Geologie der Hartgestein-Goldlagerstätten

Der Mensch wusste mehr über das Gold selbst und begehrte es, bevor er die Geologie des Hartgestein-Goldes oder seiner Lagerstätten verstand. Um den Durst nach dem gelben Metall zu stillen, musste der Mensch erst lernen, wie man Hartgestein abbaut und wie man die Goldvorkommen aufspürt. Gold ist seit der Antike das am meisten geschätzte und gesuchte Edelmetall. Es war der Auslöser für zahlreiche Expeditionen und Eroberungen, die bis zu Alexander dem Großen, Cäsar von Rom und Cortez‘ Eroberungen in Mittel- und Südamerika zurückreichen. Die Gier nach Gold hat im Laufe der Geschichte zur Versklavung von Völkern, zu Konflikten zwischen Nationen und zu entsetzlicher Behandlung von Menschen geführt. Die Schönheit des Goldes, seine einzigartige Dichte, sein relativ niedriger Schmelzpunkt und seine Fähigkeit, Münzen zu formen, machten es zu einem natürlichen Handelsmedium.

Gold als Währung geht bis ins antike Griechenland zurück. Im Laufe der Geschichte entwickelten sich verschiedene Formen von goldgedeckten Währungen. Der letzte entwickelte Goldstandard war das Bretton-Woods-Abkommen nach dem Zweiten Weltkrieg. Im Rahmen dieses Abkommens war allein der US-Dollar an Gold gebunden, und alle anderen Währungen waren an den US-Dollar gekoppelt. Dieses Abkommen wurde 1971 von Präsident Nixon (USA) aufgehoben und beendete damit eine sehr lange Geschichte der Abhängigkeit vom Goldstandard für den Handel. Bis vor kurzem galt Gold als sicherer Hafen für Investitionen in Zeiten wirtschaftlicher und geopolitischer Turbulenzen.

Gold ist weich, gelb, hat einen relativ hohen Schmelzpunkt von 1.064oC und ist das dehnbarste und formbarste aller Metalle. Es hat die Ordnungszahl 79 und gehört zur Gruppe der 1B-Metalle, die eine Untergruppe der größeren Übergangsgruppe der Metalle ist. Die anderen Metalle der Gruppe 1B sind Silber, Kupfer und Röntgenium. Mit Ausnahme von Röntgenium wurden die anderen Metalle dieser Gruppe als „Münzmetalle“ bezeichnet. Wiederum mit Ausnahme von Röntgenium haben die Metalle der Gruppe 1B eine ähnliche Elektronenkonfiguration mit einem Elektron in ihrer äußeren Schale. Wie bei allen anderen Übergangsmetallen, einschließlich Silber und Kupfer, sind die Valenzelektronen von Gold – die Elektronen, die sich mit anderen Elementen verbinden – in mehr als einer Schale vorhanden. Alle 1B-Metalle sind relativ träge und korrosionsbeständig. Gold ist sehr dicht und hat ein spezifisches Gewicht von 19,3 und eine Atommasse von 197. Die hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit von Gold wird nur von zwei anderen 1B-Elementen – Silber und Kupfer – übertroffen.

Es kommt in der Natur in seiner ursprünglichen Form und in Legierungen vor, am häufigsten mit Silber und in geringerem Maße mit Kupfer. In der Natur kommt es selten in Verbindungen vor, aber wenn, dann in Telluriden wie AuTe2 und Seleniden (AUSe). Viele Pyrit- und Pyrrhotitminerale enthalten Gold, das häufig bei der Gewinnung von Kupfer aus Erzganglagerstätten gewonnen wird. Der Reinheitsgrad von Gold wird in Feingehalt und Karat (ct) angegeben. Der Feingehalt ist definiert als die Teile pro 1000. So bedeutet beispielsweise Gold mit einem Feingehalt von 800, dass es zu 80 % aus reinem Gold besteht. Gold mit einem Feingehalt von 100 % ist dagegen 24 ct.

Es gibt viele verschiedene Arten von goldhaltigen Lagerstätten, von denen einige besser definiert sind als andere. Einige der häufigsten Typen werden im Folgenden erörtert:

• Strukturell kontrollierte Quarzadern (Lode) sind eine der häufigsten Arten von goldhaltigen Lagerstätten in Nordamerika. Diese Lagerstätten bilden sich, wenn hydrothermale Flüssigkeiten, die Siliziumdioxid und Gold enthalten, in Rissen und Verwerfungen im Gestein abkühlen. Diese Flüssigkeiten erstarren bei einer relativ niedrigen Temperatur im Vergleich zu Magma und einigen anderen hydrothermalen Flüssigkeiten und treten daher näher an der Oberfläche auf, weg von der Wärmequelle.
• Gold kommt auch häufig in Konglomeratlagerstätten vor. Konglomeratlagerstätten werden oft als historische Seifenlagerstätten in versteinerten Kiesen betrachtet.
• Gold kommt zusammen mit Kupfer häufig in Porphyrlagerstätten vor. Porphyr wird im Allgemeinen als ein Eruptivgestein definiert, das aus großkörnigen Kristallen wie Feldspat oder Quarz besteht, die in einer feinkörnigen Grundmasse verteilt sind. Hydrothermale Flüssigkeiten, die gold- und kupferhaltige Sulfide enthalten, lagern sich in der Regel in Rissen und Verwerfungen des Porphyrs ab. Diese hydrothermalen Fluide haben in der Regel eine andere Temperatur als die Bildungstemperatur der Porphyrminerale. Beispielsweise wurden die Plagioklas-Feldspäte bei sehr hohen Temperaturen gebildet und bilden im Kontakt mit den kühleren hydrothermalen Fluiden eine argillische oder tonige Alteration von Mineralien wie Kaolin. Die Art der Alteration ist ein wichtiges Hilfsmittel für den Schürfer, um das wahrscheinliche Vorkommen von Gold und Kupfer zu bestimmen. Ausgedehnte argillische Alterationen können beispielsweise auf ein großes hydrothermales Leitungssystem hinweisen, das oft mit einer Sulfidmineralisierung verbunden ist.
• Gold kann in Skarn-Lagerstätten in wirtschaftlichen Mengen vorkommen. Skarns bilden sich typischerweise am Kontakt von intrusivem granitischem Magma und karbonatischem Sedimentgestein wie Kalkstein oder Dolomit. Sie können sich auch dort bilden, wo hydrothermale Flüssigkeiten mit Kalkstein reagieren und die Skarnminerale wie Amethyst, Hedenbergit usw. bilden. Ein Beispiel hierfür sind die gold- und silberhaltigen Skarnröhren von El Mochito in Honduras. Die Flüssigkeiten aus dem Magma und die vom Magma getrennten Flüssigkeiten führen Sulfide mit sich, die mit Gold assoziiert sind, und lagern es zusammen mit den Skarnmineralien ab
• Gold kann in wirtschaftlichem Ausmaß in Pegmatiten vorkommen, d. h. in Magmen, die granitartige Minerale (Feldspat, Quarz, Glimmer) enthalten, die langsam abkühlen und so die Bildung sehr großer Kristalle (>2,5 cm) ermöglichen. Das Gold wird durch goldhaltige Sulfide abgelagert, die vom Quarz getragen werden. Außerdem kann es zu einer sekundären Anreicherung durch das Zusammenspiel der Oxidzone und der Zone knapp unterhalb des Grundwasserspiegels kommen, um die goldhaltigen Sulfide anzureichern.
• Seit der Entwicklung der Theorie der Plattentektonik Mitte des 20. Die Plattentektonik bietet eine Grundlage für das Verständnis des Prozesses der Mineralisierung und der Erzlagerstätten, einschließlich Gold. Nach dieser relativ neuen Theorie ist die Lithosphäre, die starr ist und die äußerste Schale der Erde bildet, in 8 Hauptplatten und mehrere Nebenplatten unterteilt (siehe Abbildung 4). Diese Platten enthalten sowohl den Meeresboden als auch die kontinentale Lithosphäre. Wenn sich diese Platten relativ zueinander bewegen, wird Magma aus dem Erdinneren freigesetzt (siehe Abbildung 5 für Beispiele von Plattengrenzen). Wenn das Magma abkühlt, kann es hydrothermale Fluide zurücklassen, die mit Metallen angereichert sind. Die Flüssigkeit sickert durch das darüber liegende Gestein und lagert Mineralien ab, die Gold und andere wertvolle Metalle enthalten können. Zwei Orte, an denen dies geschehen kann, sind unter anderem:
• Divergierende Plattengrenzen: An mittelozeanischen Rücken sickert Wasser durch Risse im Meeresboden, interagiert mit dem heißen Magma und führt hydrothermale Flüssigkeiten mit sich, die durch das Magma angereichert werden. Dort, wo diese Flüssigkeiten an die Oberfläche kommen, befinden sich die „schwarzen Raucher“, die einen metallischen Gehalt aufweisen.

Subduktionszonen: Diese Zonen entstehen dort, wo sich die schwerere ozeanische Platte unter die leichtere kontinentale Platte schiebt und unter diese gleitet. In diesen Zonen bilden sich oft Vulkane, was den Feuerring um die Subduktionszone im Pazifik erklärt. Wasser kann in Richtung Magma versickern oder Konnatwasser (Wasser aus dem Magma) kann mit Metallen angereichert werden und sich dann im umgebenden Gestein ablagern.

Abbildung 4 Plattentektonik

Abbildung 5 Plattengrenzen

Bis 2006 war Südafrika das größte Goldförderland. Seitdem wurde die südafrikanische Goldproduktion jedoch von China, Australien, Russland, den Vereinigten Staaten, Kanada und Peru in den Schatten gestellt. Andere wichtige Goldproduktionsländer sind Usbekistan, Mexiko, Ghana, Papua-Neuguinea und Chile. Das größte Goldvorkommen, das derzeit abgebaut wird, ist die Grasberg-Mine in Papua, Indonesien. Diese Mine, die dem Goldförderer Freeport McMoRan gehört, hat bekannte Reserven von 100 Millionen Unzen. Das größte unerschlossene Goldvorkommen ist die Pebble-Lagerstätte am Fuße der Aleuten-Halbinsel in Alaska. Sie verfügt über Reserven von 107 Mio. Unzen. Die Erschließung dieser Lagerstätte liegt derzeit aufgrund von Umweltbedenken auf Eis, insbesondere weil dort die weltweit größten Sockeye-Lachs-Läufe stattfinden.

Goldlagerstätten sind über 5 Kontinente verteilt. Die Abbildungen 5 und 6 zeigen die Standorte der bekannten Goldlagerstätten, die im Känozoikum bzw. Präkambrium entstanden sind.

Abbildung 5 Bekannte Goldlagerstätten (Känozoikum)

Abbildung 6 Bekannte Goldlagerstätten (Präkambrium)

Diese, sind also einige der Eigenschaften von Gold und die Merkmale einiger seiner Vorkommen. Es ist hoffentlich ersichtlich, dass Gold eine Schlüsselrolle bei der Entdeckung der Neuen Welt und anderen historischen Ereignissen gespielt hat und auch weiterhin eine Rolle bei den wirtschaftlichen Wechselfällen der Weltwirtschaft spielt.