Original paper

Die varistische Lagerstättenbildung im westlichen Mitteleuropa

[Variscan Mineralization in Western Central Europ]

Walther, Hansjust W.

Kurzfassung

Die ältere Phase der varistischen metallogenetischen Epoche umfaßt die Bildung von vulkano-sedimentären Lagerstätten verschiedener Typen: Die Sulfid-Baryt-Lager vom Typ Rammelsberg - Meggen, die Roteisenlager der Lahn-Dill-Typs und Manganerz-Lager des Typs Laisa. Die Phase begann im hohen Unterdevon und endete im mittleren Unterkarbon. Zu ihr gehören neben dem kürzlich entdeckten Barytlager von Chaudfontaine im tiefen Oberdevon bei Lüttich vielleicht auch stratiforme Sulfid-Erze im devonischen Massenkalk von Aachen - Moresnet, Iserlohn und Brilon sowie solche im Kohlenkalk von Aachen-Moresnet. An örtlich auftretende basische Intrusivgesteine sind die Ni-Cu- und Hg-Erze in Dill- und Lahnmulde gebunden. Mittelvaristisch folgte die Bildung der älteren Erzgänge der Typen Siegerland mit Fe (-Mn) und Pb-Zn und Holzappel-Ramsbeck mit Pb-Zn, vermutlich im Unterkarbon, sowie die der jüngeren Pb-Zn-Erzgänge der Typen Oberharz und Ruhr im hohen Oberkarbon und vielleicht tiefen Perm. Die Erzgänge beider Gruppen zeigen Beziehungen zwischen der varistischen Faltung einerseits und der Entstehung der Gangspalten und ihrer Füllung andererseits. In der Mehrzahl der Lagerstätten treten aber auch alpidische (saxonische) Paragenesen auf, die früher vielfach abgebaut wurden. Ihre Abgrenzung ist nicht in allen Fallen eindeutig. Die jüngste Phase der varistischen Mineralisation im Rhenoherzynikum ist kupferbetont. Hierher werden die Stockwerkslagerstätte von Marsberg und der Kupferschiefer gestellt, dessen Stoffbestand im Zuge magmatisch-subsequenter Vorgänge angeliefert wurde, dessen Sedimentation an der Basis der epivaristischen Plattformdecke jedoch bereits ein postvaristischer Vorgang ist. Bis auf die Lahn-Dill-Erze des Frankenwaldes und eine schmale Bucht des Kupferschiefermeeres reicht keine dieser Lagerstättenbildungen über die Hunsrück-Südrand-Störung hinaus nach S. In Süddeutschland läßt sich nur für einen Teil der früher als varistisch gedeuteten Lagerstätten dieses Alter nachweisen oder wenigstens wahrscheinlich machen. In NE-Bayern sind es die Pegmatite, z. T. Hämatit führende Quarzgänge, Zinnerze, Gold- und Uranerzgänge sowie einzelne Blei-Zinkerzgänge. Mit Ausnahme der Pegmatite findet sich eine ähnliche Lagerstättengefolgschaft auch im Südschwarzwald und in Teilen des mittleren Schwarzwaldes. In der Saar-Nahe-Senke tritt vor allem in den Vulkaniten des Unterperm eine Vererzung auf, die Beziehungen zur spätvaristischen Vererzungsphase des Rhenoherzynikums zeigt. Sie führt Kupfer, Kobalt und Quecksilber als wichtigste Metalle sowie Baryt. Neuere geochemische und isotopengeochemische Daten in der Literatur zeigen, daß nur ein begrenzter Teil des Inhalts der varistischen Lagerstätten des Rhenoherzynikums aus "erzbringenden" Magmen bezogen werden kann. Plutone spielen, wenn vorhanden, vor allem als Energiequelle eine Rolle. Thermale Wässer jeder Art können Metalle aus jeder geeigneten Umgebung lösen, im Zuge eines aufsteigenden Wärmestromes in höhere Krustenteile transportieren und an geeigneten "Fallen" wieder absetzen. Aus der erfaßten Bergbauförderung und den bekannten Vorräten wurde das gesamte Potential an in Lagerstätten konzentriertem Blei und Zink in der Bundesrepublik mit rd. 33 Mt Metall ermittelt. Die quantitative regional metallogenetische Auswertung ergibt, daß (1) 97 % dieser Menge in Teilgebieten von Rheinischem Schiefergebirge, Harz und Ruhrgebiet auftreten, (2) die Pb-Zn-Erzlagerstätten in NE bis ENE streichenden Erzgürteln angeordnet sind und (3) innerhalb dieser Erzgürtel die Lagerstätten auf NW streichenden Transversalen liegen. Auch bei Kupfer deuten sich dadurch regional metallogenetische Besonderheiten an, daß knapp 90 % der erfaßten Kupfermengen in der "verlängerten SE-europäischen Kupferprovinz" im E der Bundesrepublik auftreten.

Abstract

The early phase of the Variscan metallogenic epoch includes the formation of different types of volcano-sedimentary deposits: Sulphide-barite deposits of the Rammelsberg-Meggen type, red iron-ore deposits of the Lahn-Dilltype, and manganese ore-deposits of the Laisa type. Formation of these ore deposits began during the late Early Devonian and ended during the middle Early Carboniferous. The recently found stratiform barite deposit at Chaudfontaine near Lüttich, of early Late Devonian age, belongs to the Variscan mineralization and possibly also the stratiform sulfide ore deposits in the Devonian reef limestones near Aachen and Moresnet, Iserlohn and Brilon, as well as those in the "Kohlenkalk" (Carboniferous Limestone) near Aachen. Ni-Cu and Hg ores in the Lahn and Dill synclines are associated with locally occuring basic intensive rocks. During the middle phase of this metallogenic epoch, ore veins were formed in two subphases. The older ore veins include those of the Siegerland type containing siderite and Pb-Zn ore, and the Holzappel-Ramsbeck type with only Pb-Zn ores. They were probably formed during the Early Carboniferous. The younger group of Pb-Zn veins of the Oberharz and Ruhr types originated during the Late Carboniferous and possibly the Early Permian. All these veins show that a close relationship exist between the Variscan folding, and the formation of the fissures and their mineralization. The majority of the veins contain, apart from the Variscan minerals, an Alpidic (Saxonian) paragenesis which in many places was formerly mined. Sometimes it is difficult to distinguish the two parageneses. The youngest phase of the Variscan mineralization in the Rheno-Hercynian zone of the Variscan orogen contains copper as the most frequent metal and includes the Stockwerk ore deposit of Marsberg and the Kupferschiefer. The metal content of the Kupferschiefer is of late-orogenic magmatic origin, but its deposition at the base of the epi-Variscan platform cover is in fact a post-Variscan event. With the exceptions of the Lahn-Dill type deposits in the Frankenwald (Franconian Forest) and a single narrow arm of the "Kupferschiefer sea" to the south and east of the Spessart Mts., none of the types of deposits mentioned is developed in the area south of the Rheno-Hercynian. A few decades ago most of the ore deposits in South Germany were thought to be of Variscan age. This is however still far from certain, although a Variscan age has been confirmed for some of them. In northeastern Bavaria, there are pegmatites and quartz veins, some of which contain hematite, as well as tin-, gold- or uranium-bearing veins, and occasional Pb-Zn ore veins. With the exception of pegmatites, similar deposits are found in the southern and in parts of the central Black Forest. In the Lower Permian rocks of the Saar-Nahe depression, mineralization occurs predominantly in the volcanic rocks and appears to be related to the late Variscan phase of mineralization in the Rheno-Hercynian zone. It contains copper, cobalt and mercury as the main metals, and also barite. Recently published geochemical and isotopic data show that only a very limited proportion of the metals and minerals contained in the Variscan deposits of the Rheno-Hercynian zone could have been derived directly from "ore bringing" magmas. If magmatic intrusions are present at depth, they must have acted chiefly as a source of energy. Hydrothermal solutions from any source can dissolve metals out of any suitable rocks through which they pass and, under the influence of an increased heat flow, transport them into higher parts of the crust and precipitate them in suitable traps. The total lead and zinc potential concentrated in ore deposits of the Federal Republic of Germany has been calculated from mining statistics and known ore reserves as 33 million t of the two metals. A regional analysis has shown that (1) 97 % of this is concentrated in parts of the Rheinisches Schiefergebirge, the Harz-Mountains and the Ruhr district, (2) the Pb-Zn deposits are arranged on NE- to NNE-striking ore belts and (3) within these belts, the deposits lie in NW-striking transverse zones. Also with copper special features are indicated in the regional distribution patterns by the fact that nearly 90 % of the total quantity traced out occur in the "elongated SE European copper province" in the eastern part of the Federal Republic.

Keywords

Metallogenic epochPaleozoic (Variscan epoch)metallogenic province (SaxothuringikumVariscan foredeepRhenohercynikumMoldanubikum)mineral-deposits genesisvolcaniclasticssulfidbariteiron oresmanganese oresveinslead-zinc depositsign