Lagerstätte

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Lagerstätte ist ein bergmännischer Begriff für bestimmte Bereiche der Erdkruste, in denen sich natürliche Konzentrationen von festen, flüssigen, oder gasförmigen Rohstoffen, deren Abbau sich wirtschaftlich lohnt (bauwürdige Lagerstätte), oder in der Zukunft lohnen könnte (nutzbare Lagerstätte).

Im englischen Sprachraum ist der deutsche Begriff Lagerstätte als Fremdwort geläufig, jedoch bezeichnet er dort eine (besonders reichhaltige) Fossilfundstätte. Die korrekte englische Übersetzung für Lagerstätte lautet statt dessen: mineral deposit (wobei dieser Begriff zuweilen aber nur auf Erzlagerstätten begrenzt ist). Der wirtschaftlich interessante Teil einer Lagerstätte wird als resource (Vorrat) bezeichnet. Genauer wäre jedoch: non renewable resource (nicht erneuerbare Vorräte).

Inhaltsverzeichnis

Allgemeine Bewertungsfaktoren

So lange die vorhandenen Minerale oder Gesteine nicht abbauwürdig sind, werden sie als Vorkommen bezeichnet, und nicht als Lagerstätte. Der Mindestgehalt (cut-off-grade) bei der sich der Abbau einer Lagerstätte noch lohnt, hängt dabei nicht allein von der Qualität der Rohstoffe ab, sondern auch von vielen wirtschaftlichen, technischen und zuweilen sogar politischen Faktoren ab.

  • Die Erschließungskosten können sich zum Beispiel durch die abgelegene Lage des Vorkommens, extreme Klimabedingungen und mangelhafte Infrastruktur deutlich erhöhen.
  • Die Abbaukosten hängen unter anderem von der Tiefenlage in der Erdkruste (Teufe), der Menge des anfallenden Grundwassers, und den technischen Eigenschaften der Rohstoffe ab. Zuweilen kann eine ungünstige Metallurgie den Abbau sogar ganz verhindern. So konnte das 1956 entdeckte polymetallische Vorkommen McArthur River in Australien, trotz seines hohen Metallgehaltes, bis heute nicht ausgebeutet werden, weil die Minerale, wegen der extrem kleinen Korngröße, nicht metallurgisch aufbereitet werden können.
  • Die Vermarktungskosten einer Lagerstätten werden besonders durch die Länge der Transportwege bestimmt.
  • In dicht bebauten und industriell entwickelten Gebieten sind oft die konkurrierenden Interessen der Anrainer (Bauland, Wasserrechte, Naturschutz, etc.) ausschlaggebend für die behördliche Verweigerung des Abbaus.
  • In manchen Ländern erhebt der Staat so hohe Steuern auf die Gewinnung von Rohstoffen, dass ein wirtschaftlicher Abbau nicht mehr möglich ist. Auch in Ländern in denen politische Unruhen herrschen, oder die für ihre Enteignungs-Politik bekannt sind, siedelt sich selten eine bedeutende Bergbauindustrie an. Andere Länder versuchen den Bergbau jedoch mit Steueranreizen zu fördern. In den 1960er Jahren gewährte zum Beispiel die Republik Irland den ausländischen Investoren völlige Steuerfreiheit für die ersten Betriebsjahre. In einigen Fällen führte dies leider zu intensivem Raubbau und zu extrem kurzen Betriebszeiten der neuen Bergwerke, bevor sich die Investoren wieder aus dem Land zurück zogen.
  • Da es sich beim Bergbau um ein besonders kapitalintensives Gewerbe handelt, sind die Betreiber auf umfangreiche Investitionen angewiesen. So führte 1997 der Skandal um die kanadische Explorationsfirma Bre-X Minerals zu einem enormen Vertrauensverlust der Investoren in die Rohstoffbranche. (Für einige Monate hatte das Busang-Projekt auf Borneo als die größte entdeckte Goldlagerstätte aller Zeiten gegolten, bis man herausfand, dass die Analysen der Gesteinsproben systematisch gefälscht waren.) Dies führte direkt zu einer Welle von Insolvenzen kleinerer Explorations- und Bergbaufirmen auf der ganzen Welt.

Alle diese Faktoren müssen ins Verhältnis zum erzielbaren Marktpreis gesetzt werden. Andererseits können technische Neuerungen unrentable Vorkommen unvermutet in Lagerstätten verwandeln. So konnten die Nchaga Consolidated Kupferminen in Sambia nach Einführung eines Metallextraktionsverfahrens aus neun Millionen Tonnen ehemaligen Abraums noch 8o ooo Tonnen Kupfer gewinnen.

Obwohl es sich bei der Lagerstättenkunde (siehe dort) um eine Naturwissenschaft handelt, die die geologischen Prozesse erforscht, welche zur Anreicherung von Rohstoffen in der Erdkruste führen, ist der Begriff Lagerstätte also rein marktwirtschaftlich definiert.

Klassifizierung

Rohstoffkategorien

Lagerstätten werden meist nach ihrem wirtschaftlich wichtigsten Mineralbestandteil in Gruppen eingeteilt:

Wegen seiner Bedeutung rechnet man auch das Grundwasser zu den Lagerstätten (heiße Quellen, Mineralwasser, Trinkwasser).

Vorratskategorien

Die Summe aller Lagerstätten und Vorkommen in einer bestimmten Region bilden die dortigen Vorräte oder Ressourcen. Die Grundlage für die Ressourcenberechnung, sowohl für ganze Länder, als auch für einzelne Lagerstätten, bildet ein Schema von Vorratskategorien, das den ungefähren Kenntnisstand über die jeweiligen Vorräte beschreibt. Die Kennziffern sind dabei die Fehlergrenze (FG) und die Aussagesicherheit (AS). Damit zum Beispiel eine Ressource als "sicher" bezeichnet werden kann, müssen so viele Daten vorliegen, dass die Fehlergrenze nicht mehr als etwa 10 % beträgt, und eine Aussagewahrscheinlichkeit von mehr als 80 % vorliegt. Das heißt, wenn man zum Beispiel aus Probennahmen, Bohrungen, Kartierungen, etc., in einer Lagerstätte einen Vorrat von 100 000 Tonnen Erz berechnet hat, dann sollte die wirklich vorhandene Menge zwischen 110 000 und 90 000 Tonnen liegen, und die Wahrscheinlichkeit, dass diese Mengen über- oder unterschritten werden, sollte unter 20 % liegen. Um so spärlicher die Daten sind, die man zur verfügung hat, um so höher liegt die Fehlergrenze, und um so kleiner ist die Aussagesicherheit.

Die übliche Einteilung bezeichnet die Vorräte als:

  • Sicher (proven): (FG: ca. 10 %; AS: > 80 %) Ausdehnung und Form der Ressource (zum Beispiel eine Erzader, oder ein Ölfeld) sind bekannt.
  • Wahrscheinlich (probable): (FG: ca. 20 %; AS: 60 - 80 %) Der Umfang der Ressource ist nur lückenhaft bekannt, aber es besteht eine Verbindung zu einer sicheren Ressource.
  • Möglich, angedeutet (possible, indicated): (FG: ca. 40 %; AS: 40 - 60 %) Die Ressource ist durch Aufschlüsse (meist Probebeohrungen) in weitem Abstand bekannt, oder durch verlässliche geophysikalische Messungen erkundet.
  • Vermutet (inferred): (FG: ca. 60 %; AS: 20 - 40 %) Die Ressource ist nur durch wenige Aufschlüsse erkundet, oder sein Vorhandensein wird auf Grund von geophysikalischen und geochemischen Daten vermutet.
  • Prognostisch (undiscovered). Hierbei handelt es sich um die noch unentdeckten Lagerstätten, deren Entdeckung man aber, aus Vergleichen mit der Geologie anderer, gut bekannter Gebiete, in der Zukunft erwarten kann. Die prognostischen Vorräte werden zuweilen noch in hypothetisch (AS: 10 - 20 %) und spekulativ (AS: < 10 %) unterteilt.

Nach nordamerikanischem Vorbild werden die Vorratskategorien sicher und wahrscheinlich zuweilen als "gemessen" (measured) zusammen gefasst. Zusammen mit den möglichen Ressourcen bilden sie die erkannten (demonstrated) Ressourcen. Wenn man noch die vermuteten Ressourcen hinzuzählt, so erhält man alle entdeckten (identified) Ressourcen. Die entdeckten Ressourcen umfassen somit alle Vorräte, deren Lage, Gehalt, Qualität und Menge durch spezifische geologische Befunde bekannt sind, oder geschätzt werden kann. Dem stehen die prognostischen Vorräte gegenüber.

Daneben existieren noch zahlreiche andere Einteilungen von Ressourcen, sowohl in den verschiedenen Ländern, als auch für die unterschiedlichen Lagerstättentypen, als auch von den einzelnen Lagerstättenkundlern. Zuweilen werden zum Beispiel die Reserven von den Ressourcen unterschieden. Die Bedeutung der beiden Begriffe ist aber in den verschiedenen Sprachen so unterschiedlich, dass ein konsequenter Gebrauch des Begriffs Reserve fast unmöglich ist. Im Deutschen bezeichnet er meist den Teil einer Ressource, dessen wirtschaftlicher Abbau im Moment nicht möglich, oder nicht mehr möglich ist. Bei fallenden Weltmarktpreisen können so aus Lagerstätten Reserven werden, und umgekehrt. Wie man sieht, überschneidet sich im Deutschen der Begriff der Reserve mit dem des Vorkommens.

Die nationale Bergbaubehörde der USA (United States Geological Survey) bietet folgende Definition:

  • Vorratsbasis (reserve base): Jener Teil einer identifizierten Ressource, welche die spezifischen physikalischen und chemischen Mindestkriterien für die gegenwärtigen Bergbau- und Produktionspraktiken erfüllt, einschließlich jener für Gehalt, Qualität, Mächtigkeit und Teufe.
  • Reserven (reserves): Jener Teil der Vorratsbasis, welcher zu einer bestimmten Zeit wirtschaftlich gewonnen oder produziert werden könnte. Der Begriff muss nicht bedeuten, dass Gewinnungsanlagen installiert sind und arbeiten. Reserven beinhalten nur ausbeutbare Stoffe.

Aufsuchung und Untersuchung von Lagerstätten

Oberflächennahe Lagerstätten wurden im Lauf der Geschichte oft zufällig entdeckt. Heute beginnt die systematische Suche nach neuen Lagerstätten gewöhnlich mit einem gründlichen Literatur- und Kartenstudium in Fachbibliotheken, bei den geologischen Diensten (Landesämter) der jeweiligen Länder und (wenn möglich) bei Bergbaufirmen, die in der Region bereits aktiv sind. Da die Kosten für ein ausgedehntes Explorationsprogramm sehr hoch sind, müssen die Arbeiten in verschiedenen Phasen durchgeführt werden, die jeweils mit einer klaren Entscheidung des Geologen enden, ob es sich lohnt, die Arbeiten fortzusetzen, oder abzubrechen.

Prospektion

Die erste Phase der Suche besteht aus der Vorerkundung (Reconnaissance) und der eigentlichen Prospektion (Schürfen). Die allgemeine geologische Beschaffenheit der Region ist zu diesem Zeitpunkt einigermaßen bekannt; Lagerstätten sind jedoch noch unbekannt. Das Risiko eines Fehlschlages beträgt 100 %.

Ein nahe liegender Ansatz ist in dieser Situation, zuerst in Gebieten zu suchen, in denen bereits Lagerstätten der gewünschten Rohstoffe bekannt sind. (Daher das unter Prospektoren bekannte Sprichwort: Elefanten findet man im Elefantenland.) Andererseits hat es auch seine Vorzüge, in unerschlossenen Regionen zu suchen, über die nur wenige geologische Daten vorliegen. Das Risiko eines völligen Misserfolges muss gegen die Chancen eines unerwarteten, großen Fundes abgewogen werden.

Eine wichtige Grundlage für die ersten Übersichtskartierungen liefern dabei Luftbilder, Satellitenaufnahmen und geophysikalische Erkundungen mit Hilfe von Flugzeugen oder Helikoptern (so genannte Airborne-Verfahren). Diese Daten sind allein jedoch wertlos, ohne eine Überprüfung der geologischen Verhältnisse im Gelände, wie die Untersuchung und geochemische Probennahme von anstehenden Gesteinen, Geröllen und Flusssedimenten. Dazu kommt die Beobachtung von Bodenverfärbungen, Auffälligkeiten in Geländeform und Bewuchs.

Wenn die Anzeichen eine Lagerstätte vermuten lassen, geht man zu Spezialkartierungen über, schürft an der Oberfläche, oder führt erste flache Erkundungsbohrungen durch. In dieser Phase werden auch Methoden der Bodengeophysik angewandt, wie Gravimetrie, Seismik, Magnetik, elektrische und Radarverfahren.

Für die Prospektion einer Lagerstätte rechnet man mit Zeiträumen von etwa drei Jahren. Am Ende dieser Phase sollte mindestens ein höffiges Gebiet bekannt sein, das weitere Untersuchungen rechtfertigt.

Exploration

Nachdem ein Höffigkeitsgebiet gefunden wurde, folgt die Abgrenzung des lokalisierten Vorkommens. Der geologische Rahmen ist jetzt bekannt, das Risiko dafür, dass die bisherigen Investitionen und der Arbeitsaufwand umsonst waren, beträgt nur noch ca. 50 %.

Die Detailuntersuchungen (Kartierung, Probennahme in Schürfen und Bohrungen, chemische und mineralogisch-petrographische Analysen werden systematisch fortgesetzt und ausgedehnt. Am Ende dieser Phase der Exploration sollte die Abschätzung der Dimensionen des Vorkommens möglich sein, sowie eine erste Berechnung der Vorräte. Auf Grund dieser Daten muss entschieden werden, ob die Erschließung des Vorkommens sinnvoll ist, oder nicht.

Im günstigen Fall folgt die Erschließung. Die Lagerstätte ist nun nachgewiesen. Die Explorationsarbeiten werden mit technischen Versuchen (Erprobung der metallurgischen Aufbereitung, zuweilen Versuchsbergbau) ergänzt, und finden mit der Wirtschaftlichkeitsstudie (feasability-study) ihren vorläufigen Abschluss. Für die gesamte Exploration einer Lagerstätte rechnet man mit Zeiträumen von fünf bis zehn Jahren.

Fällt die Wirtschaftlichkeitsstudie positiv aus, kann der eigentliche Bergbau beginnen (siehe dort). Parallel dazu geht die Exploration in den weniger bekannten Teilen der Lagerstätte weiter.

Bergrecht

Hauptartikel: Bergrecht

Im Wesentlichen gibt es zwei grundlegende Rechtsauffassungen über die Eigentumsverhältnisse an natürlichen Ressourcen. Erstens, das Prinzip der Bergfreiheit: das heißt, der Staat hat das Verfügungsrecht über die Bodenschätze. Diese Rechtstradition herrscht besonders im deutschen Bergrecht vor, und in vielen Ländern, deren Wirtschaft wesentlich auf dem Export von Rohstoffen basiert. Zweitens, der Grundsatz des Eigentümerbergbaus. Hier ist prinzipiell der Grundeigentümer der Besitzer der Bodenschätze. Auf öffentlichem Land erwirbt der Finder Ansprüche auf seinen Fund. Diese Auffassung stammt aus dem englischen Common Law. Der französische Code Napoléon und die angelehnten Rechtssysteme vertreten einen vermittelnden Standpunkt. Die oberirdischen Lagerstätten gehören dem Grundeigentümer, die unterirdischem dem Staat.

Literatur

  • J. Hesemann, et al: Untersuchung und Bewertung von Lagerstätten der Erze, nutzbaren Minerale und Gesteine (Vademecum 1), Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, Krefeld 1981.
  • Anthony M. Evans: Erzlagerstättenkunde"", Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1992.

Siehe auch: Hydrogeologie, Verhüttung

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