Pflanzenverfügbarkeit und Mobilität von Schwermetallen in Blei-Zink-Bergwerks-Halden des Grazer Paläozoikums
©2002
Diplomarbeit
122 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Im Bereich des Arzwaldgrabens und der näheren Umgebung von Rabenstein im Grazer Paläozoikum (Steiermark) wurden bis in die 20-iger Jahre des 20. Jahrhunderts Pb-Zn Erze bergmännisch gefördert. Durch diese Bergwerkstätigkeit entstanden zahlreiche Abraum- und Schlackenhalden.
In dieser Arbeit soll nun der umweltrelevante (geochemische) Einfluss durch jene Erzhalden untersucht werden. Spurenelementen wie Pb, Zn, Cd etc. kommen aus ökotoxikologischer Sicht eine wichtige Rolle zu. Diese stellen pflanzenphysiologische Gifte dar, die zum Teil bereits in Konzentrationen von einigen ppm hochtoxisch wirken können. In Ökosystemen können Untersuchungen an speziellen Spurenelementen, Aussagen zu deren Transport und Akkumulation innerhalb des Systems Boden/Pflanze geben.
Alle Pflanzen decken ihren Bedarf an Hauptnährelementen (H, C, N, O, P, S, K, Ca, Mg, Fe) aus der Luft und vor allem aus dem Boden. Einerseits werden auch essentielle Spurenelemente (Mn, Zn, Cu, Mo etc.) aus der Bodenlösung aufgenommen, andererseits kann es, durch ein zu großes Angebot dieser, zu physiologischen Schädigungen bis zum Absterben kommen. Aus diesem Grund sollten Flächen, auf denen durch anthropogen/geogene Einträge (Erzausbisse, Bergwerkshalden) mit einer möglicherweise toxischen Fracht zu rechnen ist, entsprechend beobachtet werden; dabei ist auch der Eintrag über die Atmosphäre zu berücksichtigen (Geländearbeit, geologische Begehungen, pedologische Untersuchungen, floristische Aufnahmen, forstökologische Untersuchungen, Probennahme, chemische Analyse der Proben).
Die im Haldenbereich ermittelten Gesamtgehalte und die Mobilitätsverhältnisse von Blei, Zink und Cadmium stellen eine potentielle Belastung für den sich bildenden Boden dar. Die Daten deuten eher auf eine starke Bindung der Elemente im Boden als auf hohe Bioverfügbarkeit hin, trotzdem erkennt man an den Pflanzenproben, dass es teilweise zur starken Aufnahme von Schwermetallen in diese Pflanzen kommt. Einerseits zeigt der Schwermetallakkumulator Cardaminopsis halleri Extremwerte, andererseits sind einige Fichtennadelproben als sehr stark belastet anzusehen.
Die Gehalte im Boden überschreiten die Toxizitätswerte nach EIKMANN-KLOKE für nichtagrarische Ökosysteme zum Großteil deutlich. Da die Probenflächen durchwegs forstwirtschaftlich genutzt werden ist aber ein Eintrag der Schwermetalle in die Nahrungskette über landwirtschaftliche Produkte […]
Im Bereich des Arzwaldgrabens und der näheren Umgebung von Rabenstein im Grazer Paläozoikum (Steiermark) wurden bis in die 20-iger Jahre des 20. Jahrhunderts Pb-Zn Erze bergmännisch gefördert. Durch diese Bergwerkstätigkeit entstanden zahlreiche Abraum- und Schlackenhalden.
In dieser Arbeit soll nun der umweltrelevante (geochemische) Einfluss durch jene Erzhalden untersucht werden. Spurenelementen wie Pb, Zn, Cd etc. kommen aus ökotoxikologischer Sicht eine wichtige Rolle zu. Diese stellen pflanzenphysiologische Gifte dar, die zum Teil bereits in Konzentrationen von einigen ppm hochtoxisch wirken können. In Ökosystemen können Untersuchungen an speziellen Spurenelementen, Aussagen zu deren Transport und Akkumulation innerhalb des Systems Boden/Pflanze geben.
Alle Pflanzen decken ihren Bedarf an Hauptnährelementen (H, C, N, O, P, S, K, Ca, Mg, Fe) aus der Luft und vor allem aus dem Boden. Einerseits werden auch essentielle Spurenelemente (Mn, Zn, Cu, Mo etc.) aus der Bodenlösung aufgenommen, andererseits kann es, durch ein zu großes Angebot dieser, zu physiologischen Schädigungen bis zum Absterben kommen. Aus diesem Grund sollten Flächen, auf denen durch anthropogen/geogene Einträge (Erzausbisse, Bergwerkshalden) mit einer möglicherweise toxischen Fracht zu rechnen ist, entsprechend beobachtet werden; dabei ist auch der Eintrag über die Atmosphäre zu berücksichtigen (Geländearbeit, geologische Begehungen, pedologische Untersuchungen, floristische Aufnahmen, forstökologische Untersuchungen, Probennahme, chemische Analyse der Proben).
Die im Haldenbereich ermittelten Gesamtgehalte und die Mobilitätsverhältnisse von Blei, Zink und Cadmium stellen eine potentielle Belastung für den sich bildenden Boden dar. Die Daten deuten eher auf eine starke Bindung der Elemente im Boden als auf hohe Bioverfügbarkeit hin, trotzdem erkennt man an den Pflanzenproben, dass es teilweise zur starken Aufnahme von Schwermetallen in diese Pflanzen kommt. Einerseits zeigt der Schwermetallakkumulator Cardaminopsis halleri Extremwerte, andererseits sind einige Fichtennadelproben als sehr stark belastet anzusehen.
Die Gehalte im Boden überschreiten die Toxizitätswerte nach EIKMANN-KLOKE für nichtagrarische Ökosysteme zum Großteil deutlich. Da die Probenflächen durchwegs forstwirtschaftlich genutzt werden ist aber ein Eintrag der Schwermetalle in die Nahrungskette über landwirtschaftliche Produkte […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 6501
Kudjelka, Andreas: Pflanzenverfügbarkeit und Mobilität von Schwermetallen in Blei-Zink-
Bergwerks-Halden des Grazer Paläozoikums
Hamburg: Diplomica GmbH, 2003
Zugl.: Wien, Universität, Magisterarbeit, 2002
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Printed in Germany
Zusammenfassung
Im Bereich des Arzwaldgrabens und der näheren Umgebung von Rabenstein im Grazer
Paläozoikum (Steiermark) wurden bis in die 20-iger Jahre des 20. Jahrhunderts Pb-Zn Erze
bergmännisch gefördert. Durch diese Bergwerkstätigkeit entstanden zahlreiche Abraum- und
Schlackenhalden. In dieser Arbeit soll nun der umweltrelevante (geochemische) Einfluss durch
jene Erzhalden untersucht werden.
Spurenelementen wie Pb, Zn, Cd etc. kommen aus ökotoxikologischer Sicht eine wichtige
Rolle zu. Diese stellen pflanzenphysiologische Gifte dar, die zum Teil bereits in Konzentrationen
von einigen ppm hochtoxisch wirken können. In Ökosystemen können Untersuchungen an
speziellen Spurenelementen, Aussagen zu deren Transport und Akkumulation innerhalb des
Systems Boden/Pflanze geben.
Alle Pflanzen decken ihren Bedarf an Hauptnährelementen (H, C, N, O, P, S, K, Ca, Mg, Fe)
aus der Luft und vor allem aus dem Boden. Einerseits werden auch essentielle Spurenelemente
(Mn, Zn, Cu, Mo etc.) aus der Bodenlösung aufgenommen, andererseits kann es, durch ein zu
großes Angebot dieser, zu physiologischen Schädigungen bis zum Absterben kommen. Aus
diesem Grund sollten Flächen, auf denen durch anthropogen/geogene Einträge (Erzausbisse,
Bergwerkshalden, ...) mit einer möglicherweise toxischen Fracht zu rechnen ist, entsprechend
beobachtet werden; dabei ist auch der Eintrag über die Atmosphäre zu berücksichtigen.
Geländearbeit
·
Geologische Begehungen
·
Pedologische Untersuchungen
·
Floristische Aufnahmen
·
Forstökologische Untersuchungen
·
Probennahme
Chemische Analyse der Proben
·
pH-Wert, organischer Kohlenstoffgehalt und Karbonatgehalt der Bodenproben
·
Gesamtgehalte (Totalaufschlüsse) der Pflanzenproben und Messung der Spurenelemente und
dadurch Quantifizierung der Aufnahme von Schadelementen in den Pflanzenkörper
·
Gesamtgehalte (Totalaufschlüsse) in Böden und Gesteinen von Hauptnährelementen und
Spurenelementen und dadurch chemische Charakterisierung der Böden
·
Extraktionen der Bodenproben mit NH
4
NO
3
, NH
4
OAc, EDTA und DTPA daraus Ermittlung
von Pflanzenverfügbarkeit und Mobilität
Die im Haldenbereich ermittelten Gesamtgehalte und die Mobilitätsverhätltnisse von Blei, Zink
und Cadmium stellen eine potentielle Belastung für den sich bildenden Boden dar. Die Daten
deuten eher auf eine starke Bindung der Elemente im Boden als auf hohe Bioverfügbarkeit hin,
trotzdem erkennt man an den Pflanzenproben, dass es teilweise zur starken Aufnahme von
Schwermetallen in diese Pflanzen kommt. Einerseits zeigt der Schwermetallakkumulator
Cardaminopsis halleri Extremwerte, andererseits sind einige Fichtennadelproben als sehr stark
belastet anzusehen.
Die Gehalte im Boden überschreiten die Toxizitätswerte nach EIKMANN-KLOKE für
nichtagrarische Ökosysteme zum Großteil deutlich. Da die Probenflächen durchwegs
forstwirtschftlich genutzt werden ist aber ein Eintrag der Schwermetalle in die Nahrungskette
über landwirtschaftliche Produkte auszuschliessen.
Einleitung
1
1.
Untersuchungsgebiet
5
1.1.
Regionale Geologie
5
1.1.1.
Genese der Blei-Zinklagerstätten im Grazer Paläozoikum
5
1.1.2.
Petrologie der Beckenentwicklung (Tonschieferfazies)
6
1.2.
Lagerstättenbeschreibung 14
1.2.1.
Rabenstein 14
1.2.2.
Arzwaldgraben 15
1.3.
Historischer Bergbau
15
1.3.1.
Rabenstein 15
1.3.2.
Arzwaldgraben 17
1.4.
Einbaue/Halden 19
1.4.1.
Rabenstein 19
1.4.2.
Arzwaldgraben 28
1.5.
Böden der Probeflächen
36
2.
Schwermetallbindungsformen und -mobilität in Böden
37
2.1.
Mechanismen der Metallbindung in Böden
37
2.1.1.
Kationenaustausch 39
2.1.2.
Spezifische Adsorption
41
2.1.3.
Fällungsreaktionen 42
2.1.4.
Komplexierung 43
2.1.5.
Einbau/Okklusion 44
2.2.
Mobilitätsbeeinflussende Faktoren
44
2.2.1.
pH-Wert/Puffersysteme 44
2.2.2.
Schwermetallgesamtgehalt 46
2.2.3.
Redoxpotential 47
2.2.4.
Bindungspartner 47
2.3.
Kurzcharakteristik der relevanter Schwermetalle
49
2.3.1.
Blei 50
2.3.2.
Zink 51
2.3.3.
Cadmium 52
3.
Schwermetalle in Pflanzen
53
3.1.
Schwermetalltransfer Boden-Pflanze
53
3.2.
Pflanzenspezifische Eigenheiten der Schwermetallaufnahme
54
3.3.
Essentialität und Toxizität von Schwermetallen in der Pflanze
55
3.4.
Schwermetallböden und Schwermetallpflanzen
56
3.5.
Metallophyten auf Schwermetallböden
57
3.6.
Besonderheiten einer Schwermetallpflanze
58
3.7.
Vegetation der Probenflächen
60
4.
Probennahme/Aufbereitung
62
4.1.
Pflanzenmaterial 62
4.2.
Boden 63
4.3.
Wasser 64
5.
Analysen
66
5.1.
Methodik/Instrumentarium 67
5.1.1.
pH-Wert 67
5.1.2.
Karbonatgehalt 67
5.1.3.
Kohlenstoffgehalt 68
5.1.4.
Säureaufschluß (Mikrowellenaufschluß)
68
5.1.5.
Extraktionen 69
5.1.6.
Atomabsorptionsspektroskopie (AAS)
70
5.2.
Daten 75
5.2.1.
pH-Wert/Karbonatgehalt 75
5.2.2.
Kohlenstoffgehalt 76
5.2.3.
Nährelemente in den Bodenproben
78
5.2.4.
Schwermetalle in den Bodenproben
82
5.2.5.
Schwermetalle in den Pflanzenproben
87
5.2.6.
Schwermetalle in den Wasserproben
90
6.
Diskussion
92
7. Literatur
95
Anhang
106
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
1
EINLEITUNG
Schwermetalle sind natürliche Bestandteile der Ausgangsgesteine und deshalb
in unterschiedlichen Konzentrationen sowie Elementverteilungen in allen Böden
vorhanden. Lokal und regional können die durchschnittlichen Schwermetall-
gehalte in Böden und Gesteinen deutlich überschritten werden. In diesen Fällen
spricht man von einer Schwermetallanreicherung.
Solche Schwermetallanreicherungen in Böden können auf unterschiedliche
Ursachen zurückgeführt werden:
a) Im Bereich geochemischer Anomalien können Schwermetalle in beträcht-
lichen Konzentrationen bis zur Abbauwürdigkeit (Lagerstätte) angereichert
sein. Der Boden ,,ererbt" die Schwermetallgehalte des Ausgangsgesteins
(lithogene Schwermetallanreicherung).
b) Bodenbildende Prozesse (Verwitterung, Verlehmung, vertikaler oder lateraler
Transport) führen zu einer Ab- und Anreicherung von Schwermetallen in den
Bodenhorizonten (pedogene Schwermetallanreicherung).
c) Durch vielfältige menschliche Aktivitäten wie z. B. Emissionen bei Erzabbau
und -verarbeitung, Verkehr, Siedlungsabfälle etc. werden Schwermetalle aus
ihren ursprünglichen Bindungen entfernt, umgewandelt, verbreitet und
gelangen schließlich in den Boden (anthropogene Schwermetall-
anreicherung).
In der vorliegenden Diplomarbeit werden anthropogene Schwermetall-
anreicherungen betrachtet, die durch die Bergwerkstätigkeit vergangener Jahr-
hunderte in der Steiermark entstanden sind. In den Arzberg-Schichten des
Grazer Paläozoikums existieren Pb-Zn-Vererzungen, die teilweise bergmännisch
abgebaut wurden. Hierbei kam es zur Aufschüttung von Bergbauhalden, die
erhöhte Schwermetallgehalte in ihren Böden und im Haldenmaterial aufweisen.
Entscheidend für die Umweltrelevanz dieser lokalen Anreicherungen sind
außer hydrogeologischer und geotechnischer Parameter (Haldenform, Schütt-
dichte, etc.) die Art der Bindung der Schwermetalle und somit ihre Pflanzen-
verfügbarkeit und Mobilität in den Böden der Halden.
Diese Arbeit betrachtet die Halden der Bergbaureviere Rabenstein und
Arzwaldgraben beide im Gemeindegebiet Frohnleiten (Steiermark) gelegen.
Außer der chemischen Analyse werden zur gesamtökologischen Interpretation
auch floristische, forstökologische und pedologische Auswertungen heran-
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
2
gezogen. Vor allem soll ein Weg der Schwermetalle vom Boden in die Pflanze
aufgezeigt werden.
Karte E.1: Probennahmegebiet in der Steiermark (grüner Punkt)
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
3
Karte E.2: Arzwaldgraben Revier
schwarze Ziffern bezeichnen Halden [siehe Anhang]
blaue Pfeile bezeichnen Profile (mit Nummern) [siehe Kapitel 4]
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
4
Karte E.3: Rabensteiner Revier
schwarze Ziffern bezeichnen Halden [siehe Anhang]
blaue Pfeile bezeichnen Profile (mit Nummern) [siehe Kapitel 4]
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
5
1. PROBENNAHMEGEBIET
Der Bergbau Rabenstein liegt etwa 2,5 km südwestlich von Frohnleiten. Die
Haupteinbaue befinden sich westlich der Burg Rabenstein in einem von Süden
in den Forstgraben einmündenden Seitengraben. Der Standort der ehemaligen
Aufbereitungsanlage liegt unmittelbar am Murufer unterhalb der Burg.
Das Bergbaurevier Arzwaldgraben liegt im Einzugsgebiet des Arzbaches
westsüdwestlich des Bergbaues Rabenstein. Beide Reviere stehen in geologisch-
lithologischem Zusammenhang. Der Schwerpunkt der Abbautätigkeit lag in den
Einbauen entlang des Haneggerbachs (Kohlbachgraben), einem orographisch
linken Seitenbach des Arzbachs, der etwa 2 km nördlich von Waldstein in
diesen mündet. Die Einbaue reichen von 540 m bis auf 720 m Seehöhe.
1.1. REGIONALE GEOLOGIE
1.1.1. Genese der Blei-Zinklagerstätten im Grazer Paläozoikum
Eine umfassende Beschreibung der Blei-Zink-Vererzungen im Grazer
Paläozoikum, ihres geologischen Rahmens sowie der ehemaligen Bergbaue
findet sich in einer im Archiv für Lagerstättenforschung der Geologischen
Bundesanstalt publizierten Arbeit (WEBER 1990). Diese basiert im wesent-
lichen auf den Ergebnissen der im Zeitraum zwischen 1974 und 1985 durchge-
führten Prospektions- und Explorationsarbeiten der Bleiberger Bergwerks-
Union. Die zitierte Arbeit enthält auch eine ausführliche Zusammenstellung
älterer Ansichten über die Entstehung und die altersmäßige Einstufung der Blei-
Zink-Vererzungen.
Das grundlegende Bild vom tektonischen Bau des Grazer Paläozoikums
wurde von FLÜGEL (1958) entworfen und ist trotz zahlreicher Überarbeitungen
nach wie vor gültig. Von besonderer Bedeutung für die Position der
Erzvorkommen ist die tektonische Struktur der Schöckeldecke mit einer flach
lagernden, nordwestvergent überschlagenen Falte. Die stratigraphisch unter den
Schöckelkalken liegenden erzführenden Schiefer gelangten durch die Isoklinal-
verfaltung auch über diese. Die über den Kalken liegenden Schieferabfolgen
wurden bereits von HERITSCH (1917) als "Obere Schiefer" bezeichnet und den
normal liegenden "Unteren Schiefern" gegenübergestellt. Als fernüberschobene
Einheit liegt über der Schöckeldecke die Rannachdecke. Die stratiformen Blei-
Zink-Vererzungen sind faziell innerhalb der Schöckeldecke an die
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
6
unterdevonischen Arzberg-Schichten gebunden. Dabei handelt es sich um
Sedimente einer Beckenfazies, die durch die Eintiefung des Beckens als Folge
von Rifting-Prozessen gebildet wurden (WEBER 1990). Die Vererzungen
entstanden submarin-sedimentär durch hydrothermale Aktivität über einem stark
gegliederten Relief.
Die Bildung von Sulfiden war auf relativ kleinräumige, wannenartige
Beckenbereiche beschränkt, während am Beckenrand Sulfate abgelagert
wurden. Als typische Sedex-Lagerstätten entsprechen die barytführenden Blei-
Zink-Vererzungen in Form und Inhalt den Typus-Lagerstätten Meggen
(WEBER 1990). Die epizonal metamorphen Arzberg-Schichten setzen sich vom
Liegenden zum Hangenden im wesentlichen aus Chloritschiefern,
Serizitschiefern, Karbonatschiefern, Kalkmarmoren und Schwarzschiefern
zusammen. Nach WEBER (1990) sind innerhalb dieser Schichtfolge mindestens
drei Lagervererzungen eingeschaltet:
·
Das Liegendlager setzt in Chloritschiefern auf und besteht im wesentlichen
aus Baryt.
·
Das Mittellager im Grenzbereich zu Kalkmarmoren führt neben Baryt auch
Bleiglanz und Zinkblende.
·
Die Hangendlager liegen in Schwarzschiefern und enthalten ausschließlich
Sulfide.
Die Erzparagenese setzt sich hauptsächlich aus silberhältigem Bleiglanz,
eisenhältiger Zinkblende und strontiumarmem Baryt zusammen. In Zinkblenden
und Bleiglanzen treten inhomogen verteilt Pyrit der auch disseminiert im
Nebengestein enthalten ist und Kupferkies auf. Eine weitere charakteristische
Mineralkomponente ist Magnetit mit Chromiteinschlüssen in den Grün-
schiefern unter dem Liegendlager. (KÜRZL 1979). Charakteristische Veränder-
ungen als Folge der Einwirkung hydrothermaler Lösungen sind die
Silizifizierung und Albitisierung des Nebengesteins (WEBER 1990).
1.1.2.
Petrologie der Beckenentwicklung (Tonschieferfazies)
Die Passailer Gruppe sensu EBNER & L. WEBER (1978) setzt sich aus den
Passailer-Schichten und den Arzberg-Schichten zusammen. Beide Schicht-
komplexe werden durch den Hundsbergquarzit voneinander getrennt.
Die Passailer Gruppe wird als epizonale, vulkanogen-sedimentäre Entwick-
lung von Silt- und Tonschiefern mit Einschaltungen von Sandsteinen und
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
7
basischen Effusiva verstanden, jedoch zählen beide die über den Passailer-
Schichten situierten Arzberg-Schichten zu den Gesteinen der Schöckelgruppe.
Die Meinung von EBNER & L. WEBER (1978) die Arzberg-Schichten zu der
Passailer Gruppe zu stellen erscheint logisch, zudem sowohl die Passailer-
Schichten als auch die Arzberg-Schichten die gleiche Entwicklungsgeschichte
aufweisen und das Ergebnis einer Sedimentabfolge der Beckenfazies darstellen,
welche die Folge der einzelnen Riftingprozesse sind, die an der Grenze Silur-
Devon einsetzten. Die Beobachtung, dass es mit zunehmender stratigraphischer
Höhe zu vermehrten Einschaltungen von (karbonatischen) Schwarzschiefern
kommt, läßt auf den vererzungsrelevanten Milieuwechsel schließen. Weiters
wurde durch detaillierte Geländeaufnahmen, die im Bereich von Zitoll bei
Deutschfeistritz durchgeführt wurden, gezeigt, dass die Oberen Schiefer von den
Schöckelkalken tektonisch begrenzt werden. Darüberhinaus wurden im Bereich
des Schöckelkalkzuges zwischen Rabenwald, dem Arzwaldgraben und
Guggenbach Kartierungen durchgeführt, die eindeutig belegen, dass hier die
Schöckelkalke samt Karbonatquarziten tektonisch von den Unteren und Oberen
Schiefer getrennt vorliegen.
Die Mächtigkeit der Schichtfolge der Passailer Gruppe ist im Bereich von
Passail/Arzberg am stärksten ausgeprägt und nimmt gegen Westen im strati-
graphischen Umfang kontinuierlich ab, sodass im Bereich von Peggau-Taschen
bzw. Schrems-Rechberg nur noch die Arzberg-Schichten anzutreffen sind. Auch
im Bereich westlich der Mur sind lediglich die Arzberg-Schichten ausgebildet.
Die Blei-Zink-Vererzungen des Grazer Paläozoikums sind ausschließlich an die
Arzberg-Schichten gebunden. Im Westen bestehen die Passailer-Schichten
vorwiegend aus Grünschiefern (Chloritschiefern, Metabasalten) und Schwarz-
schiefern (teilw. kalkig). Die Passailer-Schichten und die Arzberg-Schichten
werden durch den durchwegs mehrere Zehnermeter mächtigen Hundsberg-
quarzit voneinander getrennt. Die Abfolgen der Arzberg-Schichten bestehen im
Westen aus Grünschiefern Serizitschiefern (teilweise kalkig), Kalkrippen,
serizitführenden Kalk-(Dolomit-)schiefern und wechselnd karbonatischen
Schwarzschiefern.
Petrographisch treten keine signifikanten Unterschiede zwischen den
Gesteinsabfolgen der Passailer-Schichten und der Arzberg-Schichten auf. Dies
hat zur Folge, dass die petrographischen Beschreibungen gemeinsam erfolgen
können.
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
8
a) Grüngesteine mit Formrelikten
Grüngesteine mit Formrelikten sind innerhalb der Arzberg-Schichten in
verschiedenen stratigraphischen Positionen nachgewiesen worden. Sie sind aber
keinesfalls an gewisse Horizonte gebunden, sondern treten vielmehr in unter-
schiedlichsten Mächtigkeiten (max. Zehnermeterbereich) auf und dünnen offen-
sichtlich lateral aus, sodass sie oftmals nur mehr als linsige Einschaltungen
anzutreffen sind. Diese Grüngesteine werden vorwiegend als Metabasalte ange-
sprochen.
Neben unverkennbaren Morphologierelikten einer magmatischen Textur sind
folgende Formrelikte bereits am Handstück erkennbar und erreichen bis 5 mm
Durchmesser:
·
Hornblenden
Das Auftreten von Amphibolrelikten, besonders in den zuvor schon
angesprochenen Metabasalten, ist mehrfach durch Bohrungen belegt. Die Ein-
sprenglinge sind vorwiegend xenomorph rundlich im Gestein anzutreffen und
zeigen nur gelegentlich Andeutungen von Idiomorphien. Die auffallend dunkel-
grüne Färbung hebt die Amphibolrelikte, die durchwegs chloritisiert vorliegen,
deutlich von der etwas helleren grünlichen Matrix hervor. Die maximale Größe
der Hornblendeneinsprenglinge liegt im Bereich von 5 mm, jedoch ist die
Mehrzahl der Amphibole im Bereich von 1 mm und darunter ausgebildet.
Im Dünnschliff werden die Amphibole hauptsächlich als aktinolithische
Hornblenden eingestuft, die sich durch Uralisation von Pyroxenen gebildet
haben, wobei man unter dem Mikroskop des öfteren Pseudomorphosen von
Amphibolen nach Pyroxenen erkennen kann.
·
Plagioklase
Gesteine mit Plagioklasformrelikten sind eher selten anzutreffen und lassen
sich vorwiegend im Bereich südlich von Passail (Hangendes des Hundsberg-
quarzites) antreffen. Die Feldspatblasten heben sich durch ihre mattweiße
Färbung deutlich von der zumeist dunkelgrünen Matrix ab und sind zudem
selten in einer Größe kleiner als 1 mm anzutreffen. Weiters ist die wie bei den
Hornblendeneinsprenglingen xenomorphe Ausbildung vorherrschend, sodass
idiomorphe Individuen nur sehr selten anzutreffen sind. Die Rekristallisierung
der Plagioklase erfolgte vorwiegend in Albite, wodurch auch sehr oft
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
9
Verzwilligungserscheinungen beobachtet werden können. Jedoch wurde auch
vereinzelt beobachtet, dass der Plagioklas vollständig alteriert vorliegt, wodurch
er nur mehr schemenhaft zu erkennen ist.
·
Karbonatformrelikte
Eine weitere Formreliktvarietät stellen Karbonate dar. Sie sind in Form von
rundlichen bis ovalen Körnern im Gestein anzutreffen. Die Färbung der
einzelnen Karbonatrelikte variiert zwischen gelbbraun und braun. Sie liegen
vorwiegend in Millimetergröße in der Matrix eingebettet vor, und verleihen
durch ihren rundlichen bis ovalen Habitus dem Gestein gesamtbildlich ein
körniges Aussehen. Charakteristisch für die im Gestein anzutreffenden
Karbonateinschlüsse ist die starke Verzwilligung der einzelnen Karbonatkörner.
Die Deutung, dass es sich bei den einzelnen Karbonateinschlüssen um
rekristallisierte Hohlraumfüllungen, sogenannte "Mandeln" eines ehemals
blasenreichen Vulkanites handelt, ist durchaus zulässig, wenngleich nicht
gänzlich bewiesen.
·
Formrelikte nach lithischen Fragmenten
Sie spielen sowohl in ihrer Zahl als auch in ihrer Größe nur eine unter-
geordnete Rolle. Sie weisen zumeist einen rundlichen Habitus auf und erreichen
kaum Größen von mehr als einen Millimeter. Aus der Mineralparagenese der
Einsprenglinge (Quarz, Feldspat, Hellglimmer) geht hervor, dass es sich offen-
sichtlich um Kristallinfragmente handeln könnte.
Diese Gesteinseinschlüsse lassen den Schluss zu, dass es sich bei diesen
Gesteinen um Pyroklasite handelt.
b) Grüngesteine ohne Formrelikte
Die Grüngesteine ohne Formrelikte, d. h. frei von erkennbaren Einschlüssen,
sind charakteristisch für den Großteil der Grünschiefer des Grazer Paläozoikums
Das verschiedentliche Auftreten von helleren, karbonat-quarzdominierten Lagen
und dunkelgrünen, Chlorit-Serizit-dominierten Lagen bedingt gelegentlich eine
ausgeprägte Lamination der Gesteine. Chlorite können auch in linsigen Lagen
in der Matrix eingebettet sein, sodass der optische Eindruck entsteht, das
Gestein wäre "gefleckt". Bisweilen sind jene blaugrünen Flecken auch
namensgebend für das Gestein ? "Fleckgrünschiefer". Man vertritt die
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
10
Meinung, dass das Gestein aus ehemaligen Tuffen und Tuffiten entstanden ist
und somit ein vulkanisches Ausgangsmaterial besitzt.
Ein weiteres Kennzeichen dieser Grünschiefer ist ein optisch gut erkennbarer
Lagenbau, der durch die Wechsellagerung von Chlorit, Hellglimmer, gelegent-
lich auch von Biotit mit Quarz- und Karbonatlagen bedingt ist, und bereits
makroskopisch am Gestein auszumachen ist.
Die Chlorite können sowohl mit Serizit verwachsen d. h. zu langen Strähnen
miteinander verflochten, oder auch als linsig-flatschige Einschaltungen auf-
treten, wobei jene linsigen Chlorite durch stark anormale violette Interferenz-
farbe gekennzeichnet sind und mit großer Wahrscheinlichkeit Ripidolithe
darstellen.
Sehr deutlich sind im Gestein auch die Quarz-Karbonatzeilen erkennbar. Das
parallelstreifig angeordnete Karbonat dürfte offensichtlich primär angelegt
worden sein. Die einzelnen Karbonatindividuen sind dabei nachträglich
rekristallisiert. An vereinzelt, isoliert im Chloritfilz eingebetteten Karbonat-
körnern läßt sich unzweifelhaft Korrosion feststellen, die auf eine Umlagerung
einzelner Mineralkomponenten hindeutet. Oft sind auch an vereinzelten
Karbonatkörnern randliche Eisenhydroxidanlagerungen zu erkennen, die sich in
erster Linie auch an den Kristall- und Kluftflächen weiterverfolgen lassen.
Weiters können jene Karbonatkörner auch Druckverzwilligungserscheinungen
aufweisen, jedoch ist bei den meisten Karbonaten keinerlei Lamellierung zu
beobachten.
Der in diesen Grüngesteinen anzutreffende Quarz tritt in erster Linie, wie die
zuvor erwähnten Karbonate, in Form lagig angeordneter Individuen auf.
Auffallend ist die teilweise stark undulöse Auslöschung der Quarze und die
starke mechanische Beanspruchung, deren sie ausgesetzt waren, sodass die
Quarze bisweilen kataklastisch zerbrochen vorliegen.
Das Auftreten von Biotit ist sehr selten und wenn dann nur in den Grün-
schiefern der Arzbergschichten nachgewiesen. Er kann sowohl mit Chlorit und
Hellglimmer verwachsen, als auch linsig als sog. "Biotitlinsen" in Erscheinung
treten.
Fast ausschließlich an Chlorit gebunden sind feinstverteilte, stark veränderte
opake Mineralien, unter ihnen auch Ilmenit und Magnetit. Die meisten Ilmenite
sind mit einer dicken schmutziggelben Titanitkruste (Leukoxen) umgeben,
sodass unveränderter Ilmenit nur sehr selten in Dünnschliffen auszumachen ist.
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
11
Recht häufig und recht gut im Mikroskop zu erkennen sind idiomorphe
Pyrite, die aber erst nach den Vererzungsereignissen im Gestein gebildet wurden
und daher jüngeren Datums sind.
Der Gehalt an Epidot ist unterschiedlich. Neben Gesteinen mit reicher
Epidotführung sind auch epidotarme Varietäten bekannt.
c) Schwarzschiefer (Graphitschiefer)
Die Farbe der Schwarzschiefer der "Erzführenden Serie" schwankt zwischen
schwarz und dunkelgrau und ist direkt abhängig von der variierenden Karbonat-
führung. Auffallend ist, dass karbonatreiche und karbonatarme Varietäten auf
engsten Raum abwechseln können, jedoch ist eine stratigraphische Position
daraus nicht ableitbar. Das Gestein ist aus Sedimenten hervorgegangen, welche
in einem (stark) reduzierenden Milieu abgelagert worden sind. Der auch des
öfteren verwendete Ausdruck "Graphitschiefer" ist auf eine sich gelegentlich fett
anfühlende Gesteinsoberfläche zurückzuführen, die durch einen geringen Anteil
von Graphit innerhalb des Gesteins bedingt ist. Jedoch ist der Graphitanteil so
gering, dass eine Bezeichnung als Graphitschiefer als falsch einzustufen ist.
Sehr oft sind die anzutreffenden Schwarzschiefer netzartig mit hellgrauen bis
weißen Kalzit- bzw. Quarzäderchen durchzogen.
Unter dem Mikroskop ist zu erkennen, dass ein granoblastisches, stark
pigmentführendes Karbonat-Quarzpflastergefüge für die karbonatreicheren
Varietäten charakteristisch ist. Dieses Gefüge wird des weiteren von Hell-
glimmer durchsetzt welcher zudem die Schieferung stets markant nachzeichnet.
Die oft fälschlich bezeichneten "Graphitschiefer" sind durch einen dichten
parallelstreifigen Chlorit-Serizitfilz gekennzeichnet, welcher intensiv von
dunkelgrauem bis schwarzem Pigment durchzogen ist. Oxydierte Pyrite
sprossen diskret im Gestein verteilt und ohne jegliche Gesetzmäßigkeit. Nadel-
eisenerz ist vielfach kluft- bzw. schieferungsparallel eingeregelt. Weiters sind
dünne Klüftchen sowohl quer als auch parallel zur Schieferung mit Hämatit
verfüllt, der vermutlich aus Eisenhydroxiden hervorgegangen ist.
d) Karbonatschiefer (-phyllite), "Kalkrippen"
Die Farbe dieser Gesteine reicht von hellbraun bis hellgrau. Die sogenannten
"Kalkrippen" treten hauptsächlich in den Arzbergschichten auf und sind an
deren Aufbau maßgeblich beteiligt. Im Gelände treten sie morphologisch als
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
12
Härtlinge hervor, weil sie im Bezug zum umgebenden Gestein eine härtere
Konsistenz aufweisen. Das gelegentliche Antreffen von graugrüner
Gesteinsfärbung innerhalb der Karbonatschiefer ist auf einen stärkeren
Chloritgehalt zurückzuführen und basiert auf möglicherweise ehemaligen
Tuffeinlagerungen.
Im Dünnschliff erscheinen die Karbonate sowohl als deutlich
rekristallisiertes granoblastisches Kalzitpflaster mit parallelstreifiger Textur, als
auch als dichte, optisch kaum auflösbare Matrix. Weiters treten gerundete
Karbonatkörner in Erscheinung, die vollkommen regellos in der Matrix
eingebettet sind. Das Auftreten gerundeter, teils eckiger Karbonatflatschen
innerhalb der Karbonatphyllite (-schiefer) gibt zur Vermutung Anlass, dass ein
Teil dieser karbonatischen Sedimente während der Bildung möglicherweise
aufgearbeitet und resedimentiert wurde. Anzeichen für submarine Aufarbeitung
und Eingleitungen sind vor allem in den zuvor erwähnten Schwarzschiefern zu
beobachten.
Die meisten Quarzkörner liegen kataklastisch zerbrochen vor und zeigen eine
undulöse Auslöschung. Jedoch können aber auch gerundete Quarzkörner in der
Matrix ausgemacht werden.
Plagioklase, die untergeordnet auftreten, sind zumeist polysynthetisch ver-
zwillingte Albite, die in unmittelbarer Vererzungsnähe an Quantität zunehmen,
sodass von einer vererzungsbezogenen Nebengesteinsveränderung ausgegangen
werden kann.
Nicht selten können wechselnd mächtige Einschaltungen von Bänderkalken
innerhalb der Karbonatphyllite (-schiefer) beobachtet werden. An manchen
Stellen tritt die Bänderung der Kalke fast vollständig in den Hintergrund und
mitunter können Fossilbruchstücke bereits mit freien Auge erkannt werden. Die
Kalke werden bisweilen als rekristallisierte Echinodermatenkalke gedeutet.
Durch Bohrungen und Geländeaufschlüsse ist belegt, dass innerhalb der Kalke
dolomitische Bereiche angetroffen werden, die zumeist in Form von kubik-
metergroßen Blöcken innerhalb der karbonatischen Sedimente eingebettet
liegen, und somit ohne weiters der Schluss gezogen werden kann, dass sie
olistholithischen Charakter besitzen. Charakteristisch ist für diese
dolomitischen Bereiche zudem, dass das Blockwerk netzartig mit Quarzadern
durchzogen ist. Die "Kalkrippen" sind vom begleitenden Nebengestein
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
13
(Karbonatschiefern bis Karbonatphylliten bzw. Serizitschiefern und Serizit-
phylliten) vielfach durch eine Bewegungsfläche getrennt.
Aus der Kalkrippe beim Gehöft Topenbauer, zwischen Arzwaldgraben und
dem Übelbachtal gelegen und der Kalkrippe beim Gehöft Bodlos nordöstlich des
Arzwaldgrabens konnte TSCHELAUT (1985) eine Conodontenfauna isolieren,
die eine Alterseinstufung ins Lochkov (Unterstes Devon) zuläßt.
Die große Bedeutung der Altersdatierung ist dahingehend gegeben, da es sich
um ein für die Vererzungen charakteristisches Schichtglied der Arzberg-
Schichten handelt. Dolomitphyllite können innerhalb der Arzberg-Schichten nur
sehr sporadisch angetroffen werden, und beschränken sich hauptsächlich auf
den Bereich der Plankogelschuppenzone ("Bergwerksschuppe"). Optisch ist
kaum ein Unterschied zwischen den Dolomitphylliten und den Kalkphylliten
erkennbar, da die Farbe im angewitterten Zustand so gut wie ident ist, nämlich
graubraun. Erst im Dünnschliff sind die Unterschiede deutlicher zu erkennen.
Der gut ausgebildete Lagenbau entsteht durch den Wechsel von filzigen Hell-
glimmern und Karbonaten, welche ein pflasterförmiges Gefüge aufweisen.
Weiters ist eine geringere tuffitische Beeinflussung festzustellen, wobei die
Chlorite flatschenförmig eingelagert sind und optisch die Eigenschaften von
Rhipidolithen innehaben. Die Quarzkörner können wiederum sowohl eckigen
als auch gerundeten Habitus besitzen, und sie weisen zudem noch sehr
inhomogene Größen auf.
Bereiche mit verstärkter Magnetit- und Plagioklasführung stellen ein
Charakteristikum der Dolomitphyllite dar, wobei die letztgenannten Plagioklase
generell eine intensive Verzwilligung aufweisen und außerordentlich ungetrübt
im Gestein anzutreffen sind.
e) Serizitschiefer (-phyllite)
Das enge Nahverhältnis zwischen Serizitschiefern (-phylliten) und Karbonat-
schiefern (-phylliten) wird dadurch deutlich, dass beide Gesteine sowohl eng
miteinander in Wechsellagerung in Erscheinung treten, als auch lateral verzahnt
im Gelände angetroffen werden können. Die Färbung des Gesteins reicht von
hellgrau bis hellgraubraun. Namensgebend ist der hohe Anteil von Serizit inner-
halb des Gesteins, wobei die Serizitsträhnen gelegentlich mit Chlorit verwoben
sein können. Dieses gemeinsame Auftreten von Serizit und Chlorit ist besonders
im Profilbereich StubeggBurgstall anzutreffen. Dünne, linsig ausgebildete
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
14
Quarz- oder Karbonatzeilen wechsellagern gelegentlich mit den Serizitstränen.
Der Anteil von Plagioklasen ist äußerst gering d. h. nur akzessorisch.
Die Verteilung der opaken Minerale ist sehr unterschiedlich. In den meisten
Fällen besitzt das opake Ursprungsmineral (Ilmenit?) eine Umwandlungskruste
aus Titanit (Leukoxen). Oft im Gestein anzutreffen sind Pyritkörner, die eine
ausgeprägte Idiomorphie innehaben. Bei Zunahme des Karbonatgehaltes gehen
die Serizitschiefer (-phyllite) kontinuierlich in Karbonatschiefer (-phyllite) über.
Der recht einfache Mineralgehalt dieses Gesteines läßt auf ein kalkig, toniges
Sediment als Ausgangsgestein schließen.
1.2. LAGERSTÄTTENBESCHREIBUNG
1.2.1. Rabenstein
Die Lagerstätte Rabenstein bildet die nordöstliche Fortsetzung des
Arzwaldgrabenreviers. Nach STEINHAUS (1879), SETZ (1902), TORNQUIST
(1927), WOLLAK (1930) und CZERMAK (1938) existieren neben einem
"Hauptlager", das knapp unterhalb dem hangendsten Schwarzschieferhorizont
liegt, mehrere "Liegendlager". Der Hauptbau beschränkte sich mit wenigen
Ausnahmen auf das Hauptlager, das in erster Linie silberhältigen Bleiglanz
führte. Im Westfeld scheint ein zinkblendedominiertes, nur untergeordnet
bleiglanzführendes, nach SETZ (1902) bis 1,0 m mächtiges Parallellager in
wenigen Metern Vertikalabstand zum Hauptlager bestanden zu haben (WEBER
1990). Rund 30 m tiefer tritt in Serizitschiefern das ebenfalls zink-
blendedominierte und einige Dezimeter mächtige 2. Lager auf. Das 3. Lager
liegt weitere 30 m tiefer und führt Bleiglanz in Nestern und Schnüren. Sämtliche
bebauten Lagervererzungen sind offensichtlich dem Hangendlager zuzuordnen,
während die sulfidische Vererzung in den Bänderkalken (Mittellager) und die
sulfatischen Vererzungen des Liegendlagers durch den Bergbau Rabenstein
nicht aufgeschlossen wurden (WEBER 1990). Die Ausrichtung des Gruben-
gebäudes wurde durch zahlreiche, zum Teil bedeutende Verwerfer sowie die
starke Deformation der Lager erschwert. Aufgrund der starken tektonischen
Beanspruchung der Lager kam es bereichsweise zu großen Mächtigkeits-
schwankungen.
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
15
1.2.2. Arzwaldgraben
Im Arzwaldgraben waren in erster Linie die stratigraphisch tieferen
schwerspatführenden Vererzungen in der aufrecht lagernden Abfolge der
Arzberg-Schichten (Untere Schiefer) Ziel des Bergbaues. Auch die zinkblende-
führenden Vererzungen des Mittellagers wurden aufgefahren, während die
knapp unterhalb der hangenden Schwarzschiefer aufsetzenden sulfidischen
Lagervererzungen nur untergeordnet abgebaut wurden. Im Bereich der in den
50er Jahren gewältigten Stollen (Antonistollen [Erbstollen], Glückaufstollen,
Josefistollen) wurden Lagermächtigkeiten bis zu 1,2 m nachgewiesen
(CZERMAK 1927). Die Schichten sind durch E- bis SE-fallende Störungen zum
Teil stark verworfen (FLÜGEL 1953). Nach WEBER (1990) müssten alle
Lager, die sich auf mehrere tausend Meter in der Horizontalen verfolgen lassen,
auch gegen die Teufe zu eine ähnliche Erstreckung aufweisen. Die Mächtig-
keiten der Erzlager schwanken zwischen wenigen Zentimetern bis zu Lagern im
Meterbereich (CZERMAK 1927).
1.3.
HISTORISCHER BERGBAU
1.3.1.
Rabenstein
Nachrichten über den Beginn des Bergbaues Rabenstein fehlen bis dato. Die
Geschichte dieses Bergbaues ist jedoch eng mit jener des benachbarten
Bergbaues Arzwaldgraben verknüpft, die zumeist auch gemeinsam abgebaut
wurden. Da aus dem 16. Jahrhundert im Raum Frohnleiten und Übelbach bereits
eine rege und ausgedehnte Bergbau- und Hüttentätigkeit überliefert ist, ist als
wahrscheinlich anzunehmen, dass die Anfänge der Bergbaue Rabenstein/Arz-
waldgraben in diese Zeit zurückreichen. Dieser frühe Bergbau dürfte in der
ersten Hälfte des 18. Jahrhunderts außer Betrieb gestellt worden sein.
1746 Heinrich Leopold Heipl gewältigte einen alten Stollen des Rabensteiner
Bergbaues, infolgedessen es zu Grenzstreitigkeiten mit Karl Theodor von
Mayern kam, der Betreiber des in Streichrichtung anschließenden Berg-
baues Arzwaldgraben war.
1747 Der alte Mariahilfstollen wurde unter Freiherrn von Mayern gewältigt. In
Rabenstein arbeiteten zu diesem Zeitpunkt 80 Bergleute.
1762 Graf Johann Nepomuk Dietrichstein scheint als Besitzer des Bergbaues
auf, unter dem die Förderung wieder stark abnahm.
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
16
1779 Johann Nepomuk Heipl erwarb die vernachlässigten Bergbaue im
Arzwaldgraben und Rabenstein.
1830
Nach starken Rückschlägen im Bergbau Deutschfeistritz verlegte sich das
Schwergewicht des Abbaues nach Rabenstein, wo besonders der Obere
Mayerhofer-Stollen beschürft wurde.
1843 11. Juli: Franz Paul Freiherr von Herberth übernahm die Bergbaue
Übelbach , Arzwaldgraben und Rabenstein. Dieser gewann in erster Linie
Schwerspat für die mittelsteirische Papierindustrie.
1867 Aufschlag des Murstollens
1871 Ludwig Kuschel erstand den Bergbau Rabenstein mit 8 Grubenmaßen und
betrieb ihn zum Teil auch tagbaumäßig.
1889 21. Oktober: Verkauf des gesamten Werkkomplexes "Ludwigshütte" an
die Märkisch-Westfälische Bergbaugesellschaft zu Letmathe, die ihren
Abbau auf den Murstollen und den Oberen Mayerhofer-Stollen
konzentrierte.
1892 Errichtung der dem Murstollen vorgelagerten Aufbereitungsanlage
1927 Nach einer kurzen Blüte musste der Betrieb jedoch unter Einwirkung der
Wirtschaftsdepression der Nachkriegszeit geschlossen werden.
Nach 1927 übernahm die Gewerkschaft St. Christoph in Bregenz die
ehemaligen Bergbaue Deutschfeistritz, Rabenstein und Guggenbach. Zu Beginn
der 50er Jahre waren die beiden Bergbaureviere Arzwaldgraben und Rabenstein
noch einmal Gegenstand von Aufschluss- und Untersuchungsarbeiten, die 1954
eingestellt wurden. In den 70er Jahren schließlich wurde nochmals von der
Bleiberger Bergwerks Union ohne nennenswerten Erfolg exploriert.
·
Produktion
Produktionsziffern des Bergbaues Rabenstein liegen nur über kleine
historische Zeiträume vor und beziehen sich teilweise auf die gemeinsame
Förderung mit dem Bergbau Arzwaldgraben 1775 betrug die Gesamtförderung
220 t Erz mit einem Inhalt von 60 kg Silber, 70 t Blei sowie 93 t Bleiglätte. In
den Jahren 1772 bis 1779 lag die durchschnittliche Jahresförderung bei 173,9 t
Erz mit 38 kg Silber, 26,7 t Blei und 37,9 t Bleiglätte. Für die letzte Betriebs-
phase werden folgende jährliche Erzförderungen angegeben:
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
17
Jahr
Bleierze (t)
Zinkblende (t)
1880
370
-
1881
423
-
1882
387
-
1894
350
-
1899
270
16
1900
362
97
1901
173
76
Im Zeitraum 1914 1918 erreichte der Bergbau Rabenstein seine Höchst-
produktion mit etwa 1000 t Roherz monatlich. Im Oktober 1916 wurden 103 t
Bleierz- und 10 t Zinkkonzentrat gewonnen. In den letzten Betriebsjahren 1926
und 1927 betrug die Produktion 330 beziehungsweise 276 t Bleierz. Aufbereitet
wurden die Erze in der Aufbereitungsanlage, die dem Hauptförderstollen (Mur-
stollen) vorgelagert war. Die Verhüttung der metallhaltigen Minerale erfolgte in
Deutschfeistritz, wo 1746 1899 bis zu 4 Hüttenanlagen bestanden. Nach
Auflassung der nahegelegenen Hüttenbetriebe gingen die Bleierze an die Hütte
Susak bei Fiume. Die Zinkerze wurden anfänglich in Johannestal (Kram), später
unter der Märkisch-Westfälischen Bergbaugesellschaft in Littai verhüttet.
1.3.2.
Arzwaldgraben
Die Anfänge dieses Bergbaues sind unbekannt, dürften aber ebenso wie die
des Bergbaureviers Rabenstein bereits im 16. Jahrhundert liegen.
1630 14. März: Fürst Johann Ulrich von Eggenberg erwarb das Schloss
Waldstein samt zugehörigen Besitzungen von Friedrich von Windisch-
grätz, darunter auch den Bergbau Guggenbach und eine Schmelze im
Modenhofamt. Der Bergbau Arzwaldgraben war zu diesem Zeitpunkt
schon in Betrieb. Die Fürsten von Eggenberg verkauften in der Folge den
Bergbau an Privatunternehmer, darunter Marcus Reitter. Von diesem ist
bekannt, dass er sein ganzes Vermögen in den Bergbau aufwendete, den
Gläubigern gegenüber zahlungsunfähig wurde und schließlich sein Leben
in Leoben als Perückenmacher fristen musste.
1739
Vermutlich im Verlauf der Maria-Theresianischen Bergwerkserhebung
gelangte der Bergbau in den Besitz von Hofkammerrat Karl Theodor von
Mayern, der in den ersten Jahren den wiedergewältigten Bergbau
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
18
raubbaumäßig abbaute. Mit der Wiederauffahrung weiterer Stollen stieg
die Belegschaft auf 46 Mann im Jahre 1745. Im gleichen Jahr kam es zu
Rechtsstreitigkeiten mit Heinrich Leopold Heipl, der von Rabenstein
einen alten Stollen gewältigte. Durch die Ausdehnung des Abbaues unter
Einbeziehung des Rabensteiner Reviers wuchs die Belegschaft auf 80
Mann.
1762 Infolge von Ertragsrückgängen verkaufte Mayern die Baue
Arzwaldgraben und Rabenstein an Johann Nepomuk von Dietrichstein,
den Besitzer der Herrschaft Waldstein. Dieser begann mit der
Gewältigung von 5 Stollen, zu denen bis 1766 noch zwei weitere kamen.
Die Erzförderung und Erlöse sanken ab 1767 jedoch wieder rasch.
1779 Johann Nepomuk Heipl erwarb die vernachlässigten Bergbaue im
Arzwaldgraben und Rabenstein.
1843 11.Juli: Baron von Herberth erstand die Bergbaue Übelbach, Waldstein
(Arzwaldgraben) sowie Rabenstein von der Familie Heipl-Mensurati.
Dieser baute die Halden ausschließlich nach Schwerspat ab und stellte den
Bergbaubetrieb Arzwaldgraben 1850 gänzlich ein.
1927 Durch die Schurfgesellschaft Kogler und Lokar wurde ein Komplex von
Freischürfen gelegt. Die Tätigkeit der Schurfgesellschaft beschränkte sich
im wesentlichen auf die Gewältigung mehrerer Baue, wobei allerdings
keine größeren Neuauffahrungen getätigt wurden. Die Maßenverleihung
ergab ein Tagmaß an Blei-Zinkerzen in der Gemeinde Hofamt
(Arzwaldgraben).
1948 Am 21. Februar nahm Albin Marx die Gewinnung erneut auf. Bereits am
15. April nächsten Jahres erfolgte die abermalige Stillegung.
1949 Am 16. Mai setzte Anton Lokar, Sohn des ehemaligen Schurfbesitzers
Lokar, den Betrieb im Arzwaldgraben wieder in Gang. Die wesentlichen
Arbeiten beschränkten sich auf Gewältigungs- und Streckenvortriebs-
arbeiten im Glückaufstollen, um die von Marx 11 m über der Stollensohle
nachgewiesenen Schwerspatvererzungen aufzuschließen.
1950
4.Mai: Die Schurfgesellschaft Lokar vereinigte sich mit der Schurf-
gesellschaft Trenczak-Oberegger. Sie erhielt unter der Auflage, dass
durch die Bleiberger Bergwerks Union (BBU) die Fortsetzung der
Rabensteiner Lagervererzungen mit jenen des Arzwaldgrabens untersucht
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
19
werde, ERP Mittel. Der Pachtvertrag, datiert mit 28.4.1951, war auf 15
Jahre ausgelegt.
1951 Am 18.Juni nahm die BBU die Gewältigungs- und Vortriebsarbeiten im
Glückaufstollen auf.
1954 12.Juni: Lösung des Pachtvertrages zwischen der BBU und der
Schurfgesellschaft. Am 1.12. wurde der Betrieb endgültig eingestellt.
In den 70er Jahren wurde nochmals von der Bleiberger Bergwerks Union ohne
nennenswerten Erfolg exploriert.
·
Produktion
Förderdaten sind auch hier wie bei den meisten anderen Blei-Zink-Bergbaue
des Grazer Paläozoikums nur sporadisch vorhanden. Detaillierte Produktions-
ergebnisse existieren für die Jahre 1763 bis 1772 (FLÜGEL 1953):
Jahr
Förderung (t) Silber (kg)
Blei (t)
Bleiglätte (t)
1763
282,0
123,5
14,1
58,5
1764
255,8
93,0
9,4
38,6
1765
291,3
102,5
11,1
43,7
1766
258,0
95,9
10,7
46,2
1767
283,6
76,5
11,8
44,0
1768
204,2
55,0
7,9
33,0
1770
209,2
55,5
9,5
39,2
1772
175,0
40,3
7,2
34,2
Die Verhüttung der Erze erfolgte vom 18. Jahrhundert bis zur Zerstörung der
Schmelzhütte durch ein Hochwasser im Jahre 1841 im Hofmodenamt bei Wald-
stein/Guggenbach.
1.4. BERGWERKE UND HALDEN
1.4.1. Rabenstein
a) Grubenbaue und Halden
Im Revier Rabenstein findet man heute noch deutliche Spuren einer Reihe
von Einbauten aus verschiedenen Betriebsperioden. Die Stollen sind sämtlich
verbrochen und nicht mehr befahrbar. Von unten nach oben umfasste das
Grubengebäude die folgenden namentlich bekannten Einbaue:
Ø
Murstollen (Ludwig Kuschel-Erbstollen)
Ø
Unterer Maierhoferstollen
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
20
Ø
Oberer Maierhoferstollen
Ø
Wetterstollen
Ø
Neuer Kreuzstollen
Ø
Dreierstollen
Ø
Weiglstollen
Ø
Ramystollen
Ø
Ramyschacht
Darüber hinaus bestehen markante Pingenzüge sowie vor allem im
höhergelegenen Abschnitt. Spuren älterer Abbau- und Schurfversuche.
Verschiedene Befahrungsberichte mit detaillierten Beschreibungen vor allem
des Murstollens wurden von WEBER (1990) dargestellt und interpretiert.
Generell sind die höhergelegenen Teile des Bergbaues die älteren. In der letzten
Betriebsphase wurden die Erze fast ausschließlich durch die vom Murstollen
abgehenden Querstrecken, Auffahrungen und Aufbrüche gebaut und gefördert.
Das Mundloch des 1630 m langen Stollens liegt in der Nähe des westlichen
Murufers etwa 10 m oberhalb der Mur. Zwischen der Talsohle des Murtals
unmittelbar nördlich des Schlosses Rabenstein und dem Kammbereich des
Schenkenberges nordwestlich des Gehöftes Ramy befinden sich mindestens 13
meist langgestreckte Haldenkörper. Die Mehrzahl der alten Einbaue mit ihren
vorgelagerten Halden liegt in einem rechtsseitigen Seitengraben des
Forstgrabens. Der geologische Untergrund besteht mit Ausnahme der Halde des
Murstollens (12H), die im Bereich grobkorndominierter Lockersedimente
geschüttet wurde, aus Serizit- und Schwarzschiefern sowie feinkorndominierten
Hangschuttbildungen. Das Gesamthaldenvolumen im Revier Rabenstein liegt in
der Größenordnung von 100.000 m³.
b) Aufbereitungsanlage Rabenstein
In der letzten Betriebsphase wurden die geförderten Erze in einer
Aufbereitungsanlage, die dem Murstollen vorgelagert war, weiterverarbeitet.
Die erste Anlage wurde 1892/93 nach der Übernahme des Betriebes durch den
Märkisch-Westfälischen Bergwerksverein erbaut. Zuvor wurden die gewonn-
enen Erze nach Deutschfeistritz transportiert und in der dortigen Anlage
aufbereitet. Um das Transportvolumen möglichst gering zu halten, existierten
bereits vor 1890 in Rabenstein zwei einfache kleine Aufbereitungsstätten. Eine
befand sich unmittelbar unter der Halde des Oberen Maierhoferstollens, die
Mobilität und Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen
21
andere im Murtal (STEINHAUS 1879). Die heute in Mauerresten noch zum Teil
erhaltene Anlage wurde 1913 von Humboldt/Köln errichtet, später noch
adaptiert und umgebaut. Da man Elektromotoren zum Betrieb der Maschinen
einsetzen wollte, wurde ein altes Turbinenhaus am Murufer zur Transformator-
station umgebaut. Im Zuge des letzten Umbaues erfolgte eine Kapazitäts-
erweiterung auf eine Leistung von 40 t / 8 Stunden (GBA 1994). Das eingesetzte
nassmechanische Aufbereitungsverfahren lieferte allerdings insbesondere bei
der Trennung von Baryt und Zinkblende meist unbefriedigende Ergebnisse. Die
Aufbereitungsverluste betrugen nach BURGSTALLER (1968) im letzten
Quartal des Jahres 1927 bei Blei 25 %, bei Zink bis 95 %. Nach Unterlagen im
Archiv der Berghauptmannschaft Graz enthielten in den Jahren 1916/1917 die
Aufbereitungsprodukte 50 60 % Blei mit 250 350 g Ag/t bzw. 25 35 %
Zink. Verkauft wurden Stückerze, Graupen, Sande und Schliche.
Die Anlage von Humboldt/Köln bestand aus einem Haupt- und mehreren
Nebengebäuden. Lediglich die Grundmauern und Teile der Außenmauern des
Hauptgebäudes, das eine Länge von ca. 60 m und eine Breite von ca. 12 m
aufwies, sind in Resten erhalten. Das übrige Areal wurde nach Schleifung der
Anlagen planiert und mit Inertmaterial abgedeckt.
c) Nutzungsumfeld
Die Reste des ehemaligen Bergbaues Rabenstein liegen zwar weit
überwiegend in einem bewaldeten Gebiet, in Teilbereichen kommt es jedoch zu
Überschneidungen mit landwirtschaftlichen und baulichen Nutzungen. Insbe-
sondere die Halden 08H (Standort eines Wochenendhauses), 09H (Standort des
Kinderheimes Don Bosco) und 10H (Standort eines Bauernhauses) verdienen in
dieser Hinsicht Beachtung. Die Halde des Murstollens (12H), auf der
gleichzeitig Rückstände aus der Erzaufbereitung abgelagert wurden, liegt im
Randbereich zwischen bewaldetem Gelände und einer landwirtschaftlich ge-
nutzten Fläche sowie dem Parkplatz des Schlosses Rabenstein. Mehrere Quell-
fassungen für lokale Wasserversorgungsanlagen und zur Versorgung von Fisch-
teichen befinden sich in unmittelbarer Nähe der Halden 07H, 08H und 10H.
d) Hydrogeologische Verhältnisse
Der überwiegende Teil des Bergbaureviers Rabenstein liegt im Bereich nicht
verkarstungsfähiger, minderdurchlässiger Gesteinsserien der Arzberg-Schichten
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Erscheinungsjahr
- 2002
- ISBN (eBook)
- 9783832465018
- ISBN (Paperback)
- 9783838665016
- DOI
- 10.3239/9783832465018
- Dateigröße
- 2.5 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Universität Wien – Mathematik und Naturwissenschaften, Geochemie
- Erscheinungsdatum
- 2003 (März)
- Note
- 1,0
- Schlagworte
- schwermetall pflanzenverfügbarkeit bergbau lagerstättenkunde bodenanalyse
- Produktsicherheit
- Diplom.de
