Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHT DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 2620/Fachgruppe Chemie
Herausgegeben im Auftrage des Ministerpriisidenten Heinz Kuhn
vom Minister fur Wissenschaft und Forsehung Johannes Rau
Dr. Drs Gasser
Geologisches Institut, Universitat Bern
Dr. Jean Thein
Geologisches Institut der Universitat Bonn
Das syngenetische Sulfidlager Meggen
im Sauerland
(Struktur, Geochemie, Sekundardispersion)
WESTDEUTSCHER VERLAG 1977
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Gasser, Urs
Das syngenetische Sulfidlager Meggen im Sauer
land: (Struktur, Geochemie, Sekundardispersion)
Drs Gasser; Jean Thein. - 1. Aufl. - Opladen:
Westdeutscher Verlag, 1977.
(Forschungsberichte des Landes Nordrhein
Westfalen ; Nr. 2620 : Fachgruppe CheQie)
ISBN-13: 978-3-531-02620-6 e-ISBN-13: 978-3-322-88106-9
001: 10.1007/978-3-322-88106-9
NE: Thein, ,Jean
©] 977 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen
Ges amtherstellung: Westdeutscher Verlag
ISBN-13: 978-3-531-02620-6
In ha I t
VORWORT 1
EINLEITUNG 3
ALLGEMEINE GEOLOGISCHE UBERSICHT 5
1. TE I L TEXTURELLE UND STRUKTURELLE UNTERSUCHUNGEN 1M
SULF IDLAGER 10
- Untersuchungsmaterial 10
- Aufbereitungsmethoden fur die Strukturanalyse 12
- Mineralbestand des Gesamterzes und der Lagerarten 13
- Texturelle und strukturelle Merkmale im makroskopischen Bereich 15
- Diskussion der Ergebnisse der Texturanalyse im makroskopischen
Bereich 17
- Strukturelle Merkmale im mikroskopischen Bereich 18
- Diskussion der Ergebnisse der Strukturanalyse im mikroskopischen
Bereich 21
- Mikrosonden-Aufnahmen 22
2. TE I L GEOCHEMIE DES SULFIDLAGERS 24
- Geochemische Arbeitsmethoden 24
- Stratigraphische Elementverteilung 29
- Regionale Elementverteilung 34
- Haufigkeitsverteilung der Elemente 36
- Korrelationsanalyse im R-Modus 37
- Ahnlichkeitsanalysen im Q-Modus 43
- Diskussion der Ergebnisse 46
3. TE I L VERTEILUNG VON THALLIUM UND ZINK 1M NEBENGESTEIN
UND IN DEN VERWITTERUNGSBODEN DES ERZLAGERS 50
- Mef3methoden 51
- TI- und Zn-Verteilung im Nebengestein 53
- Verteilung von TI und Zn in Boden uber dem Lagerausbif3 59
- Diskussion der Ergebnisse 65
- IV -
Schriftenverze ichnis 67
Anhang Herstellung von Radiographien 75
Anhang II Laborflotation der Sulfide 76
Atlas mit samtlichen Figuren und Tafeln 81
Vorwort
Das Erzlager von Meggenl das an Bedeutung kaum hinter der seit dem fruhen Mittelalter
abgebauten Lagerstatte Rammelsberg zurUcksteht", wurde schon sehr oft in verschiedener
Hinsicht beschrieben. Dieser Bericht stellt als zur Zeit letzte Arbeit uber die Lagerstatte
die Ergebnisse von in den Jahren 1970 - 1975 ausgefUhrten strukturellen mineralogischen
l
und geochemischen Untersuchungen am NW-Teil des Sulfiderzes", aber auch am Nebenge
ste in und in oberflachl ichen Verwitterungszonen im Ausbi r3 zusammen. Die Arbe iten die
l
von Prof.Dr.H.KARRENBERG, dem damaligen Prasidenten des GLA von NRW in Krefeld,
angeregt waren" wurden in den ersten vier Jahren vom Minister fUr Wissenschaft und For
schung des Landes NRW im Rahmen des Forschungsprojektes "Geochemie Meggen"finan-
z ie II unterstUtzt. Die natUri i che thematische Dre igl iederung des Berichtes kennze ichne t
zugleich auch drei Phasen im Arbeitsvorgang. FUr Teil 1 der Untersuchungen zeichnet
U.GASSER, als wissenschaftlicher Mitarbeiter in den Jahren 1970 1971 und 1972 ver
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antwortlich. Teil 2 wurde in Zusammenarbeit mit J. THEIN, dem wissenschaftlichen Be
arbeiter in den Jahren 1973 und 1974 erstellt. Abgeschlossen wurden die Forschungen
durch die in Teil 3 beschriebenen, eher praxisbezogenen Untersuchungen von J. THEIN
am Nebengestein und an den Verwitterungsboden.
Die Autoren mochten an dieser Stelle allen1die zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen
haben, bestens danken", insbesondere Prof. Dr. P. WURSTER1 dem Direktor des Geologischen
Instituts in Bonn fUr die Leitung des Forschungsprojektes sowie Prof. Dr . H. KARRENBERG
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als Initiator fUr die gror3zUgige Bereitstellung von Arbeitsplatz" Personal und Material
im GLA in Krefeld.
DiE: SACHTLEBEN Bergbaugesellschaft in Meggen machte durch die Bereitstellung von
Bohrkernen die Arbeiten erst moglich. Hier seien dem Geologen Dr. FUCHS und dem
Obersteiger Herrn OMMER fUr die wertvolle Hilfe bei der Auswahl der Bohrkerne und bei
den Untertageaufnahmen in der Grube gedankt.
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Unser Dank gilt Ferner: 1m GLA in Krefeld, Herrn Dr. PIETZNER fUr die Mikro
sondenaufnahmen und Herrn Dr. WERNER fUr die Ni- und Co-Bestimmungen.
In Bonn Herrn Dr. THURM fUr die Erzradiographien, Herrn Dr. BECKMANN fUr
Ni- und Co-Analysen, Herrn Prof. Dr. SIEHL fUr wertvolle UnterstUtzung bei den
statistischen Untersuchungen.
Entschuldigen mochten wir uns bei all den vielen Helfern die namhaft nicht aufge
g
fUhrt sind, ohne deren fleiBige Hilfe die Arbeit aber unvollstendig hette bleiben
mUssen.
Die Autoren
Dr. U. GASSER
Dr, J, THEIN
- 3 -
Einleitung
Die konkordant zwischen mittel- bis oberdevonische Sedimente eingebettete Sulfid
Barytlagerstatte von Meggen gilt als Paradebeispiel fUr eine synsedimentare poly-
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metal! ische Erzlagerstatte. Lageraufbau, Mineralogie und Elementinhalt sind seit der
umfassenden Beschreibung von EHRENBERG, PILGER & SCHRODER (1954) fUr die damals
erschlossenen Lagerteile beiderseits d3S Luftsattels - "Altes Lager" und ostliches "Neues
Lager" - (siehe Abb. 1) bestens bekannt. Seit den sechziger Jahren wird das Erz, das
heute nur noch aufgrund seiner hohen Zinkgehalte (bis uber 10 %) die Wirtschaftlichkeit
der Grube garantiert, in wesentl ich grol3erer Abbautiefe aus dem NW. und W. Teil des
"Neuen Lagers" gefordert. Die Grenzen der Lagerstatte in diesen beiden Richtungen
waren bis zu Beginn der siebziger Jahre nur vermutet, wurden dann aber zu jaher Gewif3-
heit, als eine Forschungsbohrung der in Meggen abbauenden SACHTLEBEN AG am unmittel
baren Erzkontakt ein mitteldevon isches Riff durchteufte. Es begann nun eine intensive
Bohrtatigkeit, die das Riff im Wan mehreren anderen Punkten bestatigte im aul3eren NW
g
allerdings Erz, wenn auch in geringerer Qualitat, belegte. Die Verschlechterung der Erz
qualitat gegen die Lagerrander hin war allgemein bekannt., so daf3 nun auch in dieser Rich
tung mit einem baldigen Lagerende zu rechnen war, die noch abbauwUrdigen Vorrate mit
hin auf ein Minimum zusammenschrumpfen muf3ten.
Um mit Gewif3heit bessere Aussagen uber die palaogeographische Situation der einzelnen
Lagerteile machen zu konnen wurden von 1970 bis 1974 in einem vom Landesamt fUr For
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schung des Landes NRW finanzierten Forschungsvorhaben an mehreren inzwischen von der
SACHTLEBEN AG abgeteuften Bohrungen am Erz Struktur¥ Mineralogie und Geochem ie
untersucht.
Ziel dieser minutiosen Untersuchungen sollte es sein, mit Hilfe statistischer Verfahren
Zusammenhange zwischen Struktur und/oder Geochemie des Erzes und der palaogeo
graphischen bzw. stratigraphischen Position im Lager ausfindig zu machen. In einem zwei
ten Schritt wurden interessant erscheinende Elemente in ihren Konzentrationen ins Neben
gestein hinein verfolgt, um eventuell auf die Chronologie der Erzforderung rUckschliel3en
zu konnen. In einer letzten Phase schl ief31 ich, nach Ablauf des Forschungsauftrages
konnten bisher unbekannte Anreicherungen des Elements TI im Nebengestein ouch auf3er-
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halb des Lagerbereichs sowie in den Bi:Sden Uber dem ausstreichenden Lager nachgewiesen
werden. Letztere Untersuchungen sind hier, da sie eng mit den Arbeiten am Erzlager
verquickt sind und wohl in nicht unbetrachtlicher Weise der Prospektion auf Lagerstatten
yom Typ Meggen dienlich sein kBnnen, zu diesem Bericht gestellt.
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ALLGEMEINE GEOLOGISCHE UBERSICHT (Abb. 1, Tab. 1)
Die LagersHltte Meggen ist ein bis zu 8 Meter machtiger, elliptisch in E-W-Richtung
gelangter scheibenformiger Sulfidkorper, der nahezu allseitig von einem Barytsaum
umgeben und in die variszisch stark verfaltete und verschuppte mittel- bis oberdevonische
Schichtfolge der Meggene.r Mulde und des SUdflUgels der Eisper Mulde eingelagert ist.
Die SUdflUgel beider Mulden fallen steil Uberkippt nach SE ein, mit ihnen der uber
kippte Teil des Alten Lagers in der Meggener sowie das Neue Lager in der Eisper Mulde.
Der flache NordflUgel der Meggener Mulde birgt den als "Flaches Lager" bezeichneten
Teil des Alten Lagers. Das Alte lager ist durch einen Luftsattel erosiv yom Neuen
Lager getrennt.
Der Ausbil3 des Alten Lagers umrahmt mit Sulfidkorper und Barytsaum allseitig als
schmales Band die oberdevonischen Schichten der Meggener Mulde zwischen den Ort
schaften Meggen und Burbecke. Nordwestlich und nordlich Halberbracht ist er durch
streichende Storungen unterdrUckt. Das Neue Lager streicht 100 bis 200 Meter nordwest
lich hiervon zwischen Mittel- und Oberdevon aus. Zwischen Burbecke und Brenschede
werden be ide Lagerteile durch flaserige" z. T. bituminose Kalke ersetzt. 1m SW tritt
dieses Lageraquivalent erst wieder bei Bonzel (ca. 4 km sUdwestl ich Meggen) auf.
Mit scharfer und nahezu ebener Grenze wird der Erzk<:srper von der wechsellagernd aus
dunkeln Tonen und Silten sowie hellgrauen Feinsandsteinen aufgebauten Schichtserie
der "Lenneschiefer" enach GWOSDZ und KRUGER, 1972" jetzt "Meggener
S chi c h ten") unterlagert. Sie sind flaserig bis schroggeschichtet und fossil leer •
Die Mochtigkeit betragt unter dem Lager ca. 30 m, bei Bonzel etwa 110 m" 5 km sud
westlich Bonzel uber 200 m. Nord<:sstlich des Lagers, bei Brenschede schwankt die
Schichtmachtigkeit um 50 m. Hand in Hand mit dem Anschwellen der Mtichtigkeit gehen
eine Versandung des Sediments sowie eine Zunahme des biogenen Karbonatanteils" be
sonders in den oberen Schichtabschnitten. Letzterer durfte auf das bereits zu dieser
Zeit voll entwickelte Meg 9 e n erR i ff im Westen des Lagers zurUckzufuhren sein
(KREBS, 1972). Auch der viel grol3ere Attendorner Iv\assenkalkkomplex deutet sich zu
dieser Zeit bereits an. Die Meggener Schichten sind nach KRUGER (1973) Uberwiegend
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aus Ablagerungen von Turbiditstrl:>men entstanden, die Sediment vom nordwestlich ge
legenen Schelfrand herbeifuhrten. Das wohl interessanteste Merkmal der Meggener Schich-
ten sind speziell im Umkreis des ErzkCirpers mehrfach eingelagerte Knollen und BCinder
von Pyrit, untergeordnet auch von Zinkblende und Baryt - die sogenannten K i e s ban d
z on en. Sie treten mit stratigraphischer AnnCiherung an das Lager gehCiuft auf.
Nach unten werden die Meggener Schichten durch den nur wenige cm mCichtigen Oders
hCiu se r Ka I k gegen die milden bis schwach sandigen Te n ta cui i te nsc h i efe r
abgegrenzt.
Die Ablagerung des Meggener Erzlagers und seiner stratigraphischen Aquivalente mar
kiert einen petrographisch scharfen Schnitt innerhalb der sandig-klastischen Sedimen
tation des unteren und mittleren Devons. Das Lager entstand in einer E-W streichenden
flachen Einmuldung auf einem lokalen RUcken. Eine schmale lagerinterne Schwelle
gliedert den ErzkCirper nord-sUdlich in ein Cistliches "AI tes Lager" und ein west
liches "Neues Lager". Die Erze beider Lagerteile bestehen uberwiegend aus fein
bis grobgebCindertem Pyrit, dem tonige Zwischenmittel eingelagert sind. Untergeordnet
treten Lagen und Schlieren von Zinkblende auf" die bis zu 30 Gewichtsprozent des
Erzes betragen kann. In Nestern und KCirnern verteilter Bleiglanz macht mit etwa 1 %
nur einen Nebenbestandteil der Erze aus. Verknetete, blumenkohlartige Sedimentstruk
turen kommen speziell im unteren Lagerdrittel haufig vor (GASSER 1974, diese Arbeit,
g
Teil 1).
Lateral verzahnt sich das Lager im S, E und N keilfCirmig auf kurze Distanz mit einem
Barytsaum, der Pyrit nur noch in vereinzelten, rundlichen Knauern enthCilt und zu den
RCindern hin von bis zu 10m machtigen, pyritfuhrenden, z. T. bitum inCisen Mergeln und
Kalken vertreten wird. 1m NW fehlt der Schwerspatsaum, das Sulfidlager grenzt direkt
an die Kalke. 1m Wist das Lager auf das mit den Meggener Schichten gleich alte
Meggener Riff Uberschoben.
