Bergbaugeologie für Schüler und Studenten

Mit Mineralen wie Fluss- und Schwerspat ausgefüllte Spalten im kristallinen Grundgebirge des Schwarzwalds sind etwas Besonderes. Wegen der Bedeutung für unsere Industrie (siehe Geologie-Abschnitt 1) werden diese Minerale weltweit gesucht und abgebaut. Im Schwarzwald wird auf die genannten Industrieminerale seit über 160 Jahren Bergbau betrieben. Die Grube „Clara“ bei Oberwolfach (Mittlerer Schwarzwald) ist heute schon 900 m tief; sie liefert seit dem Jahr 1850 Schwerspat und seit 1978 zusätzlich Flussspat; seit 1996 werden auch Silber- und Kupfererze gewonnen. Der Schwarzwald gehört zu den Mittelgebirgen Europas, welche besonders viele solche Erz- und Mineralgänge aufweisen.

Flussspat (Fluorit) und weißer Schwerspat (Baryt) kommen fast immer auf den Mineralgängen des Schwarzwalds gemeinsam vor. Fluorit, im Bild dunkelblau, kann viele Färbungen haben. Gangbild von der Grube Clara, Diagonaltrum; Bildbreite entspricht 1,5m in der Natur (Foto: Wolfgang Werner, 2016)

Nur besonders ausgebildete Leute, die im Umgang mit schwerem technischem Gerät vertraut sind, sind in der Lage, sicher und wirtschaftlich rentabel Bergbau auf Ganglagerstätten zu betreiben. Geologen müssen zuvor herausfinden, wo wirtschaftlich interessante Mineralanreicherungen („Lagerstätten“) auftreten. Bergleute müssen in der Lage sein, immer wieder neue Gesteinsverhältnisse zu bewältigen und die vielfältigen Gefahren unter Tage richtig einzuschätzen. Der Beruf des Bergmanns ist auch heute noch, trotz moderner Technik, ein gefahrvoller, aber sehr wichtiger Beruf. Wo er seine Stollen, Strecken und Schächte hin auffährt, war noch nie ein Mensch zuvor! Geologen begleiten auch den Bergbau – und lernen dabei ständig über die Erde und ihre Entstehung etwa Neues! Haben sie das Prinzip der Entstehung der betreffenden Lagerstätte verstanden, können sie den Bergleuten Hinweise geben, in welche Richtung der Bergbau am aussichtsreichsten ist.

Ein Gang ist eine mit Mineralen ausgefüllte, meist etwa senkrecht stehende Spalte im Gebirge. Erz- und Mineralgänge im Schwarzwald sind zu unterschiedlichen Zeiten entstanden. Die ältesten sind fast 300 Millionen Jahre alt, die jüngsten etwa 20 Millionen Jahre. Der Flussspat im Finstergrund-Gang ist etwa vor 160 Millionen Jahren auskristallisiert, Schwerspat etwa vor 30 Millionen Jahren. Die Metallerze im Finstergrund-Gang sind vor und mit Flussspat und Schwerspat abgeschieden worden.

Große, gelbliche und bläuliche Kristallwürfel aus Flussspat, darauf weiße Blätter von Schwerspat; man kann sofort erkennen, dass Schwerspat jünger ist als Flussspat. Gangstufe aus der Grube Anton bei Wieden

Flussspat besteht aus den chemischen Elementen Calcium und Fluor (CaF₂); sein Name geht auf den ersten industriellen Einsatz als Flussmittel in der Metallgewinnung im Verhüttungsprozess zurück. „Fluorit“ kommt vom Element Fluor – und der Begriff „Fluoreszenz“ von der Eigenschaft von Flussspat unter Einwirkung von UV-Licht zu leuchten. Schwerspat: nehmt ein Stück die Hand und ihr wisst, warum er so heißt! Der alte Bergmannsbegriff „Spat“ bezieht sich auf die Art des Bruches; diese Minerale brechen „spätig“, d.h. in großen Kristallen.

Angeliefert werden diese Elemente durch sehr heiße, saure Lösungen, welche aus großer Tiefe der Erdkruste aufsteigen. Treten solche Wässer an der Erdoberfläche aus, dann entstehen heiße Quellen oder sogar Geysire. Ausgeschieden werden die Elemente in den Störungsspalten aufgrund verschiedener Faktoren: Durch Abkühlen der Lösung, durch Druckentlastung und durch Zumischen chemisch andersartiger wässriger Lösungen.

Text und Fotos: Dr. Wolfgang Werner