Evaluation of the tungsten potential in the Eastern Alps: New insights from geological, mineralogical and chemical (LA-ICP-MS) data on scheelite

Wolfram ist ein Rohstoff von großer ökonomischer und strategischer Bedeutung für die europäische Industrie, der allerdings auch ein erhöhtes Versorgungsrisiko aufweist. Folglich wird Wolfram bereits seit 2011 von der Europäischen Kommission in der Liste für kritische Rohstoffe der EU angeführt. Um sowohl die künftige Versorgungssicherheit für Europa zu gewährleisten als auch die strategische Autonomie zu verbessern, erscheint eine intensivere Erkundung des nationalen Rohstoffpotentials als unabdingbar. Europas größter Wolframbergbau und eine der weltweit größten Lagerstätten für Wolfram liegt im österreichischen Felbertal. Auf deren Entdeckung 1967 folgten umfangreiche Rohstofferkundungen in den Ostalpen, die in den 1980ern allerdings nur zur Auffindung zahlreicher kleiner (subökonomischer) Wolframmineralisationen führten.
In dieser Doktorarbeit wurden im Rahmen des “W(olfram) Alps” Projekts gemeinsam mit der GeoSphere Austria und der Wolfram Bergbau und Hütten AG Beurteilungskriterien („Fingerabdrücke“) zur Evaluierung des regionalen Wolframpotenzials in Österreich entwickelt. Die mineralogisch-chemischen Signaturen aus 17 Wolframvorkommen der Ostalpen, einschließlich der bergwirtschaftlich wichtigsten Lagerstätte im Felbertal, dienen dabei als Indikatoren zur Ermittlung des Potenzials von regionalen Wolframanreicherungen. Scheelit (CaWO4) tritt als das häufigste Wolframmineral der Ostalpen in verschiedenen geologischen Einheiten und Vererzungsstilen auf. Die Identifikation einer „primären“ Scheelitsignatur, die den eigentlichen Mineralisationsprozess widerspiegelt, wird häufig durch das Auftreten mehrerer Scheelittypen mit unterschiedlichem Chemismus erschwert. Entsprechend muss die Analytik den kombinierten Einsatz von Kathodolumineszenz, Mikrosondenanalyse und Laser Ablation-ICP-MS umfassen. Für die Auswertung der LA-ICP-MS-Spurenelementdaten wurde im Rahmen dieser Studie die neue Software G.O.Joe entwickelt, die innovative Korrekturmaßnahmen bei der Scheelitanalytik bereitstellt.
Die Kombination aus geologisch-mineralogischen Informationen und Scheelitanalytik erlaubt es drei Mineralisationsstile zu unterscheiden: (1) intrusionsbezogene (z. B. Felbertal), (2) polymetallische (z. B. Schellgaden) und (3) Karbonat-schichtgebundene Scheelitvorkommen (z. B. Kleinarl, Tux-Lanersbach). Die Spurenelementverteilung im Scheelit zeigt, dass sich insbesondere die Elemente Na, Sr, Nb, Mo und REE+Y zur Identifizierung von Scheelit aus unterschiedlichen geologischen Umgebungen eignen. Ein neu entwickeltes Diskriminierungsdiagramm (Sr/Mo vs. Na/Nb) zeigt, dass Scheelit in den Ostalpen das gesamte Spektrum dieser Mineralisationsstile abdeckt. Dieses Diagramm bestätigt nicht nur, dass sich die Wolframlagerstätte Felbertal deutlich von unwirtschaftlichen Wolframvorkommen in den österreichischen Ostalpen abhebt, sondern stellt auch ein robustes Instrument für die Wolframexploration auf globaler Ebene dar.
Zudem liefern zwei geologisch-mineralogische Detailstudien wichtige Beiträge zum Verständnis der Metallogenese von Wolfram in den Ostalpen. Neue U-Pb Scheelit-Altersdaten von Mallnock, einem außergewöhnlichen Wolframvorkommen in den Ostalpen, verknüpfen die mehrphasige Entwicklung mit der geodynamischen Entwicklung in der Permotrias. Scheelit am Lienzer Schlossberg ist Teil eines magmatogenen Skarnsystems in Verbindung mit einem känozoischen Pluton des Periadriatischen Störungssystems. Die Erkenntnisse dieser Studien zeigen, dass die Entstehung der ostalpinen Wolframvererzungen, welche bisher nur im Kontext der variszischen und alpidischen Orogenese gesehen wurde, auch im Zusammenhang mit der permisch-triassischen und känozoischen Geodynamik interpretiert werden muss.