Rauche, H. - ercosplan

Exkursionsführer und
Veröffentlichungen der GGW
Berlin 214 (2001) Seite 199
BRUCHMECHANIK DER MN-MINERALISIERTEN GANGBREKZIEN
VON ARLESBERG UND OEHRENSTOCK IM THÜRINGER WALD
Henry Rauche 1) V
P
1) Dipl.-Geol. Dr. H. A. M. Rauche, ERCOSPLAN Ingenieurgesellschaft Geotechnik und Bergbau mbH,
Arnstädter Straße 28, 99096 Erfurt, e-mail: rauche@ercosplan.de
Im südöstlichen Thüringer Wald treten nahe der
Nordrandstörung in zwei von einander isolierten
Vorkommen bei Arlesberg und bei Oehrenstock-
Langewiesen Manganerzgänge auf, die in vergangenen
Jahrhunderten auch bergmännisch abgebaut
wurden. Die Nebengesteine der Gänge sind hier
mehrheitlich Vulkanitdecken und Ignimbrite sowie
untergeordnet auch Sedimentgesteine permosilesischen
Alters. Vergleichbare Mineralgänge sind
auch aus dem Ilfelder Becken am südlichen Harzrand
bekannt, wo sie ausschließlich unterpermischen
Vulkaniten aufsitzen.
Im Revier Arlesberg sind vier verschiedene Gangscharen
zu unterscheiden, die in annähernd äquidistanter
Folge das Schollenfeld zwischen Kehltalstörung
und Nordrandstörung des Thüringer
Waldes besetzen. Diese Gangscharen streichen
NW-SE und bestehen aus zahlreichen Einzelgängen,
deren Streichrichtung zwischen NW und
WNW variiert. In ähnlicher struktureller Position
treten im Revier Oehrenstock-Langewiesen zwi-
schen der Floßbergstörung und der Nordrandstörung
ebenfalls Manganerzgänge auf, die hier annähernd
E-W orientiert sind und ebenfalls verschiedene
Gangscharen aufbauen, von denen einzelne über
800 m bis 1000 m im Streichen zu verfolgen sind.
Nach Hochrechnung der Förderraten dürfte die
Rohstoffmenge an Mn-Oxiden in beiden Revieren
kaum als 100.000 Tonnen betragen haben.
Die innere Struktur der Gangzonen beider Reviere
zeigt einen ähnlichen Aufbau:
Meist nur einige Meter mächtige, teilweise aber bis
auf wenige Dekameter anschwellende Brekzienzonen
sind über Hunderte Meter im Streichen und -
soweit durch den Bergbau ehemals aufgeschlossen -
auch im Einfallen zu verfolgen. Die rhyolithischen
Nebengesteine sind fragmentiert und durch mehrere
Generationen von Mn-Oxiden verheilt. Die Verteilung
der Fragmentgrößen ist stets sehr wechselhaft.
Die Fragmentdurchmesser variieren von Metern bis
Millimetern. Die Nebengesteinsfragmente sind
10. Jahrestagung der Gesellschaft für Geowissenschaften e.V. Berlin
Schmalkalden, 19. bis 23. September 2001 zum Thema
„Regionale und Angewandte Geologie in der Grenzregion der Süddeutschen und der Mitteldeutschen Scholle“

Seite 200 214 (2001) Berlin
alteriert, teilweise vollständig gebleicht. Durch die
unterschiedlichen Mächtigkeiten und lokale Wechsel
im Azimut entsteht eine linsige Struktur der
Brekzienzonen. Gegen die Nebengesteine sind die
Brekzien oft nur unregelmäßig begrenzt, wobei die
Intensität der Fragmentierung zu den Randbereichen
deutlich abnimmt und auch fließende Übergänge
zu beobachten sind. Die einzelnen Brekzienkörper
lagern annähernd saiger.
Innerhalb dieser Gangbrekzien treten einzelne zentimeter-
bis dezimetermächtige massive Gängchen
von Pyrolusit, Manganit, Braunit und/oder Psilomelan
(i.w. Coronadit, Hollandit) auf (sog. Reicherze,
Stufen), die aber sowohl im Streichen als auch im
Einfallen stark absetzig sind. Gangarten sind - im
Arlesberger Revier eher selten - Calcit, z. T. durch
den Einbau von Mn-oxiden schwarz gefärbt, und
untergeordnet auch Fluorit.
Bezogen auf die frühen Generationen der Mn-
Oxide wurden die Brekzien und mit ihnen die Gänge
postmineralisch überformt, wodurch einzelne bis
zu Metern mächtige Scherzonen gebildet wurden,
deren interne Gefüge eine polyphase Reaktivierung
aufgezeichnet haben. Innerhalb dieser Scherzonen
erfolgte eine sehr intensive Materialzerscherung,
gepaart mit einer vollständigen Alteration des primären
Mineralbestandes der rhyolithischen Nebengesteine,
was zur Ausbildung mächtiger Lettenzonen
führte. Diese mechanische Reaktivierung des
Strukturinventars führte auch zur Remobilisierung
der Mn-Oxide, die sich heute in Form von Sekun-
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därmineralen (sog. Mn-Mulm) auch innerhalb der
Scherzonen finden.
Die Gangbrekzien und die kleineren Gänge wurden
zeitlich nacheinander und unter nach verschiedenartigen
bruchmechanischen Voraussetzungen gebildet:
Mit der Brekziierung versagten die vormals intakten
rhyolithischen Gesteine unter dem Einfluss
hoher Porenfluiddrucke, für deren Aufbau offenbar
die Mn-Oxid-führenden Hydrothermen verantwortlich
waren. Dabei muss der Porenfluiddruck solche
Magnituden erreicht haben, die größer als die minimale
Hauptnormalspannung waren, wodurch
nach dem Prinzip der effektiven Spannungen Zugspannungen
generiert wurden, die letztlich zur
Fragmentierung der Gesteine führten und damit
neue Wegsamkeiten für die Hydrothermen schufen.
Auffällig ist, dass diese Brekziierung lediglich in
den primär ausgesprochen geringpermeablen (niedrige
Porosität) Rhyolithen, nicht aber in den permeableren
permosilesischen Sedimentgesteinen zu
beobachten sind.
Die Bildung der kleineren Gänge innerhalb der
Brekzienkörper stellte dagegen zumindest abschnittsweise
eine Reaktivierung bereits vorhandener
Bruchflächen war, die maßgeblich in einem
Spannungsfeld erfolgte, dass durch die vertikale
Position der größten Hauptnormalspannung und
durch eine relativ geringe Anisotropie gekennzeichnet
war.
10. Jahrestagung der Gesellschaft für Geowissenschaften e.V. Berlin
Schmalkalden, 19. bis 23. September 2001 zum Thema
„Regionale und Angewandte Geologie in der Grenzregion der Süddeutschen und der Mitteldeutschen Scholle“