Geologie

Der Schwazer Bergbau ist nicht nur historisch, sondern auch geologisch einzigartig. Durch die speziellen Gegebenheiten, wird im Bereich zwischen Schwaz und Brixlegg das vor 500 Jahren so begehrte Fahlerz gefunden. Die größten Lagerstätten finden sich in Schwaz im Bergbaurevier Falkenstein…

 

Fahlerz & Co.  

Bei den Lagerstätten im Schwazer Dolomit handelt es sich um ein nahezu monomineralisches (nach dem griechischen Wort mónos für alleine) Fahlerzvorkommen. Das Fahlerz wird hier als Primärerz bezeichnet. Der Lagerstättentypus im Schwazer Dolomit soll weltweit einzigartig sein, man spricht vom „Typ Schwaz“.
Die Wichtigsten Bergbaue, der Falkenstein und der Ringenwechsel, befinden sich also im Schwazer Dolomit, Fahlerze finden sich jedoch auch in den Kellerjochgneisen. Im Dolomit dominiert das Kupfer-Antimon Fahlerz, der Tetraedrit. Aufgrund seines typischen Chemismus wird der in Schwaz vorkommende Fahlerztyp auch Schwazit genannt, nach seiner Fundstelle.
Obwohl die Lage der Erze recht unterschiedlich ist, treten die bedeutendsten Lagestätten aber diskordant (nach dem lateinischen Wort discordo für uneinig sein), an tektonischen Scherzonen auf. Mit diskordant sind jene Erze gemeint, die winkelig oder unregelmäßig auf das Nebengestein vorkommen. Peter Gstrein konnte schichtkonkordante (nach dem lateinischen Wort concordo für übereinstimmen) Gänge als horizontbeständig nachweisen. Was soll das für uns bedeuten? Wenn Geologen das Auftreten horizontgebundener Vererzungen nachweisen, deutet dies auf einen synsedimentären (das griechische Wort syn bedeutet zusammen, mit) Vererzungsablauf hin. Das heißt, dass sich die Erze zu Zeiten der Sedimentation, der Ablagerung, in den Sedimenten – in unserem Fall der Dolomit – abgelagert wurden. Nach der Vorstellung von Peter Gstrein stiegen Metalllösungen während einer unterdevonischen Krustendehnung auf und mineralisierten das unverfestigte Sediment. Hierbei entstanden fein verteilte und diskordante (winkelige oder unregelmäßige) Erze (hydrothermale Lagerstätten). Ein Teil der Lösungen wurde am Meeresboden ausgefällt und bildete so die schichtkonkordanten Erzkörper (also parallel zur Schichtung des Sedimentgesteins).
Man kann demnach davon ausgehen, dass die Erzlagerstätten sowohl synsedimentären als auch hydrothermalen Ursprungs sind.

Im genauen beschreibt Peter Gstrein diesen Ablauf folgendermaßen:
Der Ablauf der Erzbildung war mehrphasig; es gab eine präerzmineralische, eine erzmineralische Dehnungsphase, sowie die Geschehnisse während der variszischen und der alpidischen Gebirgsbildung.

1. In der präerzmineralischen Dehnungsphase wurden im Gestein offene Rissklüfte geschaffen, die nachfolgend nur mit Dolomit und Quarz verheilt sind. Nutzbare Metalle waren keine in den aufsteigenden Lösungen enthalten.
2. In der erzmineralischen Dehnungsphase, die in der ersten Stufe gleich ablief wie die präerzmineralische, war für die Erzbildung wichtiger. Die aufsteigenden, heißen Lösungen enthielten diesmal reichlich Metallionen. Die Anlieferung der Metallionen erfolgte dabei in mindestens zwei Schüben die – in geologischer Sicht – recht knapp aufeinander folgten. Ein Teil der Lösungen trat aus dem Meeresboden und reicherte das Meerwasser stark mit Metallionen an. Wo dann entsprechende Bedingungen (z.B. Übersalzung) herrschten, kam es zur Ausfällung der Metalle und ihrer Einbettung in die Sedimente am Meeresboden (synsedimentäre Vererzung). Besonders im westlichen Ringenwechsel finden sich derartige Fahlerzlager.
3. Während der variszischen Gebirgsbildung wurde das Gestein erwärmt und von aggresiven Lösungen durchströmt. Dabei kam es zu einer kaum bedeutenden Anlösung der Fahlerze und zu einem späteren Ausfällen an einer anderen Stelle.
4. Die Geschehnisse der variszischen Gebirgsbildung wiederholten sich während der alpidischen. Allerdings war die Menge der umgelagerten Erze erheblich größer. Nicht unbedeutende Erzmengen gelangten so durch das Aufsteigen der Lösungen in jüngere Gesteine (z.B. Schwazer Trias und auch der Nördlichen Kalkalpen). Diese Erzumlagerung, auch Remobilisation genannt, zeichnen sich deutlich durch eine Änderung des Metallspektrums der jeweiligen Fahlerze aus (z.B. die As und Sn Unterschiede bei Tennandit und Tedraedrit).

Wenn wir nun vom Fahlerz sprechen, ist vom Antimonfahlerz Tetraedrit die Rede. Enthält dieser deutliche Mengen Quecksilber (Hg), bezeichnet man diese Varietät als Schwazit. Wichtig ist allerdings, dass die Tetraedrite im Schwazer Bergbau in ihrer Zusammensetzung von ihrer idealisierten Formelschreibweise
krass abweichen: Ein Teil des Antimons ist durch Arsen ersetzt, Kupfer wird gegen Zink, Eisen, Silber oder Quecksilber ausgetauscht. Will man den Metallgehalt des Schwazits herausfinden, trifft man auf Mittelwerte oder von-bis Angaben. So liegt also der mittlere Silbergehalt bei etwa 0,5% und der Kupfergehalt bei ca. 38%. Die Metalle verteilen sich wie folgt im Fahlerz:

Cu (Kupfer)
35,00 – 41,00%
  Ag (Silber)
0,30 – 0,85%
Sb (Antimon)
14,00 – 22,00%
  Mn (Mangan)
0,20 – 1,00%
As (Arsen)
4,00 – 8,00%
  Bi (Wismut)
0,15 – 1,00%
Zn (Zink)
3,00 – 8,00%
  Pb (Blei)
0,09 – 1,00%
Hg (Quecksilber)
0,40 – 8,00%
  Ni (Nickel)
0,00 – 0,20%
Fe (Eisen)
0,80 – 3,00%
  Cd (Cadmium)
0,00 – 0,01%

Neben dem Antimonfahlerz Tetraedrit gibt es noch das Arsenfahlerz Tennandit, das fast ausschließlich als unscheinbares, derbes Erz auftritt. Der Silbergehalt des Tennandits liegt mit 0,03% deutlich unter dem des Tetraedrits.
Weitere Primärerze sind Kupferkies, der nur in unbedeutenden Mengen auftritt, und Pyrit (Eisenkies), der häufig in Begleitung des Fahlerzes oder alleine als feines, dunkel färbendes Pigment im Dolomit vorkommt. Eine wirtschaftliche Nutzung dieser beiden Erze erfolgte nie.

Sekundärerze

Sekundärerze oder –mineralien sind Neubildungen, die aus ganz junger Zeit stammen oder Produkte thermischer Ereignisse, eventuell während Gebirgsbildungen, und zirkulierenden Lösungen, die Umwandlungsprozesse hervorrufen, sind. Sekundärmineralien im Schwazer Bergbau sind u.a. Tirolit, Cuprit, Tenorit, Limonit, Hämatit, Siderit, Fluorit, Strontianit, Antimonit, Anhydrit, Aragonit/Igloit, Calcit. Die wichtigsten sind aber jene Kupfercarbonate, die dermaßen häufig vorkommen, dass diese sogar wirtschaftlichen Nutzen als „Lasursteine“ für die Farbherstellung fanden: der blaue Azurit und der grüneMalachit.

Erze in den Kellerjochgneisen

In den Kellerjochgneisen findet man polymineralische Lagerstätten (vom griechischen Wort poly für viel), d.h. Lagerstätten mit mehreren verschiedenen Erzen. Als Gangart treten meist Eisencarbonate (z.B. Siderit) auf, die bereits im 13. Jahrhundert Ziel von Bergbautätigkeiten waren – z.B. am Arzberg. Während in der beginnenden Neuzeit Silber, Kupfer und Blei interessanter waren, gewann der Eisenabbau ab dem 18. Jahrhundert wieder an Bedeutung, bis er 1923 wieder eingestellt wurde. Verhüttet wurde dieses Eisen in Jenbach beim Kasbach.
Neben den Eisenerzen findet man in den Kellerjochgneisen auch Kupfererze, wie Kupferkies und Fahlerze, Zinkblende, Bleiglanz (der für die Gewinnung des Silbers aus dem Fahlerz im Saigerprozess dringend gebraucht wurde) und selten auch reiche Silbererze, wie die sogenannten Rotgültigerze (Proustit und Pyrolusit) und Argentit, die bis zu 70%(!) Silber enthalten können.

Gesteine im Schwazer Bergbau

Die im Bereich des Schwazer Bergbaus vorkommenden Gesteinsarten werden in verschiedene Gesteinspakete, also in strukturgeologische Einheiten, unterteilt.
Wir unterscheiden dabei zwischen Unterostalpin, Mittelostalpin und Oberostalpin.
Die Einteilung in diese drei ostalpinen Deckenschichten ergibt sich durch die Übereinanderfaltung verschiedener Gesteinspakete während der verschiedenen Gebirgsbildungen. Die Lage der einzelnen Gesteinspakete wird durch die geologische Karte im Anhang ersichtlich.

Unterostalpin: der Innsbrucker Quarzphyllit
Diese Gesteinsserie besteht aus mehr und weniger quarzreichen Phylliten, sowie Chloritschiefer und Marmore. Das Alter der unterostalpinen Gesteine liegt zwischen 500 und 240 Mio. Jahren (Paläozoikum).

Mittelostalpin: die Kellerjochgneise

Die Kellerjochgneise werden auch als „Schwazer Augengneise“ bezeichnet, da sie oft mit weißen „Augen“, die aus dem Mineral Feldspat bestehen, anzutreffen sind. Oft ist der Kellerjochgneis stark verschiefert und chemisch intern umgewandelt – das heißt es werden neue Minerale gebildet; solche umgewandelten Gesteine nennt der Geologe retrograd metamorph. Bei der tektonischen Zuordnung der Kellerjochgneise haben die Geologen Schwierigkeiten, sie sind als Rest jener Gesteine zu verstehen, die als Stubai-Ötztal-Silvretta-Altkristallin bezeichnet werden. Ebenso wie die Tektonik ist das Alter der Kellerjochgneise umstritten, die aber sicher älter als das Mesozoikum (Erdmittelalter) sind, also aus dem Paläozoikum (Erdaltertum, ca. 290 – 600 Mio. Jahre). Sollte es sich um Altkristallin handeln, wären Alter mit mehr als einer Mrd. Jahre denkbar. Kellerjochgneise können sehr gut vererzt sein.

Oberostalpin: die Nördl. Grauwackenzone & die Schwazer Trias

Die Nördliche Grauwackenzone reicht vom Alpenostrand bis Schwaz, durch die sogenannte Inntalstörung (einem tektonischen Einfluss) findet die Nördliche Grauwackenzone keine Fortsetzung gegen Westen.
Mit der Schwazer Trias sind jene Gesteine gemeint, die hier in der Trias, dem Abschnitt des Mesozoikums vor 290 – 240 Mio. Jahren, entstanden sind bzw. abgelagert wurden.
Folgende Gesteine finden sich im Bereich des Reviers Falkenstein:
1. Wildschönauer Schiefer
Der Wildschönauer Schiefer ist ca. 500 – 400 Mio. Jahre alt und generell sehr erzarm. Er ist intern kompliziert aufgebaut und besteht aus Phylliten (metamorphen Gesteinen) und Porphyroiden (vulkanischen Gesteinen).
2. Schwazer Dolomit
Der Schwazer Dolomit besteht aus dem Mineral Dolomit, einem Doppelsalz aus Calcium- Magnesiumcarbonat . Er wurde vor rund 400 – 350 Mio. Jahren (Devon) abgelagert, wobei ein großer Teil später der Erosion zum Opfer gefallen ist. Er ist ein Sedimentgestein, das aus einem devonischen Riff entstanden ist. Der Dolomit ist nach dem Franzosen Déodat de Dolomieu benannt, der in der Mitte des 19. Jahrhunderts den Dolomit im oberen Eisacktal erstmals fand und beschrieb. Der Schwazer Dolomit hat eine Mächtigkeit von über 500 m. An der Basis ist er vorwiegend riffogen (aus einem Riff entstanden) entwickelt, es findet sich hier der typische Fossilgehalt an riffogenen Algen, Schwämmen und Korallen. Die Farbe des Schwazer Dolomits ist weiß, grau oder rötlich. In der Lagune (das ist jener Teil, der zu den Riff-Zeiten nahe der Wasseroberfläche in der seichten Lagune war) sind die Dolomitgesteine gut gebankt, d.h. es sind Schichten der Ablagerung zu erkennen (eine solche Lagune findet man im „Alten Abbau“). Durch aggressive Lösungen wurde der Dolomit später verändert, es kam zu einer Kornvergröberung, also einer Veränderung des Gefüges. Der Schwazer Dolomit liegt somit als feinkörniger Dolomitmarmor vor. Das wirtschaftlich relevante 
Fahlerz wurde im Dolomit gefunden.
Tektonik des Schwazer Dolomits
Der Schwazer Dolomit wurde durch die variszische und die jüngere alpidische Gebirgsbildung (Orogenese) stark verbogen, d.h. deformiert und gefaltet, und zerstückelt. Durch variszische Einflüsse wurde der Dolomit verbogen und gefaltet, sowie nach oben gehoben, was eine starke Erosion nach sich zog. Während der alpidischen Zeit kam es zu einer extremen Zerscherung, d.h. die Gesteinspakete wurden verschoben, und auch zur Externrotation, zur Verdrehung, des Schwazer Dolomits. Übrig blieb ein Gesteinsmosaik, das negative Auswirkung auf den Bergbau hatte, da die Prospektion (das Auffinden der Lagerstätten) erschwert wurde bzw. wird.
3. Permoskythische Sedimente
Wie bereits erwähnt wurde das Dolomitgestein teilweise abgetragen. Das dabei entstandene abgetragene Material lagerte sich auf den darunter liegenden Gesteinen ab. Daraus entstanden Breccien mit Dolomitgesteinskomponenten, wie die Dolomit-Basalbreccie, die Unteren Hochfilzener Schichten und die Untern Prebichlschichten. Später folgten Änderungen der Sedimentation, es entstanden Konglomerate mit Quarzgeröllkomponenten. Hier finden wir die Oberen Hochfilzener Schichten und die Oberen Prebichlschichten. Diese Schichten gehen fließend in den überlagernden Alpinen Buntsandstein über, der mit seiner typischen roten Farbe im Schwazer Silberbergwerk sehr schön am Innenbahnhof zu sehen ist. Die Ablagerung des Buntsandsteis erfolgte in der späten Permzeit vor etwa 290 Mio. Jahren.
4. Die Gesteine der Schwazer Trias
Hier haben wir drei Schichten, die jünger sind als der Alpine Buntsandstein: Die Reichenhaller Schichten (sie sind die ältesten), Alpiner Muschelkalk und die Partnachschichten (sie sind die jüngsten). Es handelt sich dabei um Rauhwacken, Kalke, Dolomitgesteine und Schiefertone.

Eiszeitliche Ablagerungen

Während der Eiszeiten und danach entstanden Ablagerungen wie Moränen, zwischeneiszeitliche Breccien, Innschotter, Bändertone,…
Derartige Ablagerungen finden sich im Schwazer Silberbergwerk vom Mittelbahnhof Richtung Norden.