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Relevanz geowissenschaftlicher
Altdaten bei der Entwicklung
neuer Bergwerke
R. Kahnt
Freiberg, 29.03.2017
Abschlusskolloquium
Projekt ROHSA 3.1

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• Bergbau hat im Erzgebirge eine jahrhundertelange Tradition.
• Hohe Bedeutung der Erkundung in der DDR: Beschluss der
damaligen Regierung, die Eigenversorgung mit Zinn abzusichern
Kosten spielten nur noch untergeordnete Rolle
• Umfangreiche Untersuchungsprogramme der WISMUT
neben Uran wurden auch andere Erze gefunden
Übergabe an das damalige Ministerium für Geologie zur weiteren
Bearbeitung (bspw. Zinnlagerstätte Gottesberg und Spatlagerstätte
Brunndöbra)
Durchschnittsgehalte gut, aber Schwierigkeiten mit wirtschaftlich
vertretbarer Aufbereitung
• GFE und die SDAG WISMUT konkurrierten zwar um die
Suchfondmittel, produzierten aber jeder für sich gewaltige
Datenmengen, die verschiedener Geheimhaltungsstufen unterlagen
nur in sehr geringem Umfang Veröffentlichungen, der in
einem krassen Missverhältnis zu den erfolgten Arbeiten
standen
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Freiberg, 29.03.2017
Historischer Hintergrund

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Bedingt durch die Historie, liegt eine Vielzahl sehr gut
erkundeter Lagerstätten vor
• Es gab klar definierte Vorgaben zur Vorgehensweise der
Erkundung
• Im Ablauf eines Erkundungsprojektes war die Archivierung
der produzierten Daten, Schliffe, Bohrkerne, Belegproben von
Analysen usw. fest mit eingeplant
Der Erkundungsstand ist in der Regel um ein Vielfaches
besser als bei vergleichbaren Lagerstätten weltweit
Diese Situation ist für viele internationale Experten (CP‘s)
neu und häufig wird der Qualität der Erkundungsdaten
misstraut
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Freiberg, 29.03.2017
Hintergrund

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Zusammenfassende Berichte und Einschätzungen
Vorratsberechnungen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
von vor
1990 legten die damaligen Rahmenbedingungen zugrunde
Überprüfung
notwendig
Vorhandene
geologische und Lagerstättenmodelle
müssen detailliert
geprüft werden, meist Längs- und Querschnitte sowie Risse, teilweise
Blockmodelldarstellungen
sind wichtige Grundlage für neue 3D-Modellierungen
Ergebnisse von Aufbereitungsversuchen
entsprechen dem damaligen
Stand der Technik.
Angaben zu
Bergwerksplanungen
, Infrastruktur, Obertageanlagen
bedürfen in jedem Falle einer Anpassung
Es gab um höffige Gebiete sogenannte Bergbauschutzgebiete – nicht mehr
vorhanden; Neuausweisungen von Schutzgebieten (Naturschutzgebiete,
Trinkwasserschutzgebiete, bevorzugte Nutzung für Tourismus usw.)
Umfangreiche Berichtsunterlagen nur zur groben Information geeignet,
geben aber Überblick, welche Untersuchungen vorliegen und enthalten in
der Regel auch Vermerke, wo die Primärdaten archiviert worden sind.
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Freiberg, 29.03.2017
Daten die zur Lagerstättenbewertung
brauchbar sind

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Primärdaten
Aufschlussdokumentationen
(Schichtenverzeichnisse von Bohrungen, Schürfen,
Untertageauffahrungen usw.) inkl. Vermessungsergebnisse;
Aber: Nachweis von Kurzprofilen oder Bohrkernen notwendig
Analysenergebnisse
von den Aufschlüssen sind in aller Regel vorhanden.
Zuordnung ist Herausforderung für „Nichteingeweihte“
Analysen nach international anerkannten
Analysenvorschriften
- war in der DDR
nicht der Fall, dennoch sehr gut nutzbar: Kontrollserien an vorhandenen
Rückstellproben
möglich
sehr gute Erfahrungen durch G.E.O.S.
Primärdaten
vom früheren GFE (jetzt LfULG) als auch von der WISMUT befinden
sich
in entsprechenden Archiven
aber Insiderkenntnisse notwendig
Im Idealfall sind noch ausreichend Bohrkerne bzw. Rückstellmaterial von
Aufbereitungsversuchen vorhanden, um die
Aufbereitbarkeit der Erze
nach
aktuellen Stand der Technik zu überprüfen. Das dürfte nach unseren Erfahrungen
aber die Ausnahme sein
Im Ergebnis der Auswertung von Archivmaterial kann relativ schnell und für
wenig Geld entschieden werden, ob sich eine Investition in die Lagerstätte lohnt
oder nicht
Für Investoren sind vor allen Dingen die Primärdaten von Interesse. Nur mit
diesen Daten können gerade in Bezug auf kommerzielle Bewertungen
Neubewertungen vorgenommen werden (“bankable feasibility study“)
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Freiberg, 29.03.2017
Daten die zur Lagerstättenbewertung
brauchbar sind

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• Geologische Erkundung muss abgeschlossen sein oder der
Kenntnisstand soweit fortgeschritten sein, dass es sinnvoller ist, die
„restlichen“ erforderlichen Erkundungsarbeiten im Rahmen des
Lagerstättenaufschlusses durchzuführen.
• Vorratsbasis muss gesichert sein.
• Aufbereitbarkeit des Erzes muss geklärt sein.
• Abbauverfahren inkl. Bergbauplanung muss vorliegen.
• Hydrogeologische Verhältnisse sollte geklärt sein, insbes.
Einschätzung der erforderlichen Wasserhaltung bzw. -aufbereitung.
• Ingeniergeologische Verhältnisse sollten geklärt sein, z.B.
Störungszonen, verwitterte Bereiche, Altbergbau usw.
• Infrastruktur der obertägigen Anlagen inkl. Medienversorgung und
Verkehrsanbindung muss geklärt sein
• Wirtschaftlichkeit des Abbaus muss nach aktuellen oder den
Preisen der letzten Jahre gewährleistet sein.
• Genehmigungsfähigkeit muss geklärt sein.
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Notwendige Kenntnisse zur Erschließung einer
Lagerstätte – Informationen aus Altdaten

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Erkundungsstand der meisten Lagerstätten führt zu einer
signifikanten Reduzierung von Investitionsrisiken
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Notwendige Kenntnisse zur Erschließung einer
Lagerstätte – Informationen aus Altdaten
Roderick G. Eggert, Division of Economics and Business, Colorado School of Mines, Golden, Colorado
Vortrag: International Conference on Mining, “Staking a Claim for Cambodia,” Phnom Penh, Cambodia,
26-27 May 2010
Einschätzung Erkundungsstand der meisten Lagerstätten

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Ressourcenbewertungen von Vorkommen auf Grundlage Altdaten:
• Zinnwald (Lithium, Zinn, Wolfram)
• Ehrenfriedersdorf (Zinn, Wolfram)
• Geyer-SW (Zinn, Zink, Indium)
• Gottesberg (Zinn)
• Storkwitz (seltene Erden), Delitzsch (Wolfram)
• Kupferschiefer Lausitz (Kupfer)
• Schönbrunn / Bösenbrunn (Flussspat, Schwerspat)
• Türkschacht, Marienberg, Brand-Erbisdorf (Silber)
• Antonsthal (Wolfram, Zinn)
• St. Egidien, Vorerzgebirgssenke (Nickel)
Projektentwicklungen:
• Niederschlag, Spatlagerstätte, EFS
• Pöhla-Globenstein, Zinn-Wolframlagerstätte
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und
Projektentwickler

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Lithium Lagerstätte Zinnwald, SolarWorld Solicium GmbH
Historisch wurden hier Zinn und Wolfram abgebaut
• Zinnwaldit, ein Lithiummineral, hat aus Zinnwald seinen Namen
• Erkundung nach 1945 in mehreren Etappen mit unterschiedlichen
Zielstellungen
• Mitte der 50er Jahre auf Lithium
• Ende der 70er Jahre metallogenetische Untersuchungen
• Ende der 80er Jahre auf Zinn (Abbruch der Arbeiten 1990)
• Ca. 40 Bohrungen vorhanden
• Erkundungen endeten nach damaliger Nomenklatur mit prognostischen
Vorräten für Li: 40.000 t bis 50.000 t
• Ressourcen bestätigt und durch Neuerkundungen erhöht
• Neubewertung im Auftrag von Solarworld
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und
Projektentwickler

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Lithium Lagerstätte Zinnwald, SolarWorld Solicium GmbH
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und
Projektentwickler
Geologisches Modell der
Lagerstätte Zinnwald
Konzeptionelles 3D-
Modell der Greisenkörper
sowie der Störungen

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EFS, Spatlagerstätte Niederschlag
• Lagerstätte wurde erschlossen, ohne eine einzige zusätzliche
Erkundungsbohrung abzuteufen
• geologische Beschreibungen erwiesen sich als zuverlässig
• Die Probleme mit der Aufbereitbarkeit des Erzes wurde erst im
Rahmen der Lagerstättenerschließung gelöst.
• Lagerstätte gehört heute der Nickelhütte Aue
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und
Projektentwickler

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Zinn-Wolframlagerstätte Pöhla-Globenstein
• Lagerstätte wurde vor 1990 durch umfangreiche Bohrungen von
der WISMUT erkundet
• In den 60er Jahren wurde zeitweise Eisenerz abgebaut.
• Versuchsabbau von 1984 – 1988 mit mehreren tausend Tonnen
Zinn - Wolfram Erz
• Schwierigkeit mit der Aufbereitung der Erze durch WISMUT
• Flutung und Verwahrung Grubengebäude von 1988 bis 1989
• Zwischen 2006 bis 2009 wurden die vorhandenen Daten von
einem Investor neu bewertet, Erlöschen der
Aufsuchungsgenehmigung 2009 wegen fehlender Aktivitäten
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler

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Zinn-Wolframlagerstätte Pöhla-Globenstein
2012 bergrechtliche Bewilligung an Saxony Minerals Exploration AG
Hauptaktivitäten:
Aufbereitung des umfangreichen Archivmaterials (fast ausschließlich
WISMUT-Unterlagen)
Mehr als 1000 Bohrungen, Bohrdatenbank neu aufgebaut und QM
durchgeführt (> 1 Jahr)
Wismut Schnitte C1 und C2 Erkundungen, Tektonisches Modell,
mehrere 1000 Dünnschliffe verwendet als Ersatz für nicht mehr
vorhandene Kerne
3 Bohrungen (Twinholes) bestätigen Ergebnisse Altbohrungen
Aufbereitungsversuche mit dem gewonnenen Kernmaterial
• Haldenkonzept, Hydrogutachten, …
Alteinschätzungen der Ressourcen wurden bestätigt
Planung eines Versuchsschachtes, gegenwärtig laufen die
Vorbereitungen
Hauptfrage Aufbereitbarkeit bleibt
Erkundungsschacht notwendig
wegen Probenmenge für den Aufschluss
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler

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Beispiele für Nutzung des Know-Hows für Forschungsprojekte:
GEM – Granitgebundene Erze strategischer Metalle
Bildungsbedingungen und Ableitung innovativer Suchkriterien
• Partner:
• Geoforschungszentrum Potsdam, Koordinator Prof. Romer
• TU Freiberg
• BEAK Consultrants Freiberg
• Schwerpunkte G.E.O.S.:
• Dynamische Simulation der Genese der Granitkörper inklusive
Platznahme, Abkühlung, Bildung der Restschmelze und
Aufkonzentration
• Erarbeitung von Hinweisen, wo und unter welchen Bedinungen
weitere Lagerstätten vermutet werden können
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler

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GEM – Granitgebundene Erze strategischer Metalle
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Projektentwickler
FTZ
Niederbobritzsch-
Altenberg-Teplice
Lineament
Erzgebirge-
Lineament

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GEM – Granitgebundene Erze strategischer Metalle
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler
Gekoppelte Modellierung von Wärmeübergang, Schmelze und Kristallisation und Mischung mit
COMSOL
Erste COMSOL Ergebnisse der
Modellierung der Auskühlung und
Kristallisation eines Plutons
- Wärmeübergang
- Freie Konvektion im Magma
- Kristallisation und Bildung
Restschmelze

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Nutzung des Know-Hows für Forschungsprojekte:
BIOMORE:
“New Mining Concept for Extracting Metals from Deep
Ore Deposits using Biotechnology “
• 23 Partner aus 8 europäischen Ländern + Südafrika
• Ziele:
• Entwicklung von Technologien zur in-situ-Laugung tiefliegender
Lagerstätten in gering durchlässigen Formationen
• Nutzung von Biotechnologie zur Aufbereitung der Laugungslösung
• Stimulation zur Schaffung von Wegsamkeiten
• Schwerpunkte G.E.O.S.:
• Koordination WP 2: Entwicklung der Modellwerkzeuge
• Mitarbeit an weiteren WP mit Schwerpunkt Verfahrenstechnik und
Umweltverträglichkeit
• Nutzung der Daten der Kupferlagerstätte bei Weißwasser (ehemals
KGHM Kupfer)
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler

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Überblick Lagerstätte
BIOMORE:
“New Mining Concept for Extracting Metals from Deep
Ore Deposits using Biotechnology “
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler
Quelle:
Assessment of
Undiscovered Copper
Resources
Associated with the
Permian
Kupferschiefer,
Southern Permian
Basin, Europe,
USGS 2010

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BIOMORE:
“New Mining Concept for Extracting Metals from Deep
Ore Deposits using Biotechnology “
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler
In-situ-Laugung Phasen 1-4
Phase 1: Wasserwaschung
Phase 2: Säurelaugung
Phase 3: Fe
3+
-Laugung
Phase 4: Neutralisierung
Injektion
Förderung
Übertageanlagen

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BIOMORE:
“New Mining Concept for Extracting Metals from Deep
Ore Deposits using Biotechnology “
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G.E.O.S. als Ingenieurdienstleister und als
Projektentwickler
3. In-situ-Laugung Phase 3:
Fe
3+
-Laugung
Bioreaktor zur
mikrobiologischen Regeneration
des Laugungsmittels:
Fe
2+
Fe
3+
Mikroorganismen verbleiben im
Bioreaktor
Nutzung natürlich
vorkommender
Mikroorganismen
Fe
3+
-Laugung
Verbrauch Laugungsmittel (Oxidation zu Fe
2+
)
Injektion
Förderung
Bioreaktor
Erzkörper
Regeneration des Laugungsmittels (Fe
2+
Fe
3+
)

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Eine Vielzahl von Lagerstätten ist sehr gut erkundet
Ohne die Altdaten wäre die Existenz wahrscheinlich gar nicht bekannt
Für potentielle Investoren ist
keine kostenintensive Suche
mit völlig
ungewissem Ausgang erforderlich, Vorräte sind vorhanden
Kostenersparnis:
Bohrkosten in Abhängigkeit von der Endteufe 500 €/m bis 1.000 €/m bei Bohrteufen von in
der Regel mehreren 100 m
Analysen inkl. Analysenvorbereitung und Probenahme ca. 100 €/Probe bei mehreren 1000
Proben
Der Aufwand für Untertageauffahrungen dürfte im Vergleich zu Bohrungen um Faktor 10
höher liegen
enormer Wert der Unterlagen in den Archiven
In Abhängigkeit von der Lagerstätte stellen die Erkundungsdaten einen Wert von
mehreren Millionen Euro dar
Güte der Ressourcencharakterisierung im internationalen Maßstab:
international extrem hohe Qualitätsstandards
(Vorgaben zentrale
Vorratskommission)
• Oberflächennahe „Filetstücke“, die komplett erkundet und profitabel ohne
zusätzlichen Aufwand abgebaut werden können, sind nicht zu erwarten.
Abschlusskolloquium Projekt ROHSA 3.1
Freiberg, 29.03.2017
Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit!
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