Bild: Platten vom Belt-Gestein erzählen von einem uralten Becken: Die “Belt Rocks” sind in weiten Teilen des westlichen Montana zu finden, aber einer der interessantesten Ausbisse befindet sich entlang des Pintler Scenic Highway zwischen Philipsburg und Anaconda. Hier (Foto oben) wurden die Schichten gekippt, sodass sie wie Bücher aussehen, die an einer Wand lehnen. Sedimentgestein bildet sich in horizontalen Schichten, aber im Nordwesten Montanas wurden die horizontalen Schichten des Gürtelgesteins durcheinander gebracht, als sich vor etwa 80 Mio. Jahren die nördlichen Rocky Mountains aus kollidierenden Platten bildeten. Die Berge des Glacier Parks entstanden, als ein großer Teil der Gürtelschichten nach oben und über jüngeres Sedimentgestein geschoben wurde. Diese Kollision hat nicht nur viele der Berge im Westen Montanas geformt, sondern auch Schichten freigelegt, die tief unter der Erde begraben waren und den Geologen einen Blick in die Vergangenheit ermöglichten. (Quelle)
Eine zunehmende Anzahl großer Minenunternehmen interessiert sich für Lagerstätten, die im Untertagebau abgebaut werden – und zwar nicht nur, weil die Beeinträchtigung der Erdoberfläche und die Umweltauswirkungen geringer sind als beim Tagebau, sondern auch, weil diese dank niedriger Produktionskosten sehr wirtschaftlich sein können.
Sedimentäre Kupfer-Lagerstätten gehören daher zu den attraktivsten Lagerstättentypen für den Untertagebau, da ihre Erzzone typischerweise über große Entfernungen kontinuierlich verläuft (bis zu mehreren Kilometern bzw. Hunderten bis Tausenden von Kilometern in Deutschland und Polen oder im produktiven Kongo-Kupfergürtel). Und wenn die Erzzone nur einen einzelnen Meter (oder noch weniger!) breit ist, dann sind das eine fantastische News für Mineningenieure und Aktionäre gleichermaßen.
Große sediment-gebundene Lagerstätten und Minen befinden sich in Montana (USA), wo Kupfer und Silber in porösen Sandsteinschichten vorkommen (die unten genannten Lagerstätten und Minen befinden sich alle im Besitz der Hecla Mining Company; NYSE: HL; aktuelle Marktkapitalisierung: $2,8 Mrd. USD):
Rock Creek Lagerstätte (Montana)
100 Mio. t @ 47 g/t Silber und 0,7% Kupfer beinhalten 148 Mio. Unzen Silber und 658.680 t [ca. 1,5 Mrd. Pfund] Kupfer (Inferred, 2020).
2015 übernahm Hecla die Revett Mining Company Inc. und deren Rock Creek Projekt, das laut Hecla “als eines der größten unerschlossenen Silber- und Kupferlagerstätten in Nordamerika gilt”. Das 130 Jahre alte Minenunternehmen mit Sitz in Coeur d’Alene kaufte alle ausstehenden Aktien von Revett für einen Gesamtbetrag von etwa $19 Mio. in Hecla-Aktien. Hecla erkannte somit frühzeitig die Bedeutung von Rock Creek und übernahm Revett opportunistisch während eines Abschwungs auf den Edel- und Basismetallmärkten.
Laut Heclas Webseite: “Rock Creek befindet sich etwa 8 km nordöstlich von Noxon, Sanders County, Montana (ca. 80 km nördlich von [Heclas] Lucky Friday Mine in Idaho). Die “Inferred”-Ressourcen von Rock Creek wurden bei einer Mindestmächtigkeit von ca. 4,6 m berechnet; bei einer Gewinnungsrate von 88% Silber und 92% Kupfer.“
Revett “plante, Rock Creek als Untertage-Raum- und Säulenmine mit einer Kapazität von etwa 10.000 t/Tag zu entwickeln, ähnlich wie Troy [eine ehemals produzierende, nahe gelegene Sediment-Silber-Kupfer-Mine]. Die Verarbeitung würde auf konventioneller Zerkleinerung, Mahlung und Flotation beruhen, um ein Kupfer-Silber-Konzentrat zu produzieren, das per Bahn zu einer Schmelzanlage transportiert werden würde.” Heclas CEO sagte im Mai 2015: “Wir übernehmen Revett mit Blick auf die Zukunft, denn Rock Creek ist eine Silber-Kupfer-Lagerstätte von Weltklasse-Format…“
Montanore Lagerstätte (Montana)
112 Mio. t @ 50 g/t Silber und 0,7% Kupfer beinhalten 183 Mio. Unzen Silber und 759.420 t [ca. 1,7 Mrd. Pfund] Kupfer (Inferred, 2020).
2016 übernahm Hecla das Unternehmen Mines Management Inc. und dessen Montanore Projekt, das “als eine der größten unerschlossenen Silber- und Kupferlagerstätten in Nordamerika gilt”. Das Projekt befindet sich ca. 16 km von Heclas Rock Creek Projekt und ca. 80 km nördlich von Heclas Lucky Friday Mine in Idaho.” Hecla übernahm alle Aktien von Mines Management für insgesamt ca. $46 Mio. in Hecla-Aktien, was einem Aufschlag von 41% auf den Aktienkurs von Mines Management am 20. Mai 2016 entspricht.
Laut Heclas Webseite: “Geologisch gesehen handelt es sich bei der Lagerstätte um eine schichtgebundene, sedimentäre-Kupfer-Silberlagerstätte und ist eine von 3 größeren Lagerstätten in diesem Gebiet, einschließlich der Troy Mine und der Rock Creek Lagerstätte.“
”Hecla ist das logische Unternehmen, um Montanore voranzubringen, da es sich in unmittelbarer Nähe zu Rock Creek befindet und eine ähnliche Geologie und Größe aufweist. Wir verfügen über beträchtliche Erfahrungen mit dem Betrieb von Greens Creek in einem National Monument, die in Verbindung mit unserer Finanzkraft und unserem Engagement für die Gemeinden und die Umwelt dazu beitragen werden, dass Montanore sein volles Potenzial erreicht.”
Laut einem Scientific Investigations Report von der USGS (2005):
“Der westliche Montana-Kupfergürtel in West-Montana und Nord-Idaho enthält mehrere große schichtgebundene Kupfer-Silberlagerstätten… Die Produktion aus den Lagerstätten in der Troy Mine und eine geringere Produktion aus der Snowstorm Mine erbrachte 222.237 t [490 Mio. Pfund] Kupfer und 1.657 t [53 Mio. Unzen] Silber. Die geschätzten unerschlossenen Ressourcen, hauptsächlich aus den Weltklasse-Lagerstätten Rock Creek-Montanore sowie geringere Mengen aus der Troy Mine, belaufen sich auf insgesamt mehr als 2,9 Mio. t [6,4 Mrd. Pfund] Kupfer und 2.600 t [84 Mio. Unzen] Silber in insgesamt 406 Mio. t Erz. Die Lagerstätten Rock Creek-Montanore und Troy, die derzeit die bedeutendsten noch nicht erschlossenen Ressourcen im Kupfergürtel darstellen, gehören auch zu den größten schichtgebundenen Kupfer-Silberlagerstätten in Nordamerika und enthalten etwa 15% des Kupfers in solchen Lagerstätten in Nordamerika… Diese [schichtgebundenen Kupfer-Silber-]Lagerstätten bestehen in der Regel aus verstreuten Kupfersulfidmineralen, die auf einen schmalen Bereich von mineralisierten Schichten innerhalb einer Sedimentabfolge beschränkt sind… Mineralvorkommen in der Revett-Formation sind ungewöhnlich, weil sie auch reich an Silber sind, ein Merkmal, das sie von vielen anderen schichtgebundenen Kupferlagerstätten unterscheidet…“
Sedimentäre Kupferlagerstätten machen etwa 20-25% der weltweiten Kupferproduktion aus und sind damit (nach Porphyren) die zweitwichtigste Art von Kupferlagerstätten. Sedimentgebundene Kupferlagerstätten können auch Silber, Gold, PGEs und andere seltene Metalle enthalten.
“Porphyr-Kupferlagerstätten, die mit magmatischen Intrusionen in Verbindung gebracht werden, liefern etwa zwei Drittel des weltweiten Kupfers und sind daher die wichtigste Art von Kupferlagerstätten weltweit. Große Kupferlagerstätten dieser Art befinden sich in den Bergregionen des westlichen Nordamerikas und in den Anden Südamerikas. Eine andere wichtige Art von Kupferlagerstätte, die in Sedimentgestein enthalten ist, macht etwa ein Viertel der weltweit ermittelten Kupferressourcen aus. Diese Lagerstätten kommen in Gebieten wie dem Kupfergürtel in Zentralafrika und dem Zechsteinbecken in Osteuropa vor.” (Quelle)
“Sedimentäre Kupferlagerstätten sind schichtgebunden, d.h. sie beschränken sich auf einen engen Bereich von Schichten innerhalb einer Sedimentabfolge, folgen aber nicht notwendigerweise der sedimentären Schichtung. Sie sind epigenetisch und diagenetisch, d.h. sie bilden sich nach der Ablagerung des Wirtssediments, in den meisten Fällen jedoch vor der Lithifizierung des Wirts. Sie bilden sich unabhängig von magmatischen Prozessen… Es gibt 2 Arten von Wirtsgesteinen: Kalkhaltige oder dolomitische Siltsteine, Schiefer und Karbonatgesteine marinen oder lakustrischen Ursprungs mit geringer Energie und energiereiche Sandsteine, Arkosen und Konglomerate kontinentalen Ursprungs… Alle Lagerstätten enthalten eines oder mehrere der folgenden Minerale, die sich in dieser Reihenfolge in Zonen ablagern: Chalkosin und andere Kupfersulfidminerale, Bornit, Chalkopyrit, Pyrit und untergeordnet Galenit und Sphalerit. Chalkosin bildet sich in der Nähe der oxidierten Kupferquelle; Pyrit bildet sich in der Nähe des reduzierten Gesteins. Gediegenes Kupfer kommt in sulfidarmen Lagerstätten vor. Gediegenes Silber ist häufig.“ (Quelle)
Troy war zwischen 1981 und 1993 in Betrieb (Wiedereröffnung in der ersten Hälfte der 2010er Jahre). Im Dezember 2011 verfügte Troy über 10,53 Mio. t @ 37 g/t Silber und 0,47% Kupfer, die 12,44 Mio. Unzen Silber und 98,87 Mio. Pfund Kupfer enthalten (Proven & Probable); in jenem Jahr wurden jährlich ca. 1,5 Mio. t abgebaut, wobei die Mühle 4.000 t Erz pro Tag verarbeitete. 2015 befanden sich noch geschätzte 12 Jahre Erz in den Sedimentlagerstätten. 2015 erwarb Hecla sowohl Troy als auch Rock Creek, behielt Troy jedoch in der Wartungs- und Instandhaltungsphase, während für Rock Creek noch keine Produktionsentscheidung von Hecla vorliegt. (Quelle)
Auszüge aus einem Artikel von Richard Mills von Ahead of the Herd (2020):
„Sedimentäre Kupferlagerstätten bilden sich in Meeresbecken, wo der Meeresboden aus porösem Material wie Sandstein, Kalkstein und Schwarzschiefer besteht, durch das Kupfer und andere Minerale nach oben wandern und in den Gesteinsschichten eingeschlossen werden. Der Prozess der Mineralablagerung unterscheidet sich von einer Kupfer-Porphyrlagerstätte, die entsteht, wenn ein Block aus geschmolzenem Gesteinsmagma abkühlt. Die Abkühlung führt zu einer Trennung der gelösten Metalle in verschiedene Zonen, was zu reichen Vorkommen von Kupfer, Molybdän, Gold, Zinn, Zink und Blei führt.
Kupferporphyre kann man sich wie einen Sack Mehl mit Millionen von Reiskörnern vorstellen, wobei die Körner winzige Kupferstücke und andere Minerale sind, die über ein großes Gebiet verteilt sind, während sedimentäre Kupferlagerstätten wie ein Stapel Bücher aussehen. [Sedimentäre Kupfervorkommen] können auch tafelförmig sein, sind jedoch häufig gefaltet und zerklüftet.
Sedimentäre exhalative Lagerstätten entstanden, als hydrothermale Flüssigkeiten mit einem Wasserkörper in Berührung kamen und das Erz ausfielen. Die großen Lagerstätten im sambischen Kupfergürtel sind ein Beispiel für eine Mineralisation im SedEx-Stil.
Rotbettlagerstätten (“red-bed deposits”), die aufgrund der Oxidation durch den Kontakt mit der Atmosphäre so genannt werden, werden in vulkanische und sedimentäre Lagerstätten unterteilt. Die Kupferschiefer-Lagerstätten, die sich zu 100% im Besitz von KGHM befinden (weltweit die Nummer 8 unter den Kupfer- und die Nummer 2 unter den Silberproduzenten), ähneln den Red-Bed-Lagerstätten, sind jedoch größer und sogar regional ausgedehnt. Sie bilden sich in der Regel in einer marinen Umgebung, nachdem Land allmählich in ein flaches Meer eingetaucht ist und dann von Sedimentgestein überlagert wird, das sich durch die allmähliche Ablagerung der Kadaver toter Meerestiere auf dem Meeresboden gebildet hat.
Der Kupferschiefergürtel, der unter Deutschland und Polen liegt, ist eines von nur 3 “supergigantischen” Sedimentkupferlagerstätten weltweit. Außerdem gehört er zu einer Elite von 1% der Lagerstätten, die über 60 Mio. t Kupfer enthalten. Die Mächtigkeit des Erzkörpers reicht von 0,3 m mit einer durchschnittlichen Abbaumächtigkeit von 2 m, die größtenteils im Schwarzschiefer des Kupferschiefers sensu stricto enthalten ist, bis zu mehr als 50 m, wobei die durchgängige Vererzung im Untertagebau, im Versatz und im Pfeilerbau zum Ausdruck kommt, heißt es in einem Forschungsbericht.
Nach Angaben des Polnischen Geologischen Instituts verfügt Polen mit ca. 36 Mio. t über die größten wirtschaftlichen Kupferressourcen in Europa und mit etwa 3,4 Mrd. Unzen über die meisten wirtschaftlichen Silberressourcen auf dem Kontinent. Andere Metalle, die aus den Kupfererzen der polnischen Kupferschieferlagerstätten gewonnen werden, sind Gold, Platin, Palladium und Rhenium. Obwohl Polen ein kleines Land von der Größe New Mexicos ist, produzierte es im Jahr 2019 ca. 54,6 Mio. Unzen Silber, was einem Anstieg von 18% gegenüber 2018 entspricht und hauptsächlich auf den Kupferbergbau zurückzuführen ist. Die reichsten Silbervorkommen befinden sich in den Regionen Nieder- und Oberschlesien, wo die ersten flachen Minen bereits vor dem Römischen Reich (1136 n. Chr.) angelegt wurden. Nach Angaben des US Geological Survey sind die enormen Metallmengen in den polnischen Kupferschieferlagerstätten auf eine kontinuierliche Mineralisation zurückzuführen, die sich über Kilometer neigungsabwärts und seitlich erstreckt… Die identifizierten Ressourcen innerhalb der riesigen Lubin-Sieroszowice Lagerstätte belaufen sich auf 1,6 Mrd. t Erz, die 30,3 Mio. t Kupfer und 2,7 Mrd. Unzen Silber enthalten, bei einem Durchschnittsgehalt von 1,63% Kupfer und 57 g/t Silber. Die Reserven belaufen sich auf 23,7 Mio. t Kupfer und 1,4 Mrd. Unzen Silber. Die stärkste Kupfersulfidmineralisation kommt in den schwarzen Tonschiefern vor, einschließlich Chalkosin, Bornit, Covellin und Chalkopyrit, begleitet von Mineralen, die mit Silber, gediegenem Silber, Blei, Zink, Cobalt und Nickel in Verbindung stehen.“
Auszüge aus “A Decade of Geology and Exploration in the Belt Basin“ (1984):
„Die Belt Supergroup ist eine mächtige Sedimentabfolge aus dem mittleren Proterozoikum, die in einem Becken am Rande des nordamerikanischen Kratons abgelagert wurde. Spätere geologische Ereignisse haben das Becken so verändert, dass die verbliebenen Gesteine in Montana, Idaho, Nordost-Washington, Südost-British Columbia und Südwest-Alberta zu Tage treten. Das kanadische Äquivalent des Gürtels wird als Purcell Supergroup bezeichnet. Entlang des westlichen Randes des proterozoischen nordamerikanischen Kratons gab es mehrere Becken ähnlichen Alters. Die Sedimentabfolge in den Gürtelbecken-Aggregaten beträgt im dicksten Abschnitt mehr als 18 km, wobei der Boden noch nicht freigelegt und der obere Teil durch Erosion abgetragen ist. Die Grenzen des Gürtelbeckens sind aufgrund späterer Sedimentation und tektonischer Störungen nur unzureichend bekannt… Mit dem Vorhandensein besserer geologischer Grundlagen gab es auch neue Explorationsentwicklungen. In den Jahren 1973-1983 wurde die wirtschaftliche Rentabilität der Kupfer-Silber-Mineralisation in der Troy Mine nachgewiesen. Man kam auch zu dem Schluss, dass es sich bei der Sullivan Mine um ein sedimentäres Massivsulfid handelt. Ebenso kam man zu dem Schluss, dass die Kupfer-Cobalt-Mineralisation in der Blackbird Mine in Cobalt (Idaho), das Ergebnis ähnlicher submariner exhalativer Prozesse war. Außerdem wurde eine weitere Kupfer-Silberlagerstätte entdeckt, die “größer und hochgradiger” ist als die Troy Mine, sowie 2 neue Massivsulfidgebiete. Das Belt-Purcell-Terrane fasziniert Explorations- und Minengeologen seit langem, da es die Blei-Zinkadern des Coeur d’Alene-Distrikts in Idaho und die Sullivan Mine in Kimberley (British Columbia) beherbergt, eine der größten Blei-Zink-Silberlagerstätten Nordamerikas. Mitte der 1960er Jahre weckten die Entdeckungen der schichtgebundenen Kupfer-Silberlagerstätten in der Revett-Formation durch die Bear Creek Mining Co. neues Interesse an der Geologie des Beckens. Die Erkenntnis, dass es sich bei dem Sullivan-Erzkörper um ein sedimentgebundenes Massivsulfid handelt, führte ebenfalls zu Explorationsaktivitäten im US-Teil des Gürtelbeckens. Diese Aktivitäten nahmen nach der australischen Entdeckung der Weltklasse-Lagerstätte Olympic Dam in Roxby Downs (Südaustralien) wieder zu. Dies geschah aufgrund einiger vermuteter Ähnlichkeiten der regionalen geologischen Gegebenheiten des Belt-Beckens mit der Geosynklinale von Adelaide, der Lagerstätte von Olympic Dam… Außerdem hat sich gezeigt, dass die Sullivan-Erzlagerstätte im tieferen distalen Teil des Beckens entstanden ist. Dies steht im Gegensatz zu der näheren Ablagerungsposition der Prichard-Formation.“
Auszüge aus “An Evaluation of the Strata-Bound Base Metal Potential of the Middle and Upper Purcell Supergroup, Southeast British Columbia“ (2007):
“Das mittelproterozoische Belt-Purcell-Becken beherbergt die Purcell Supergroup im Südosten von British Columbia. Es wird angenommen, dass das Becken ein intrakontinentales Riftsystem darstellt, das sowohl mit marinen als auch mit fluviatilen Sedimenten aufgefüllt wurde. Die Sullivan Mine, eine der größten SedEx-Blei-Zinklagerstätten der Welt, befindet sich in der Aldridge-Formation der unteren Purcell-Supergroup. Den darüberliegenden Gesteinen der mittleren und oberen Purcell-Supergroup wurde in British Columbia viel weniger Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl sie mehrere bedeutende Kupferlagerstätten in Montana beherbergen (Spar Lake [Troy], Rock Creek und Montanore)… Das mesoproterozoische Belt-Purcell-Becken weist eine Mächtigkeit des Sedimentgesteins von mindestens 19 km im zentralen Teil des Beckens in British Columbia und bis zu 18 km in den USA auf. Diese große Mächtigkeit der Sedimente wurde in einem relativ kurzen Zeitraum abgelagert, was zur Bildung zahlreicher sedimentgebundener, schichtgebundener Kupfer-Silberlagerstätten in der von Quarzit dominierten Revett-Formation führte. Diese Lagerstätten, darunter Troy, Rock Creek und Montanore, befinden sich alle im westlichen Montana; Hinweise auf eine sedimentgebundene Kupfermineralisation wurden jedoch vor kurzem im Südosten von British Columbia entdeckt.“
Auszüge aus “Mesoproterozoic Belt Supergroup“ (2021):
Das Rätsel der Belt Supergroup wird durch ein Zitat von Dr. Don Winston (1931-2022), der als Professor an der Universität von Montana intensiv an den Gesteinen der Belt Supergroup arbeitete, gut zusammengefasst:
“Der Belt wurde in einem riesigen intrakratonischen Becken abgelagert, das sich über den Westen Montanas, den Norden Idahos und den Osten Washingtons und Kanadas erstreckte. Es war mit Sand-, Schlick-, Ton- und Karbonatsedimenten gefüllt, die örtlich >18 km dick sind. Die Sedimentstrukturen dieser Gesteine sind hervorragend erhalten, da sie vor 1,5 bis 1,4 Mrd. Jahren abgelagert wurden. Sie offenbaren eine Welt reiner Sedimentationsprozesse, die nicht durch Pflanzen und Tiere beeinträchtigt wurden. Sie offenbaren eine Welt gigantischer Schwemmlandvorfelder und flacher Meere oder Seen, für die es keine modernen Entsprechungen gibt.“
Die immense Fläche (>200.000 km2) und Mächtigkeit (>15 km) der Belt Supergroup machen sie zu einem der größten Sedimentbecken der Erde. Sie wurde außerdem vor der Entwicklung von grabenden Organismen verschont und hat daher einige spektakuläre Sedimentstrukturen bewahrt. Diese Merkmale haben dazu beigetragen, dass die Supergroup Belt die Phantasie von Generationen von Geologen in ihren Bann gezogen hat, und die Details werden immer noch ausgearbeitet. Die Gesteine der Belt Supergroup wurden in dem größten Becken des mittleren Proterozoikums auf dem nordamerikanischen Kontinent abgelagert. Die meisten Forscher gehen davon aus, dass das Belt-Becken als intrakratonisches Becken entstanden ist und zeitweise mit dem Weltozean verbunden war. Zu anderen Zeiten war es eingeschlossen und bildete lakustrische Ablagerungen. Obwohl sich die meisten Forscher einig sind, dass sich das Becken während des Riftings des mittelproterozoischen Superkontinents Nuna (1,45 Ga) bildete, wird heftig darüber diskutiert, ob die Ausdehnung zur Bildung eines Ozeanbeckens und zum vollständigen Auseinanderbrechen der Kontinente führte oder ob das Rifting vor der Bildung eines großen Ozeanbeckens scheiterte. Die Plattenrekonstruktion für diesen Zeitraum ist nicht einfach und ein aktives Forschungsgebiet.
Stephan Bogner
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Stephan Bogner (Dipl. Kfm., FH)
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