UELG-094 - SerpMagDrohn

Serpentinitprospektion und Materialcharakterisierung im Speik-Komplex
2022
Im Rahmen des Projektes sollen ausgewählte Serpentinitvorkommen hinsichtlich ihrer Mächtigkeit und Ausdehnung erfasst sowie geochemisch und mineralogisch charakterisiert werden. Dies soll durch detaillierte Kartierung, Beprobung, Befliegung der Gebiete mit einer magnetischen Sensor-Drohne, Modellierung der gewonnenen Daten, geochemische, röntgendiffraktometrische und ggf. spektroskopische Analysen sowie Untersuchungen an Dünnschliffen und am Rasterelektronenmikroskop erfolgen.
Typischer Serpentinit der Gleinalm. Es ist ein schwarzbläulich-grünlich-türkises Gestein, das häufig von millimeter- bis zentimetermächtigen hellgrauen bis weißen Magnesiumkarbonatadern durchzogen ist. In wechselnder Häufigkeit tritt Magnetit auf. Diese Bereiche sind magnetisch und an diesen haftet ein Magnet.

Im Zuge des Projekts sollen ausgewählte Serpentinitvorkommen hinsichtlich ihrer Mächtigkeit und Ausdehnung erfasst und geochemisch und mineralogisch charakterisiert werden. Umgesetzt werden soll dies durch Detailkartierungen, Beprobung, Befliegung der Gebiete mit einer mit Magnetiksensoren ausgestatteten Drohne, Modellierung der daraus gewonnenen Daten, geochemische, röntgendiffraktometrische und evtl. spektroskopische (Raman) Analysen sowie Untersuchungen an Dünnschliffen und am Rasterelektronenmikroskop.

Entlang des Murtals etwa im Bereich Zeltweg und Bruck an der Mur und südlich dieser Linie sind einige Serpentinit- und Ultramafititvorkommen bekannt. Geologisch wird dieses Gebiet dem Speik-Komplex zugeordnet der als Teil eines Ophioliths interpretiert wird. Neben den bekannten und abgebauten Vorkommen von zum Teil serpentinisierten Ultramafititen wie Kraubath und Traföß gibt es vor allem im Bereich der Gleinalm über Traföß bis Breitenau einige weniger erforschte Vorkommen von Serpentiniten deren genaue Mächtigkeit und Ausdehnung wenig gut bekannt ist und zum Teil auch unterschiedlich interpretiert wird. Dies ist sicherlich auch der schlechten Aufschlusssituation der Serpentinite in diesem Gebiet geschuldet. Weiteres ist über die geochemische und mineralogische Zusammensetzung dieser Serpentinitkörper wenig bekannt. Im Speziellen sind im Gebiet der zentralen Gleinalm im südlichen Neuhofgraben (Nähe Übelbach, ca. 50 km nordwestlich von Graz) um den Ochsenkogel und nordöstlich davon, mehrere Serpentinitlinsen bekannt und mindestens eine oder zwei weitere werden vermutet. Sowohl deren laterale Ausdehnung als auch deren Mächtigkeit kann aus Geländearbeiten nur grob und unbefriedigend abgeschätzt werden.

Serpentinite haben ein breites Anwendungsspektrum, sie sind Magnesium-Rohstoffe, können Ressourcen von Nickel, Chrom und Platinmetalle (platinum group elements, PGE oder platinum group metals, PGM) - wie Platin, Iridium oder Osmium - sein und finden als Naturwerksteine, Dekorsteine und Hartgestein (Gleisschotter) Verwendung. Magnesium und Platinmetalle werden von der Europäischen Kommission als Kritische Rohstoffe betrachtet.

Serpentinite wurden in den letzten Jahren auch immer wieder als geeignete Rohstoffe für die Kohlendioxidfixierung und –speicherung diskutiert – eine Anwendung der in Zeiten des Klimawandels immer größere Bedeutung zukommt. Das Serpentinmineral Antigorit weist einen der höchsten Umwandungsraten zu Karbonaten durch eine Karbonatisierung auf.

Neben den erwähnten bekannteren Anwendungen von Serpentiniten sind Serpentinminerale als Magnesiumsilikate aufgrund ihrer relativ hohen Siliziumkonzentration auch eine Quelle für Siliziumoxid welches mannigfaltige industrielle Anwendung hat. Siliziummetall wird ebenfalls von der Europäischen Kommission als Kritische Rohstoffe betrachtet. Weitere, eher unbekannte oder neue Verwendungen von Serpentiniten sind: Düngemittel als Quelle von Magnesium, Silizium und Lieferant von Mikronährstoffen wie beispielsweise Nickel und Chrom; pH-Erhöhung von sauren Böden; Herstellung von Zeolithen; Adsorptionsmittel von Metallen (z.B. sechswertigem Chrom) und organischen Stoffen; Additiv in der Gummi- oder Schmiermittelherstellung; Verwendung als Katalysatoren aber auch die Verwendung als thermische und elektrische Isolatoren.

Für Bauvorhaben ist es von Bedeutung über das Vorhandensein, die Mächtigkeit und mineralogische Zusammensetzung von Serpentinitkörpern im Vorfeld Bescheid zu wissen. Denn das Serpentinmineral Chrysotil ist der klassische Weißasbest - bzw. mit Zementverbunden der Faserzement - und Antigorit kann ebenfalls einen asbestiformen Habitus aufweisen. Dies bringt gesundheitliche Aspekte in das Bauvorhaben selbst aber auch in die Entsorgung von Aushub oder Abraum ein.

Weiteres ist Talk, als Begleitmineral der Serpentinminerale, ein häufiges Mineral in Serpentinitkörpern und hat ebenfalls vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.

Diese unterschiedlichen Anwendungsbereiche zeigen, dass das Gestein Serpentinit und die es definierende Mineralgruppe der Serpentine Geomaterialien mit interessanten physio-chemische Eigenschaften sind und ein großes Potential an möglichen technischen Anwendungen haben. Diese Anwendungen sind teilweise vom konkret vorliegenden Chemismus und der Serpentinphase abhängig. Letzteres betrifft auch den gesundheitsrelevanten Aspekt des Asbests. Deshalb ist es von Bedeutung über die geochemische und mineralogische Zusammensetzung von Serpentinitkörpern und deren Begleitgesteinen Bescheid zu wissen. Diese Daten lassen sich über geochemischen Analysen des Gesamtgesteins und Röntgenpulverdiffraktometrie sowie Raman-Spektroskopie ermitteln.

Um die Mächtigkeit und laterale Ausdehnung von Serpentinitkörpern abschätzen zu können, kann neben klassischer geologischen Geländearbeit auch eine mineralogische Eigenschaft dieser Gesteine herangezogen werden: Serpentinite führen in der Regel in erwähnenswerter Weise Magnetit – sowohl primär als auch teilweise sekundär als Folge der Serpentinitisierungsreaktion. Die Anwesenheit von Magnetit führt zu einem Kontrast der magnetischen Suszeptibilität der Serpentinite zu deren Nebengesteinen, so sind diese Gesteinskörper mit den geophysikalischen Methoden der Magnetik gut zu erkennen. Durch eine Drohne mit daran fixierbaren magnetischen Messsystemen, die es ermöglichen auch in aufschlusslosen Gebieten Rückschlüsse auf Serpentinite zu tätigen und Fragen der Mächtigkeit und lateralen Ausdehnung dieser Gesteinskörper zu beantworten.

Basierend auf den Ergebnissen der geologischen Geländearbeit, geochemischen und mineralogischen Untersuchungen sowie geophysikalischen Messdaten mit einem 3D-Modell der magnetischen Suszeptibilität soll eine Interpretation der Serpentinitkörper erfolgen. Die gewonnenen Daten würden weiteres Rückschlüsse auf die Genese und die geodynamische Entwicklung dieser Vorkommen erlauben und sie könnten mit den besser erforschten Serpentinit- und Ultramafititvorkommen in der Umgebung von Kraubath verglichen werden. Dies wiederum hat eine gewisse regional geologische Bedeutung und auch eine rohstoffrelevante Dimension, sind aus der Lagerstätte Kraubath doch Magnesium, Eisenoxid, Chromoxid, Nickel, Manganoxid und Siliziumoxid gewinnbar.

» Zwischenbericht 2023; approbiert beim BMF: 27.02.2024

Projektfacts
ProjekttitelUELG-094 - Serpentinit Prospektion und Materialcharakterisierung im Speik-Komplex
ProjektkürzelUELG-094 - SerpMagDrohn
ProjektkurztitelSerpentinitprospektion und Materialcharakterisierung im Speik-Komplex
ProjektleitungMSc. Gerald Schuberth-Hlavac
ProjektmitgliederDr. Andreas Ahl, Ing. Christian Auer, Martin Heidovitsch, Mag. Piotr Lipiarski, Dr. Mandana Peresson, Dr. Arnulf Schiller, Dr. Ralf Schuster
Zeitraum02.01.23 - 31.12.26
FinanzierungVollzug des Lagerstättengesetzes