Alteration Processes as Exploration Parameter for Lead-Zinc Ores in the Graz Paleozoic

Das Grazer Paläozoikum gehört zum Drauzug-Gurktal-Deckensystem und ist Teil des Ostalpin der Ostalpen (Österreich). Die Lithologien setzen sich aus sedimentären Abfolgen einer differenzierten Beckenentwicklung des Silur bis Karbon zusammen. Die stratiformen Pb-Zn-Ag-Ba-Vorkommen, die dem SEDEX-Lagerstättentyps zugeschrieben werden, befinden sich in mehrfach deformierten und grünschieferfaziell überprägten Metapeliten und Metavulkanoklastika innerhalb der Schönberg-Formation der Schöckl-Decke. Im Zuge dieser Arbeit wurden Untersuchungen durchgeführt, um Alterationserscheinungen als auch Elementzonierungen im Bereich von Sulfiderzlagen zu identifizieren. Zu diesem Zweck wurden Bohrkerne aus Haufenreith und Guggenbach eines Explorationsprojektes aus den 1970-80er Jahren als auch Handstücke aus ehemaligen Bergbaugebieten beprobt und analysiert. Die untersuchten Sulfiderze bestehen hauptsächlich aus Bleiglanz, Sphalerit, Pyrit, Pyrrhotin und teilweise aus Baryt und Magnetit. Untergeordnete Erzphasen sind Chalkopyrit, Ullmannit, Pentlandit, Ni-Co-Fe-Arsensulfide, silberhaltige Phasen wie Hessit und Argentopentlandit sowie andere selten vorkommende Erzphasen. Diese Erzminerale kommen auch in kleinerem Ausmaß in der gesamten Alterationszone disseminiert oder innerhalb von Äderchen vor. Die Alterationszone um die stratiformen Vererzungen bildet einen diffusen Hof bestehend aus Alterationsphasen der Mineralisation, welche die sedimentären und vulkanoklastischen Nebengesteine überprägt. Sie tritt sowohl im Liegenden als auch im Hangenden von Erzhorizonten auf, was eine proximale Ausfällung von Erzphasen widerspiegelt, und ist selbst in sehr geringmächtigen Erzschnüren in den Bohrkernen über dutzende Meter nachweisbar. Albitisierung tritt häufig im Liegenden von Erzhorizonten auf. Die Karbonat-Alteration ist hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, im Hangenden der Vererzung ausgebildet und besteht überwiegend aus der Dolomit-Ankerit-Serie sowie untergeordnet Siderit. Die chemische Zusammensetzung von Karbonaten, Chlorit und Hellglimmer in der Alterationszone zeigt eine allgemeine Anreicherung von Fe und in Karbonaten kommt es zu einem zusätzlichen Mn-Einbau. Karbonate sind Mg-reich in der äußeren Alterationszone, gefolgt von einer inneren Fe-Anreichung, die ihr Maximum in der Vererzung erreicht, wobei diese in der Nähe von Erzhorizonten auch Mn-führend sind. Weiters ist in der Alterationszone Ba-haltiger Hellglimmer vorhanden, der im Erz die höchsten Ba-Konzentrationen erreicht. Ba-reiche Feldspäte, Celsian und Hyalophan, sind in Proben der Mineralisationen von Arzwaldgraben, Peggau-Taschen und von Bohrkernen aus Haufenreith vorhanden, wo diese von Kalifeldspat, begleitet werden, der manchmal auch in geringerem Ausmaß in Erzhorizonten und sulfidhaltigen Äderchen als Gangphase auftritt. Minerale der HFSE (High Field Strength Elemente) und SEE (Seltenerdelemente) begleiten Erz- und Alterationsminerale häufig. Zu den beobachteten HFSE-Mineralen gehören Rutil, Ilmenit, Titanit, (Uran-)Thorit, Zirkon und andere Seltene. Diskrete Niob-reiche Minerale sind Columbit-(Fe) und Euxenit-(Y), die ausschließlich in Verbindung mit Erzhorizonten im Revier Kaltenberg-Burgstall vorkommen. Zu den SEE-Mineralen gehören Monazit-(Ce), untergeordnet Fluorokarbonate und Xenotim-(Y) sowie seltener Allanit-(Ce). Außerdem tritt Fluorapatit häufig mit HFSE- und SEE-Phasen auf. Die beobachtete Alterationsmineralogie und die Häufigkeit der alterationsbezogenen Phasen korrelieren gut mit der Gesamtgesteinschemie der untersuchten Bohrkerne. Die detaillierte mineralogische und geochemische Untersuchung des Bohrkernmaterials veranschaulicht Art und Ausmaß der mit dem metamorphisierten stratiformen Sulfiderz assoziierten Nebengesteinsalteration, und kann als Hilfsmittel in regionalen Explorationsprogrammen eingesetzt werden.