STANDORT HERMSDORF

STANDORTLAGERSTÄTTEBERGWERKAUFBEREITUNGCHRONIK

Das Alter der Kalklagerstätte Hermsdorf ist bislang ungeklärt. Lithostratigrafisch werden die mächtigen Marmor-Phyllit-Wechsellagerungen der Herold-Formation innerhalb der Thum-Gruppe zugeordnet, was einem Alter von ca. 510 Millionen Jahren und damit dem mittleren Kambrium entsprechen würde. Die Lagerstätte befindet sich in der oberen Herold-Formation, während die untere Folge keinen Marmor aufweist.

Am Aufbau des Untergrundes der Lagerstätte sind präkambrische Gneise der Preßnitzer Serie und proterozoische Metagranitoide (Leptynite) sowie kambrische lithologische Äquivalente der Breitenbrunner Folge (Muskovitschiefer) beteiligt. Neben diesen Vertretern des spätcadomischen Magmatismus und der nachfolgenden prograden Metamorphose, bilden die unmittelbar liegenden Schichten unterhalb der Karbonatserie (quarzreiche Phyllite und Hornblende-Chlorit-Schiefer der unteren Herold-Formation) als submarine basische Paläovulkanite den Übergang zur retrograden Metamorphose in der Grünschieferfazies.

Stark vereinfachte oberflächengeologische Karte von Hermsdorf

Stark vereinfachte oberflächengeologische Karte von Hermsdorf

Neben den bekannten vier calcitisch geprägten Weißmarmorhorizonten (k2-k5) und dem grauen Marmorhorizont aus Magnesiumcalcit (k1, "Graukalk") konnte im Liegenden noch zusätzlich ein weiterer calcitischer Weißmarmorhorizont (k0) aufgeschlossen werden.

Die ursprüngliche marine Karbonatsedimentation verlief sehr unruhig. So zeigt der k0-Horizont, als tiefstes Karbonatlager der Lagerstätte, ein sehr bewegtes Oberflächenrelief mit intensiven Mächtigkeitsschwankungen bei paralleler Aufspaltung in mehrere Marmorlagen als Ausdruck eines raschen Fazieswechsels. Noch wesentlich absetziger wird der k1-Horizont in der Lagerstätte angetroffen. Etwa 30 bis 40 m mächtige ehemalige Riffkalke bilden die stabilen Kerne der heutigen, tektonisch entstandenen Horste in der Lagerstätte. Geringmächtigere k1-Horizonte wurden teilweise dagegen bereits synsedimentär grabenbruchartig abgesenkt.

Geologische Erkundungsbohrung

Geologische Erkundungsbohrung

Diese tiefen Sedimentationsbecken boten die Möglichkeit zur Bildung der vier Weißkalkhorizonte in wechselnder fazieller Ausbildung und schwankender Mächtigkeit (k2 - k5). Durch postmetamorphe Bruchtektonik wurden die im Vergleich zum Graukalk geringmächtigeren Weißkalklagen blockartig zerlegt und innerhalb des Lagerstättenareals zwischen den Horsten bis hin zu Überschiebungen schräg gestellt.

Eine besondere Bedeutung kommt dem tektonischen Bau der Lagerstätte zu. Die Hauptfoliation der Rahmengesteine bildet ein Gürtelgefüge, dessen Achsen etwa E-W-Streichen aufweisen. Vermutlich mit dem postkinematischen Vulkanismus des Westfal (Karbon) in Zusammenhang stehende große Bruchzonen mit maximalen Versatzbeträgen von 40 m streichen SW-NE und zerteilen die Hermsdorfer Phyllitscholle in mehrere Blöcke, von denen der zentrale Teil grabenbruchartig abgesenkt wurde. Während in den Randbereichen die obere Herold-Formation größtenteils der Erosion zum Opfer fiel, blieb sie im Zentralteil durch die Grabenbruchbildung und die Überdeckung mit sauren Vulkaniten (Rhyolith) überwiegend erhalten.

Die Tektogenese der Lagerstätte umfasst fünf Etappen:

1. Postsedimentäre Brekziierung des k1-Horizontes
2. Prämetamorphe Anlage der Grabenbruchsysteme um die Horstlagen des k1 einschließlich Mikrofältelungen
3. Postmetamorpher Verbruch der Randlagen der Grabenbruchsysteme im Verlauf der variszischen Tektogenese (vor ca. 330 Millionen Jahren) einschließlich einer Magnesium-Metasomatose im Zentrum des k3-Horizontes
4. Bildung von Großfalten im Nordost-Teil der Lagerstätte.
5. Reaktivierung alt angelegter Bruchstrukturen in Verbindung mit intensiven Lösungsvorgängen (Karst) und Zufuhr von Fluida (partielle Fluoritisierung) innerhalb des k5-Horizontes durch die tertiären Ausläufer der alpidischen Gebirgsbildungsprozesse

Der weiße Marmor aus der Lagerstätte Hermsdorf besteht überwiegend aus Calcit mit geringen wechselnden Anteilen aus Quarz und Phyllosilikaten. Die calcitischen Karbonatanteile sind durch Metamorphose und Deformation beeinflusst worden. Die Bildung von Schieferflächen wird durch die lagenweise Anordnung von Quarz, Chlorit und Hellglimmer sowie durch Korngrößenunterschiede der Calcite abgebildet, die dem Karbonat eine feine Bänderung verleihen.

Stark vereinfachter geologischer Schnitt (NW-SE) der Lagerstätte Hermsdorf (zum Vergrößern auf die Abbildung klicken)

Stark vereinfachter geologischer Schnitt (NW-SE) der Lagerstätte Hermsdorf (zum Vergrößern auf die Abbildung klicken)

Stark vereinfachter geologischer Schnitt (SW-NE) der Lagerstätte Hermsdorf

Stark vereinfachter geologischer Schnitt (SW-NE) der Lagerstätte Hermsdorf

Die Calcitkristalle zeigen überwiegend ein granoblastisches Korngefüge, deren Einzelaggregate meist nur eine geringfügige Verzwillingung und Formreglung aufweisen. Eine solche Verzwillingung ist typisch für kristallplastische Deformation unter mittleren Temperaturbedingungen von ca. 300°C. Die durchschnittliche Korngröße des Calcites schwankt zwischen 0,2 und 0,6 mm. Besonders charakteristisch für den Hermsdorfer Calcitmarmor ist der geringe Eisengehalt der einzelnen Calcitkristalle.

ROHSTOFFKENNWERTE

Rohdichte: 2,69 g/cm3

Wasseraufnahme:
0,26 Masse-% bei 25-fachem Frost-Tau-Wechsel

Frostbeständigkeit: 0,34 % Masseverlust

Druckfestigkeit: 87,0 N/mm2

Biegezugfestigkeit: 12,0 N/mm2

Abriebfestigkeit: 18 cm3/50 cm2

Polierwert: 52 SRT-Einheiten

mittl. Leuchtdichtekoeffizent:
qp in cd/l m = 0,146; s = 0,012

pH-Wert in wässriger Suspension: 8,0

Als petrophysikalische Parameter sind für den Hermsdorfer Calcitmarmor eine Druckfestigkeit von 87,0 N/mm2 und eine Biegezugfestigkeit von 12,0 N/mm2 ermittelt worden. Die Rohdichte liegt bei 2,69 g/cm3. Hervorzuheben ist die metamorphosebedingte geringe Wasseraufnahmefähigkeit von 0,26 Masseprozent. Daraus leitet sich die hohe Frostbeständigkeit von 0,34 % Masseverlust ab. Der Marmor ist frei von bakteriellen und organischen Bestandteilen und besitzt keine Graphiteinlagerungen.