Die Freiberger Gangerzlagerstätte ist eine silberhaltige Blei-Zink-Lagerstätte. Die Lagerstätte ist hinsichtlich ihrer räumlichen Ausdehnung, der Mengen des ausgebrachten Erzes und der daraus gewonnenen Metalle, der Bedeutung für die Wirtschaftsgeschichte Sachsens sowie dem Grad der geowissenschaftlichen Erforschung die wichtigste Erzlagerstätte des Erzgebirges. Geologisch handelt es sich um eine polymetallische, hydrothermale Gangerzlagerstätte spät- bis postvariszischen Alters mit über 1100 bekannten Gängen. Die Gänge waren seit dem Hochmittelalter bis in das letzte Drittel des 20. Jahrhunderts Gegenstand bergmännischer Gewinnung. Silber war während der meisten Förderzeiträume das hauptsächliche Gewinnungsmetall. Daneben waren Blei und Zink, sowie in geringen Mengen Kupfer, Gold und Spurenmetalle in den letzten Betriebsperioden von wirtschaftlicher Bedeutung. Die Freiberger Gangerzlagerstätte ist ein Teilbereich des osterzgebirgischen Lagerstättendistriktes und besteht aus einem Zentralteil und mehreren Randgebieten. Der Artikel behandelt den Lagerstätten-Zentralteil.
Geografische Einordnung Die Freiberger Gangerzlagerstätte befindet sich in Mittelsachsen am nördlichen Übergang der flach nach Nordwesten abfallenden Erzgebirgs-Kippscholle und dem Mittelsächsischen Hügelland. Die Nord-Süd-Ausdehnung beträgt ca. 20 km, die Ost-West-Ausdehnung ca. 10 km. Die Geländehöhen betragen zwischen 420 m NHN im Süden und 360 m NHN im Norden. Die Städte Freiberg, Brand-Erbisdorf und Großschirma sowie die Ortschaften Halsbrücke und Zug sind markante Zentren des Lagerstättengebietes.
Geologie, Tektonik und Genese mini|hochkant=1.75|Schematische Gangkarte des Freiberger Lagerstättenbezirkes; nach H. Müller 1901 und H. Pforr u. a. 1982 mit Revier- und Grubenfeldeinteilung sowie ausgewählten Schachtanlagen
Den geologischen Rahmen der Lagerstätte bilden metamorphe Serien, wie proterozoische Orthogneise („Freiberger Graugneis“, „Freiberger Gneiskuppel“) in der Mitte und im Süden sowie altpaläozoische Glimmerschiefer und Phyllite im Norden. Östlich befinden sich ein granitischer Intrusivkörper („Naundorf – Niederbobritzscher Granit“) sowie permische Porphyrgänge.
mini|hochkant=1|Tektonisches Strukturschema des Freiberger Gangspaltensystems Bereits im späten Proterozoikum und frühen Paläozoikum fand eine frühe Eisen- und Kupfervererzung statt. Ab dem späten Paläozoikum waren diese Gesteinsformationen weitestgehend konsolidiert. Mit dem Auseinanderbrechen des Großkontinentes Pangäa und den Öffnungsbewegungen der westlichen Tethys sowie des Zentral- und Nordatlantiks wirkten während der variszischen Orogenese (Oberkarbon bis zum Perm) im Betrachtungsraum erhebliche Druck- und Zugspannungen. Infolgedessen bildete sich zunächst ein überwiegend Nord-Süd-gerichtetes System von tiefreichenden Spalten innerhalb der Metamorphite: das Scherspaltensystem S 1. Darüber kam es aufgrund der Spannungsverhältnisse und der Materialeigenschaften des Umgebungsgesteines zur Entstehung eines weiteren Spaltensystems: das schiefwinklig zu den Scherspalten liegende sogenannte Fiederspaltensystem F 1 (siehe Abbildung zum tektonischen Strukturschema). Ausschlaggebend für diese Ausrichtung waren nicht nur orogenetische Bewegungsvektoren, sondern auch eine primär im Gneis vorhandene Gesteinsklüftung.
In die tiefreichenden Risse und Spalten drangen heiße, wässrige metallhaltige und nichtmetallhaltige Lösungsgemische magmatischen Ursprunges, sogenannte hydrothermale Lösungen ein, die aufgrund des hohen Druckes in der Tiefe auch bis zu ca. 400 °C noch in flüssiger Form vorlagen. Bei der mit dem weiteren Aufstieg verbundenen Abkühlung setzten sich entsprechend chemisch-physikalischer Gesetzmäßigkeiten für hydrothermale Lagerstätten typische Mineralfolgen ab. Während dieses (älteren) Zyklus kam es überwiegend zum Absatz von wirtschaftlich bedeutsamen Mineralisationsfolgen der Quarz-Polymetall-Assoziation (ältere Bezeichnung: kb-Formation, siehe unten) und der karbonatischen Silber-Sulfid-Assoziation („eb-Formation“, siehe Abschnitt Erzparagenesen).
Ein zweiter (jüngerer) Mineralisationsprozess fand während der alpidischen Orogenese statt (Zechstein bis Tertiär). Durch die gegenläufigen Bewegungsrichtungen der afrikanischen und eurasischen Kontinentalplatten stagnierte die allgemeine Krustendehnung und wurde von Kompressions- und Scherbewegungen abgelöst (siehe hierzu → Kontinentaldrift). Wie schon in Folge der variszischen Tektonik entstand ein weiteres tiefreichendes Spaltensystem im Festgesteinskörper. Diese Risse und Spalten bildeten das überwiegend Ost-West ausgerichtete Scher- und Fiederspaltensystem S 2 und F 2. Damit entstanden ein weiteres Mal Aufstiegswege und Absatzräume für hydrothermale Lösungen aus tiefliegenden magmatischen Krustenbereichen. Die jüngeren Mineralisationsabfolgen bestehen aus der Eisen-Baryt-Assoziation („eba-Formation“), der Fluorbarytischen Bleierz-Assoziation („fba-Formation“) und der Wismut-Cobalt-Nickel-Silber-Assoziation („BiCoNiAg-Formation“).
Bei Gangerzlagerstätten wurden im Allgemeinen tiefliegende magmatische Intrusionskörper als sogenannte „Erzbringer“ als Quellen hydrothermaler Vererzungen vermutet bzw. auch nachgewiesen. Für die Freiberger Gangerzlagerstätte konnte bisher auch mit tiefreichenden Forschungsbohrungen über 1800 m keine granitische Intrusion nachgewiesen werden, so dass die Herkunft hydrothermaler Lösungen aus wesentlich tieferen Krustenbereichen spekulativ vermutet werden muss.
Lagerstättenstruktur Systematik Eine grundsätzliche Einordnung der Erzgänge in der Freiberger Lagerstätte erfolgt nach deren Ausrichtung entsprechend der Himmelsrichtung: Stehende Gänge (zwischen Nord und Nordost) Morgengänge (zwischen Nordost und Ost) Spatgänge (zwischen Ost und Südost) Flache Gänge (zwischen Südost und Süd)
Nähere Erläuterungen hierzu: Gang (Geologie), Raumlage von Gängen.
Zur Namensgebung der Erzgänge Die Bezeichnungen der Erzgänge erfolgte überwiegend in der Frühphase des Bergbaus und geben Einblicke in das Denken und den Alltag der Menschen in frühen Jahrhunderten: Religion: z. B. St. Elisabeth, Auferstehung Christi, Gottes Gabe Bergbauspezifik: Hauptstollngang, Rote Grube Personen: Riemer, Friederike, Siegfried, Churprinz Friedrich August Wünsche: Neue Hoffnung, Unvermutet Glück, Reicher Bergsegen Humor: Ich-bins-nicht, Störrischer Bauer, Melke Ziege Phantasie: Hohe Birke, Weißer Löwe, Hopfgarten
Dem Gangnamen folgt stets die Angabe der Streichrichtung nach der systematischen Einordnung. Gelegentlich wurden Bezeichnungen auch doppelt vergeben (s. a. Tabelle in Abschnitt 5.3)
Mineralogie Übersicht Auswahl einiger wichtiger Erz-, Silber- und Begleitminerale der Freiberger Lagerstätte (zur besseren Lesbarkeit wird die alte Formationsbezeichnung verwendet) bergmännische Bezeichnung mineralogische Bezeichnung Chemismus Formation Bemerkung ErzmineraleBleiglanzGalenitPbSkb, fbawichtiges Bleierz sowie „Silberträger“ mit 0,02–0,3 % AgZinkblendeSphaleritZnSkb, fbawichtiges ZinkerzSchwefelkiesPyritFeS2kb, fbaRohstoff zur Schwefelsäureproduktion; sehr geringer, jedoch wirtschaftlich gewinnbarer GoldanteilArsenkiesArsenopyritFeAsSkbKupferkiesChalkopyritCuFeS3kb, fbawichtiges Kupfererz Silbererzegediegen Silber..AgBiCoNiAg, ebsekundäre Metallkonzentration mit 90–100 % AgSilberglanzArgentitAg2Sebenthält bis zu 87 % AgSilberfahlerzFreibergitAg6[Cu4Fe2]Sb4S13-xebauch „Weißgiltigerz“lichtes RotgiltigerzProustitAg3[AsS3]ebArgyroditAg8GeS6ebenthält bis zu 74 % Ag und 6 % Germanium (Ge) metallfreie Begleitminerale („Gangarten“)QuarzQuarzSiO2kbsogenanntes „Durchläufermineral“ ohne wirtschaftliche Bedeutung, in der Lagerstätte jedoch in Varietäten wie Bergkristall, Milchquarz, Amethyst, Achat, Chalzedon und Hornstein als begehrte Schmucksteine und Sammlerstücke auftretendSchwerspatBarytBaSO4fbawegen relativ hoher Dichte Ausgangsstoff für Bohrspülungen in der TiefbohrindustrieFlussspatFluoritCaF2fbaRohstoff der Fluorchemie (z. B. Herstellung von Flusssäure). Wegen der oft vollkommenen Kristallausbildung und vielfältigen Farbgebung begehrtes SammlermineralKalkspatCalcitCaCO3eblagerstättenwirtschaftlich unbedeutend, wegen variantenreich geformter Kristalle begehrtes Sammlermineral
Ausgewählte Mineralstufen aus Gruben des Lagerstättenbezirkes:
Erzparagenesen Bereits in den Frühzeiten des Freiberger Bergbaues wurden auf den Erzgängen unterschiedliche Vererzungen nachgewiesen. Diese ließen sowohl Mineralisationsunterschiede nach der Teufe („primäre Teufenstufe“, Zoning) als auch Veränderungen mit dem Gangstreichen erkennen. Im Ergebnis langjähriger und systematischer Erforschung der Vererzungen der Freiberger Gangerzlagerstätte ergeben sich die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Mineralisationsabfolgen. Der Vollständigkeit halber werden auch Erzparagenesen erwähnt, die zwar im Freiberger Lagerstättendistrikt auftreten, jedoch im Lagerstätten-Zentralteil nicht oder selten nachgewiesen wurden. Bezeichnung alte Bezeichnung Einzelparagenesen / Mineralisationen Bemerkung Spätvaristischer Mineralisationszyklus (Karbon – Perm) Zinn-Wolfram-Assoziation Sn-W im Lagerstätten-Zentralteil nur sporadisch und im untersten Teufenbereich Quarz-Polymetall-Assoziation kiesig-blendige (kb) Formation Pyritische („Kiesige“) Paragenese mit Quarz, Arsenopyrit, Pyrit und Pyrrhotin Zn-Sn-Cu-Paragenese mit Sphalerit, Stannin, Chalkopyrit, Bornit, Chalkosin, Tetraedrit Pb-Paragenese mit Quarz, Galenit, wenig Pyrit und Sphalerit Häufige Paragenese vorzugsweise auf Nord-Süd-streichenden Gängen (Stehende-, Flache Gänge) Uran-Quarz-Karbonat-Assoziation uqk-Formation Uran-Quarz-Paragenese mit Quarz-Hornstein, Fluorit, Calcit, Hämatit, Pechblende Selenid-Karbonat-Paragenese mit Clausthalit, Naumannit, Chalkopyrit und Karbonaten In Freiberg nur selten auftretend Karbonatische Silber-Sulfid-Assoziation Edle Braunspat (eb) Formation Sulfidische Polymetall-Paragenese mit Karbonaten („Braunspäte“: Siderit, Ankerit, Dolomit u. a.), Freibergit, zahlreiche, aus der kb-Formation umgelagerte Sulfide Ag-Sb-Paragenese mit Calcit, Pyrargyrit, Miargyrit, Stephanit, Polybasit, Dyskrasit, Bournonit und Boulangerit (="Spießglanz-Paragenese") Im südlichen Zentralbereich (Revier Brand-Erbisdorf) und in umliegenden Randgebieten entwickelt. Bedeutendste „Silberformation“ im Lagerstättendistrikt Fluorit-Quarz-Assoziation flq-Formation Quarz-Chalcedon (zum Teil als Achat), Fluorit, Baryt, keine Sulfide nur regionales und sporadisches Auftreten im Lagerstättendistrikt Postvaristischer Mineralisationszyklus (Kreide-Tertiär) Eisen-Baryt-Assoziation Eisen-Baryt (eba)-Formation Eisenoxyd-Baryt-Mineralisation mit Quarz und Hornstein (zum Teil Achat) nur regional auf einzelnen Gängen entwickelt Fluorbarytische Bleierz-Assoziation Fluorit-Baryt (fba)-Formation Paragenese mit Quarz und Chalcedon („Hartes Trum“) sowie Baryt, Fluorit, Galenit, Sphalerit, Chalkopyrit, Tetraedrit und Pyrit Paragenese mit Fluorit, Baryt und weniger Quarz („Weiches Trum“) sowie Galenit, Sphalerit, Melnikowitpyrit und Markasit bevorzugt auf WNW-ESE-streichenden Gangspalten des Lagerstättendistrikts; intensiv im Revier Halsbrücke entwickelt Wismut-Kobalt-Nickel-Silber-Assoziation BiCoNiAg-Formation Arsenidische Paragenese mit Quarz-Chalcedon als Hauptgangart, weniger Baryt und Fluorit, gediegen Wismut und Silber, Skutterudit, Nickelin, Rammelsbergit, Safflorit, gediegen Arsen