Das Döhlener Becken bei Dresden - Unbekannter Bergbau

4 Zur Geochemie des Urans und
anderer Spurenelementen in
den Steinkohlen 1) des Döhlener
Beckens (M. SCHAUER, W. REICHEL)
4.1 Uranvorkommen in verschiedenen Kohlelithotypen
und anderen Kaustobiolithen
Die beim Inkohlungsprozess pflanzlicher Rückstände entstehenden
kolloidalen Huminstoffe besitzen eine hohe
Kationenaustauschkapazität und können somit Elementanreicherungen
aus einer wässrigen Phase verursachen.
Negativ geladene Humuskolloide wirken dabei als Sorptionsbarrieren,
an denen bestimmte Elemente eine 100 bis
1000fache Anreicherung erfahren können (KLER et al. 1984).
In „mineralisierten Kohlen“ sind nach VINOGRADOV (1962)
und ÛDOVIC (1978) bei einem Konzentrationskoeffizienten
von >100 die Hauptelemente As, B, Cd, Cu, Ge, Mo, Ni, Pb,
U, V, W und Zn sowie die Nebenkomponenten Ag, Be, Bi,
Co, Cs, Hg, Li, Sb, Sc, Sn und Ta angereichert worden. Die
Fixierung von Uran erfolgt in Form von Uranyl-Humaten
oder Uranyl-Fulvaten durch Kationenaustausch bzw.
Sorption.
Uranvorkommen in Torfen, Braun- sowie Steinkohlen und
anderen kohligen oder bituminösen Ablagerungen sind verhältnismäßig
weit verbreitet. Erstmals werden von BERT-
HOUD (1875) Lignite der Grube Leyden bei Golden/Colorado
(USA) mit max. 2 % U 3 O 8 beschrieben. Weiterhin sind nennenswerte
Urangehalte von DAVIDSON & PONSFORD
(1954/55), ZIEHR (1961), JACOB (1984), HALBACH et al. (1984)
u. a. aus
• Braunkohlen des Tertiärs in Ungarn (Pecs) und Deutschland
(Wackersdorf/Bayern, Kassel/Niedersachsen und
Mücheln/Sachsen-Anhalt),
• Glanzkohlen des Tertiärs in Slowenien, Kroatien, Österreich,
der Schweiz und Deutschland (Hausham, Peiting),
• Steinkohlen des Rotliegenden im Stockheimer Becken
(Bayern) und Döhlener Becken (Sachsen),
• kohlenstoffreichen Alaunschiefern des Silur in
Deutschland (Ronneburg/Thüringen),
• Ölschiefern des Kambrium und Ordovizium in
Schweden und Estland sowie aus
• kohligen Schiefern (sog. „Kolm“) des Kambrium-Silur in
Schweden (Västergötland)
beschrieben worden.
Eine rezente synsedimentäre Anreicherung von Uran aus
wässrigen Lösungen beschreibt ROUBAULT (1958: 367) von
einem Moor des Beckens von Antsirabe auf Madagaskar.
1) Die Benennung „Steinkohlen” steht für alle im Döhlener Becken vorkommenden
Kohlelithotypen
2) „Erzkohlen”: hier als Synonym für sämtliche uranführende Kaustobiolithe
4.2 Die Spurenelemente (SpE) und die physikochemische
Charakterisierung der „Erzkohlen“ 2)
Die im Döhlener Becken vorkommenden Steinkohlen können
zumindest im Bereich der Uranlagerstätte als „mineralisierte
Kohlen“ im Sinne von VINOGRADOV (1962) und ÛDOVIC
(1978) bezeichnet werden.
Erste chemische Analysen (NEKRASOVA 1948) bestimmten in
uranvererzten Steinkohlen des Döhlener Beckens Gehalte an
Vanadium bis max. 500 ppm
Molybdän bis max. 300 ppm und
Thorium bis max. 100 ppm.
LEUTWEIN & RÖSLER (1956) untersuchten mittel- und ostdeutsche
Steinkohlenvorkommen auf ihren SpE-Gehalt erstmals
mit Hilfe der optischen Emissionsspektralanalyse. Kennzeichnend
für die Steinkohlen im Döhlener Becken (Proben
vorrangig aus dem 1. Flöz, außerhalb der Uranerzvorkommen)
sind die verhältnismäßig hohen Gehalte an Arsen,
Blei, Molybdän, Zink und Germanium (Tab 4-1). Gering sind
in der Regel die Kupfergehalte, Antimon fehlt fast völlig.
Geochemische Untersuchungen durch MATHÉ (1961) und
REICHEL (1962) vervollständigten die Kenntnisse zur
Verteilung der SpE in den Steinkohlen (vorrangig „Grauharte“)
des Döhlener Beckens (Tab. 4-2, Abb. 4-1).
Im Rahmen der 2. Erkundungsetappe der SDAG Wismut
von 1966 bis 1968 standen NEKRASOVA (1969) für geochemische
Untersuchungen zahlreiche SpE-Analysen zur Verfügung
(Tab. 4-3).
Zwischen den wichtigsten SpE (Pb, Zn, Mo, V) besteht nur
beim Vanadium eine direkte Abhängigkeit zum Urangehalt
(Abb. 4-2, 4-3).
Die in Abb. 4-1 und 4-2 dargestellte Uranführung von
Brandschiefern entspricht aerob entstandenen Varietäten.
Diese wie auch die Übergänge zu Sapropeliten (s. Abb. 4-
6a) wurden als bauwürdige U-Erze gewonnen.
Nach Angaben von NEKRASOVA (1969: 12-16) sind die
Erzkohlen im Döhlener Becken charakterisiert durch:
Aschegehalte zwischen 15 % und 50 %
Schwefelgehalte zwischen 2 % und 13 %
(REICHEL: max. 30 %)
H 2 O-Gehalte zwischen 1 % und 4 %
O 2 -Gehalte zwischen 11 % und 28 %
C-Gehalte zwischen 23 % und 66 %
Gehalt an Bitumina zwischen 0,3 % und 1,5 %.
Erhöhte Gehalte an CaF 2 (0,2 % bis 1,0 %) sollen nach
Ansicht von NEKRASOVA ein deutliches Zeichen vulkanischer
Tätigkeit zur Ablagerungszeit der Sedimente sein. Eine
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