Über sedimentäre Fluoritbildungen in triadischen Karbonatgesteinen des Drauzuges, Kärnten, Österreich.

Von Michael A. GÖTZINGER
Herrn Prof. Dr. E. CLAR zum 80. Geburtstag gewidmet.

Einleitung

Sedimentäre Fluoritmineralisationen sind im Drauzug (Lienzer Dolomiten, Gailtaler Alpen, Nordkarawanken) aus Karbonatgesteinen des Karn und Ladin sowie des Anis bekannt (Untere Obertrias und Mitteltrias). In Gesteinen des Karn und Ladin ist Fluorit in bedeutenden Mengen an die Bleiglanz-Zinkblende-Vererzungen des Typs Bleiberg-Kreuth gebunden (SCHNEIDER 1954, SCHNEIDER et al. 1977, SCHULZ & SCHROLL 1977, HEIN & SCHNEIDER 1983), stratigraphisch (und nur bedingt genetisch) vergleichbar sind die Vorkommen in den Nördlichen Kalkalpen Westösterreichs (z. B. Lafatsch-Vomperloch/Tirol, SCHULZ 1955, SCHNEIDER et al. 1975). Eine genetische Sonderstellung nimmt möglicherweise die massive Fluorit-Bleiglanz-Zinkblende-Vererzung Radnig bei Hermagor, Ktn. ein, wo Fluorit eine besonders auffällige Bindung an bituminöse Gesteine zeigt (FRIEDRICH 1964).

In anisischen Gesteinen tritt Fluorit meist kluftgebunden im Alpinen Muschelkalk bzw. in Gutensteiner Schichten auf, wobei Pb-Zn-Vererzungen mengenmäßig stark zurücktreten (GÖTZINGER 1985); ein typisches Beispiel ist die Mineralisation bei Kellerberg im Drautal. Stratigraphisch und genetisch vergleichbare Vorkommen sind aus den Nördlichen Kalkalpen Ostösterreichs bekannt (z. B. Laussa, Stmk., GÖTZINGER & WEINKE 1984).

Die folgende Übersicht soll die wichtigsten Merkmale der genannten Mineralisationen aufzeigen. Die geographische Lage der Vorkommen ist aus der Abbildung 1 zu ersehen.

Die Fluoritmineralisationen in karn-ladinischen Gesteinen

Diese Fluoritvorkommen sind sowohl in den Nordtiroler Kalkalpen als auch im Drauzug verbreitet. Sie sind an Bleiglanz-Zinkblende-Vererzungen gebunden.

Pirkachgraben (Pirknergraben) W Oberdrauburg: SUSSMANN (1902) beschreibt Fluorit- und Barytkörner sowie Fluoritdrusen (Würfel) von der Zinkblende-Pyrit-Bleiglanz-Vererzung in bituminösen Anteilen kalkiger Glieder der Carditaschiefer (Karn).

Jauken bei Dellach / Drautal: Kurz erwähnt wird Fluorit aus dem Bleiglanz- und Galmeibergbau, speziell aus dem Mühlbacher Stollen im Maiengraben (CANAVAL 1931). Die Vererzung steckt in einem Karbonathorizont der Carditaschiefer (Karn).

Radnig bei Hermagor: Sowohl CANAVAL (1898) als auch FRIEDRICH (1964) beschreiben eine massive Fluoritmineralisation (neben Baryt) in stark bituminösen Anteilen der Bleiglanz-Zinkblende-Vererzungen im "Jaukenkalk", der den Karbonathorizonten der Carditaschiefer (Karn) entspricht (TOLLMANN 1977). FRIEDRICH (1964) unterscheidet drei Erztypen:

(1) "Erzlager" mit Zinkblende und Bleiglanz in dichtem braunen "Jaukenkalk";

(2) "Schichterze" aus absätzigen Bänken von 1-2 cm "Jaukenkalk" und ebenso dicken   Flußspatlagen;

(3) Schichten und Schnüre aus Flußspat, Zinkblende und Bleiglanz in hellbraun gebändertem "Jaukenkalk".

Charakteristischerweise ist die Hauptmasse des Fluorites mit Bitumen und mit Zinkblende lagenartig verwachsen. Aufgrund geologischer und erzmikroskopischer Untersuchungen (u. a. Mitverfaltung sedimentärer Erzlagen, Erzausscheidungen aus Gelen) stellt FRIEDRICH diese ehemalige Lagerstätte zum exhalativ-sedimentären Typ ("einwandfreie" Tuffite liegen vor).

Suchengraben (Zauchengraben)-Förolach E Hermagor: Nach CANAVAL (1906) tritt im Ostteil der Bleiglanz-Zinkblende-Vererzung (Grubenfeld Ferdinand) untergeordnet Fluorit auf. Diese Vererzungen (auch unter den Fundortbezeichnungen Gradlitzen, Graslitzen und Palascha bekannt) sind den Carditaschiefern eingelagert.

Bleiberg -Kreuth: Die Untersuchungsergebnisse über die Bildung von Flußspat im Oberen Wettersteinkalk der Nördlichen Kalkalpen (SCHNEIDER 1954) sind großteils auch auf die FIuoritmineralisationen des Karn und Ladin im Drauzug übertragbar (HEIN & SCHNEIDER 1983). Demnach werden drei Fluorit-Generationen unterschieden:

(I) Fluorite der sedimentären Phase sind kryptokristallin (ca. 0,01 mm), meist unregelmäßig begrenzt, Würfel angedeutet, als Einzelkristalle diffus verteilt oder in sedimentären Gefügen angereichert. Durch Einschlüsse sind sie trüb oder bräunlich gefärbt. Organisches Pigment ist in den Fluoriten diffus verteilt oder zonar angeordnet.

(II) Fluorite der diagenetischen Phase sind Bildungen der Sammelkristallisation, meist pigmentarm oder -frei (.,Reinigungskristallisation"), gegen winzige Hohlräume sind Kariten und Flächen ausgebildet. Hierher zu stellen sind auch dichte, bis mittelkörnige, meist hell bräunliche Fluorite, die unscheinbar, nur durch ihren fettigen Glanz auffallend, in (hellbraunen) Karbonatgesteinen ein durchaus abbauwürdiges "Erz" darstellen. Die Fluorgehalte reichen hier bis 20 Gew. % und mehr. Ein Teil dieser Fluorite (mittelkörnige Partien) leuchtet nach eigenen Untersuchungen in kurzwelliger UV-Strahlung hell gelblichweiß (manche Calcite leuchten ähnlich!). Lokale metasomatische Verdrängungen leiten zur nächsten Generation über.

(III) Fluorite der hydatogenen Umlagerungsphase stellen makroskopisch wahrnehmbare Ausbildungen grobkörniger Massen und idiomorpher Drusenfüllungen dar. Die Farbe schwankt zwischen grau-gelblich-trüb und farblos, selten schwach violett bis grünlich. Derb-körnige Aggregate finden sich auch mit Zinkblende-Derberz. Dieser Fluorit tritt bis zu einer Entfernung von ca. 40 m von seiner primär sedimentären Anlage auf (SCHNEIDER 1954).

Auf diese Einteilung aufbauend, stellen MÖLLER et al. (1980) eine Klassifikation sedimentärer FIuoritmineralisationen auf. Aufgrund von Seltenerdelement (SEE)-Untersuchungen (SCHNEIDER et al. 1977) unterscheiden sich die karnisch-ladinischen Fluorite der Nördlichen Kalkalpen von denen des Drauzuges; erstere zeigen für sedimentäre Bildungen charakteristische SEE-Verteilung, letztere lassen mögliche Einflüsse (hydrothermal) submarin-vulkanischer Tätigkeiten vermuten.

Die Herkunft des Fluors in Sedimentationsbecken ist einerseits durch Verwitterungslösungen des Festlandes (kristalline Schiefer, Granite) unbestritten (KORITNIG 1951), andererseits kann "das sprunghafte Erscheinen größerer Fluor- (Flußspat) Konzentrationen in marinen Sedimenten als ein empfindlicher Indikator für vulkanische Äußerungen innerhalb des Sedimentationsraumes oder in dessen unmittelbarer Nachbarschaft gewertet werden" (SCHNEIDER 1954).

Fluorit bricht beim Bleiglanz-Zinkblende-Abbau in bedeutenden Mengen bei; bedauerlicherweise wird er nach wie vor nicht mit gewonnen, obwohl Fluorit einen für Österreich besonders kritischen Rohstoff darstellt (vgl. dazu GÖTZINGER 1984a).

Die Fluoritmineralisationen in anisischen Gesteinen

Diese Fluoritvorkommen sind verbreitet in den Nördlichen Kalkalpen Ostösterreichs, nur wenige finden sich im Drauzug; die Gründe dafür werden anhand der genetischen Fragestellung diskutiert

Dielengraben W Stein bei Dellach/Drautal: MATZ (1953) beschreibt einen Neufund von violettem Fluorit als Begleiter des Auripigments in dem bituminösen Kalken und Dolomiten der anisischen Stufe. Er stellt im Sinne FRIEDRICHs die Mineralisation zur hydrothermal-telethermalen Bildung. Dies gilt aufgrund von Schwefelisotopen-Untersuchungen (GÖTZINGER & PAK 1983) möglicherweise nur für die Bildung des Auripigments; hingegen ist die Erwähnung von Sulfatwässern durch KAHLER (in MATZ 1953,213) und die nahe Gipszone von Bruggern bei Greifenburg für die kluftgebundene Fluoritbildung genetisch von Bedeutung.

Kolm bei Dellach/Drautal: Neben der Zinkblende-Bleiglanz-Vererzung (SUSMANN 1902) tritt auch Fluorit auf, Baryt ist selten.

Gratschenitzen SW Paternion: Aufgrund der Beschreibung ist dieses Vorkommen sehr wahrscheinlich als anisisch einzustufen; die geologische Karte (ANDERLE 1977) weist SW Gratschenitzen Gutensteiner Kalk und Dolomit aus. Durch den Straßenausbau sind derzeit bituminöse Gutensteiner Schichten mit Calcitklüften freigelegt. BRUNLECHNER (1893) beschreibt kleine, violette Kriställchen als drusiger Überzug auf einem bituminösen, von Calcitadern durchzogenen Kalkstein, in Begleitung von Asphalt und Calcitkristallen; Schurfbau in der Gratschenitzen an der Straße Paternion -Kreuzen.

Kellerberg bei Stadelbach/Drautal: Calciterfüllte Klüfte des Muschelkalkes enthalten violetten Fluorit, teils derb, teils in kleinen Würfeln. Unweit befindet sich eine kluftgebundene Bleiglanz-Vererzung. Diese Mineralisationen wurden im Zuge eines Stollenbaues für ein Kraftwerk freigelegt. (Unter gleichem Namen ist auch eine Pb-Zn-Vererzung des Ladin bekannt!).

Male-Alm bei Zell-Pfarre/Karawanken: Im Südstamm der Karawanken ist eine Bleiglanz-Fluorit-Mineralisation bekannt (Dr. I. CERNY, pers. Mitt.).

Mengenmäßig sind die anisischen Fluoritvorkommen gegenüber den karn-ladinischen in Kärnten praktisch bedeutungslos. Hingegen sind aus den Nördlichen Kalkalpen ca. ein Dutzend kluftgebundene Fluoritvorkommen in anisischen Gesteinen bekannt, von denen einige massive Mineralisationen aufweisen (z. B. Laussa, Stmk). Aufgrund gleicher Stratigraphie und Anlage der kluftgebundenen Fluoritmineralisationen in den Nördlichen Kalkalpen und im Drauzug wird eine gleichartige Genese angenommen.

Kurz zusammenfassend soll die Genese kluftgebundener Fluoritmineralisationen des Anis dargestellt werden, da einige Teile schon Gegenstand anderer Arbeiten sind (GÖTZINGER & WEINKE 1984, GÖTZINGER 1985).

Alle bekannten Vorkommen liegen in tektonisch beanspruchten Bereichen nahe oberpermischen Evaporiten; für die Kärntner Vorkommen fehlen allerdings noch Isotopen-Untersuchungen. Fluorite mit hohen NaCl-Gehalten (bis 2500 ppm) besitzen drei bis vierphasige Einschlüsse (siehe Abb. 2): je ein Steinsalzkristall in einer (NaCl) Lösung und ein bis zwei Libellen, wovon eine wahrscheinlich CO₂, die andere möglicherweise organische Substanzen enthält. Die Charakterisierung der Einschlüsse erfolgte mittels Infrarot-Spektroskopie (GÖTZINGER 1984 b). SEE-Untersuchungen deuten auf sedimentäre Bildungsbedingungen (nach MÖLLER et al. 1976), die Ausbildung von Würfeltracht weist ebenfalls auf niedrig temperierte Bildungen (OBENAUER 1933).

Im ursprünglichen Zustand weitgehend erhaltene Gutensteiner Schichten (Anis, Mitteltrias) zeigen oftmals hohe Fluor(it)-Gehalte (bis 3000 ppm F). In diesen Gesteinen ist Fluorit in ca. 0,01 mm großen Kriställchen, dispers verteilt, enthalten (siehe Abb. 3). Die SEE-Spektren dieser Gesteine sind in der Abb. 4 eingetragen. Sie zeigen einen recht gleichmäßigen Verlauf. Die Trägergesteine der kluftgebundenen Fluoritmineralisationen weisen in ihren SEE-Spektren deutlich negative Eu-Anomalien auf (Abb. 4). Kluftgebundene Fluorite, besonders die klar-farblosen, nahezu einschlußfreien Spätkristallisate zeigen hingegen in ihren SEE-Spektren deutlich positive Eu-Anomalien (Abb. 4). Daraus ist berechtigterweise ableitbar, daß die kluftgebundenen Fluorite Mobilisate der fein verteilten, sedimentär angelegten Fluorite aus fluorreichen Gutensteiner Schichten darstellen; bei der Mobilisation wurde das Europium mit (aus) den Fluoriten transportiert. Als Lösungsmittel werden NaCl-reiche Wässer aus den benachbarten Evaporiten angenommen (vgl. Einschlüsse). Die gute Löslichkeit von Fluorit in NaCl-Lösungen wurde durch Experimente bestätigt (RICHARDSON & HOLLAND 1979, SCHAEFER & STRÜBEL 1979).

Die Häufigkeit (und Mächtigkeit) kluftgebundener Fluorite im Anis ist offensichtlich abhängig von der Häufigkeit und Mächtigkeit (oberpermischer) Evaporite; da im Drauzug nur wenige Evaporitvorkommen bekannt sind und diese auch die Mächtigkeit der nordalpinen bei weitem nicht erreichen, ist die relative Seltenheit der anisischen Fluorite im Drauzug erklärbar. S-lsotopenuntersuchungen einiger Evaporite des westlichen Drauzuges brachten charakteristische Werte für Anis (NIEDERMAYR 1983).

Die Frage nach der Herkunft des Fluors in den anisischen Sedimenten bleibt vorerst noch unbeantwortet. Prinzipiell kommen sowohl Zufuhr vom Festland (die Werfener Schiefer im Liegenden haben F-haltige Glimmer) als auch (sub)vulkanische Tätigkeiten in Betracht (Tuffitvorkommen bekannt, WARCH 1979).

Auffällig ist die signifikante Bindung des Fluors (Fluorite) an organische Substanzen (vgl. Radnig und speziell im Anis). Ob diese Bindung auf kausalen Zusammenhängen beruht, oder ein mehr minder zufälliges Nebeneinander von Vorgängen widerspiegelt, kann derzeit noch nicht gesagt werden. Fluorreiche bituminöse Gesteine sind auch aus anderen stratigraphischen Einheiten bekannt (z. B. Seefelder Asphaltschiefer im Hauptdolomit, Nor, enthält knapp 2000 ppm F). Der Nachweis fluor-organischer Verbindungen steht noch aus, wird aber auch dadurch erschwert, daß (fluorithaltige) Tonminerale und organische Substanzen (im Lösungsrückstand) mit milden Methoden kaum trennbar sind.

Die Analytik des Fluors ist zwar durch den Einsatz der fluorsensitiven Elektrode wesentlich erleichtert worden, die Beantwortung diffiziler geochemischer Probleme steht in vielen Fällen trotzdem noch aus.

Abschließend sollen auch die Fluoritvorkommen der Radstädter Trias Erwähnung finden, die in einigen Fällen metamorphe Äquivalente der Anis-Mineralisationen darstellen; die Fundortangaben finden sich bei WENINGER (1969).

Dank: 

Der Österreichischen Akademie der Wissenschaften danke ich für die Unterstützung der Arbeiten über Anis-Mineralisationen.
Herrn DR. I. CERNY (Bleiberger Bergwerks Union AG, Bad Bleiberg) und Herrn Dr. G. NIEDERMAYR (Naturhistorisches Museum, Wien) danke ich für wertvolle Hinweise und Diskussionen.
Herrn Dr. G. LEUTE (Landesmuseum für Kärnten, Klagenfurt) danke ich für die Beschaffung schwer zugänglicher Literatur .

Literatur:

ANDERLE, N. (1977): Geologische Karte der Republik Osterreich 1:50000, Blatt 200 Arnoldstein. - Geol. B.-A. Wien.

BRUNLECHNER, A. (1893): Neuere Mineralfunde in Kärnten. - Jb. naturh. Landesmus., 22, 186-194.

CANAVAL, R. (1898): Die Blei- und Zinkerzlagerstätte des Bergbaues Radnig bei Hermagor in Kärnten. - Carinthia II,88,60-72.

CANAVAL, R. (1906): Bemerkungen über einige Erzvorkommen am Süd-Abhange der Gailtaler Alpen. - Carinthia II,96,81-87.

CANAVAL, R. (1931): Der Blei- und Galmeibergbau Jauken bei Dellach i. D. - Berg- Hüttenm. Jb., 79,1-7.

FRIEDRICH, O. M. (1964): Radnig, eine sedimentäre Blei-Zinklagerstätte in den Südlichen Kalkalpen. - Archiv f. Lagerst.forschung i. d. Ostalpen, 2, 121-164.

GÖTZINGER, M. A. (1984a): Industrieminerale, Steine und Erden in Österreich. - Schriften Ver. Verbr. naturw. Kenntnisse Wien, l23., 27-66.

GÖTZINGER, M. A. (1984b): Zur Quantifizierung von Flüssigkeitseinschlüssen in Kristallen mittels Infrarot-Spektroskopie, am Beispiel des Fluorites. - Fortschr. Min., 62, Bh. 1, 74-76.

GÖTZINGER, M. A. & PAK, E. (1983): Zur Schwefelisotopenverteilung in Sulfid- und Sulfatmineralen triadischer Gesteine der Kalkalpen, Osterreich. - Mitt. Ges. Geol. Bergbaustud. österr., 29,191-198.

GÖTZINGER, M. A. & WEINKE, H. H. (1984): Spurenelementgehalte und Entstehung von Fluoritmineralisationen in den Gutensteiner Schichten (Anis -Mitteltrias), Nördliche Kalkalpen, Osterreich. - TMPM Tscherm. Min. Petr. Mitt., 33, 101-119.

GÖTZINGER, M. A. (1985): Mineralisationen in den Gutensteiner Schichten (Anis) in Ostösterreich -ein Überblick. - Arch. f. Lagerst. forsch. Geol. B.-A., 6, (im Druck).

HEIN, U. F. & SCHNEIDER, H. I. (1983): Fluorine anomalies accompanying the Alpine Pb-Zn deposits compared to the geochemistry of their fluorites. - Mineral Deposits of the Alps (Schneider, H. I. Ed. ) Proc. IV. ISMIDA 1981, Berchtesgaden, 198212.

KORITNIG, S. (1951): Ein Beitrag zur Geochemie des Fluor. - Geochim. Cosmochim. Acta, 1, 89-116.

MATZ, K. (1953): Genetische Übersicht über die österreichischen Flußspatvorkommen. - Karinthin, 21,199-217.

MÖLLER, P., PAREKH, P. P. & SCHNEIDER, H. I. (1976): The application of Tb/Ca -Tb/La abundance ratios to problems of fluorspar genesis. - Mineral. Dep., 11, 111-116.

MÖLLER, P.  SCHULZ, S. & IACOB, K. H. (1980): Formation of fluorite in sedimentary basins. - Chem. Geol., 30,97-117.

NIEDERMAYR, G. (1983): Mineralisationen aus dem Perm und Skyth des westlichen Drauzuges, Kärnten und Osttirol. - Karinthin, 88, 2130.

OBENAUER, K. (1933): Zur Tracht und Paragenese des Flußspats. - N. Jb. Min., Geol., Pal., Abh. 66. Beil. Bd., Abt. A., 89-119.

RICHARDSON, C. K. & HOLLAND, H. D. (1979): The solubility of fluorite in hydrothermal solotions, an experiniental study. - Geochim. Cosmochim. Acta, 43, 1313-1325.

SCHAEFER, B. & STRÜBEL, G. (1979): Hydrothermal solubility of fluorite in the system CaF₂ MgCl₂H₂O. - N. Jb. Min. Mh., 1979,233-240.

SCHNEIDER, H. J. (1954): Die sedimentäre Bildung von Flußspat im Oberen Wettersteinkalk der nördlichen Kalkalpen. - Abh. Bay. Akad. Wiss., math.-naturw. KI., N. F. 66, 1-37.

SCHNEIDER, H. J., MÖLLER, P. & PAREKH, P. P. (1975): Rare Earth elements distribution in fluorites and carbonate sediments of the East-A1pine Mid-Triassic sequences in the Nördliche Kalkalpen. - Mineral. Dep. 10,330-344.

SCHNEIDER, H. J., MÖLLER, P., PAREKH, P. P. & ZIMMER, E. (1977): Fluorine contents in carbonate sequences and Rare Earths distribution in fluorites of Pb-Zn deposits in East Alpine Mid-Triassic. - Mineral. Dep., tl, 22-36.

SCHULZ, 0. (1955): Montangeologische Aufnahme des Pb-Zn-Grubenrevieres Vomperloch, Karwendelgebirge, Tirol. – Berg-Hüttenm. Mh., 100, 259-269.

SCHULZ, 0. & SCHROLL, E. (1977): Die Pb-Zn-Lagerstätte Bleiberg-Kreuth. - Verh. Geol. B.-A., 1977,375-386.

SUSSMANN, O. (1902): Zur Kenntnis einiger Blei-und Zinkerzvorkommen der alpinen Trias bei Dellach im Oberdrauthal. - Jb. k. k. Geol. R.-A., LI, 265-299.

WENINGER, H. (1969): Die österreichischen Flußspatvorkommen - Übersicht und genetische Stellung. - Carinthia II, 159/79, 73-97. 

zurück....