Von Herbert SPERLING, Goslar Einleitung
Mehrere der im Oberharz-Distrikt zwischen der westlichen Harzrand-Störung (im W) und dem Okertal (im E) vorkommenden, tektonischen Störungszonen (einschließlich der bisher als „Ruschein" genannten), führen vorwiegend in der Nachbarschaft von Grau-wacken und Tonschiefern des Kulm einzelne oder auch mehrere Erzmittel. Sie fallen steil nach Süden bzw. Südwesten ein und streichen, bis zu 70 m mächtig, 80°-145°. Sie sind deshalb auch mit den lagerstättenkundlichen Begriffen „Erzgänge" bzw. „Gangzüge"
( = mehrere, dicht nebeneinander verlaufende Erzgänge) belegt worden.
Zu den bedeutendsten Vererzungen im Bereich des Erzbergwerkes Grund sind die des von Gittelde/Münchehof (im W) über Bad Grund nach Clausthal (im E) verlaufenden Silbernaaler Gangzuges zu rechnen. Das Bergwerk Grund stellt die einzige, heute noch in Förderung stehende Grubenanlage im Oberharz dar.
Geschichte des Bergbaues, der heutige Betrieb im Erzbergwerk Grund und seine wirtschaftliche Bedeutung
Erste Schürfversuche gehen dort zwar bis in die Mitte des 16. Jahrhunderts zurück (DENNERT in BUSCHENDORF et al. 1971, 94), aber erst 1839 wurde die acht Jahre vorher im Bereich des Silbernaaler Gangzuges als Versuchsgrube angelegte Zeche „Hilfe Gottes" zur erzfördernden Grube ausgebaut und steht seitdem ununterbrochen in Betrieb.
Diese Grube „Hilfe Gottes", die sich im Bereich von Bad Grund und westlich davon befindet, und die östlich der Bergstadt sich anschließende Grube „Bergwerkswohlfahrt"
sind seit dem Jahre 1931 als Betriebsabteilungen zum Erzbergwerk Grund zusammengelegt (vgl. Abb.l), das sich damit über fast sechs Kilometer in ost-westlicher Richtung erstreckt.
Der tiefste bergmännische Aufschluß ist die in ca. 700 m Teufe gelegene 19. Sohle, die die z. Zt.
wichtigsten und zwei Kilometer voneinander entfernten Tagesschächte des Erzbergwerkes Wiemannsbuchtschacht (im E) und Achenbachschacht (im Zentralteil des Bergwerkes) -verbindet und von letztgenanntem Schacht aus noch ca. 2 km nach W in den Westteil der Lagerstätte aufgefahren worden ist (Abb. 2). Von dieser Sohle aus wird z. Zt. die Lagerstätte mit auf- und abwärts gerichteten Bohrungen untersucht.
Der Bergbau geht gegenwärtig im Silbernaaler Gangzug in 450-700 m Teufe um, d.h.
im Bereich der 14. Firste (östlich und westlich Achenbachschacht) und der 18. Firste (am Wiemannsbuchtschacht). In der Grundner Lagerstätte sind bisher ca. 12,5 Mio t Roherz mit über 9000001 Blei, 3000001 Zink und 2000 t Silber gewonnen worden. An Erzvorräten sind z. Zt. mehrere Mio t aufgeschlossen worden. Trotz intensiver Such- und Untersuchungs-arbeiten ist das Gesamt-Roherzvolumen jedoch noch nicht bekannt.
Die Jahresförderung beträgt z. Zt. etwa 430000 t Roherz mit durchschnittlich 10%
Blei und Zink.
Anschrift des Verfassers: Dr. Herbert SPERLING in Fa. PREUSSAG AG, Rammelsberger Straße 2, D-3380 Goslar 1.
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Abb. 1. Schächte, Stollen, bedeutende Untersuchungs-Querschläge und Übertage-Lokalitäten im Bereich der Grunder Erzgänge (a = Westschacht;
b = Achenbachschacht; c = Knesebeckschacht; d = Wiemannsbuchtschacht; e = Medingschacht; f = 5. Lichtloch);
H G = Hauptgang; D G = Diagonalgang; EG = Eichelberger Gang).
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Wiemannsbuchtei Erzmittel
Silbernaaler ,Er2mittel
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Abb. 2. Silbernaaler G a n g z u g - Seigerriß, vgl. Abb. 1.
X8 H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz)
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-80m NN
H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz) 89 Form der Erzgänge
Gliederung des Silbernaaler Gangzuges und Beschreibung der Gangtektonik
Der generell 120°-streichende Silbernaaler Gangzug ist in seinem ca. 4 km langen Zentralteil in die 80°Richtung verbogen und auf bis zu 700 m Breite in mehrere Erzgänge
-Liegendster Gang (im N),
Liegender Gang (früher Trum 140 W genannt), Liegendgang,
Hauptgang (im Westen auch Hilfe Gotteser Gang genannt), Diagonalgang,
Eichelberger Gang und Hangendgang (im S)~
aufgeblättert (Abb. 1). Diese Gänge sind in sich wiederum sowohl im Streichen als auch im Einfallen gekrümmt (SPERLING 1973, 1976).
Die wirtschaftlich wichtigsten Erzgänge sind z. Zt. der Hauptgang, der Liegende Gang und der Eichelberger Gang.
Unter Zuhilfenahme des erarbeiteten paragenetischen Schemas der Grunder Erzgänge ist es möglich, die Mehrphasigkeit der tektonischen Bewegungen an den Grunder Erzgängen zu ermitteln, die nach der postnamurischen Faltung (BEDERKE 1962, FIGGE 1964) ein-setzten und vor dem Zechstein 1 im wesentlichen abgeschlossen waren, denn die an den Grunder Erzgängen meßbaren Verwurfsweiten von oft mehreren hundert Metern sind in dem überlagernden Zechstein nur in auf Dekameter reduzierten Dimensionen wiederzufinden.
Der Hilfe Gotteser Gang ist im Zechstein lediglich an schwachen Störungen und der nur lokal auftretenden jüngsten hydrothermalen Mineralisation - der Mineralisationsphase IIIc - erkennbar (Abb. 3).
Für die Entstehung der Oberharzer Erzgänge dürfte die an den Grunder Erzgängen gemachte Beobachtung von Bedeutung sein, daß bereits vor den bruchtektonischen Bewe-gungen tektonische Beanspruchungen des Gesteins in Form von VerbieBewe-gungen verschiedener Art stattgefunden haben. So sind in gleichen Bereichen die Faltenachsen in ihrem Ein-schieben und die Schichten selbst S-förmig mit bis zu 30° Richtungsänderung in der Hori-zontalen als auch in der Vertikalen verbogen (Abb. 4). Diese Verbiegungen sind, zerhackt durch die Erzgänge mit all ihren Partialbewegungen, außer- und auch innerhalb der Erz-gänge wiederzufinden. Der südliche Teil der torsionsartig beanspruchten Bereiche ist steil schräg aufwärts nach SE (in den Westfeld-Erzmitteln) oder nach Osten (im Ostfeld-Erzmittel) und der nördliche Teil entsprechend steil schräg abwärts nach NW oder W verbogen worden.
Der Biegungsvorgang wurde nach Überschreitung der Elastizitätsgrenze von den oben bereits genannten bruchtektonischen Bewegungen abgelöst.
Bemerkenswert ist in den Westfeld-Erzmitteln die Parallelität zwischen südöstlicher, torsionsartiger Verbiegungsrichtung einerseits und dem flach nach NW gerichteten Ein-schieben der Vererzungszonen andererseits, was nicht unbedingt rein zufällig zu sein braucht.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Grunder Erzgänge diagonale Seitenver-schiebungen mit stark gewelltem, streichendem Verlauf und gekrümmtem Einfallen sind.
Sie sind zwischen der postnamurischen Faltung und dem Zechstein 1 bzw. zwischen tiefstem Stefan und höchstem Rotliegenden entstanden.
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Abb. 3. Durchtrümerung der Mineralisationsphase II durch die Mineralisationsphase III im Hilfe Gotteser Gang (Grube Hilfe Gottes, Westfeld, 12. Sohle, 1950 m westlich Achenbachschacht (vgl. Abb. 1);
Punkte = Zinkblende; schwarz = Bleiglanz; Kreuze = Kalkspat; Häkchen = Eisenspat; Leiter-Signatur = Quarz; s = Grauwacke; t = Tonschiefer).
90 H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz)
Abb. 4. S-förmige Schichtverbiegung (Raumbild;
a = abwärts gerichtete Beanspruchungsrichtung;
Mz. = Mineralisationszone).
Der Einfluß des Ganggesteins auf die Mineralisation der Erzgänge
Die Kulmschichten, die sich im Grunder Revier aus Konglomeraten, Grobe-Grau-wacke-Folgen, Grauwacken, Grauwackenschiefer, Sandbandschiefer und Tonschiefer zu-sammensetzen, wurden innerhalb der Gänge mehr oder weniger mechanisch beansprucht und z. T. sekundär durch aszendente und deszendente, wäßrige Lösungen umgewandelt.
Dabei erfolgte eine Haematitisierung, Kaolinisierung, Carbonatisierung und seltener eine Pyritisierung, lokal auch eine intensive Silifizierung des Gesteins.
Die Silifizierung hat das Ganggestein offensichtlich gehärtet und die tektonisch ge-schaffenen Gangspalten standfest gemacht. Eine ähnlich hohe Standfestigkeit kommt auch wegen des primären, relativ hohen Quarzgehaltes den Grauwacken und Konglomeraten zu.
Die tonigen Ganggesteine dagegen wurden bei mechanischer Beanspruchung relativ leicht zerbrochen und sogar verruschelt und bei Anwesenheit von Wasser verlettet. Die schwach kohlehaltigen Tonschiefer und Sandbandschiefer wurden dabei an tektonischen Bewegungsflächen mit mm-dicken, glänzenden Kohlefilmen überzogen. Es ist auffallend, daß in der Nähe dieser kohlehaltigen Gangtonschiefer Quarz nur in geringen Mengen als Erst-Mineral einer Mineralisationsphase vorkommt, im Gegensatz zu dem relativen Quarz-reichtum im Bereich der Grauwacken im Gang.
Die Gangtypen
Unterschiedliches Achsen-Abtauchen und S-förmige Schichtenverbiegungen in den Liegend- und Hangendschollen der Grunder Erzgänge, bestimmte Einfallswinkel der Gänge, bogenförmiges Streichen der Mineralisationszonen innerhalb der Gänge und in bestimmten Bereichen der Erzmittel vorkommende jüngere Störungen können typische gang-tektonische Merkmale der Erzmittel sein. Diese werden zusammengefaßt mit Gangtypus bezeichnet. So gehören die Westfeld-Erzmittel I und II, das Ostfeld-Erzmittel und das Silbernaaler Erzmittel dem Achsenverbiegungs-Gangtypus, das Wiemannsbuchter Erz-mittel (Abb. 2) dem Wiemannsbuchter Gangtypus, das ErzErz-mittel des Bergwerksglücker Ganges und das Achenbachschacht-Erzmittel dem Bergwerksglücker Gangtypus und das Erzmittel 800 W dem Gangversteilungs-Gangtypus an (vgl. S. 91).
Das Erzmittel des Laubhütter Ganges ist aufgrund der relativ sporadischen Auf-schlüsse noch nicht gangtektonisch typisierbar.
Im folgenden werden die einzelnen Gangtypen beschrieben:
Achsenverbiegungs-Gangtypus
Der Bereich der in den Liegend- und Hangendschollen des Hauptganges und des Diagonalganges aufgeschlossenen Achsenverbiegungen mit nach NE abtauchenden Falten-achsen deckt sich mit dem in den benachbarten Gängen vorkommenden Erzmitteln. In den dem Achsenverbiegungs-Gangtypus zuzuordnenden Westfeld-Erzmitteln I und II sind folgende Erscheinungen zu beobachten:
H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz) 91 a) durch den Hauptgang und den Diagonalgang hindurchgehende S-förmige
Schichtver-biegungen,
b) die bogenförmige Anordnung der Erztrümer (nach Norden geöffnete Bögen) und der Gangartentrümer (nach Süden geöffnete Bögen),
c) vorwiegend an den streichenden Enden der mächtigen Erztrümer auftretende Durch-trümmerungen durch Gangartentrümer (Abb. 3),
d) in den Westteilen der Erzmittel sowie in Bereichen versteilt einfallender Erztrümer zahl-reiche, jüngere, diagonale Auf- und Überschiebungen.
Wiemannsbuchter Gangtypus
Der im Wiemannsbuchter Erzmittel vertretene Gangtypus zeigt als wesentliches Merk-mal eine Versteilung des Hauptganges und des Eichelberger Ganges um 10 bis 15°. Weiterhin sind mehrere etwa seiger einfallende Störungen charakteristisch, die Hauptgang und Eichel-berger Gang (beide parallel zueinander verlaufend und 70°-streichend) diagonal, d.h.
E-W-streichend, verbinden.
Die ältesten Trümer des Hauptganges und des Eichelberger Ganges treten zur Mitte des Gangzuges gewandt auf. Die jüngeren Trümer liegen im nördlichen Teil des Haupt-ganges und im südlichen Teil des Eichelberger Ganges.
Bergwerksglücker Gangtypus
Für diesen Gangtypus sind - im Grundriß betrachtet - einige hintereinander gestaf-felte Störungen bzw. Erzführungen mit nach Norden geöffneten Bögen charakteristisch.
Die westlichen Teile dieser Bögen werden durch eine meist taube, 130°-streichende Störung verbunden. Diese ist - im Profil gesehen - oben halbsteil, unten seiger, d. h. in sich gebogen und hat somit die Form einer Schaufelfläche. Im Bergwerksglücker Gang sind oft steil stehende Schichtflächen der Nebengesteinsschollen ebenfalls vererzt.
Gangversteilungs-Gangtypus
Versteilungen einzelner Gänge um z. T. 10° führten zur Bildung von Erzmitteln. Dieser Gangtypus unterscheidet sich also vom Wiemannsbuchter Gangtypus (s.o.) nur geringfügig.
Zur Frage der Hohlraumschaffung
Bei der Beantwortung der Frage nach der Entstehung der z. T. sehr mächtigen Erz- und Gangartentrümer in den Oberharzer Erzgängen war für RICHTER (1941) entscheidend, daß diese Erzgänge diagonale Seitenverschiebungen und damit auch Dehnungsstörungen sind.
Die auf Seite 88 genannten Ergebnisse lassen zumindest vermuten, daß die Gründer Erzgänge nicht deshalb vererzt sind, weil sie als diagonale Seitenverschiebungen Dehnungs-störungen sind, sondern weil sie in der Horizontalen und Vertikalen gekrümmt sind. Es können als Beweis hierfür mehrere Abschnitte innerhalb bedeutender Oberharzer Gangzüge (z. B. Silbernaaler Gangzug bei Clausthal und Lautenthaler Gangzug östlich und westlich Lautenthal) genannt werden, welche überhaupt kein Erz führen, vermutlich aufgrund ihres
„nur" gleichförmigen Streichens und Einfallens. Die oben beschriebenen Gangtypen haben gezeigt, daß die vererzten Bereiche mehrere tektonische Merkmale aufweisen, auf die die für Hohlraumschaffungen und damit auch für die Bildung von Erzmitteln notwendigen tektonischen Bewegungen bezogen werden können. Es handelt sich um Abwärtsbewegungen nach oben mehr oder weniger ausspitzender, d. h. keilartiger Schollen zwischen Schaufel-flächen, um geringfügige Setzungserscheinungen, um drehende oder kippende
Abwärts-42 H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz)
Abb. 5. Hohlräume durch Abwärtsbewegungen von keilartigen Schollen (schematisiert).
SetzungsriD
bewegungen von Zwischenschollen und um en bloc-Bewegungen in der Horizontalen und Vertikalen an meist gewellten Störungen (Abb. 5).
Entsprechend der Hohlraumbildungen - leere oder mit Gesteinsbruchstücken gefüllte Spalten - ist es zur Bildung von Brekzien-, Ringelerz-, Lagenerz- und Bändererz-Trümern oder von einfach gebauten Trümern gekommen.
Inhalt der Erzgänge
In den Grunder Erzgängen sind Bleiglanz (auch wichtiger Silberträger) und Zinkblende (Cadmium-führend) als Haupterze sowie Kalkspat, Eisenspat, Schwerspat und Quarz als Haupt-Gangarten in mehreren Erzmitteln angereichert, die streichende Längen von 1000 m, Teufenerstreckungen von 500 m und Roherzmächtigkeiten von oft 10 m erreichen. Die größten und zugleich Zink-reichsten dieser Erzmittel im Sübernaaler Gangzug sind die Westfeld-Erzmittel I und II und das Ostfeld-Erzmittel (Abb. 2). Zwischen diesen und weiter östlich und auch im Bergwerksglücker Gang (nördlich des Sübernaaler Gangzuges; im we-sentlichen bereits abgebaut) und im Laubhütter Gang (südlich des Sübernaaler Ganges;
bisher lediglich in verschiedenen Teilen untersucht) finden sich vorwiegend Bleiglanz-füh-rende Erzmittel.
Der im späten Oberkarbon und im Rotliegenden erfolgte vierphasige M i n e r a l i -s a t i o n -s a b l a u f i-st -speziell in den We-stfeld-Erzmitteln de-s Sübernaaler Gangzuge-s folgen-dermaßen gewesen:
In der Mineralisationsphase I fand eine Gesteinsauflockerung an bereits vorhande-nen kleivorhande-nen Scherstörungen statt. Sie wurde begleitet teils von einer Roteisen-Imprägnation, einer Dolomitisierung und einer Ankeritisierung des Nebengesteins, teils von einer Füllung der in der Regel kleinen Hohlräume zwischen den Gesteinsbrocken mit Eisenspat. Am Ende dieser Mineralisationsphase wurden die Gangbereiche lokal silifiziert.
Während der folgenden Mineralisationsphase II (vgl. Abb. 3) ist es zur Bildung meh-rerer, meist verschieden alter Mineralabfolgen gekommen:
Q u a r z t r ü m e r , mit etwas Kupferkies und Pyrit,
Z i n k b l e n d e - T r ü m e r , deren Zinkblende vereinzelt Kupferkies-Entmischungen führt und älter als Bleiglanz, vorherrschend aber frei von Entmischungen ist und dann mit etwas älterem Bleiglanz vergesellschaftet erscheint, oder gleichaltrige
H. SPERLING: Die Gangerz-Lagerstätte Grund (Harz) 93 B l e i g l a n z - Q u a r z - T r ü m e r ;
B l e i g l a n z - T r ü m e r , die sich zweiseitig-symmetrisch aus Zinkblende, Bleiglanz, Kupfer-kies und Kalkspat zusammensetzen und z. T. lateral in
K o k a r d e n e r z - T r ü m e r übergehen (überwiegend mit Bleiglanz und Quarz), K a p p e n q u a r z - T r ü m e r (mit etwas Zinkblende am Saum).
Vor und während der Mineralisationsphase ///entstanden durch tektonische Akte von-einander getrennt in weitklaffenden Hohlräumen folgende Mineralabfolgen:
K a l k s p a t - Q u a r z - T r ü m e r (mit Bleiglanz und Zinkblende),
E i s e n s p a t - T r ü m e r (mit Bleiglanz und Silbermineralen) (vgl. Abb. 3) und schließlich S c h w e r s p a t - T r ü m e r (selten mit Quarz und Kupferkies).
Erzspender für diese sicherlich aszendent entstandenen, primären Derberze und Gang-arten sind nicht sicher bekannt.
Nachfolgende, nur noch schwache tektonische Bewegungen leiteten einen Nachschub hydrothermaler Lösungen ein, die die Minerale der Mineralisationsphasen I bis III teilweise mobilisierten und dabei zum Absatz der meist idiomorphen Minerale der Mineralisations-phase IV führten. Eine Datierung dieser Phase ist nicht möglich.
Tektonisch bedingt finden sich die Zinkblende-reichen Trümer der Mineralisations-phase II im wesentlichen im Zentrum der Erzmittel. Die peripheren Bereiche der Erzmittel (grundrißlich und seigerrißlich gesehen) führen Bleiglanz-reiche Erztrümer, die den Minera-lisationsphasen IIb, lila und Illb zuzuordnen sind.
Zusammenfassung
Die vielen, teils im 19. Jahrhundert, teils aber auch erst Anfang dieses Jahrhunderts wegen Erschöpfung der Erzvorräte stillgelegten Gruben der Oberharzer Reviere, überlebte das Erzbergwerk Grund aufgrund seiner wesentlich größeren und reicheren Vorräte nun-mehr schon um fünfzig Jahre. Diese im Weltmaßstab durchaus beachtliche Ganglagerstätte von Bad Grund mit schätzungsweise mindestens 20 Mio t Roherz konnte im Verlauf der ver-gangenen zwanzig Jahre ohne Unterbrechung geologisch-lagerstättenkundlich untersucht werden. Es wurden dabei bezüglich Form und Inhalt der Erzgänge bisher unbekannte Er-kenntnisse gesammelt, die sich z.T. auch auf die geologisch-lagerstättenkundlich nicht unter-suchten Erzgänge der inzwischen stillgelegten Oberharzer Gänge übertragen lassen.
Schriftenverzeichnis
BEDERKE, E. (1962): Das Alter der Harzfaltung. - N. Jb. Geol. Paläont., Mh 1, 24-27, Stuttgart.
BUSCHENDORF, F., DENNERT, H , HANNAK, W., HÜTTENHAIN, H , MOHR, K., SPER-LING, H. & STOPPEL, D. (1971): Die Blei-Zink-Erzgängedes Oberharzes, Lief. 1: Geologie des Erzgang-Reviers, Mineralogie des Ganginhalts und Geschichte des Bergbaus im Ober-harz. - Beih. geol. Jb., 118, 1-212.
FIGGE, K.. (1964): Das Karbon am Nordwestende des Harzes. - Geol. Jb. 81, 771-805, Hannover.
RICHTER, M. (1941): Entstehung und Alter der Oberharzer Gänge. - Geol. Rdsch. 32, 93-105.
SPERLING, H. (1973): Die Erzgänge des Erzbergwerk Giund (Silbernaaler Gangzug, Bergwerks-glücker Gang und Laubhütter Gang). — Geol. Jb. D 2, 205 S.. Hannover.
SPERLING, H. (1976): in Geologische Karte von Niedersachsen, 1:25000, Erläuterungen zu Blatt Seesen Nr. 4127, 161 S., 18 Abb., 8 Tab., 4 Taf., 6 Kt., 78-93, Hannover.
Der Aufschluß Sonderband 28 (Göttingen) 94-102 Heidelberg 1978