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Folie 1
Andreas Barth, Andreas Brosig,
Ellen Dickmayer, Daniel Franke,
Henrik Kaufmann,
Andreas Knobloch, Claus Legler
www.smul.sachsen.de/lfulg/
www.beak.de
Höffigkeitsbewertung des Mittleren Erzgebirges auf Zinn,
Wolfram, Flussspat und Schwerspat mit
Hilfe des Verfahrens der Künstlichen Neuronalen Netze
(KNN): Datengrundlagen, Methodik und Ergebnisse
Ist da noch
etwas ?

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Folie 2
Agenda
1. Zielstellung
2. Untersuchungsgebiet
3. Methodik
4. Datengrundlagen
5. Datenvorbereitung
6. Ergebnisse
7. Wie weiter?

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Folie 3
Zielstellung
LfULG, April 2016
Zu beurteilende Rohstoffe und Lagerstättentypen:
• Sn in Greisen, auf Gängen und in Skarnen
• W auf Gängen und in Skarnen
• Fluss- und Schwerspat auf Gängen

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Folie 4
Untersuchungsgebiet
• Mittleres Erzgebirge
• Traditionelle Bergbaugebiete: Marienberg, Annaberg, Pobershau,
Geyer-Ehrenfriedersdorf, Schwarzenberg
• Rohstoffe: Sn, W, Ag, Cu, Fe (Flussspat, Schwerspat, U)
• Größe: 740 km
2

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Folie 5
Genutztes Prognoseverfahren
Hybrides Verfahren
Kombination von Datenanalyse mit künstlichen
neuronalen Netzen und wissensbasierter
Vorbereitung der Daten

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Folie 6
Das KNN …..
erkennt
vorhandene
Zusammenhänge,
erkennt
fehlende
Zusammenhänge,
Bewertet die
Höhe des Einflusses
der kontrollierenden
Parameter auf die abhängige Variable (Gewichte),
Kann
qualitative
(z.B. Potenzial des Auftretens) und
quantitative
(z.B. Mengen, Inhalte)
Prognosen
rechnen
.
Ist implementiert in der advangeo
Prediction
Software
von Beak Consultants GmbH

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Folie 7
Struktur der advangeo® Prediction Software
& 3D Software
Modellparameter
3D Griddaten

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Folie 8
Bearbeitungsfluss in

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Folie 9
Datengrundlagen
24 GB Daten
196 Berichte
531 Karten, Risse u.ä.
423 Schnitte
28.833 Bohrungen
Geochemische Analysen
Geophysikalische Daten
Öffentlich zugängliche
Literatur

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Folie 10
Geologie des Untersuchungsgebietes
Metasedimente verschiedener Metamporphosegrade mit hochreaktiven
Gesteinen (z.B. Karbonate, kohlenstoffhaltige Gesteine, Metabasite)
Synkinematische Magmatite
Unterlagert von hochspezialisierten postkinematischen Granitoiden
Starke Bruchtektonik verschiedenster Richtungen

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Folie 11
Rohstoffe im Untersuchungsgebiet
Kartengrundlage: Hösel, G., u.a. (1990): Mineralische Rohstoffe Erzgebirge – Vogtland / Krusne Hory
1:100.000. Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Bereich Boden und Geologie, Freiberg.

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Folie 12
Die neue Rohstoffkarte: alles über Sn, W, Spate
Druckmaßstab: 1:50.000
Genauigkeit der
rohstoffgeologischen
Information: 1:2.000-1:50.000
Enthält die verfügbaren
Informationen zu den
Rohstoffen, inkl. Vorratsblöcke,
Ausbisslinien der Erzgänge und
erzkontrollierenden Lithologien
Entstanden durch Aufarbeitung
der Primärunterlagen

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Folie 13
Bekannte Vorräte
Erfassung aller
bekannten Blöcke
Genauigkeit der
rohstoffgeologischen
Information: 1:1.000
– 1:5.000
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
davon
abgebaut (%)
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
Sn
0,59
83.753
0
0,38
45.837,00
0,44
126.226
WO3
0,48
43.437
0
-
-
0,96
78.300
Flussspat (Neben-
komponente in
Pöhla-Gl.)
17,1
38.317
-
-
-
-
-
Schwerspat
-
-
-
-
-
-
-
Rohstoff
Delta
lithologisch kontrolliert: Skarn
bekannte Vorräte (Gehalte und Metallinhalte)
C1,C2
c1,c2
Lagerstättentyp
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
davon
abgebaut (%)
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
Gehalte (%)
Rohstoff-
inhalte (t)
Sn
0,24
53.491
10 bis 32
0,107
815
0,23
12.230
WO3
0,046
4.093
30
0,037
40
0,26
2.595
Flussspat
70
86.400
100
-
-
-
-
Schwerspat
77,5
53.750
100
67
7700
-
-
WO3 nur Aue-Lauter
0,29
191
0
-
-
0,29
2301
Lagerstättentyp
strukturkontrolliert: gangförmig
Rohstoff
bekannte Vorräte (Gehalte und Metallinhalte)
C1,C2
c1,c2
Delta

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Folie 14
Konzeptionelles Modell der Sn-W-Vererzung im
Untersuchungsgebiet
Phyllite
Glimmer-
schiefer
Gneise
Skarn
Erzgang
Greisen im
Endokontakt
Granit

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Folie 15
Aufbau des Modells
Wesentliche Parameter:
Rastergröße: 50 x 50 m
Koordinatensystem: ETRS 1989 UTM Zone 33N
Eckpunkte
• Westen (min. Rechtwert):
337.000
• Osten (max. Rechtswert):
378.000
• Norden (max. Hochwert):
5.619.000
• Süden (min. Hochwert):
5.595.000
Modelltiefe: -3000 m NN
Projektgebiet: ROHSA 3.1 Fläche

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Folie 16
Datenvorbereitung - Bohrungen
28.833 Bohrungen in
der Kontur
Ausfiltern der nicht
zutreffenden
Bohrungen (ohne SVZ,
<20m, Ziel Geothermie,
Hydrogeologie, usw.)
Verbleiben 2.014
Bohrungen mit 42.759
Schichtdatensätzen
Bohrlochabweichung
z.T. neu erfasst oder
anhand der Kopfdaten
berechnet

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Folie 17
Datenvorbereitung – Geologische Modellkarte
Nutzung der dGK50 des LfULG
Generalisierung für die 3 D
Modellierung:
Känozoikum: Basalt
Paläozoikum:
– Granit
– Ordovizium: Gräfenthal- bis
Schwarzburger Gruppe:
Phycoden-Formation
Frauenbach-Formation
– Kambrium:
• Thum-Gruppe
• Jáchymov-Gruppe
• Klínovec-Gruppe
Proterozoikum
– Neoproterozoikum

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Folie 18
Datenvorbereitung – bruchstrukturelle Daten
Ableitung von Daten: z.B. Richtung, Länge,
Kreuzungen, Ausformung, ….

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Folie 19
Datenvorbereitung – Mineralisierte Bruchstrukturen
Erfassung und Homogenisierung aller verfügbarer Daten in der höchsten
Auflösung: Berichte, Karten, ……. Gliederung nach dem Rohstoffinhalt .

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Folie 20
3D –Daten: Granite
Oberkante Granit Typ
Kirchberg
Oberkante Granit Typ
Bergen
Oberkante Granit Type
Eibenstock

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Folie 21
3D-Daten: Metamorphite und Skarne
OK Thum Gruppe
OK Jachymov
Gruppe
OK Klinovec
Gruppe
OK
Neoproterozoikum
OK Skarn
Raschau-
Formation
OK Skarn
Grießbach-
Formation
OK Skarn
Herold-
Formation

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Folie 22
3D Daten: Berücksichtigung der Störungen
Granitoberfläche
Typ Eibenstock mit
Hauptstörungen
Blick von NW auf das Untersuchungsgebiet
Oberkante der Thum-
Gruppe mit
Hauptstörungen
Blick von NW auf das Untersuchungsgebiet

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Folie 23
Erzeugung von Rastern: z.B. Distanz Granit - Metamorphite

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Folie 24
Streamsedimentgeochemie
Probenpunkte
und
Einzugsgebiete
Zuordnung der
Gehalte
Raster (IDW) 20
Punkte Einfluss
Raster: Focal statistics
Erzeugung der Raster für
16 Elemente

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Folie 25
Magnetik
Erzeugung der
Ableitungen

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Folie 26
Gravimetrie
Korrektur der Daten:
Freiluftkorrektur, C
F
Bouguer-Plattenkorrektur, C
B
Normalschwere C
φ
Topographische Korrektur C
T
∆g = ∆g
obs
+ C
φ
+ C
F
– C
B
+ C
T
Bouguer-Anomalie
Messpunkte
Ableitungen

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Folie 27
Radiometrie
Uran ist nicht verwertbar
„Waldkorrektur“ der Daten für K
und Th zur Berücksichtigung der
abschirmenden Wirkung von
Vegetation
Empirische Ermittlung der
Korrekturen
Messpunkte
Th, ppm, ohne
Waldkorrektur
Th, ppm, mit
Waldkorrektur
y = 0,303x
2
- 0,0188x + 1
R² = 0,9805
0,95
1,05
1,15
1,25
1,35
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Korrekturpolynom
Waldanteil

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Folie 28
Trainingsdaten: Zinn
Zinn in Gängen:
ja/nein
Zinn in Skarnen:
ja/nein
Zinn in Greisen:
ja/nein
Zinn in Gängen:
kg Sn/Zelle
Zinn in Skarnen:
kg Sn/Zelle
Zinn in Greisen:
kg Sn/Zelle

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Folie 29
Trainingsdaten: Wolfram
Wolfram in
Gängen: ja/nein
Wolfram in
Skarnen: ja/nein
Wolfram in
Gängen: kg
WO
3
/Zelle
Wolfram in
Skarnen: kg
WO
3
/Zelle

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Folie 30
Trainingsdaten: Spate
Flussspat auf
Strukturen
ja/nein
Schwerspat auf
Strukturen
ja/nein

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Folie 31
Trainingsdaten: Skarne
Skarne in der Raschau -
Formation
Skarne in der Grießbach-
Formation
Skarne in der Herold -
Formation

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Folie 32
Schätzung der Rohstoffpotenziale
Insgesamt wurden 231 Prognosemodelle gerechnet:
139 für
Zinn
(85 für strukturkontrollierte Mineralisationen, 39
für lithologisch kontrollierte Mineralisationen, 15 für
Greisenkörper im Endokontakt),
50 für
Wolfram
(29 für strukturkontrollierte Mineralisationen,
21 für lithologisch kontrollierte Mineralisationen),
18 für
Flussspat
,
2 für
Schwerspat
,
22 für
Skarne
.

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Folie 33
Qualitative Prognose – Sn in
Gängen
Abhängige Variable:
Ausstrichlinien zinnführender Gänge innerhalb von Vorratsblöcken,
Modellparameter:
Abstand Granit Typ Eibenstock – Erdoberfläche,
Bachsediment-Geochemie - log10 Cu: Absolutwert,
Bachsediment-Geochemie - log10 Pb: Absolutwert,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Jáchymov-Gruppe,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Klínovec-Gruppe,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Neoproterozoikum,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Thum-Gruppe,
Gravimetrie - delta G: Absolutwert,
Gravimetrie - delta G: Gradient,
Magnetik - delta T: Absolutwert,
Magnetik - delta T: Gradient,
Störungen - euklidischer Abstand: Kreuzungspunkte,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – kurz,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge - sehr groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – gering,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - E-W,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NE-SW,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - N-S,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NW-SE,
Verbreitungsgebiet - Granite (insgesamt).

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Folie 34
Vergleich: Prognose Sn in Gängen mit der
Streamsedimentgeochemie

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Folie 35
Gewichte der Parameter

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Folie 36
Qualitative Prognose – Sn in Gängen

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Folie 37
Quantitative Prognose: Sn in Gängen
(t Sn/ Rasterzelle)
Abhängige Variable:
Zinnmenge je Gridzelle
Modellparameter:
Abstand Granit Typ Eibenstock - Erdoberfläche (invers skaliert),
Bachsediment-Geochemie - log10 Cu: Absolutwert,
Bachsediment-Geochemie - log10 Pb: Absolutwert,
Bachsediment-Geochemie - log10 Sn: Absolutwert,
Gravimetrie - delta G: Absolutwert,
Gravimetrie - delta G: Gradient,
Magnetik - delta T: Absolutwert,
Magnetik - delta T: Gradient,
Störungen - euklidischer Abstand: Kreuzungspunkte,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – kurz,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge - sehr groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – gering,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - E-W,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NE-SW,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - N-S,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NW-SE.
Das Training erfolgte nur an den Lokalitäten mit bekannten Vorräten.

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Folie 38
Quantitative Prognose: Sn in Gängen

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Folie 39
Interpretation & Plausibilisierung
Erzführende Gänge streichen ausschließlich 45 – 100 Grad
Aufsummierung aller Zinninhalte im Umfeld dieser Gänge ergibt:
232.773 t in der Kontur > 0,25 (qualitative Prognose)
196.632 t in der Kontur > 0,5 (qualitative Prognose)
In den bekannten Vorratsblöcken wurde wiedergefunden:
43.856 t (50-m-Puffer)
65.828 t (100-m-Puffer)
Vergleich: alle berechneten Vorräte betragen: 64.913 t
25 % der insgesamt im UG möglichen Vorräte sind in den bekannten Blöcken
enthalten
Rückrechnung der Metallgehalte auf Strukturen
plausibel

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Folie 40
Qualitative Prognose – Sn in
Skarnen
Abhängige Variable:
Lokalitäten der bekannten Zinnskarne ,
Modellparameter:
Abstand Granit Typ Eibenstock - Erdoberfläche (invers skaliert),
Bachsediment-Geochemie - log10 Cu: Absolutwert,
Bachsediment-Geochemie - log10 Pb: Absolutwert,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Jáchymov-Gruppe,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Klínovec-Gruppe,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Neoproterozoikum,
Geologie - euklidischer Abstand zur Ausstrichfläche: Thum-Gruppe,
Geologie - Verbreitungsgebiet - Granit
Gravimetrie - delta G: Absolutwert,
Gravimetrie - delta G: Gradient,
Magnetik - delta T: Absolutwert,
Magnetik - delta T: Gradient,
Störungen - euklidischer Abstand: Kreuzungspunkte,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – kurz,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Länge - sehr groß,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – gering,
Störungen - euklidischer Abstand: Sinuosität – mittel,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - E-W,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NE-SW,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - N-S,
Störungen - euklidischer Abstand: Streichrichtung - NW-SE.

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Folie 41
Qualitative Prognose – Sn in Skarnen

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Folie 42
Quantitative Prognose: Sn in Skarnen

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Folie 43
Interpretation & Plausibilisierung
Aufsummierung der Zinninhalte ergibt:
775.888 t in der Kontur > 0,25 (qualitative Prognose)
593.034 t in der Kontur > 0,5 (qualitative Prognose)
In den bekannten Vorratsblöcken wurde wiedergefunden:
86.040 t
Vergleich: alle berechneten Vorräte betragen: 83.490 t
Damit wären nur 11 % der insgesamt im UG möglichen Vorräte in den
bekannten Blöcken enthalten
Plausibel aufgrund der großen Flächen
Rückrechnung der Metallgehalte auf Skarnmächtigkeiten
ebenfalls plausibel

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Folie 44
Wolfram im Umfeld des Eibenstocker Granits
Im Gebiet Ehrenfriedersdorf Geyer
sind die W-Gehalte im Erz sehr gering:
0,05 %
Diese Vorkommen wurden nicht als
W-Vorkommen angesehen
Dementsprechend gibt es bis auf
das Vorkommen Aue-Bärengrund kein
Trainingsgebiet für strukturkontrollierte
W-Vorkommen
Echte W-Vorkommen werden ganz
offensichtlich durch den Granit vom Typ
Bergen kontrolliert.
Im UG sind die Vorkommen
unbedeutend
Wolfram Vorkommen im Umfeld des
Eibenstocker Granits

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Folie 45
Qualitative Prognose: Wolfram in
Gängen – das Potenzial ist gering

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Folie 46
Qualitative Prognose: W in Skarnen
Umfeld der
Schwarzenberger Kuppel

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Folie 47
Quantitative Prognose: W in Skarnen
Aufsummierung aller WO3-Inhalte ergibt:
151.722 t in der Kontur > 0,25 (qualitative Prognose)
117.340 t in der Kontur > 0,5 (qualitative Prognose)
In den bekannten Vorratsblöcken wurde wiedergefunden:
12.260 t
Vergleich: alle berechneten Vorräte betragen: 12.339 t
Damit wären nur 8 % der insgesamt im UG möglichen
Vorräte in den bekannten Blöcken enthalten
Plausibel
aufgrund der großen Flächen.
Vorräte für Pöhla-
Globenstein bekannt (ca.
43 kt WO3)
Nur randlich im UG
(anteilig 12 kt).
Für die Prognose wird
dieser WO3-Inhalt auf die
Rasterzellen verteilt (38,6
– 162,2 t).

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Folie 48
Prognose von Skarnen: Stratigraphische
Kontrolle der Skarne
QUELLE: HOTH, K.; BERGER, H.-J. (1980): Stratigraphie und lithologisch-fazielle Charakteristik der Parametamorphite und Sedimentite im Erzgebirge/Vogtland. Unveröffentlichter
Bericht, 102 S., Archiv des LfULG, Freiberg.

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Folie 49
Erbohrte Skarne

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Folie 50
Die skarnkontrollierenden Faktoren
Karbonatgesteine/
reaktive Gesteine
Entfernung zum
Granit
Winkel zwischen
Einfallen der
Metamorphite und
Granitoberfläche
Bruchtektonik

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Folie 51
Kontrollierender Faktor: Abstand Granit - Karbonate

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Folie 52
Kontrollierender Faktor: Differenz Einfallswinkel
Karbonathorizont - Granitoberfläche

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Folie 53
Kontrollierender Faktor: Differenz Einfallsrichtungen
Karbonathorizont - Granitoberfläche

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Folie 54
Prognoseergebnis: Skarne in der Raschau-Formation
Granit
Ausbiss an der
Erdoberfläche
Erodierte Bereiche
Verdeckte Bereiche

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Folie 55
Prognoseergebnis: Verskarnungspotenzial

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Folie 56
Flussspat
Zahlreiche Flusspatvorkommen sind bekannt. Flussspat ist
häufige Nebenkomponente aller anderen Mineralisationen.
Wirtschaftliche Bedeutung erlangte nur das Gebiet um
Marienberg (Tscherper Flacher, 1955-58, ca. 48.600 t Rohspat,
Mächtigkeit bis zu 3 m )
Fluorit in Skarnen des Vorkommens Pöhla-Globenstein
(Gehalte niedrig, Spat muss abgetrennt werden)
Quantitative Rechnungen mit Hilfe der Klassifikation aus
der Spatprognose

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Folie 57
Klassifikation der flussspathöffigen Strukturen nach
Spatprognose

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Folie 58
Perspektive Gebiete

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Folie 59
Schlussfolgerungen
Für
Zinn-Wolfram
-Mineralisationen wurde:
Die Abgrenzung der Höffigkeitsflächen und
Die Schätzung des zu erwartenden Potentials
vorgenommen.
Für
Fluss- und Schwerspat
wurden Höffigkeitsflächen
abgegrenzt.
Zinnpotenzial in Skarnen:
geschätzt ca. 600.000 t Metallinhalt
(Potenzial > 0,5), bekannte Ressourcen (C1, C2, c1, c2 und
Delta): 250.000 t.
Wolframpotenzial in Skarnen
(WO3) geschätzt ca.
120.000 t WO3-Inhalt (Potenzial > 0,5), bekannte Resourcen
(C1, C2, c1, c2 und Delta): 120.000 t.

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Folie 60
Schlussfolgerungen (Fortsetzung)
Höffige Gebiete für Sn-W-Skarne
: in größeren Teufen
zwischen der Schwarzenberger Kuppel und dem Granitpluton
des Mittleren Erzgebirges im Kambro-Ordovizium.
Sn-Skarne
erreichen die Grenzen der
Bauwürdigkeit
:
hohe Sn-Gehalte (bis 1%),
großes Ressourcenpotenzial
Wertvolle Nebenkomponenten (Zn, In)
W-Skarne
sind auf das Umfeld der Granite Typ Bergen
begrenzt.
Die Perspektivität auf
Fluss- und Schwerspat
ist begrenzt.
Perspektiven bestehen vor allem auf den großen NW-SE
streichenden Bruchstrukturen.

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Folie 61
Schlussfolgerungen (Fortsetzung 2)
Zinnpotenzial in Gängen:
Geschätzt ca. 200.000 t Metallinhalt (Potenzial > 0,5)
bekannte Ressourcen (C1, C2, c1, c2 und Delta): 67.000 t,
davon 20 % abgebaut.
Perspektiven generell über den Hochlagen des Granits
vom Typ Eibenstock
Nicht bauwürdig aufgrund niedriger Gehalte und geringer
Mächtigkeiten.
Wolframpotenzial
in Gängen ist gering.

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Folie 62
Empfehlungen
Wir empfehlen, die Arbeiten wie folgt weiterzuführen:
Einbeziehung aller
geochemischer Daten
aus Bohrungen
Ausführung
echter 3D Modellierungen
und -Prognosen
Ausführung von
Höffigkeitsprognosen in Teilgebieten
:
1 Osterzgebirge inkl. Freiberg
3 Westerzgebirge/Vogtland
2 Erzgebirgsnordrand
4 Erzgebirge/ Vogtland: Spate
Zielgerichtete
Überprüfung
durch geeignete
Feldarbeiten
Nachfolgende
Vervollkommnung der Modelle

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Folie 63
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
Ja, da ist
noch
etwas !
www.smul.sachsen.de/lfulg/
www.beak.de