Was ist ein Gossan?

Wie ein Gossan entsteht

Viele Metalllagerstätten bestehen aus Sulfidmineralen: Pyrit, Chalkopyrit, Sphalerit, Galenit. Diese sind in der Tiefe stabil, an der Oberfläche aber nicht. Wo Regen und Sauerstoff sie erreichen, oxidieren sie. Besonders Pyrit bildet beim Zerfall Schwefelsäure, und die Säure greift die umgebenden Minerale an.

Kupfer, Zink und andere mobile Metalle lösen sich und werden vom sauren Wasser nach unten getragen. Eisen verhält sich anders. Es fällt fast sofort als Oxide und Hydroxide aus der Lösung aus, vor allem als Goethit und Hämatit, oft zusammen mit dem gelben Sulfat Jarosit. An der Oberfläche bleibt eine poröse, rostfarbene Masse aus Eisenmineralen und Kieselsäure: der Gossan, im Deutschen auch Eiserner Hut genannt. Das Wort stammt aus dem Bergbau Cornwalls.

Was darunter liegt

Ein verwitterter Sulfidkörper hat meist eine vertikale Abfolge. Oben liegen der Gossan und eine ausgelaugte Zone, aus der das meiste Metall entfernt wurde. Weiter unten, um den Grundwasserspiegel, kann sich ein Teil des gelösten Metalls wieder abscheiden. In Kupfersystemen kann diese supergene Zone reicher sein als das ursprüngliche Gestein, mit Mineralen wie Chalkosin, die die primären Sulfide überziehen. Darunter liegt die unverwitterte primäre Mineralisierung.

Deshalb ist ein Gossan für den Explorateur wichtig, und deshalb kann er auch täuschen. Das Gestein an der Oberfläche kann fast nichts vom gesuchten Metall enthalten, während dasselbe System es Dutzende Meter tiefer führt.

Einen Gossan lesen

Geologen versuchen seit Langem, aus dem Hut abzulesen, was vor der Verwitterung dort war. Drei Arten von Hinweisen werden genutzt.

• Textur. Wenn sich ein Sulfidkorn auflöst, kann das entlang seiner Risse abgeschiedene Eisenoxid den Umriss des Korns als zelliges „Boxwork“ bewahren. Verschiedene Sulfide hinterlassen verschiedene Boxwork-Muster.
• Farbe und Mineralogie. Die Anteile von Goethit, Hämatit und Jarosit spiegeln, wie sauer die Verwitterung war und damit, wie viel Pyrit das Gestein enthielt.
• Chemie. Manche Elemente bleiben zurück, wenn die Hauptmetalle abwandern. Blei, Arsen, Antimon, Bismut, Gold und Silber verbleiben eher im Hut und dienen als Pfadfinderelemente für das, was ausgelaugt wurde.

Nicht jeder Gossan liegt über Erz

Eisenreiche Gesteine an der Oberfläche sind häufig, und die meisten liegen nicht über einer Lagerstätte. Tauber Pyrit verwittert zu einem tadellos aussehenden Gossan. Lateritische Eisenkrusten, eisenhaltige Sedimente und eisengefärbte Störungszonen können im Gelände ähnlich aussehen. Man nennt sie manchmal falsche Gossans.

Auch der umgekehrte Fehler kommt vor. Eine Lagerstätte kann unter transportierter Bedeckung liegen, ganz ohne Gossan, oder unter einem Hut, der so ausgelaugt ist, dass er kein sichtbares Zeichen von Kupfer oder Zink trägt. Auch das Klima spielt eine Rolle: Tiefe, alte Verwitterungsprofile in ariden und tropischen Regionen verhalten sich anders als dünne in jüngst vergletschertem Gelände.

Gossans in der modernen Exploration

Prospektoren fanden Gossans einst zu Fuß. Heute werden sie auch aus Satellitenbildern kartiert, weil Eisenoxide und die Tonminerale in ihrer Umgebung charakteristische spektrale Signaturen haben. Das macht es günstig, viele Kandidaten zu finden, und entsprechend wichtig, sie zu sortieren.

Sortieren heißt Hinweise kombinieren: die Chemie des Huts, die Geologie und Struktur in seiner Umgebung und das, was die Geophysik über das Gestein darunter sagt. Ein Gossan mit Pfadfinderelementen auf einer kartierten Struktur über einer geophysikalischen Anomalie ist etwas anderes als ein eisengefärbter Aufschluss ohne all das. Dieser Schritt, vom sichtbaren Zeichen zum priorisierten Ziel, ist unter Prospektivitätsanalyse und Bohrziele beschrieben.

Warum der Name

Gossan hat seinen Namen von diesem Gestein: dem Teil eines Mineralsystems, der an der Oberfläche zu sehen ist und der sorgfältig gelesen werden muss, bevor sich jemand darauf festlegt, darunter zu bohren.