Mineralinhalt und Spurenelementverteilung im Neurather Sand Ihre Bedeutung für die Freisetzung umweltrelevanter Metalle beim Braunkohleabbau im Niederrheinischen Revier

摘要

Als Grundlage geochemischer Untersuchungen imZusammenhang mit der geplanten Sanierung saurer Grubenw?sserim Niederrheinischen Braunkohlenrevier wurden Mineralinhalt,Spurenelementverteilung und Zersetzungsgrad der Minerale in denNeurather Sanden untersucht. Diese sandigen Zwischenmittel derBraunkohlenfl?ze führen lokal neben Pyrit (0,1-2,1 Gew.-%) auchdetritische Schwerminerale, die unter den saurenVerwitterungsbedingungen in den Braunkohlenabraumkippen zumTeil instabil sein k?nnen.In der Schwermineralfraktion der Neurather Sande treten nebenIlmenit, Granat, Turmalin und anderen vor allem Pyrite auf, diemeist framboidal ausgebildet sind. Sie enthalten nur sehr geringeKonzentrationen an Spurenelementen: Co, Cu and Zn liegenunterhalb der Nachweisgrenze der Mikrosonde; lediglich As (biszu 0,38 Gew.-%) und Ni (100 bis 500 ppm) treten in geringerh?hten Konzentrationen auf. Neben den Fe-Sulfiden enth?lt dieSchwermineralfraktion h?ufig Titanomagnetite sowieChromspinelle. Besonders auffallend sind Umwandlungsprodukteehemaliger Titanomagnetite, die partiell bis vollst?ndig durchPyrit verdr?ngt sind. Die Fe-Sulfide sind zum Teil starklimonitisiert und ehemalige Ilmenit-Entmischungslamellen bildenreliktische Netzwerke aus Ti-Oxiden. Die beobachtete Zersetzungbeziehungsweise Umwandlung von Titanomagnetiten undChromspinellen erkl?rt die im Kippenwasser des Reviers lokalfestgestellten erh?hten Gehalte an Vanadium und Chrom. Aberauch aus den spezifisch leichteren Mineralen (Feldsp?te,Tonminerale, Glimmer, Karbonate) k?nnen im sauren Milieu derAbraumkippen umweltrelevante Spurenelemente freigesetztwerden, insbesondere Blei und Zink. Die kenntnis dieser Prozessekann hilfreich sein bei der Minimierung der Belastung des Kippenwassers.