Prospektierungs- und ErschlieBungsmethoden im osterreichischen Blei-Zink- und Antimonitbergbau Ludwig Kostelka Prospektierung bedeutet Minderung des Risikos des rasch ansteigenden Kapitalbedarfes im Zuge der Entstehung eines Bergbaues. Je weitgehender und einengender die Vorstudien sind, destoi giinstiger gestaltet sich die Gegenlaufigkeit von Risiko und Aufwendungen, besonders in einem Land, dessen Territorium zu nahezu 75 % mit den geologisch kompliziert ge-bauten Ostalpen identisch ist. In Osterreich werden gegenwartig Bemiihungen untemommen, die auf eine gewisse Koordinierung der Prospektierung abzielen. Die bergbau-geologischen Moglichkeiten ergeben sich aus der Gegeniiberstellung der einzelnen geologischen Zonen und sind in der sogenannten Grauwacken-zone relativ optimal. Dabei wird nicht iibersehen, daB die gewahlte Zonen-einteilung zum Teil gewaltsam ist und daB man geteilter Meinung dariiber sein kann, welcher Bergbau in seiner Bedeutung iiber den lokalen Bereich hinausgeht. Die weiteren Bemiihungen werden sich daher — neben den bekannten Ausnahmen (Pb/Zn in der Trias) — vor allem auf diese Zone und andere palaozoische Einheiten konzentrieren miissen. 1. Blei-Zinkerzprospektierung Fiir die Blei-Zinkerzprospektion, insbesondere im Bereich der meso-zoischen Kalkalpen, sind in letzter Zeit in Zusammenhang mit Prospek-tierungsarbeiten die Faziesprobleme studiert worden. Hier ist vor allem das Beispiel Bleiberg sehr aufschluBreich, weil es sich gezeigt hat, daB — abhangig von einer bis vor wenigen Jahren nicht bekannten Riff-Entwick-lung des oberen Ladin — groBraumige Vererzungen auftreten, die im Gegensatz zu den an die geschichtete Ruhigwasserfazies gebundenen klas-sischen Bleiberger Erzkorpern modemen bergwirtschaftlichen Modell-vorstellungen weitgehend entgegenkommen. Da der Erzinhalt des minera-lisierten Riffes etwa dem von hundert Erzkorpern des »alten Typus« entspricht, geht daraus die groBe Bedeutung dieser faziellen und palac^-geografischen Arbeiten fiir die weitere Zukunft des Bergbaues hervor. Die Konsequenz aus dieser Erkenntnis ist, daB wir gegenwartig heftige Anstrengung in der Richtung unternehmen die Riffbereiche geochemisch zu kennzeichnen. Diese geochemische Charakterisierung, wenn moglich an Hand weniger und leicht zu bestimmender Elemente, soli es ermoglichen, auch im Bohrschmandt die Riffazies von der normalen Bleiberger Ruhig-wasserfazies zu unterscheiden. Es ist daher beabsichtigt, in jenen Bereichen, von denen wir annehmen, daB dort jene Voraussetzungen bestanden haben, die fiir ein Riffwachstum notwendig sind, von Untertage aus Facher von Bohrungen anzusetzen, um die Grenzen des vermuteten Riffgebietes zu erfassen. Da Riffe keine punktformigen Erscheinungen sind, besteht die Hoffnung, daB wir durch die zum Teil vorliegenden, zum Teil zu erarbeitenden Kenntnisse in der Lage sein werden, die vorgegebenen Chancen wirtschaftlich zu erkunden. Im Grundsatz handelt es sich dabei um die Erweiterung der seit Jahr-zehnten geiibten Suchmethode von Bleiberg, die sich bis jetzt auf be-stimmte Schichtflachen im oberen Wettersteinkalk konzentriert hat und — mit entsprechend geanderten Methoden — nunmehr auf Riffstrukturen angewendet wird. Da der Bereich, in dem wir weitere Riffstrukturen erwarten, zum groBen Teil von Hauptdolomit bedeckt ist, wird es sich bei dieser Such-tatigkeit im wesentlichen um untertagige Gesteinsarbeiten handeln, da die tjberlagerung von 400—600 m fiir Obertagbohrungen sehr ungunstige Voraussetzungen bietet (Abb. 1). Eine andere Anwendung der geochemischen Prospektierung im Blei-Zinkerzbergbau von Bleiberg besteht in der detaillierten Untersuchung der neuen fiir die Erzfiihrung besonders bevorzugten Schichtflachen des obersten Wettersteinkalkes. Es hat sich namlich herausgestellt, daB bei einer entsprechend griind-lichen Untersuchung dieser charakteristischen Schichtflachen moglichst weitab einer Erzfiihrung jene Flachen hohere Werte — insbesondere von Zink — aufweisen, an denen in diesem Gebiet besonders haufig wirtschaft-lich interessante Metallanreicherungen gebunden sind. (Wie aus dem Referat von Prof. Dr. Schroll bei diesem Symposium za entnehmen war, weist das Sediment gegen den ersten Carditaschiefer deutlich zunehmende Mg- und Sr-Werte auf). Durch die an sich bekannte Beobachtung der Zn-Halte konnte erhartet werden, daB im Rudolfschacht-Revier in Bleiberg die Schichtflachen in einer Entfernung von 40—50 m unter dem ersten Carditaschiefer besonders haufig Vererzungen aufweisen. Im Gegensatz dazu sind es im westlicher gelegenen Revier Antoni-schacht vor allem die schiefernahen Schichtflachen, die 10—30 m unter dem Carditaschiefer liegen, an die bauwiirdige Anreicherungen am haufig-sten gebunden sind (Abb. 2). Aber nicht nur im Bleiberger Revier, sondern auch im Gebiet von Rubland, konnten wir ahnliche Beobachtungen machen. Das gleiche gilt auch fiir die zum Teil gut ausgepragten Schichtflachen im Bergbau Lafatsch in Nordtirol. Dieser derzeit stilliegende Bergbau fiihrt gleichfalls im hangenden Wettersteinkalk zinkreiche Vererzungen, die zum Teil schichtgebunden sind. Auch dort war es moglich, in einem Querschlag, in dem selbst keine Vererzung aufgetreten ist, die erzhoffigsten Schichtflachen durch genaue Probenahme des gesamten Systems auszuscheiden. Abb. 1. Bergbau Bleiberg/Kreuth, Grube Max, 6. Westschachtlauf. Abgrenzung der Faziesbereiche Eine besondere Anwendung dieser Erzsuche ergab sich durch die Be-probung des Rublandstollen, der von Bleiberg etwa 5 km nach Norden querschlagig durch die Draukalkalpen vorgetrieben wurde. Hier konnte in einer Schichtfolge, die vom unteren Ladin bis in hangende norische Bereiche fiihrt, nachgewiesen werden, daB die Hintergrundwerte jener Abschnitte wesentlich hoher sind, in denen abbauwiirdige Vererzungen bekannt geworden sind. Diese Methode kann daher in groBerem MaBstab dazu verwendet werden, jene Abschnitte der Schichtfolge festzulegen, in denen im jevveiligen Gebiet Schurfarbeiten auf bauwiirdige Vererzungen mit optimalen Aussichten auf Erfolg aufgenommen werden konnen. Die rund 4 800 m Stollenlange wurden systematisch auf den Zink-gehalt des Gesteins hin untersucht und ein sehr informativer Uberblick iiber die Verteilung der Metallfiihrung in den einzelnen durchfahrenen Triasstufen gewonnen. Die Proben wurden in zwei Meter Abstand entnommen und das Material aus je zwei Entnahmepunkten in der siidlichen und nordlichen Stollenvvand zu einer Probe zusammengefaBt. Wie aus Abbildung 3 hervorgeht, wurde in zwei zum Teil faziell unter-scheidbaren geologischen Einheiten (Bleiberg-Einheit im Siiden und Rubland-Einheit im Norden) eine Sequenz der mittleren und oberen Trias durchfahren. In der durchfahrenen Schichtfolge treten fiinf peaks auf, die berech-nenderweise in jenen Horizonten liegen, in denen Erzanreicherungen in der jeweiligen geologischen Einheit bekannt sind. In der Bleiberg-Einheit ist dies im Gegensatz zur sedimentpetro-graphisch gleichen Einheit in der Rubland-Einheit im Carditadolomit (zwischen ersten und zweiten Schiefer) der Fall. In der Rubland-Einheit tritt unter der sedimentaren — fossilmaBig nicht belegten — Breccie, die wahrscheinlich die Grenze vom Karn zum Nor bildet, in einem karnischen Plattenkalk eine Vererzung auf, die auch in der gleichen stratigraphischen Stellung im Gegenfliigel der Mulde eindeutig feststellbar ist. Da in den stratigraphisch aquivalenten Schichten iiber dem Stollen an beiden Fliigeln der Synklinale Bergbauversuche zum Teil mit Aufschliissen von Zinkblende unternommen wurden, wird diese Zone im kommenden Jahr vom Rublandstollen aus untersucht. Von Š t r u c 1 (Mežica) wurde darauf hingewiesen, daB Vererzungen in der gleichen stratigraphischen Position in der Umgebung des Bergbaues Mežica zwar bekannt sind, jedoch nirgendwo bergvvirtschaftlich interessant zu sein scheinen. Wir sind der Meinung, daB dieser streng schichtgebundene Verer-zungstypus absolut eine interessante Chance darstellt und daher untersucht werden muB. Ein kennzeichnender Fall von Faziesabhangigkeit der Vererzung wurde durch eine (bisher unveroffentlichte) Arbeit von Jiirgen K r a n z (Institut fiir angewandte Geologie Prof. Dr. H. J. Schneider der Freien Uni-versitat Berlin) bekannt. K r a n z fand heraus, daB die im Arlberggebiet Abb. 2. Bergbau Blei-berg/Kreuth. Vertei-lung der Zn- und Pb-Werte im geschichte-ten Wettersteinkalk des Antoni-Revieres. DREIERLAGER ■ f — V — - + +- + + + bei Lech bekannten Pb-Zn-Vorkommen an eine Algenriffazies der ladi-nischen Arlbergschichten gebunden sind. Bei Vorliegen dieser Fazies liegt der background — im Hinblick auf Zink — hoher als die Maximalwerte der Normalausbildung der Arlbergschichten z. B. im gut aufgeschlossenen Profil des Flexenpasses. So liegt der Durchschnittsgehalt der Arlbergkalke im Flexenprofil bei 40 ppm, der niedrigste Wert in den fiinf Algenriffgebieten bei 69 ppm, der Durchschnitt wurde mit 685 ppm also mit dem 17-fachen Wert der iibli-chen Ausbildung ermittelt. Ein deutliches Beispiel, welche Bedeutung die geochemische Faziescharakterisierung fiir die Prospektierung hat. In einem stilliegenden Bergbaugebiet in der Steiermark, das in einer palaozoischen Schichtfolge aufsetzt, werden derzeit eingehende Vorarbei-ten unternommen, um einen Gesamtuberblick der bestehenden Informatio-nen zu erhalten. Dabei wird versucht, die dort besonders interessante genetische Fra-gestellung aufzuklaren, um die weiteren Schurfarbeiten auf diesen Er-kenntnissen basierend entsprechend ansetzen zu konnen. Besonders schwierig stellt sich bei den alpinen Gelande- und Boden-verhaltnissen die Entnahme von Obertagsproben dar. Hier hat Frau Elisabeth Niedermayr eine grundsatzliche Arbeit in Angriff genommen, die zeigen soli, ob in den gesamten Draukalkalpen interpretierbare Unterschiede abhangig von Fazies, von Ost-Weststellung von Tektonik in den verschiedenen Ablagerungsstufen vorhanden sind. Diese Arbeit, die von P e t r a s c h e c k angeregt wurde, ist als erster Versuch in dieser Richtung zu werten. Dabei ergeben sich bei der Probenahme im Steilgelande besondere Schwierigkeiten. Wegen der groBen Verrutschungen und dem Transport von Sedimenten hangabwarts ist die Entnahme von Bodenproben un-zweckmaBig. Da die Zusammensetzung des Bodens weitgehend von Um-standen abhangig ist, die keine Beziehung zu den Prospektierungspro-blemen haben, so z. B., ob es sich um einen Boden aus Moranenmaterial handelt, ist man im alpinen Gelande auf Gesteinsproben angewiesen. Im steilen Fels kann jedoch die Probenahme auch zu einem bergsteigerischen Problem und damit sehr sehr schwierig werden. Wir sind dabei, einen Versuch zu unternehmen, in einem solchen Ge^ iande eine Beprobung auszufiihren, konnen aber derzeit noch keine Re-sultate vorlegen. 2. Antimonit-Prospektierung Besonders in den letzten Jahren ist eine ausgedehnte Prospektierung auf Antimonit in Ostosterreich in der sogenannten Rechnitzer-Schieferinsel erfolgt. Diese in ihrer Stellung und stratigraphischen Zuordnung umstrit-tene geologische Einheit liegt mit ihrem groBeren Anteil in Osterreich, wahrend die ostlichsten Abschnitte in Ungarn liegen. Es handelt sich um eine Serie von epimetamorph veranderten Gestei-nen, die aus vulkanischen, tonigen und kalkigen Ablagerungen hervor-gegangen sind. Abb. 3. Bergbau Bleiberg/ Kreuth. Geologische t)ber-sichtskarte des Durchschlag-stollen Rubland-Antoni mit Zn-Verteilung Die Gesamtmachtigkeit der ganzen Serie betragt mindestens 600 m, nach einer jiingsten Beobachtung moglicherweise sogar rund 2 000 m. Erzhoffig ist jedoch nur ein Karbonathorizont bzw. dessen oberste 20—30 m. Die Vererzung erfaBt einerseits Gangspalten, die deutlich die Schicht-flachen durchreiBen, andererseits sind von diesen ausgehend sogenannte »Lagergange« bekannt, die entlang der Schichtung liegen. AuBerdem ist in vielen Fallen zu beobachten, daB die Gangspalten in die Schieferung einmiinden und dann weiterhin diese wieder durchreiBen. Die Vererzung besteht nahezu ausschlieBlich aus Grauspiessglanz-(Antimonsulfid), der nur in ganz geringen Mengen von anderen Sulfiden, wie Zinkblende, Pyrit und Arsenkies begleitet wird. Sehr selten dann aber zum Teil in groBeren Mengen tritt Zinnober auf. Eingehende Laboratoriumuntersuchungen vom Institut fiir angewandte Geophysik der Montanistischen Hochschule Leoben (Prof. Dr. Franz W e b e r) haben ergeben, daB die physikalischen Eigenschaften des Anti-monit, wie er in Schlaining vorkommt, sich in keiner Weise vom Neben-gestein unterscheiden. Diese Ergebnisse gelten sowohl fiir die Gravimetrie, als auch fiir die Magnetik und Elektrik. Damit war die Moglichkeit auf Antimonit direkt geophysikalisch zu prospektieren von vorne herein aussichtslos. Entsprechende Messungskampagnen bestatigten die Laborbefunde und Modellberechnungen. Es wurde daher seit 3 Jahren ein ausgedehntes geochemisches und indirektes geophysikalisches Prospektierungsprogramm durchgefiihrt. Da-bei war entscheidend, daB in jenen Bereichen, in denen die erzfiihrenden Kalkbereiche an die Oberflache kommen, geochemisch prospektiert wurde, weil dadurch ein direkter Nachweis eines hoheren Antimonitgehaltes im Gestein, bzw. im Boden moglich war. In allt-n jenen Bereichen, in denen der erzfiihrende Kalkhorizont durch Hangendschichten von mehr als etwa 20—30 m iiberdeckt war, wurde die indirekte geophysikalische Prospektierung, insbesondere die Refraktionsseismik und die Geoelektrik, angewendet. Bei der Analyse von rund 15 000 Bodenproben wurden zuerst die Elemente Antimon, Arsen und Quecksilber analysiert. Als es nach einigen tausend Proben sicher feststand, daB der Antimonitgehalt, der Arsen- und Quecksilbergehalt parallellaufen, wurden die weiteren Proben nur mehr auf ihren Antimongehalt untersucht. Von den insgesamt prospektierten rund 12 km2 wurden 0,2 km2 als hoffig anerkannt. Ein sehr schones Selektierungsergebnis. Die geophysikalische Prospektierung wurde in indirekter Form ange-wendet, da es sich bei genaueren Gelandeuntersuchungen herausgestellt hat, daB die mylonitftihrenden Gangspalten und Lagergange wesentlich groBere Feuchtigkeitsgehalte aufweisen, so daB sowohl bei der Refraktionsseismik eine entsprechende Verringerung der Durchgangsgeschwin-digkeit der Schwingungen auftritt als auch eine wesentliche Erniedrigung Abb. 4. Bergbau Bleiberg/Kreuth. Ubereinstimmung der seismischen Messungen mit bekannten Stollenaufschliissen des Widerstandes, bzw. Erhohung der Leitfahigkeit fiir die geoelektrischen Untersuchungen. Es wurden bereits 1962 die ersten tastenden Versuche mit Eigenpoten-tialtnessungen ausgefiihrt. Diese brachten keinen Erfolg. Im September 1968 wurde nach einer Pause eine MeBserie mit dem elektromagnetischen Turam-Verfahren ausgefiihrt. Die schvvedische Firma »Teratest«, die die Messungen ausfiihrte, kam zu dem SchluB, daB eine Anwendung des Verfahrens zur Aufsuchung von Antimonit bei den im Bereich von Schlaining gegebenen Verhaltnissen nicht moglich ist. Die Refraktionsseismik wurde in groBeren AusmaB angewendet. Ins-gesamt wurden im Jahr 1969 34 km refraktionsseismische Profile ge-schossen. Im Jahre 1971 wurden diese Messungen durch weitere rund 20—25 km Profillinien erganzt, deren Auswertung derzeit im Gange ist. Wie aus der Abbildung 4 zu ersehen ist, ergaben die seismischen Messungen bei sorgfaltiger Ausfiihrung der Gelandearbeiten und eingehender Diskussion der Ergebnisse zwischen Geophysikern und Geologen eine gute Obereinstimmung mit bekannten Stollenaufschliissen. Die weiteren Aus-fahrungen der auf Grund der Messungen erhaltenen Informationen, ob mogliche erzfiihrende Spalten angezeigt wurden, sind derzeit noch nicht abgeschlossen. Der Nachweis einer bisher ganzlich unbekannten, gegen Nordost strei-chenden Storungszone durch die Refraktionsseismik hat die Frage nach der moglichen Begrenzung des Bergbau-Hoffnungsgebietes gegen Siiden aktualisiert. Da es sich um eine Klarstellung prinzipieller Art mit iiberwiegend wissenschaftlicher Zielsetzung handelt, kommt den vorgesehenen zwei Tiefbohrungen besonderes Interesse zu. Besteht dadurch doch die Moglich-keit von Hinweisen fiir die Entscheidung eines der groBen Probleme des Ostalpenbaues, das mit der Stellung und Zuordnung der Reehnitzer Schie-ferinsel verbunden ist. Die geoelektrischen Messungen wurden nach der Wenner-Anordnung mit niederfrequentem Wechselstrom ausgefiihrt. Der Elektrodenabstand betrug bei den Routinemessungen 120 m und 180 m. Die Auswertung der Messungen war schwierig, ergab aber durch spatere Grubenaufschliisse bestatigte Anomalien, die allerdings leider kein Antimon fiihrten, was jedoch nicht gegen die Methode spricht. Bei der Interpretierung der geoelektrischen MeBergebnisse hat sich insbesondere eine Verwitterungsschichte, die sehr geringe Widerstande aufweist, als besondere Erschwernis erwiesen. Wenn diese Schicht namlich lehmig ist, sinkt der Widerstand auf 50 Ohm je m ab und erschwert eine Ausdeutung der Leitverhaltnisse in den tieferen Bereichen ungemein. Die Anwendung der Magnetik hat sich insbesondere auf den Verlauf der im Osten der Lagerstatte auftretenden Serpentin beschrankt. Damit wurden ganz ausgezeichnete Ergebnisse insofern erzielt, als dadurch die Richtung des Absteigens des Serpentin sicher festgelegt werden konnte und somit erstmals gewisse Hinweise fiir das Verhalten der Gangspalten und deren Vererzung nach Osten hin gegeben waren. Die MeB- und Prospektierungsergebnisse auf Antimonit in Schlaining, die im letzten Jahr auch auf einen Bereich nordlich davon (Bergbaube-reich Maltern, Niederosterreich) ausgedehnt wurden, ergaben, daB die Anwendung einer einzigen Methode nicht zielfiihrend ist, sondern daB nur in gleichen Hinsicht zu deutende Informationen verschiedener Metho-den Gesteinsarbeiten zur Klarung der Verhaltnisse verantwortbar machen. Es ist ganz eindeutig, daB die Erfolgsaussichten fiir die Prospektierung auf Antimonit durch geophysikalische MeBprogramme wesentlich ver-bessert werden, auch dann, wenn sie auf Grund der gegebenen Verhaltnisse nicht direkt zum Ziele fuhren konnen. Wenn es auch bisher nicht gelungen ist, durch die oben erwahnten geophysikalischen und geochemischen Studien eine neue Lagerstatte zu erschlieBen. so haben wir doch viele Hinweise erhalten, daB die geologi-schen Aussichten dadurch wesentlich erwcitert und reproduzierbar ver-deutlicht wurden. Prospecting and Exploration Methods in Austrian Lead, Zine, and Antimony Mining Ludwig Kostelka S U M M A R Y Prospecting for lead-zinc occurrences does not differ significantly from methods applied in other countries. According to our genetical compre-hension great attention is paid to the facial background and to paleogeo-graphical possibilities. Special problems arise by the steepness of some areas in which some chances for lead-zinc-ore-occurrences do exist. Careful sampling and studying of the broken rocks on the foot of the wall and rock-sampling along accessible sample lines are carried out. The determination of zine which in our čase gives better information than lead is done by polaro-graph due to lower cost in the laboratories and not with the dithizon-method as in earlier times. As the reef bound ore occurrences are obviously of fundamental economic importance for our type of deposits we try at present to find out the most simple chemical characteristics of this facies against the well stratified "Quiet-Water-Facies" also very well known as Bleiberg Facies of the Upper Ladinian limestone. Because of the partly very strong do-lomitization no skeletal remains can be expected as facies characteristic. On the other hand, a careful test-sampling of barrcn crosscuts in the ore-bearing sequence (stratified Ladinian limestone), by significant contents of zine and partly of lead too, gives useful indications which bedding plans of the mine section offer the best chances for economical mineral enrichments. Geophysical methods are not yet used for prospecting on lead-zinc, though informative tests with oscillations on very long frequencies have been carried out. On the contrary, in antimonite prospecting we applied ali geophysical methods which offered a chance for success. DISCUSSION Zuffardi: A short comment and a very banal question. I undenvent a very disappointing experience in prospecting for lead and zine by geochemical analysis: namely I found sometimes very strong anomalies on the top of small Pb-Zn occurrences, and, vice versa, small anomalies related to big ore bodies. Now I would like to know if, in your čase, the beautiful Sb-anomalies you showed us were actually related to ore bodies or not. Thank you. Kostelka: Well, so far we did not so much geochemical prospecting for Pb and Zn on the surface because of the difficulties in the very steep terrain of the Alps. To* interpret the results we tried to start this prospecting now on the basis of facies, that means on this facies of the We