbildung verformten und metamorphisierten Kontinentalrandsedimenten gekennzeichnet. Ordovizische bis unterpermische Karbonatformationen befinden sich vor allem im Norden und in der Mitte des Westurals. Diese mächtigen Ablagerungen zeigen Ähnlichkeiten mit gleichaltrigen Sedimenten am Ostrand der Russischen Plattform. Im Süden des Westurals (im sogenannten Zilair-Synklinorium) treten hauptsächlich oberdevonische bis unterkarbone Flyschsedimente auf. Ganz anders zeigt sich der Ostbereich des Westurals. Dort herrschen ultrabasische und gabbroide Gesteine, basische Vulkanite und ordovizische bis unterdevonische Cherts vor.

Im Zentralural lassen sich Deckenstapel erkennen, die durch einen West-Transport auf flachen westvergenten Überschiebungsbahnen aus dem Bereich der Haupturalstörung und des Osturals stammen. Es handelt sich dabei um hochmetamorphe archaische und proterozoische Gesteine sowie um riphäische und vendische Abfolgen.

Zwischen Ostural (bzw. dem Westlichen Falten- und Überschiebungsgürtel) und der weiter östlich liegenden Magnitogorsk-Zone befindet sich die Haupturalstörung, die als Sutur wirkt. Sie trennt die überwiegend saure Kruste im Westen von überwiegend basischer Kruste im Osten. Auf der Störung befinden sich etliche ultrabasische Massive (Peridotit, Dunit, Pyroxenit) und Basite (Gabbro, Norit, Diabas, Amphibolit), die steil nach Osten einfallen und als Überschiebungsreste ozeanischer Kruste gedeutet werden. Die Störung an sich fällt flach nach Osten ein und ist in seismischen Profilen bis in Tiefen von 15 km zu verfolgen. Die Haupturalstörung (oder auch Main Ural Fault genannt) war sowohl Subduktionszone (Kambrium-Silur), Überschiebungsbahn (Devon, Karbon) und Strike-Slip-Zone (Perm, Untertrias) und ist seit der Untertrias inaktiv (Görz 2003).

An die Haupturalstörung schließt sich östlich davon der orogene Keil an, der wiederum im Osten vom westlich einfallenden Kartali Seismic Reflector abgegrenzt wird. Bemerkenswert ist, dass den orogenen Keil, morphologisch betrachtet, nur welliges Flachland kennzeichnet. Darunter liegt allerdings der eigentliche Teil des Uralgebirges in Form einer Gebirgswurzel, die im Gegensatz zu anderen großen Gebirgen noch gut erhalten ist. Deshalb lässt sich durch seismische Messungen im Westbereich des Keils auch ein Abfallen der Moho-Diskontinuität auf etwa 53 km Tiefe feststellen. Der orogene Keil unterteilt sich in zwei weitere Zonen, die Zone von Magnitogorsk und die Osturalzone.

Die Magnitogorsk-Zone weist mitteldevonische fore-arc-Sedimente und im Osten Inselbogenvulkanitkomplexe auf, die bei der Uralkollision verfaltet und geringfügig überschoben wurden. Die Grenze zur Osturalzone bildet die Ost-Magnitogorsk-Störung, die vergleichbare Eigenschaften wie die Haupturalstörung zeigt, aber im Gegensatz zu dieser nach Westen einfällt. Zerscherte kalkalkalische Vulkanite, Ophiolithfragmente, Granite und Sedimentite sind typische Gesteine im Bereich der Störung.

Weiter östlich folgt die heterogen aufgebaute Osturalzone, die als besonderes Merkmal Nord-Süd streichende Scherlinsen mit jeweils eigenen Lithologien und Metamorphosegraden aufweist. Im Bereich des Mittelurals zeigen sich innerhalb der Osturalzone Metavulkanite und -sedimente, die von Paläoinselbögen stammen. Der Südural weist hingegen ozeanische Kruste in Scherzonen auf. Typische Gesteine sind dort Gabbro, Serpentinit und Amphibolit. Bedeckt wird diese ozeanische Lithosphäre von kambrischen bis unterkarbonen Klastiten, die durch marine Sedimentation entstanden. Sowohl die Einheiten des Mittel- als auch des Südurals sind innerhalb der Osturalzone von karbonen bis permischen Granit-Gneis-Komplexen durchsetzt, wobei die Granite von Gneisen ummantelt werden.

Die sechste und letzte große geologische Zone des Urals schließt sich im Osten an die Osturalzone an. Die so genannte Transuralzone besteht aus ostvergent gestapelten Inselbogenfragmenten und sauren Gesteinen mit verschiedenen Metamorphosegraden, die von mesozoischen Sedimenten überdeckt werden. Aus diesem Grund wurde die östlichste der sechs Zonen bisher auch nur wenig erforscht.

Die Genese der Uraliden

Die Rekonstruktion einer zusammenhängenden und gleichzeitig wissenschaftlich fundierten Entwicklungsgeschichte der Uraliden ist derzeit noch nicht möglich. Dafür gibt es trotz vieler Untersuchungen und Daten verschiedene Gründe. Wohlaber lassen sich auf dem bisherigen Kenntnisstand wenige gesicherte Aussagen treffen.

An der Bildung des Ural-Gebirges waren paläogeografisch die Osteuropäische Plattform (Baltica), Kasachstania (Kasachstaniden) und der Sibirische Kraton (Angara) beteiligt. Umstritten ist dabei die Rolle von Angara. Im Neoproterozoikum befand sich zwischen dem östlichen Rand von Baltica und den Kasachstaniden der Ural-Ozean. Dabei geht man davon aus, dass zuerst eine divergente Bewegung eines Riftsystems beide plattentektonischen Einheiten voneinander trennte und den Ural-Ozean vergrößerte. Im Kambrium war dieser Prozess rückläufig und es kam zur Bildung einer ostvergenten, intraozeanischen Subduktionszone, die mit intraozeanischen Inselbögen einherging (Abb. 2). Derartige Inselbögen bestanden im Ordovizium-Silur (Bereiche der heutigen Tagil-Zone) und im Devon (Magnitogorsk-Zone). Im Oberdevon kollidiert der Ostrand Balticas mit den Inselbögen. Die Naht zwischen den Komplexen ist die heutige Haupturalstörung. Man nimmt an, dass der kontinentale Rand Balticas ein Stück mitsubduziert wurde, aber auf Grund des spezifisch weniger dichten Materials der Subduktion nicht folgte und sprichwörtlich stecken blieb bzw. die entgegengesetzte Richtung einschlug. Die Kontaktzone zwischen Baltica und den Kasachstaniden ist hochgradig verschuppt. Ozeanische Krustenteile wurden auf Baltica obduziert und bilden heute allochthone Decken (Kraka-Decke, Sagmara-Zone) (Abb. 3). Die Entwicklung in der Folgezeit ist hochspekulativ. Nachgewiesene flachmarine Sedimentite im Bereich des Inselbogens sprechen für eine Dehnung des Ozeanbodens im Unterkarbon, die mit einer eventuell ostvergenten Subduktion der noch östlich des Inselbogens bestehenden ozeanischen Kruste unter die Kasachstaniden einherging. Nach diesem Modell ergebe auch der Valrianovsky-Inselbogen einen Sinn. Auch die ins Oberkarbon-Perm datierten magmatischen Intrusionen, die heute den Granitgürtel östlich der Haupturalzone bilden, gehen mit der Dehnung des Inselbogens konform. Das Andocken der Kasachstaniden im Bereich des heutigen Südurals wird ebenfalls im Karbon angenommen. Beachtet sei die Art und Weise dieser, von russischen Geologen so bezeichneten, “Hyperkollision”. Es handelt sich dabei um eine nordwestvergente, sinistrale Kollisionsbewegung der Kasachstaniden in Richtung des Osteuropäischen Kratons, wodurch das tektonisch komplizierte Gebiet den heute bestehenden Aufbau annahm.

Abb. 2. Stark vereinfachtes Modell der Uralidengenese. Nach Öffnung des Ural-Ozeans zwischen Baltica und Kasachstania begann im Kambrium durch Subduktionsprozesse die Schließung des Ozeans. Die dabei gebildeten intraozeanischen Inselbögen beherbergen heute große Sulfidlagerstätten der Tagil-Magnitogorsk-Zone.

Abb. 2. Stark vereinfachtes Modell der Uralidengenese. Nach Öffnung des Ural-Ozeans zwischen Baltica und Kasachstania begann im Kambrium durch Subduktionsprozesse die Schließung des Ozeans. Die dabei gebildeten intraozeanischen Inselbögen beherbergen heute große Sulfidlagerstätten der Tagil-Magnitogorsk-Zone.

Abb. 3. Stark vereinfachtes Modell der Uralidengenese. Im Oberdevon kommt es zur Kollision der Inselbögen mit dem Ostrand Balticas und zur Obduktion ozeanischer Kruste. Die Haupturalstörung zeugt heute von dieser Phase der Uralidenentwicklung. Die Prozesse um die Kasachstaniden sind bisher ungewiss.

Abb. 3. Stark vereinfachtes Modell der Uralidengenese. Im Oberdevon kommt es zur Kollision der Inselbögen mit dem Ostrand Balticas und zur Obduktion ozeanischer Kruste. Die Haupturalstörung zeugt heute von dieser Phase der Uralidenentwicklung. Die Prozesse um die Kasachstaniden sind bisher ungewiss.

Stationen der Uralexkursion

Die Exkursion in den Mittel- und Südural führte die Gruppe auf über 1.500 km zurückgelegter Wegstrecke zu vielen geologischen, mineralogischen, lagerstättenkundlichen und kulturellen Besonderheiten des Uralgebirges, das als Morphogen an der Oberfläche bis auf den nördlicheren Ural kaum in Erscheinung tritt (Abb. 4 und 5).

Abb. 4. Links: Karte mit den besuchten Lokalitäten nördlich von Ekaterinburg. Nishni-Tagil befindet sich noch einige Kilometer nördlich des oberen Kartenrandes. Rechts: Karte mit den besuchten Lokalitäten südlich von Ekaterinburg.

Abb. 4. Links: Karte mit den besuchten Lokalitäten nördlich von Ekaterinburg. Nishni-Tagil befindet sich noch einige Kilometer nördlich des oberen Kartenrandes. Rechts: Karte mit den besuchten Lokalitäten südlich von Ekaterinburg.

Abb. 5. Oben: Die Karte zeigt die südliche Fortsetzung von Abb. 4 (rechte Karte). Unten: Die Karte zeigt die südlichsten von der Exkursionsgruppe besuchten Regionen. Das ca. 50 km südlich des unteren Kartenrandes gelegene Magnitogorsk stand auch noch auf dem Exkursionsplan.

Abb. 5. Oben: Die Karte zeigt die südliche Fortsetzung von Abb. 4 (rechte Karte). Unten: Die Karte zeigt die südlichsten von der Exkursionsgruppe besuchten Regionen. Das ca. 50 km südlich des unteren Kartenrandes gelegene Magnitogorsk stand auch noch auf dem Exkursionsplan.

Gold aus Berezovskoe

Die Goldlagerstätte Berezovskoe gilt als eine der größten des Urals. Sie befindet sich etwa 12 km nordöstlich von Ekaterinburg und wird im Norden begrenzt durch das Serpentinitmassiv am Fluss Pyschma sowie im Süden durch das Schartasch-Granitmassiv am Schartasch-See. Die geologische Umgebung der Lagerstätte wird hauptsächlich durch eine Reihe verschiedener Gesteine gebildet, die als Ophiolith-Assoziation bezeichnet werden können. Dazu gehören u.a. serpentinisierter Harzburgit, propylisierter Gabbro, titanreicher Dolerit, Basalt, basaltischer Tuff, Tuffit sowie verkieselte Sedimentite mit ordovizischen Graptolithen und Conodonten. In diese Abfolgen intrudierte im Unterkarbon der Schartasch-Granitpluton gemeinsam mit etlichen durch basische und saure Gesteine gekennzeichneten Gängen. Der anfangs genannte Serpentinit im Norden der Lagerstätte verläuft schüsselförmig unter den vererzten Bereichen.

Das Erzfeld wird von über 350 Granit-Porphyr-, Gabbro- und Lamprophyrgängen durchzogen, die ein generelles Nord-Süd-Streichen und etwa senkrechtes Einfallen zeigen. Senkrecht zu diesen Gängen verlaufen unzählige Sulfiderz führende Quarzgänge auf Fiederspalten mit meist weniger als 1 m Durchmesser. Die Vererzung mit den Hauptmineralen Pyrit und Chalkopyrit wurde durch metasomatische Prozesse in den Quarz gebracht. Vor allem am Nebengestein ist diese durch Zufuhr metall- und karbonathaltiger Lösungen gekennzeichnete Metasomatose gut zu erkennen. Es gibt zwei wesentliche Arten von überprägtem Nebengestein. Zum einen den Beresit (metasomatisch überprägte Granit-Porphyr-Gänge) und zum anderen den Listvenit (metasomatisch überprägte Mafite und Ultramafite).

Beresit ist ein hellgraues, feinkörniges Gestein, das hauptsächlich aus Quarz, Serizit, reliktischen Feldspäten, Karbonat (Ankerit) und Pyrit besteht. Der Gesteinsname wurde durch Bergleute etabliert. Beresit ist neben den vererzten Quarzgängen der wichtigste Goldträger der Lagerstätte.
Listvenit ist ein Quarz-Talk-Karbonatgestein, das sehr leicht durch seine grün schimmernde Farbe zu erkennen ist (Abb. 6). Grund hierfür ist der chromhaltige Glimmer Fuchsit, der neben Chlorit, Serizit und Karbonaten (Magnesit, Breunnerit) als Hauptbestandteil im Gestein auftritt. Der Name Listvenit wird auf das russische Wort “list” zurückgeführt, was so viel bedeutet wie Blatt. Wahrscheinlich war die grüne Farbe ausschlaggebend für diese Bezeichnung.
Beide Gesteine – Beresit und Listvenit – sind umso stärker mit Pyrit und Chalkopyrit vererzt, je näher sie an den Quarzgängen liegen. Das Verhältnis Erzgänge zu Nebengestein kann mit etwa 1 zu 18 angegeben werden. Das Gold befindet sich in Form von Flittern im Pyrit. Die Goldgehalte schwanken zwischen 1,25 bis 20 g/t. Im Jahr 2005 lag der Gehalt bei 3,8 g/t.

Abb. 6. Listvenit. Im Bild ist hauptsächlich der grünlich schimmernde Fuchsit zu sehen. Eigenfund der Autoren. Größe: 8x4x1 cm.

Abb. 6. Listvenit. Im Bild ist hauptsächlich der grünlich schimmernde Fuchsit zu sehen. Eigenfund der Autoren. Größe: 8x4x1 cm.

Die gesamte Lagerstätte zeigt tektonische Beeinflussung. So können untertage zahlreiche Störungen mit mehreren Metern Versatz ausgehalten werden. In den jeweiligen Ruschelzonen befindet sich hauptsächlich Talk mit Limonit.
Die hydrologische Situation ist trotz der Sulfidvererzung nicht vergleichbar mit der Situation im beispielsweise erzgebirgischen Sulfiderzbergbau. Durch den hohen Karbonatanteil im Gestein zeigt das Grubenwasser keinen sauren, sondern alkalischen bis neutralen Charakter.

Der Goldabbau begann 1748, nachdem ein Bauer 1745 das erste Gold der Lagerstätte in-situ gefunden hatte. Erst später, ab 1814, entdeckte man auch das Seifengold. Der heutige Abbau erfolgt in erster Linie durch Schießen (Sprengen) und Abtransport mit Hunten (Loren), die über den Förderschacht nach Übertage gebracht werden. Die Laderschaufel besitzt 3 t Traglast und kann 2 m3 Material aufnehmen. Die Seilfahrt und Förderung ist über mehrere Schachtanlagen möglich, so zum Beispiel über den Nordschacht, der bis in eine Tiefe von 462 m reicht (Abb. 7).

Abb. 7. Förderturm des Nord-Schachts. Im Vordergrund ist der umgebaute GAS-Bus zu sehen, der die Exkursionsgruppe drei Wochen lang durch den Mittel- und Südural befördern sollte.

Abb. 7. Förderturm des Nord-Schachts. Im Vordergrund ist der umgebaute GAS-Bus zu sehen, der die Exkursionsgruppe drei Wochen lang durch den Mittel- und Südural befördern sollte.

Die Lagerstätte wird bis in 520 m Tiefe abgebaut, wobei eine deutliche Erzverarmung in größeren Tiefen festzustellen ist. Um das Jahr 1990 wurden auf der 520 m – Sohle Goldnuggets bis 600 g gefördert. Eine Seltenheit, die seitdem nie wieder aufgetreten ist. Die Goldgewinnung lag in den 60er Jahren bei 2,5 t, in den 90er Jahren bei 1,5 t und liegt heute bei nur noch 600 kg pro Jahr. Berezovskoe wurde bis 750 m Tiefe exploriert. Über 250 Jahre wurden mehr als 350 t Gold gefördert. Noch einmal die gleiche Menge vermuten die Lagerstättengeologen bis in 1,2 km Tiefe – nur dass sich die Goldgehalte minimieren und die Abbauprobleme maximieren werden. Wirtschaftlicher Abbau ist zur Zeit bis in diese Tiefen nicht denkbar.
Neben dem untertägigen Abbau wurde mehr als 100 Jahre lang im nahegelegenen Ort Staro Pyschminsk Seifengold gewonnen. Der Fluss Pyschma hat das Gold von Berezovskoe über große Zeiträume aufgearbeitet und an seinen Ufern abgelagert. Heute zeugen nur noch von der Dorfbevölkerung genutzte Badeseen von den ehemaligen Abbaustätten des Seifengoldes. Mit viel Glück und Geduld kann auch noch das eine oder andere Goldflitter in den Uferböden und -sanden gefunden werden.

Abb. 8. Ein typischer Quarzgang mit Sulfidvererzung. Der im Gang befindliche Pyrit enthält das in Berezovskoe vorkommende Gold. Gangmächtigkeit ca. 20 cm.

Abb. 8. Ein typischer Quarzgang mit Sulfidvererzung. Der im Gang befindliche Pyrit enthält das in Berezovskoe vorkommende Gold. Gangmächtigkeit ca. 20 cm.

Im Abbaugebiet Berezovskoe ist gediegen Gold das einzig vorkommende Goldmineral. Es ist in großem Maße mit dem Eisensulfid Pyrit vergesellschaftet, das mit seinem hohen Goldgehalt das wichtigste Abbauprodukt ist (Abb. 8). In der Natur bildet Gold undeutlich entwickelte Kristalle mit unebenen, gekrümmten Kristallflächen, oft Oktaeder aber auch Würfel oder Rhombendodekaeder und andere Kombinationen kubischer Formen. Goldkristalle sind häufig stark verzerrt und gruppieren sich zu dendritischen, blech- bis drahtförmigen Aggregaten. Am verbreitesten jedoch, so wie es auch in Berezovskoe der Fall ist, tritt das Gold als mikroskopischer und submikroskopischer Einschluss in sulfidischen Erzmineralen auf. In der Oxidationszone der Lagerstätte treten gut ausgebildete Kristalle in mit Calcit gefüllten Gängchen sowie bis zu 3 kg schwere Aggregate (Hochleitner 2005) auf. Die Gewinnung von Gold aus Erzen kann durch Behandlung mit Quecksilber (Amalgamierung) oder über Auslaugung auf Grund seiner Löslichkeit in KCN-NaCN-Laugen (Cyanidverfahren) erfolgen. So können schon geringe Gramm Gold pro Tonne (g/t) eine Lagerstätte ergiebig machen. Die hohe Dichte des Goldes (rein 19,3 g/cm3) und die hohe Beständigkeit gegen mechanische und chemische Verwitterung erklären das Vorkommen von sekundären Lagerstätten in so genannten Goldseifen. Beim Abbau der Goldseifen um Berezovskoe kamen zahlreiche gut ausgebildete Goldnuggets zu Tage. Neueste Funde beschreiben Goldoktaeder mit skelettförmig eingesenkten Oktaederflächen. Russland gehört zu den 11 wichtigsten Förderländern für das seltene Edelmetall.
Das Mineral Pyrit, das als sulfidisches Erz in Berezovskoe das häufigste Mineral ist, kann in Hohlräumen der Quarzgänge zusammen mit Bergkristall und weiteren Sulfiden wie Chalkopyrit schöne Kristalle ausbilden. Würfel und Rhombendodekaeder bis 20 cm Größe sind aus Berezovskoe bekannt.
Weltweit berühmt wurde Berezovskoe auch durch das Vorkommen einer Reihe besonderer Oxidationsminerale, die aus der besonderen geologischen Situation hervorgegangen sind. Galenit führende Erzgänge im Kontakt mit ultrabasischem chromitreichem Nebengestein führte zur Bildung verschiedener Bleichromat-Minerale: Krokoit, Vauquelinit, Phönikochroit, Cassedaneit, Embreyit (Hochleitner 2005). Von den fünf verschiedenen Bleichromaten sowie vom Pyrophyllit, von denen Berezovskoe Typlokalität ist, konnten die Autoren auf Grund mangelnder Zeit keine Proben ausmachen.

Abb. 9. Calcit-Skalenoeder aus der Lagerstätte Berezovskoe. Eigenfund der Autoren. Größe: 3x1x1 cm.

Abb. 9. Calcit-Skalenoeder aus der Lagerstätte Berezovskoe. Eigenfund der Autoren. Größe: 3x1x1 cm.

Almandine von Verhnesisertskoe

In einem abgelegenen Waldstück bei Verhnesisertskoe liegt eine ergiebige Almandin-Fundstelle (Abb. 10). Der von Sammlern geschaffene Aufschluss von ca. 10×3 m Größe bietet Almandine von 0,5 bis 10 cm Durchmesser. Diese Granate kommen in einem Glimmerschiefer vor, der arm an Quarz und Feldspat ist. Der Anteil von Quarz und Feldspat nimmt jedoch zu, je näher der Glimmerschiefer am Kontakt zu benachbarten Gneisen liegt. Die Almandine sind leider größtenteils angewittert und mit einer Eisenoxidschicht überzogen. Ein weiteres mineralogisches Manko sind die Brüche, die die Almandine durchziehen.

Abb. 10. Anstehende Almandine im Glimmerschiefer. Der Aufschluss liegt in einem abgelegenen Waldstück bei Verhnesisertskoe.

Abb. 10. Anstehende Almandine im Glimmerschiefer. Der Aufschluss liegt in einem abgelegenen Waldstück bei Verhnesisertskoe.

Der Almandin gehört zu den Inselsilikaten der Granat-Gruppe in der Pyralspit-Reihe. Der Name dieser Reihe ergibt sich aus den Endgliedern Pyrop Mg3Al2[SiO4]3, Almandin Fe3Al2[SiO4] und Spessartin Mn3Al2[SiO4]2, wobei die Kationen Mg2+, Fe2+ und Mn2+ auf Grund ähnlicher Ionenradien lückenlos auf den X2+ Plätzen der Granat-Gruppe X2+Y3+[SiO4]2 mischbar sind, während Al3+ konstant auf der Y3+-Position verharrt. Experimente konnten zeigen, dass die Bildung von Granaten im Hochdruck-Hochtemperatur-Milieu begünstigt wird, sodass Granate gerade in Metamorphiten gesteinsbildend auftreten. Die Almandine von Verhnesisertskoe kristallisieren ausschließlich zu Rhombendodekedern mit teilweise verzerrten Flächen (Abb. 11).

Abb. 11. Almandin von Verhnesisertskoe. Größe: 1,5x1,5x1,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 11. Almandin von Verhnesisertskoe. Größe: 1,5x1,5x1,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Asbest von Boshenowskoe

Die Lagerstätte Boshenowskoe liegt etwa 50 km östlich von Ekaterinburg, wurde 1885 durch den Topograf A. P. Ladyshenski entdeckt und 1888 aufgefahren. Im heute dort befindlichen Tagebau in der Nähe der Stadt Asbest werden 18 verschiedene Asbestminerale, aber hauptsächlich Chrysotilasbest abgebaut und u.a. in die Weiterverarbeitung für die Feuerfest- und Wärmeisolationsindustrie gegeben. Der Tagebau hat gigantische Ausmaße von 11 bis 13 km Nord-Süd- und 3 bis 4 km Ost-West-Erstreckung (Abb. 12). Die Teufe beträgt 300 bis 400 m. Asbestvorräte sind bis 1.200 m Teufe nachgewiesen. Der abgebaute Chrysotilasbest kommt mit Faserlängen bis zu einem Meter vor. Jährlich werden ca. 60 Mio. t Erz mit 2,5 % Asbestanteil abgebaut. Dies entspricht einer Jahresförderung von 1,2 bis 1,5 Mio. t Asbest. Das Erz setzt sich aus besagtem Asbest und aus Umgebungsgestein, dem Serpentinit zusammen (Abb. 13). Die Lagerstätte entstand durch metasomatische Prozesse, die zur Serpenitisierung von Pyroxeniten, Peridotiten und Duniten sowie auf Klüften zur Chrysotilkristallisation senkrecht zur Kluftfläche geführt haben.

Abb. 12. Asbest-Tagebau Boshenowskoe bei Asbest. Der etwa 400 Meter tiefe Tagebau ist ein "Bauwerk" enormen Ausmaßes. Seine Länge beträgt 11 bis 13 km, seine Breite 3 bis 4 km.

Abb. 12. Asbest-Tagebau Boshenowskoe bei Asbest. Der etwa 400 Meter tiefe Tagebau ist ein "Bauwerk" enormen Ausmaßes. Seine Länge beträgt 11 bis 13 km, seine Breite 3 bis 4 km.

Der Abbau erfolgt durch Sprengung und Abtransport großer Serpentinitblöcke, die in die Aufbereitungsanlagen transportiert und dort gebrochen werden. Die dabei frei werdenden Asbestfasern werden dann mit Hilfe eines großen Ventilators abgesaugt und in die Weiterverarbeitung gegeben.

Abb. 13. Chrysotilasbest im Serpentinit.

Abb. 13. Chrysotilasbest im Serpentinit.

Bezüglich des Mineralgehaltes der Lagerstätte ähnelt Boshenowskoe ihrem kanadischen Gegenstück Asbestos. Auch im Ural ist z.B. Grossular in schönen Mineralstufen in Farben von farblos, rosa bis hin zu rötlichem braun vertreten. Neben frei gewachsenem Diopsid, Vesuvian, und hellblauem Brucit kommen auch eine Reihe seltener Calcium-Silikat-Hydrat-Minerale (z.B. Plombierit, Torbermorit, Klinotorbermorit, Xonotlit) vor (Hochleitner 2005). Die Autoren konzentrierten sich aber auf das Hauptabbau-Mineral Chrysotil.

Abb. 14. Chrysotilasbest im Serpentinit. Größe: 8x4x1,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 14. Chrysotilasbest im Serpentinit. Größe: 8x4x1,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Der Chrysotil gehört zu den Schichtsilikaten und ist ein Faserserpentin (Abb. 14). Er verdankt seine faserige Ausbildung seinem chemisch-kristallographischen Bau. Wie auch die weiteren Serpentin-Vertreter Lizardit, der verbreitetste Serpentin, und Antigorit (Blätterserpentin), besitzt der Chrysotil eine Zweischichtstruktur, die sich aus einer Tetraederschicht und einer brucitähnlichen Oktaederschicht aufbaut. Zwischen den Schichten bestehen nur schwache Van-der-Waals’sche Restkräfte durch elektrostatische Absättigung der Struktureinheit. Das Magnesiumion in der Serpentinstruktur ist im Vergleich zum Aluminium in der Kaolinit-Struktur etwas größer, sodass die Oktaederschicht etwas aufgeweitet ist. Die Gitterabstände der Oktaederschicht passen nicht exakt auf die der Tetraederschicht, wobei es zum Misfit kommt, der die Krümmung der Schichten und das Einrollen zur Folge hat. Makroskopisch zeigen die Chrysotil-Röllchen Fasern mit einem Durchmesser von ca. 200 Ã….

Smaragd von Marinskoe

Im sogenannten Narrenfeld bei Malyshevo lassen sich auf Haldenkomplexen des dortigen Smaragdbergbaus gute Stufen mit Beryll und teilweise sogar dessen Varietät Smaragd finden. Das Vorkommen befindet sich am östlichen Exokontakt zum variszisch intrudierten Adui-Granitmassiv. Das Smaragdvorkommen Malyshevo/Takowaja ist nach dem Bach benannt, welcher das ca. 100 km2 große Areal nordöstlich von Ekatarinburg durchfließt.

Der Beryll tritt in Assoziation mit Glimmerschiefern auf, die als metasomatisch-metamorph umgewandelte, silurisch-devonische Tiefseesedimente gedeutet werden. Bei diesen in mehreren Phasen ablaufenden Prozessen kam es zur Ausbildung verschiedener Reaktionszonen, die nach den dafür typischen Mineralen oder Gesteinen benannt sind (Plagioklas-, Phlogopit-, Aktinolith-, Chlorit-, Talk- und Amphibolschiefer-Zone, sowie Metabasite, Diorit-Porphyr; Serpentinit; karbone Cherts und Quarzite). Beryll und Smaragd sind überwiegend an die Phlogopitzone gebunden, welche als Blackwalls bezeichnet wird. Die Glimmerzonen werden durch drei wesentliche Störungen kontrolliert. Zeitlich lassen sich die Glimmer- und Quarz-Plagioklas-Zonen etwa in die Unter- bis Mitteltrias einordnen (Seltmann et al. 2000). Begrenzt werden diese Zonen durch Talkschiefer.

Das Vorkommen um Malyshevo wurde erstmals 1830 entdeckt als der Landarbeiter Maxim Koshewnkikow am besagten Fluss im Bereich eines umgestürzten Baumes grüne Kristalle fand, die kurz darauf als die Edelsteinvarietät des Berylls, dem Smaragd, diagnostiziert wurden. Zuerst wurden exzellente Smaragd-Stufen vorrangig für Museen und Privatsammler geborgen. Die beste heute bekannte Smaragdstufe weltweit wurde 1831 diesem Vorkommen entnommen und dem Schwiegersohn des Zaren Nikolaus, Maximilian von Leuchtenberg, zum Geschenk gemacht. Ab dem 20. Jahrhundert begann die großdimensionale Produktion von Smaragdrohsteinen zu Exportzwecken. Malyshevo erreichte 1918 die größte Smaragdförderung weltweit. Seit den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts sind Smaragde für Schleifzwecke nur noch Nebenprodukt. Heute dient das Vorkommen der Förderung von Berylliumerz für die industrielle Herstellung von Beryllium. Der Abbau erfolgt heute in Tagebauen und untertage bis in 250 m Tiefe. Durch Bohrungen nachgewiesene Vorräte reichen bis in eine Tiefe von 1.100 m.

Der Beryll (Abb. 15) ist hauptsächlich mit den Mineralen Phlogopit, Muskovit, Fluorit, Manganzoisit, Orthoklas, Albit, Aktinolith und Molybdänit (Abb. 15) assoziiert. Die Grundlage der Entstehung von Smaragd-Lagerstätten ist der metasomatische Stofftransport am Kontakt von Serpentiniten und leukokraten Gesteinen. Die treibende Kraft dabei ist die erhöhte Differenz des chemischen Potentials der beteiligten Komponenten, die beim Stofftransport unterschiedliche Aktionsradien besitzen (Si > Ca > Al > K), woraus sich die Bildung der monomineralischen Reaktionszonen erklärt. Bei Wanderung des Berylliums in das ultrabasische Nebengestein entstehen Smaragd und Alexandrit, wobei Chrom als färbendes Spurenelement aus dem Serpentinit stammt. Im Jahr 1929 erklärte erstmals der russische Mineraloge Alexander Fersmann (1883 – 1945) am Beispiel von Malyshevo/Tokowoya das Zusammentreffen von diesen zwei chemisch sonst nicht zusammen vorkommenden Elementen (Be, Cr).

Abb. 15. Links: Beryll und Fluorit. Bildausschnittsbreite: ca. 2 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Molybdänit vom Narrenfeld. Bildausschnittshöhe: ca. 2,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 15. Links: Beryll und Fluorit. Bildausschnittsbreite: ca. 2 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Molybdänit vom Narrenfeld. Bildausschnittshöhe: ca. 2,5 cm. Eigenfund der Autoren.

Die Varietät Smaragd konnte auf den von den Autoren besuchten Halden teilweise in Millimeter-Größe gefunden werden. Im Vergleich zu den Fundmöglichkeiten an grünem Beryll ist der Smaragd eher bedeutungslos. Bekannte Smaragd-Stufen jedoch bilden intensiv grüne prismatische Kristalle bis 30 cm Länge, welche größtenteils im dunklen Phlogopitschiefer eingewachsen sind. Kurzprismatische, tafelige Kristalle sind eher selten und erreichen nur Millimetergröße. Neben dem Smaragd ist Malyshevo auch für zwei weitere Minerale berühmt. Das Berylliumsilikat Phenakit Be2[SiO4] mit kurz- bis langprismatischen Kristallen der trigonal-rhomboedrischen Kristallklasse ist in Stufen mit bis zu 20 cm Länge bekannt. Desweiteren ist Malyshevo auch für die zu Ehren des russischen Zaren Alexanders benannte Chrysoberyllvarietät Alexandrit BeAl2O4:Cr als Typlokalität bekannt. Alexandrit weist einen erstmals an diesem Mineral entdeckten Farbwechsel je nach Beleuchtung auf. Bekannt sind die Farbwechsel von blau, grün oder violett (im Tageslicht) zu rot, rötlichviolett oder violett (bei Kunstlicht/Glühlampen, Kerzen etc.). Die Stufen aus Malyshevo zeigen einen Farbwechsel von grün zu rot. Der Alexandrit-Effekt beruht auf der Absorption definierter Teile des sichtbaren Licht in unterschiedlichen kristallografischen Richtungen.

Amethyst von Gorochovoe

Das Amethyst- und Bergkristallvorkommen von Gorochovoe liegt auf einer kleinen Halbinsel inmitten des Kühlwasserstausees Belojarski, der zum Kernkraftwerk der Stadt Zarechnij in der Region Sverdlovska gehört. Die Anfahrt zur Fundstelle erfolgte idealerweise per Boot. Der Name Gorochovoe bedeutet “Erbse”. In welchem Zusammenhang dieser Name steht, ist leider nicht bekannt. Das Quarzvorkommen befindet sich am Kamenski-Granitpluton und zeigt den typischen Gangaufbau, der in den Außenbereichen mit Amethyst beginnt, sich zur Mitte hin mit Bergkristall fortsetzt und im Zentrum massigen Quarz aufweist. Der von Sammlern angelegte, dem Gangstreichen folgende Aufschluss (40-50×5 m Größe) zeigt nicht die gesamte Gangbreite und bietet auch nur begrenzte Fundmöglichkeiten. Vereinzelt können bis zu 2 cm große Amethyste (Abb. 16) und Quarzrasen mit bis zu 0,5 cm langen Einzelkristallen gefunden werden. Meistens zeigen sich aber nur massige Quarze.

Abb. 16. Amethyst von Gorochovoe. Größe: 4x3x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 16. Amethyst von Gorochovoe. Größe: 4x3x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Stilbit aus dem Kurmanski-Steinbruch

Der zum Granitabbau geschaffene Steinbruch hat gleichzeitig einen Skarn aufgeschlossen (Abb. 17). Die Granitintrusion in umliegendes Karbonatgestein verursachte metasomatische Stoffwanderungen, wobei dem Karbonatgestein insbesondere Si, Al, Fe und Mg zugeführt wurden. Es kam zur Ausbildung der typischen Ca-Mg-Fe-Silikate Wollastonit, Tremolit-Aktinolith und auch Epidot. Während des metasomatischen Stoffaustauschs entstehende, harte Kalksilikat-Felsen werden nach einem alten schwedischen Bergmannsausdruck als Skarn bezeichnet. Damit verbunden waren zahlreiche Mineralneubildungen. Die häufigsten Minerale, die der Steinbruch bietet, sind Stilbit, Epidot, Calcit, Aktinolith, Tremolit, Biotit und Wollastonit. Der Abbau des Granits erfolgt durch Sprengungen. Das entstandene Haufwerk wird mit Seilbaggern in Lastkraftwagen verladen und abtransportiert.
Der in feinfaserigen, strahligen Aggregaten vorkommende Wollastonit Ca3[Si3O9] ist ein Umwandlungsprodukt von Calcit und Quarz: CaCO3 + SiO2 => Ca[SiO3] + CO2.

Abb. 17. Blick in den Kurmanski-Steinbruch. Der Granitabbau erfolgt durch Sprengung und Verladung mittels Seilbaggern auf Lastkraftwagen.

Abb. 17. Blick in den Kurmanski-Steinbruch. Der Granitabbau erfolgt durch Sprengung und Verladung mittels Seilbaggern auf Lastkraftwagen.

Epidot ist Gruppenname für die vollständige Mischkristallreihe zwischen den theoretischen Endgliedern Klinozoisit und Epidot (Abb. 18). Sowohl der Zoisit als auch der Epidot ist von den Autoren im Steinbruch ausgemacht worden. Der Epidot, mit bis zu 0,7 cm großen, eingewachsenen, olivgrünen, monoklin-prismatisch gestreckten Kristallen, weist die typische Flächenstreifung innerhalb der Zone [010] auf. Das Vorkommen des braun-gelben, ins Gestein eingewachsenen, faserig-breitstengelig ausgebildeten Zoisits und des Fe-armen, olivgrünen Epidots weist auf einen geringen Einbau von Fe3+ während der Entstehung hin.
Gut ausgebildete Kristallgruppen von Stilbit (Desmin) sitzen neben pseudohexagonalem Calcit in Hohlräumen auf. Die als Durchkreuzungszwillinge monokliner Einzelkristalle aufgefassten Stilbit-Bündel bilden hier tafelige Formen (Abb. 18).

Abb. 18. Links: Stilbit-Bündel. Bildausschnittsbreite: ca. 2,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Epidot. Bildausschnittsbreite: ca. 1,0 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 18. Links: Stilbit-Bündel. Bildausschnittsbreite: ca. 2,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Epidot. Bildausschnittsbreite: ca. 1,0 cm. Eigenfund der Autoren.

Bergkristall von Belojarka

Belojarka bedeutet ins Deutsche übersetzt “weißer Wald”. Diese tatsächlich im Wald befindliche Fundstelle wurde von Sammlern angelegt und hat eine Erstreckung von ca. 20×3 m. Der Aufschluss folgt einem Quarzgang, in dem mit viel Geduld Bergkristalle bis 3 cm Länge gefunden werden können.

Aquamarin von Saretschnij

Ähnlich wie bei Belojarka ist auch bei Saretschnij ein Quarzgang (“Ader Nr. 3″) aufgeschlossen (Abb. 56). Die Besonderheit ist jedoch, dass im Quarz bis zu 15 cm lange, blaue, allerdings keine wasserklaren Aquamarin-Kristalle als Varietät von Beryll vorkommen (Abb. 19). Der Aufschluss folgt dem Gang und ist etwa 6×4 m groß. Der Gang streicht Nord-Süd und fällt mit etwa 80° nach Westen ein. Er wird umgeben von Ultrabasiten (hauptsächlich Amphibolit), die im Kontakt zu Graniten stehen. An den Amphibolit ist Chlorit gebunden, der wiederum Zoisit führt.

Abb. 19. Links: Aquamarin. Die Ausbildung in der rechten Bildhälfte wurde gebrochen und wieder mit Quarz verkittet. Größe: 9x6x2 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Aquamarin in Quarz. Größe: 10x5x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 19. Links: Aquamarin. Die Ausbildung in der rechten Bildhälfte wurde gebrochen und wieder mit Quarz verkittet. Größe: 9x6x2 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Aquamarin in Quarz. Größe: 10x5x3 cm. Eigenfund der Autoren.

1845 wurde in der Umgebung des Aufschlusses die erste Smaragdmine eröffnet, zu der später unter dem Name “Kusnezow-Minen” weitere hinzukamen. In den 40er und 50er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden dann auch erste geologische Bohrungen nach Smaragdvorkommen abgeteuft.

Die Beryll-Kristallisation fand zwischen Quarz und Chlorit statt, sodass Aquamarin ausschließlich im Chlorit bzw. ausschließlich im Quarz zu finden ist. Der Aquamarin erreicht leider keine Edelsteinqualität, da er undurchsichtig und teils gerissen ist. Interessant ist jedoch, dass einige Aquamarin-Kristalle gebrochen und dann wieder mit Quarz verkittet worden sind, wodurch Rückschlüsse auf den Geneseverlauf gezogen werden können. Der Aquamarin als meergrüne bis blaugrüne Varietät des Berylls zeigt gut ausgebildete Kristalle mit hexagonalem Prisma und Basispinakoid. Etwaige dihexagonale Dipyramidenflächen konnten aufgrund von Kristallbruch nicht ausgemacht werden.

Rubellit von Lipovskoe

Der ehemalige Nickelerztagebau liegt 70 km nordöstlich von Ekaterinburg.
Der Tagebau ist heute etwa vier bis fünf Meter mit klarem Wasser gefüllt. Aus der Baumgröße an den Tagebauböschungen lässt sich in etwa abschätzen, dass der Betrieb vor ca. 20 Jahren eingestellt worden sein muss (Abb. 20).

Abb. 20. Gefluteter Nickeltagebau von Lipovska.

Abb. 20. Gefluteter Nickeltagebau von Lipovska.

Abgebaut wurden dort Nepuit, ein nickelhaltiger grüngelber Kaolin (Abb. 21), sowie Garnierit, ein Nickelhydrosilikat, das sich durch Verwitterung von Serpentinit bildet. Der Tagebau befindet sich im Bereich einer schmalen Serpentinitintrusion, die in das Mursinker Granitmassiv eingebettet ist. Der Serpentinit ist teilweise im cm-Bereich von limonitisierten Glimmerlagen durchzogen und steilgestellt. Diese steile Lage ist auf Faltungsprozesse während der Uralidenorogenese zurückzuführen. Ebenso davon betroffen sind Marmorvorkommen, die sich heute in den Faltentaschen befinden. Die ursprünglich auf dem Kristallin auflagernden Karbonate wurden durch die Faltung metamorph überprägt und führen Rubine. Der Marmor steht in einem benachbarten und ebenfalls stillgelegten Nickelerztagebau an, ist aber aufgrund der Flutung des Tagebaus kaum noch zugänglich (180 m Wassertiefe).

Im Tagebau “Mine No. 6″ jedoch konnten Mineralfunde gemacht werden. Dazu gehören z.B. die Turmalinvarietäten Rubellit, der im violetten Glimmer Lepidolith vorkommt, und Schörl (beide in Größen von maximal 5×2 mm). Neben Turmalin kommt auch grüner Beryll (bis 10 cm Länge) in Pegmatitgängen vor, die u.a. Biotit, Opal, Goethit/Limonit und Quarz führen. Spektakuläre Funde wurden im Herbst 2005 von russischen Studenten in einem bereits im Sommer 2005 sichtbaren Pegmatitgang gemacht. Geborgen wurden u.a. große Kristalle von Topas, Rauchquarz und vor allem farbigem Turmalin.

Abb. 21. Nepuit, ein nickelhaltiger Kaolin. Größe: 3x3x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 21. Nepuit, ein nickelhaltiger Kaolin. Größe: 3x3x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Die Mn-, Cs-, vor allem aber Li-haltige Turmalinvarietät Rubellit ist in der Schmuck verarbeitenden Industrie begehrt. Durch seine rosarote bis rote Farbe und der dem Turmalin eigenen Härte von 7-7,5 (nach Mohs) eignet sich der Rubellit hervorragend als Edelstein. Chemisch ist der Rubellit, wie alle Turmaline, ein borhaltiges Magnesium-Aluminiumsilikat von sehr kompliziertem Aufbau. Rubellite kristallisieren in zu meist langgestreckten Prismen von dreieckigem Querschnitt. Wie alle Turmaline weisen sie einen starken Dichroismus auf, der durch einen Wechsel der Farbintensität in unterschiedliche kristallografische Richtungen auszumachen ist. Bis Anfang 1930 gelangten vor allem russische Rubellite aus dem Ural in den Handel. Heute sind es die USA, Brasilien und Madagaskar die den Weltmarkt an Rubelliten bestimmen.

Der zu der Glimmergruppe gehörende Lepidolith weist die typischen Ausbildungsmerkmale der Glimmer auf: Blättchen und Schuppen mit vollkommener Spaltbarkeit nach [001]. Im Lepidolith ersetzt Li+ das [6]-koordinierte Al3+ in den Oktaederschichten der Glimmerstruktur. Die blass rotviolette Färbung des Lepidolith wird durch einen geringen Gehalt an Mn2+ verursacht.

Achate von Shaitanka

Shaitanka stellt eine Achatfundstelle dar. Die Achate entstanden im Devon in der Adui- und Mursinka-Kontaktzone. Siliziumreiche Hydrothermalwässer drangen in den Granitogneis-Komplex ein und kristallisierten zu Achaten aus. Die Achatgenese fand bei geringen hydrothermalen Temperaturen von etwa 90 bis 100°C statt. Das Vorkommen dehnt sich auf etwa 20-30 km Länge von Nord nach Süd aus.

Der Aufschluss ist ein ehemaliger Achatabbau, der heute von Eintragswasser gefüllt ist, sodass nur noch an den Ufern des Sees nach Stücken gesammelt werden kann. Er erstreckt sich in Nord-Süd-Richtung ca. 60 m und in Ost-West-Richtung 10 bis 15 m. Bis 1950 wurden dort 280.000 t Achat abgebaut. Die für Shaitanka typischen Farbvariationen sind rot, bedingt durch Hämatiteinschlüsse, und gelb, verursacht durch Einschlüsse von Limonit. Die häufigste Farbe grün wird durch Epidoteinschlüsse hervorgerufen, während blau von Titaneinschlüssen herrührt (Abb. 22).

Abb. 22. Typischer Achat von Shaitanka mit bläulich-grüner Bänderung. Größe: 5x4x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 22. Typischer Achat von Shaitanka mit bläulich-grüner Bänderung. Größe: 5x4x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Chromit aus Saranovskoe

Der Chromitbergbau von Saranovskoe ist vor allem unter Mineraliensammlern bekannt. Von dort stammen einmalige Uwarowitstufen, von denen ein Exemplar auch in der Mineralogischen Sammlung der TU Bergakademie Freiberg ausgestellt ist.
Der Abbau auf Chromerze erfolgte zuerst in einem Tagebau, der bereits stillgelegt ist. Später wurde die Erzgewinnung untertage fortgeführt (Abb. 23). Den Bergleuten geht es hauptsächlich um das unscheinbare schwarz-graue und oftmals massige Mineral Chromit, aus dem letztenendes Chrom für die Herstellung von Feuerfestziegeln und Chromatlösung für die chemische Industrie gewonnen wird. Da der Chromit aus Saranovskoe zuviel Magnesium und Calcium enthält, findet er keine Anwendung in der klassischen Funktion als Stahlveredler. Abgebaut wird das Erz durch Schießen (Sprengen) und anschließende Gewinnung durch Schrapper. Im Bergwerkskomplex wird auf einem ziemlich niedrigen Sicherheitsniveau gearbeitet, das keinesfalls mit westlichen Standards vergleichbar ist. So gibt es keinerlei Fahrtsignale, sondern nur einen elektrischen Impuls, wenn das Schachttor geschlossen ist. Außerdem hängt die freie Oberleitung der E-Lok mit 380 V in Kopfhöhe. Die Strecken werden bei Sprengungen nicht geräumt und der Sprengstoff liegt direkt neben dem Zünder frei zugänglich in den Strecken. Auf sechs Sohlen und in drei Abbauen werden täglich im Drei-Schicht-Betrieb 500 t Erz gewonnen. Pro Schicht arbeiten 50 Bergleute untertage. Insgesamt sind 200 Personen untertage angestellt mit je sieben Stunden Arbeitszeit. Mit 50 Jahren muss ein Bergmann meist aufgrund körperlicher Beschwerden in Rente gehen. Der durchschnittliche Verdienst eines Bergmanns liegt (je nach Funktion) zwischen 8.000 und 25.000 Rubel (ca. 265 bzw. 830 Euro) im Monat.

Abb. 23. Fördertürme der Grubenanlage von Saranovskoe.

Abb. 23. Fördertürme der Grubenanlage von Saranovskoe.

Abb. 24. Chromit im Serpentinit (sog. Leopardenerz). Größe: 5x3x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 24. Chromit im Serpentinit (sog. Leopardenerz). Größe: 5x3x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Der tiefgrüne Chromgranat Uwarowit (Abb. 25) aus der Ugrandit-Reihe der Granat-Gruppe kristallisiert in schönen Rhombendodekaederkrusten auf besagtem Chromit. Kristalle mit über 5 mm sind aus Saranovskoe bekannt. Das für Sammler begehrte Mineral Uwarowit, kommt in einer typischen Abfolge vor: Chromit, darauf Uwarowit, der wiederum überdeckt wird von Calcit. Um also eine wirklich schöne Stufe Uwarowit zu erhalten, muss in den meisten Fällen erst der Calcit weggelöst werden. Die grüne, leuchtende Farbe irritierte die Entdecker des Minerals vor 200 Jahren, wonach sie die Annahme trafen, dass es sich um ein Kupfererz handelt. Schmelzversuche klärten aber schnell die Täuschung und der Uwarowit ging 1832 als neues Granat-Mitglied in diese Gruppe ein. Auch die Farbursache ist schnell gefunden. Es handelt sich dabei um das Cr3+. In Paragnese tritt neben dem Uwarowit das sehr seltene, unscheinbare, bräunlich-lilafarbene, als planar-faseriges Kristallaggregat ausgebildete, komplexe und chromhaltige Gruppensilikat Shuiskit mit Kristallen bis 1,5 cm auf. Im Gegensatz dazu ist der violette Chromamesit optisch auffallend. Die Serpentin-Varietät erhält seine violett-leuchtende Farbe ebenfalls durch das Cr3+. Auf dem dunklen Chromit sticht es sehr deutlich hervor. Der Chromit (FeCr2O4) selbst bildet wie gewöhnlich körnig-kompaktes Erz (Abb. 24). Von den Autoren konnten jedoch auch die seltenen kubischen Oktaeder-Kristalle des Chromits aufgefunden werden, die nur eine maximale Länge von 8 mm erreichen. Minerale der Lagerstätte außer Chromit treten meist in Störungsbereichen auf. Dazu gehören u.a. Calcit, Uwarowit, Melierit, Klinochlor, Pyrit, Chromamesit und Shuiskit (Amphibol).

Abb. 25. Uwarowit auf Chromiterz. Größe: 10x6x4 cm. Stück durch die Autoren in Zarechnij erworben.

Abb. 25. Uwarowit auf Chromiterz. Größe: 10x6x4 cm. Stück durch die Autoren in Zarechnij erworben.

Azurit von Mednorudjanskoe bei Nishni Tagil

Die berühmte Lagerstätte bei Nishni Tagil, die übersetzt “Kupferberg” heißt, wird heute nicht mehr abgebaut. Es handelt sich um eine Skarnlagerstätte, die durch einen Intrusionskontakt von Granodiorit zu Marmor entstand. Im 19. Jahrhundert wurden dort die berühmten Malachitfunde in der Verwitterungszone gemacht. Der größte je dort geborgene Malachitblock wog 140 t. Abgebaut wurden allerdings weniger die mineralogisch interessanten Stufen, sondern zur Kupfer- und Eisengewinnung die Minerale Chalkopyrit, Magnetit und Malachit. Der Abbau erfolgte im Tagebau, der zur Zeit wieder von der Natur zurückerobert wird (Abb. 26). Zahlreiche Böschungsrutschungen haben den Tagebau schon wieder teilweise zugeschüttet. Die derzeitige Tiefe beträgt etwa 100 m. Auf den umgebenden Halden lassen sich noch Azurit (Abb. 27), Chalkopyrit, Calcit und radialstrahliger Epidot finden.

Abb. 26. Stillgelegter Tagebau, der sich auf natürlichem Wege wieder verfüllt.

Abb. 26. Stillgelegter Tagebau, der sich auf natürlichem Wege wieder verfüllt.

Abb. 27. Azurit. Größe: 2x2x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 27. Azurit. Größe: 2x2x2 cm. Eigenfund der Autoren.

Zirkon aus Vishnevogorsk

Die Selten-Erd-Element-Lagerstätte Vishnevogorsk ist durch Alkalipegmatite gekennzeichnet, die durch eine Nephelinsyenitintrusion in Gneise entstanden. Vishnevogorsk liegt im kleinen Gebirgszug der Vishnevye-Berge nordöstlich von Miass. Zahlreiche kleine Abbaue zeugen hier von früherem Bergbau. In einem Stollen steht sogar noch der Polnische Türstock-Ausbau.

Abb. 28. Links: Gelbgrüner Zirkon. Bildausschnittsbreite: 1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Zonierter Zirkon. Bildausschnittsbreite: 2 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 28. Links: Gelbgrüner Zirkon. Bildausschnittsbreite: 1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Zonierter Zirkon. Bildausschnittsbreite: 2 cm. Eigenfund der Autoren.

Bedeutende Mineralvorkommen sind u.a. Zirkone Zr[SiO4], die gelblich bis braun und im Durchschnitt bis 1 cm Durchmesser, teils auch zonar vorkommen (Abb. 28). Der größte Fund seit Abbaubeginn war ein Zirkon mit 12 cm Durchmesser. Das Zirkonium in der Kristallstruktur kann stets bis zu einem gewissen Grad durch Hf, Th und U diadoch ersetzt werden, weshalb Zirkon für die U/Pb-Altersdatierung sehr beliebt geworden ist. Zudem enthält er auch eine Reihe von Spuren- und Selten-Erd-Elementen. Beachtlich ist hier das Auftreten von pegmatitischem, schwarzem, blättrigem Biotit, der in idiomorphen hexagonalen Einkristallen bis zu Kantenlängen von 7 cm vorkommt. Desweiteren lassen sich Ilmenit, Phlogopit (gelblich), Galenit, Sodalith und Apatit finden.

Abb. 29. Links: Pyrochlor-Kristall. Bildausschnittsbreite: 1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Natrolith. Fund eines Exkursionsteilnehmers.

Abb. 29. Links: Pyrochlor-Kristall. Bildausschnittsbreite: 1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Natrolith. Fund eines Exkursionsteilnehmers.

Wenige 100 m von den kleinen Abbauen entfernt befindet sich ein großer Tagebau, in dem zur Zeit keine SEE-Minerale, sondern Feldspäte für die Keramikindustrie abgebaut werden (Abb. 30). Trotz alledem liegt der Tagebau inmitten des Alkalipegmatits und dementsprechend sind auch dessen Minerale aufgeschlossen. Gefunden werden können beispielsweise Fluor-Apatite mit bis zu 20 cm Länge, die auf Grund starker Verwitterung schon mehrmals entlang der kristallographischen c-Achse gebrochen sind und zum Großteil nicht heil befreit werden konnten. Neben Sodalith treten auch die Zeolithe Analcim und Natrolith (Abb. 29) auf. Zirkone, Alkaliamphibole, Ilmenit und Calcit sind auch verbreitet.

Seit den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts wurde das Titaneisenerz Ilmenit abgebaut, der einen zur Härtung von Panzerstahl wichtigen Niob-Anteil besitzt. Bis zur Abrüstungsphase Anfang der 90er Jahre wurde der Abbau fortgesetzt. Nach längerem Stillstand, begann man Ende der 90er Jahre wieder mit dem Abbau, der sich dann allerdings auf die Feldspäte für die sich im Tal befindliche keramische Industrie richtete.

Ein aktiver Bergbau auf SEE-Minerale findet im Tiefbau noch im Berg Karawaj (im so genannten Gang 25) statt (Abb. 30). Das Abbauprodukt ist Pyrochlor, der einen vergleichsweise hohen Niobanteil aufweist. Pyrochlor hat sich in Klüften des Nephelinsyenits gemeinsam mit Calcit abgeschieden. Seine rotbraune Farbe ähnelt der von Granaten. Gut davon unterscheiden kann man ihn jedoch an seinem stärkeren Glanz. Der Pyrochlor tritt hier teilweise gut ausgebildet in oktaedrischen Kristallen bis zu 5 mm auf (Abb. 29). Der Pyrochlorabbau begann 1943. Auf den benachbarten Halden lassen sich neben Pyrochlor auch Amphibole (u.a. Fergusonit), Siderit, Apatit und Molybdänit finden. Vom Alkali-Pyroxen Aegirin NaFe3+[Si2O6] konnte von den Autoren ein Einkristall von 5 cm Länge ausgemacht werden. Jedoch handelt es sich nicht um die für den Aegirin typischen nadeligen Kristalle. Daher liegt die Vermutung nahe, dass man den Fund vielmehr als Aegirinaugit bezeichnen sollte, einem Mischkristall zwischen den Endgliedern Aegirin und Augit, der durch Zonarbau die Kristallform des Augits im Inneren vorgibt und am Randsaum die Eigenschaften von Aegirinaugit zeigt.

Abb. 30. Links: Pyrochlorbergwerk Vishnevogorsk samt Halde. Rechts: Feldspatabbau mit Seilbagger und Schwerlastkraftwagen im Tagebau Vishnevorgorsk.

Abb. 30. Links: Pyrochlorbergwerk Vishnevogorsk samt Halde. Rechts: Feldspatabbau mit Seilbagger und Schwerlastkraftwagen im Tagebau Vishnevorgorsk.

Die Nioblagerstätte von Vishnevogorsk ist eine der bedeutendsten der Welt. Der Abbau begann zuerst im Tagebau, der eine Länge von 1,8 km und eine Tiefe von 70 m hatte. Die zwischen 10 und 20 cm mächtigen Erzgänge befinden sich in einem ca. 20 m mächtigen, stark gefalteten Horizont, der 40° nach Westen einfällt. Nach der Ausbeutung des Tagebaus wurde zum Tiefbau übergegangen, der neben Pyrochlor auch Feldspat für die Glas- und Keramikindustrie als Nebenprodukt fördert.

Vishnevogorsk ist Teil des Ilmeni-Vishnevogorski-Alkali- und Karbonatit-Komplexes, der sich im späten Ordovicium (Seltmann et al. 2000) bildete und sich entlang einer Nord-Süd streichenden Störung über 150 km Länge und 4 bis 6 km Breite entlang zieht. Das Ilmengebirge (Ilmeni-Pluton bei Miass) ist das Südende der alkalischen Nephelinsyenitintrusion variszischen Alters. Die Kirschenberge (Vishnevije Gori) stellen das entsprechende Nordende dar. Die Intrusion weist äußerst viele Granite, Aplite und Granit-Pegmatitgänge mit unterschiedlichen Mineralparagenesen auf. Am Nord- und Südende sind bis 400 Gänge mit über 300 Mineralen bekannt. Aus diesem Grund wurde 1920 das Ilmengebirge zum Naturschutzpark ernannt. Der Mineraloge Gustav Rose hat als Mitarbeiter von Alexander von Humboldt während einer Uralexpedition 1829 den Nephelinsyenit dort als neue Gesteinsvarietät erkannt und nannte ihn Miasskit. Die Stadt nach der das Gestein benannt wurde, Miass, beherbergt das in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts gegründete Institut für Mineralogie der Ural-Abteilung der Akademie der Wissenschaften inklusive einem Museum über die belebte Natur, Geologie und die Minerale des Ilmengebirges. Interessant ist in diesem Zusammenhang auch, dass bei Miass bereits im 18. Jahrhundert Kupfererz abgebaut und deshalb 1773 eine der ersten Kupferhütten in Betrieb genommen wurde.

Kupfer aus Karabasch

Wenige Kilometer westlich der Alkalipegmatitintrusion des Ilmengebirges befindet sich eine metasomatisch gebildete Gold- und Kupferlagerstätte innerhalb der sogenannten Hundeberge (Sobatschi Gori). Alexander von Humboldt machte auch dort Station. Geologisch handelt es sich um ein Serpentinitmassiv, durch das die Haupturalstörung verläuft.
Der Abbau erfolgt auf Rodingit, einem metasomatisch veränderten Serpentinit, der grau, feinkörnig und hart ist. Gold und Kupfer wurden durch metall- und karbonathaltige Lösungen eingelagert, die an der großen Störung aufgestiegen sind. Derzeit werden Kupfererze, insbesondere das Mineral Chalkopyrit abgebaut. Auf der Haupturalstörung liegen mehrere Kupfervorkommen, wie beispielsweise Nishni Tagil, Kirowgrad, Karabasch, Miass und Magnitogorsk.

An die Lagerstätte bei der 1822 gegründeten Stadt Karabasch geknüpft ist eine Kupferhütte, die das hauptsächlich aus Pyrit, Chalkopyrit, Zinkblende und Arsenopyrit bestehende Cu-Zn-Ag-Erz aufbereitet (Abb. 31). Der Aufbereitungsprozess verursacht enorme Umweltprobleme durch extrem saures Wasser und schwefelwasserstoff- und arsenreiche Luft. Dies hat zur Folge, dass die ehemals bewaldeten Berghänge bis auf vereinzelte Pioniervegetation völlig abgestorben sind und Schwefelausblühungen im Flussbett zur Normalität gehören. Aus schwarzen Schlackehalden werden außerdem noch durch Niederschläge stark cadmiumhaltige Schwermetallverbindungen ausgewaschen und in die Umgebung eingetragen.

Abb. 31. Links: Aufbereitung und Kupferhütte Karabasch. Rechts: Kahle Berge, vegetationslose Flächen. Das typische Bild für die Gegend um Karabasch.

Abb. 31. Links: Aufbereitung und Kupferhütte Karabasch. Rechts: Kahle Berge, vegetationslose Flächen. Das typische Bild für die Gegend um Karabasch.

Die Aufbereitung und Verhüttung wurde schon einmal aus Umweltschutzgründen gestoppt. Arbeiterproteste führten dann allerdings nach kurzer Zeit zur Wiederaufnahme der Produktion. Die Hütte zahlt mehrere Millionen Rubel an den Staat als Ersatz für Umweltschutzmaßnahmen. Das ist immer noch billiger, als tatsächlich in den Umweltschutz zu investieren. Dementsprechend gering ist die Lebenserwartung der ansässigen Bevölkerung. Sie liegt zwischen 40 bis 50 Jahren.

Amazonit von Blumorskaj Kopi bei Miass

Die bei Miass gelegene Amazonitfundstelle (wahrscheinlich Schurf Nr. 62 nach Kühn 1993) besitzt eine gewisse weltpolitische bzw. weltgeschichtliche Bedeutung. Dort wurden in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts Thoriumminerale zum Bau der ersten russischen Atombombe abgebaut (Abb. 32).

Abb. 32. Alte Abbaue, die das Thorium für die erste sowjetische Atombombe lieferten. Heute hat das Gebiet nur noch Wert für Amazonitsammler.

Abb. 32. Alte Abbaue, die das Thorium für die erste sowjetische Atombombe lieferten. Heute hat das Gebiet nur noch Wert für Amazonitsammler.

Es handelt sich dabei um Pegmatitbildungen östlich des zuvor beschriebenen Nephelinsyenitmassivs, die sich in präkambrischen und altpaläozoischen granitisierten Formationen befinden. Typische Minerale des Pegmatits sind Amazonit, Thorit, Almandin, Columbit und Biotit. Die grüne Amazonit-Färbung wird durch Kristallgitterdefekte verursacht, die durch Beimengungen von Rb2O, Cs2O und PbO entstehen. Der Amazonit ist mit Quarz und Biotit verwachsen. Außerdem lassen sich im Pegmatit schriftgranitische Mikroklinverwachsungen und säulige Dunkelglimmer erkennen.

Jaspis von Komsomol’sk

Nahe dem kleinen baschkirischen Dorf Komsomol’sk befindet sich ein kleiner Manganerztagebau, in dem hauptsächlich die Minerale Jaspis, Psilomelan sowie Rhodonit (Abb. 33 links) vorkommen. Von ästhetischem Interesse können die vielen Manganoxiddendriten auf gelbem oder rotem Jaspis sein. Der Psilomelan ist ein Gemenge aus Romanèchit. Das aus Gelen ausgeschiedene Mineral hat eine traubig-nierige oder zapfenförmige Ausbildung der Aggregate zur Folge. Wenige 100 m westlich des Tagebaus tritt ein Ost-West streichender Bandjaspis-Gang zu Tage (Abb. 33 rechts).

Abb. 33. Links: Rhodonit aus dem Manganerztagebau von Komsomol'sk. Rechts: Bandjaspis als Teil eines mehrere hundert Meter an der Oberfläche ausstreichenden Ganges.

Abb. 33. Links: Rhodonit aus dem Manganerztagebau von Komsomol'sk. Rechts: Bandjaspis als Teil eines mehrere hundert Meter an der Oberfläche ausstreichenden Ganges.

Die Republik Baschkortostan (“Land des Wolfskopfes”) wurde 1919 als autonome Sowjetrepublik gegründet und ging aus dem bis dahin unabhängigen Baschkirien hervor. Das Land umfasst den südlichen Ural und sein westliches Vorland. Die Fläche beträgt 143.600 km2. Ca. 3,96 Millionen Einwohner, von denen mehr als die Hälfte in den Städten Ufa, Sterlimatak und Belorezk lebt, gehen den Hauptwirtschaftszweigen Land- und Viehwirtschaft, Bergbau und Petrochemie nach. Die wichtigste Einnahmequelle des Landes ist Erdöl, das seit 1932 gefördert wird. Auf dem baschkirischen Territorium sind ca. 3.500 Lagerstätten bekannt, von denen bisher nur ein Bruchteil erschlossen wurde. Unter anderem gibt es Vorräte an Kohle, Steinsalz, Mangan, Gips, Kalkstein, Eisenerz, Kupfer, Zink, Cobalt, Cadmium, Indium, Gallium, Germanium, Chrom, Magnesium, Selen, Tellur, Silber und Gold.

Kupfer, Zink, Gold und Silber von Uchali

Eine gute Einstimmung auf die große Lagerstätte von Uchali bietet ein kleiner Aufschluss neben einem baschkirischen Haus. Dort stehen Pillowlaven an, die im Devon durch submarinen Vulkanismus entstanden. Im Bereich dieser Kissenlaven bildeten sich riesige Volcanic-Massive-Sulfide-Lagerstätten (VMS-Lagerstätten).

Die Kupfer-Zink-Gold-Silber-Lagerstätte Uchali hat enorme Ausmaße. Begonnen wurde mit dem Abbau in einem Tagebau, der heute 380 m tief ist. Um auch tiefere Lagerstättenbereiche zu erreichen, ging man später zum Untertagebergbau über. Schon die mehrere 100 m langen und mehrterrassigen Halden lassen die Größe des Betriebes erahnen. Als wichtigste Erzminerale treten Chalkopyrit, Cuprit und in der Oxidationszone Malachit und Azurit auf. Der so genannte Ural-Erztyp, der aus Sphalerit, Chalkopyrit und Pyrit aufgebaut ist, steht in Beziehung zu submarinem Basalt-Rhyolith-Vulkanismus (Abb. 34 rechts). Die Lagerstätte besteht aus Laven eines großräumigen Inselbogenkomplexes (Magnitogorsk-Inselbogen), der im Wesentlichen im Devon aktiv war. Die Pillowlaven sind meist von rötlich-brauner Farbe, die durch Hämatit bzw. hämatitisierten Jaspis verursacht wird. Die Laven zeigen calcitische Blasen- und Kluftfüllungen (Abb. 34 links). Der Jaspis befindet sich oft in den Zwickeln der Pillows. Etliche von Olivin überzogene Harnischflächen und Hämatitspiegel zeugen von einer tektonischen Beanspruchung der Gesteinsformationen während der Obduktion dieser ozeanischen Kruste.

Abb. 34. Links: Pillowlaven auf Halde. Markant sind die mit Calcit gefüllten Blasen. Rechts: Typisches Massivsulfiderz von Uchali. Fotografiert im Heimatmuseum Uchali.

Abb. 34. Links: Pillowlaven auf Halde. Markant sind die mit Calcit gefüllten Blasen. Rechts: Typisches Massivsulfiderz von Uchali. Fotografiert im Heimatmuseum Uchali.

Die Lagerstättengröße beträgt etwa 225 Mio. t Erz (Seltmann et al. 2000). Die Elementgehalte im Tagebau setzen sich folgendermaßen zusammen: Cu 1,08%, Pb 0,1%, Zn 3,73%, Au 1,26 g/t, Ag 18 g/t (Herrington 1999). Auf den Halden lassen sich vereinzelt einige unter zwei Millimeter große Pyritkristalle und außerdem noch Olivin, Chlorit, Calcit, Hämatit und Jaspis finden.

Das Bergbauunternehmen war bis 1995 eine geschlossene und ist seit 1998 eine offene AG. Die Aufbereitung findet in einer 1200 ha großen Flotationsanlage statt, aus der hauptsächlich Cu, Zn und Au extrahiert werden. Ursprünglich wurde bei Uchali Seifengold abgebaut – teilweise mit Pferden, Kühen, Kamelen und ohne maschinelle Unterstützung.

Magnesit vom Kalkanberg

Ein etwa 15×5 m kleiner Magnesitabbau für den lokalen Bedarf befindet sich am Kalkanberg. Der Abbau ist nicht mehr aktiv. Der Magnesit liegt gangförmig in den sogenannten Nurali-Voshnezenka-Ophioliten. Sie bestehen aus drei Sequenzen einer flachplutonischen Abfolge aus Olivingabbro und Norit, einer Mantel-Kruste-Übergangszone mit Dunit, Wherlit, Pyroxenit sowie Chromitit und dem Mantelperidotit aus Lherzolith, Harzburgit und Dunit. Der Aufschluss liegt in den Mantelperidotiten, die stark alteriert und hydrothermal umgewandelt sind (Abb. 35). Das Gangeinfallen beträgt 40 bis 80° nach Ost-Nordost.

Abb. 35. Magnesitgänge in einem Aufschluss am Kalkanberg.

Abb. 35. Magnesitgänge in einem Aufschluss am Kalkanberg.

Es existieren zwei Magnesitschurfe sowie ein verstürzter Stollen, an dessen Firste ein 20 bis 30 cm mächtiger, massiver Magnesitgang ansteht. Im Liegenden des Stollens ist der Gang bis über einen Meter mächtig, aber nicht mehr so kompakt. Der Gang besteht aus knollen- und nierenförmigen Aggregaten bis über 20 cm Größe, welche in einer Chlorit-Tonmineralmatrix eingebettet sind, sowie aus zahlreichen, unregelmäßig abzweigenden Trümern mit wechselnder Mächtigkeit. Das Nebengestein ist Serpentinit, der durch die hydrothermale Umwandlung der oben genannten magnesiumreichen Peridotite entstand. Der Magnesit hat sich in Form von weißem, dichtem Gelmagnesit und anderer wasserhaltiger Magnesiumkarbonate auf Spalten und Klüften des Serpentinits angereichert.

Kupfer, Zinn und Silber von Kolchedan

Eine weitere große VMS-Lagerstätte XIX KPSS (Cu, Zn, Sn) neben der von Uchali befindet sich bei Meschosiornij. Der etwas seltsame Name ist damit zu begründen, dass der Abbau zum 19. Parteitag der damaligen sowjetischen Regierungspartei begann. Es handelt sich geologisch gesehen wieder um einen subvulkanischen Gürtel aus dem Devon und Karbon. Das erste Bergwerk begann 1952 mit dem Abbau von Gold. Heute werden vor allem Pyrit, Chalkopyrit und Sphalerit gewonnen, die sich in linsenförmigen Gebilden im Nebengestein befinden. Die Erzgehalte in den Linsen liegen bei ca. 27%. Früher wurde im Tagebau, heute nur noch im Tiefbau abgebaut (Abb. 36 links). Der ehemalige Tagebau wird heute als Absetzbecken benutzt.

Geologisch interessant sind die oberhalb des Fördergebietes liegenden und bis zu zwei Meter mächtigen Jaspisbänder, die silifizierte Tuffe darstellen und auch in Verbindung mit dem submarinen Vulkanismus stehen. Der Jaspis zeigt verschieden farbige Bänderungen von gelbgrün über dunkelviolett (durch Manganeinbau) bis hin zu kaminrot (durch Hämatiteinbau). Die Bänderung skizziert unterschiedliche Ablagerungsstadien der Vulkanaschen. Deren Silifizierung kam dann durch Metamorphose und Faltung während der Uralidenorogenese zustande.

Abb. 36. Links: Zwei der Fördertürme der Lagerstätte Kolchedan. Rechts: Innerhalb der Jaspisabfolgen auftretende Tuffbrekzien, die vermutlich durch Ascherutschungen an den Hängen von Vulkanen entstanden. Bildausschnittsbreite: ca. 30 cm.

Abb. 36. Links: Zwei der Fördertürme der Lagerstätte Kolchedan. Rechts: Innerhalb der Jaspisabfolgen auftretende Tuffbrekzien, die vermutlich durch Ascherutschungen an den Hängen von Vulkanen entstanden. Bildausschnittsbreite: ca. 30 cm.

Der Jaspis zeigt teilweise eine deutliche Brekziierung bestimmter Bänder (Abb. 36 rechts). Eine mögliche Erklärung wäre, dass bereits verfestigte Vulkanaschen an Flanken der Vulkane durch Hangrutschungen zerbrochen und später wieder verkittet wurden. Eine Brekziierung während der tektonischen Ereignisse der Orogenese ist auszuschließen, da sonst auch die über dem Brekzien-Horizont liegenden Bereiche eine Bruchdeformation erlitten haben müssten.

Calcit von Lisija bei Magnitogorsk

Der Fuchsberg (Lisija) bei Magnitogorsk beherbergt einen großflächigen Dolomit-Tagebau (Abb. 38 rechts). Der Dolomit wird für die Stahlproduktion und Zementindustrie in Magnitogorsk verwendet. Im Mittel- und Oberkarbon kam es im Schelfbereich der damaligen Landmasse durch biogene Ablagerungen von Kalk und der nachträglichen Dolomitisierung zur Dolomit- und später dann auch zur Calcitbildung. Diese marinen Sedimentabfolgen sind recht fossilienreich. Unter anderem lassen sich bis 10 cm große Lamellibranchiata und Brachiopoden finden. Mineralogisch hoch interessant sind jedoch die Calcitkristalle, die vor allem in limonitisierten Störungsbereichen auftreten und bis zu 8 cm groß werden können. Der Tagebau bietet eine Reihe verschiedener Calcitkristallformen. Dazu gehören z.B. Skalenoederzwillinge (Abb. 37 links), Rhomboeder, kollomorphe Überkrustungen (Abb. 37 rechts), trigonale Dipyramiden mit Prismenflächen und pseudohexagonale Säulen (Abb. 38 links). Der Abbau des Dolomits erfolgt durch Sprengungen und Verladung des Haufwerks durch Seilbagger auf Schwerlastkraftwagen.

Abb. 37. Links: Pseudorhombischer Calcitskalenoederzwilling zur Basispinakoidebene {0001}. Kristallgröße: 2x2x2 cm Eigenfund der Autoren. Rechts: Kollomorpher Calcit. Größe: 5x4x4 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 37. Links: Pseudorhombischer Calcitskalenoederzwilling zur Basispinakoidebene {0001}. Kristallgröße: 2x2x2 cm Eigenfund der Autoren. Rechts: Kollomorpher Calcit. Größe: 5x4x4 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 38. Links: Calcit-Kristalle mit dominant hexagonalem Prisma und Rhomboederflächen. Rechts: Dolomit-Tagebau Lisija (Fuchsberg). Im Hintergrund ist die Stahlindustrie von Magnitogorsk zu sehen. Diese ist auch der Hauptabnehmer des im Tagebau abgebauten Dolomits. Der Tagebau bietet neben verschiedenen Calcitausbildungen auch etliche Fossilien.

Abb. 38. Links: Calcit-Kristalle mit dominant hexagonalem Prisma und Rhomboederflächen. Rechts: Dolomit-Tagebau Lisija (Fuchsberg). Im Hintergrund ist die Stahlindustrie von Magnitogorsk zu sehen. Diese ist auch der Hauptabnehmer des im Tagebau abgebauten Dolomits. Der Tagebau bietet neben verschiedenen Calcitausbildungen auch etliche Fossilien.

Magnitogorsk ist weniger wegen des Dolomits als vielmehr durch seine großen Magnetitvorkommen bekannt geworden. Die Lagerstätte wurde entdeckt, als Flugzeugpiloten beim Überqueren der Region Probleme mit ihrem Kompass bekamen. Daraufhin untersuchte man das Gebiet und fand enorme Eisenerzvorkommen, die aber heute schon gänzlich abgebaut sind. Östlich des Dolomit-Tagebaus befinden sich Gabbro-Granit-Serien des Spätdevons und Frühkarbons als Teil einer Inselbogenzone, in die durch Riftprozesse Mantelmaterial aufstieg und gang- sowie stockförmige basische und saure Intrusionen bildete (vor allem Granodiorite, Granite und Granosyenite). Im Kontakt zum Kalkstein kam es dann zur Magnetit-Skarnbildung. Der Kalkstein wird von etlichen Doleritgängen geschnitten und von vulkanosedimentären Abfolgen aus dem oberen Viseum überlagert.

Die Magnetitlagerstätte beinhaltete über 500 Mio. t Erz. Sie liegt am südlichen Exokontakt der sogenannten Magnitogorsk-Intrusion. Der erzführende Skarn besteht hauptsächlich aus Granat (Andradit, Grossular), Diopsid, Epidot, Calcit und Apatit. Die Erzkörper sind stratiform gelagert. Die Erzzusammensetzung nach Seltmann et al. 2000 in Gewichtsprozent sieht wie folgt aus: Fe 48,6; S 1,98; P 0,04; Co 0,018; SiO2 8,3; TiO2 0,21; CaO 12,8; MgO 1,02; MnO 0,08, V2O5 0,03. Das Erz besteht nach Seltmann et al. 2000 aus: Magnetit, Pyrit mit 4-5% Co, selten Pyrrhotin, Chalkopyrit. Nichtmetallische Komponenten sind Calcit, Epidot, Granat, Klinopyroxen und Apatit.

Kyanit von Sokolimajasopka

Das Gebiet um Sokolimajasopka, was übersetzt “Falkenhügel” heißt, wird auch “Russisches Brasilien” genannt, da es zahlreiche Edelsteinvorkommen gibt, die an Minas Gerais in Brasilien erinnern. Das Areal liegt nahe dem Fluss Sanarka bei der Stadt Sanarka (Tscheljabinsk). 1912 besuchte der Geologe Fersmann (1883-1945) den Falkenhügel und entdeckte ein Kyanitvorkommen, das mittlerweile der Russischen Akademie der Wissenschaften gehört und Ziel unzähliger russischer und ausländischer Studenten war und noch immer ist. Aus diesem Grund wurde das Vorkommen auch nie abgebaut, sondern blieb der Wissenschaft vorbehalten.

Abb. 39. Links: Kyanit im Paragonit. Größe: 8x4x1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Einzelner Kyanit-Kristall im Paragonit. Größe: 6x4x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 39. Links: Kyanit im Paragonit. Größe: 8x4x1,5 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Einzelner Kyanit-Kristall im Paragonit. Größe: 6x4x3 cm. Eigenfund der Autoren.

Der Kyanit (Disthen) AlAl[O/SiO4] bildete sich durch sillimanitfazielle Metamorphose im Kontaktbereich zu einer Granitintrusion bei ca. 300°C. Es handelt sich also um eine Niedrigtemperatur-Niedrigdruck-Metamorphose. Ein typisches Handstück besteht aus Hämatit und Paragonit, einem Natrium-Muskovit. In diesem Paragonit befindet sich der Kyanit, der durch seine durchscheinende blaue Farbe sogar Edelsteinqualität erreicht (Abb. 39). Kristalle des Kyanits kristallisierten breitstengelig entlang der c-Achse im triklinen Kristallsystem. Gut ausgebildete {100}-Flächen sind gekrümmt und quergestreift. Vereinzelt angetroffen wurden Zwillingsbildungen nach (100). Besonderes Merkmal des Kyanits ist die ausgesprochen hohe Anisotropie der Ritzhärte. Auf den (100) Flächen liegt die Ritzhärte bei 4,5. Entlang [001] und parallel [010] bei 6 bis 7. Daher ist auch der Alternativname zum Kyanit (griech. = dunkelblau), Disthen (griech. = 2 Härten), verständlich.

In der Umgebung des Kyanitvorkommens befindet sich ein großes Seifengoldabbaugebiet namens Borisovka, das sich über mehrere Kilometer in Nord-Süd-Richtung erstreckt. Am Fluss Kaminka wurde unter dem Namen Andrejewski-Bergwerke seit den 1850er Jahren bis 1995 Gold abgebaut. In direkter Nachbarschaft zu den Goldseifen liegt ein Calcitmarmorvorkommen, das sehr ästhetische, runde Verwitterungsformen zeigt. Früher wurde auch dieser Calcit abgebaut, da in ihm durch metasomatische Prozesse während der Uralidenorogenese Rubin gebildet wurde.

Garnierit von Cheremskanskoe

Im Tagebau von Cheremskanskoe wird heute Marmor gewonnen. Angelegt wurde der ca. 150 m tiefe Tagebau jedoch 1943 zur Nickelerzgewinnung (Abb. 40 links). Das Nickelerz, bestehend aus Garnierit (Abb. 41), Nepuit und Saponit, ist an Serpentinit- und Ultrabasitgänge gebunden, die den Marmor durchschlagen. Die Gangbildung erfolgte hydrothermal bei ca. 250°C im Ordovizium bis Silur. Die vererzten Bereiche streichen etwa 6 km Nord-Süd. Die marinen Karbonate, aus denen letztlich durch die sogenannte Itkul-Granitintrusion im Kontaktbereich Marmor entstand, unterlagen einer Karstbildung. Die entstandenen Hohlräume wurden mit Tonen aufgefüllt, die dann durch die Intrusion des nickelführenden Serpentinits unter hydrothermalen Einfluss gelangten. Der umgebende Calcit wirkte dabei als geochemische Barriere und führte zur Ausfällung von Nickelhydrosilikaten, die sich daher heute zum einen direkt im Ton (Nepuit) und zum anderen in Chalcedon (Garnierit) befinden. Die Chalcedone wurden während der Uralorogenese durch tektonische Prozesse brekziiert und nachträglich wieder silifiziert (Abb. 40 rechts). Die Bezeichnungen Garnierit und Nepuit belaufen sich nicht auf eigenständige Mineralarten. In der Literatur finden sie sich als Synonym zum eigentlichen Nickelhydrosilikatsilikat Falcondoit Ni3MgSi6O15(OH)2·6(H2O). In der Ausbildung des Minerals dieses Lagerstättentyps handelt es sich jedoch um geläufige Begriffe.

Abb. 40. Links: Nickelerz- und Marmor-Tagebau Cheremskanskoe. Rechts: Chalcedonbrekzie. Größe: 10x8x7 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 40. Links: Nickelerz- und Marmor-Tagebau Cheremskanskoe. Rechts: Chalcedonbrekzie. Größe: 10x8x7 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 41. Links: Garnierit (grün) mit Chalcedonüberkrustung. Größe: 9x8x6 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Garnierit (grün-blau) in Chalcedonbrekzie. Größe: 9x9x7 cm. Eigenfund der Autoren.

Abb. 41. Links: Garnierit (grün) mit Chalcedonüberkrustung. Größe: 9x8x6 cm. Eigenfund der Autoren. Rechts: Garnierit (grün-blau) in Chalcedonbrekzie. Größe: 9x9x7 cm. Eigenfund der Autoren.

Am naheliegenden Itkul-See (Itkul bedeutet übersetzt “Fisch”) befinden sich Pegmatite, die während der Itkul-Granitintrusion entstanden und durch eine enorm starke Feldspatverwitterung gekennzeichnet sind. Letztendlich sind nur noch einzelne Quarzrippen inmitten von Kaolin von der Verwitterung verschont geblieben.

Demantoid von Kladovka

Bei Kladovka liegt ein bedeutendes Demantoid-Vorkommen. Das Umgebungsgestein variiert von Gabbro über Granit bis hin zum Serpentinit. Der zur Granatgruppe gehörende Demantoid entstand aus Andradit durch diadoches Ersetzen von Eisen durch Chrom aus den Serpentiniten. Der Abbau erfolgt in verschiedenen, gegenseitig feindlich gesinnten Claims, am Berg im Muttergestein sowie im Tal in Flussseifen. Die Seifen führen neben Demantoid auch beträchtliche Mengen Gold.

Abb. 42. "Waschanlage" für Demantoide. Mit der Wasserspritze (rechte Bildhälfte) werden die Erdmassen aufgespült und über Förderbänder und Siebanlagen (linke Bildhälfte) nach Kornfraktionen getrennt. Die mittlere Fraktion wird dann manuell ausgesiebt und mit Augenmaß und Pinzette nach den grünen bis gelben Demantoiden durchsucht.

Abb. 42. "Waschanlage" für Demantoide. Mit der Wasserspritze (rechte Bildhälfte) werden die Erdmassen aufgespült und über Förderbänder und Siebanlagen (linke Bildhälfte) nach Kornfraktionen getrennt. Die mittlere Fraktion wird dann manuell ausgesiebt und mit Augenmaß und Pinzette nach den grünen bis gelben Demantoiden durchsucht.

Die Abbautechnologie sieht wie folgt aus: Zuerst werden die zur “Waschanlage” transportierten Flussablagerungen mit einer Hochdruckwasserspritze aufgespült und von den großen Gesteinsbrocken getrennt. Danach folgt eine automatische Sortierung der Bestandteile durch Siebung in Kies, Grobsand und Feinsand (Abb. 42). Die Demantoide werden dann durch manuelle Schweretrennung aus der Grob- bis Mittelsandfraktion ausgelesen. Dieses Verfahren ist äußerst lückenhaft, ungenau und mit vielen Verlusten verbunden. Die Arbeiter verdienen 10.000 Rubel (etwa 330 Euro) pro Monat. Der Demantoidpreis für getrommelte Stücke liegt bei 7 Dollar pro Gramm, wenn sie direkt beim Claimbesitzer gekauft werden.

Literatur

Brown, D; Juhlin, C; Guchkov, V (Eds.) (2002): Mountain building in the Uralides – Pangea to the present, Geophysical Monograph Series, American Geophysical Union, Washington DC

Bulgakov R, Kashubin SN, Rybalka AV (1996): Lithosphere Scale Seismic Image of the Southern Urals from Explosion-Source Reflection Profiling, Science, 274, 226-227

Görz I (2003): Geometrie, Aufstiegs- und Deformationsgeschichte von Granit-Gneis-Komplexen im Ostural, Dissertationsschrift, TU Bergakademie Freiberg

Khain, Victor E (1985): Geology of the USSR. Part I: Old cratons and paleozoic fold belts, Gebr. Bornträger Verlagsbuchhandlung, Stuttgart

Herrington, RJ (Ed.) (1999): Volcanic hosted massive sulphide deposits of the Southern Urals. Guidebook: Field Excursion 9-20 August 1999: SGA-IAGOD, London

Hochleitner, R (2005): Der Ural vom Nordmeer zum Aralsee, extraLapis Nr. 29: Russland

http://de.wikipedia.org/wiki/Ural_(Gebirge)

Kühn, B (1993): Exkursion zu den Mineralvorkommen des Urals, Manuskript

Matthes, S (2001): Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde, 6. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg

Pérez-Estaún A; Brown D: Uralides. A Key to Understanding Collisional Orogeny, EUROPROBE (http://www.geofys.uu.se/eprobe/Projects/uralides/Uralides.htm)

Petrov, O; Shatov, V (Eds.) (2000): Gold Mineralisation of the Southern Urals 1:1.000.000, VSEGEI St. Petersburg, NHM London

Sazonov, VN; Van Herk, AH; De Boorder, H (2001): Spatial and temporal distribution of gold deposits in the Urals, Economic Geology Vol. 96, S. 685-703

Seltmann, R; Kotoreev, V; Fershtater, G; Smirnov, V (Eds.) (2000): The Eroded Uralian Paleozoic Ocean to Continent Transition Zone: Granitoids and Related Ore Deposits. Excursion Guidebook: International Field Conference in the Urals 18-30 Juli 2000, IGCP Project 373, London

(Dieser Text ist am 01.04.2006 auf der alten Version von geoberg.de erschienen und wurde übernommen.)

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4 Antworten zu “Exkursion in den Mittel- & Südural”

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