Lagerstätte

Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Zum paläontologischen Begriff siehe Fossillagerstätte

Lagerstätte ist ein Begriff aus der angewandten Geologie und dem Bergbau für bestimmte Bereiche der Erdkruste, in denen sich natürliche Konzentrationen von festen, flüssigen oder gasförmigen Rohstoffen befinden, deren Abbau sich wirtschaftlich lohnt (bauwürdige Lagerstätte), oder in der Zukunft lohnen könnte (nutzbare Lagerstätte). Natürliche Anhäufungen von nutzbaren Erzen, Mineralien und Gesteinen, deren Abbau unwirtschaftlich ist, nennt man Vorkommen. Im juristischen Kontext spricht man von Bodenschätzen.

Grundlagen

Obwohl es sich bei der Lagerstättenkunde um eine Naturwissenschaft handelt, die die geologischen Prozesse erforscht, die zur Anreicherung von Rohstoffen in der Erdkruste führen, ist der Begriff Lagerstätte rein marktwirtschaftlich bzw. technisch definiert. Rohstoffmärkte werden in der Regel als Weltmärkte betrachtet.

Im englischen Sprachraum ist der deutsche Begriff Lagerstätte als Fremdwort geläufig, jedoch bezeichnet er dort eine besonders reiche Fossillagerstätte. Die korrekte englische Übersetzung für Lagerstätte lautet stattdessen: mineral deposit (wobei dieser Begriff aber zuweilen auf Erzlagerstätten begrenzt ist). Der wirtschaftlich interessante Teil einer Lagerstätte wird als resource (Vorrat oder Ressource) bezeichnet. Genauer wäre jedoch: non renewable resource (nicht erneuerbare Vorräte).

Allgemeine Bewertungsfaktoren

Wie auf den meisten Weltmärkten üblich ergibt sich der Preis von Rohstoffen aus dem Wechselspiel von Angebot und Nachfrage. Die Nachfrage nach einem bestimmten Rohstoff wird durch seine Einsatzmöglichkeiten bestimmt. Wenn es günstige Verfahren zur Produktion der gewünschten Endprodukte gibt, so steigt die Nachfrage. Kann der Rohstoff jedoch leicht durch andere Stoffe ersetzt, oder aus Abfällen recycelt werden, so sinkt sie. Die Rohstoff-Ressourcen, die zum Angebot stehen, lassen sich im McKelvey-Diagramm darstellen: hierbei wird die Wirtschaftlichkeit eines Vorkommens gegen dessen Grad an geologischer Sicherheit aufgetragen. Die Beurteilung dieser Sicherheit geschieht nach bestimmten Vorratskategorien; siehe unten.

Der Mindestgehalt (cut-off-grade), bei dem sich der Abbau einer Lagerstätte noch lohnt, hängt dabei nicht allein von der Qualität der Rohstoffe ab, sondern auch von vielen wirtschaftlichen, technischen und sogar politischen Faktoren.

• Die Erschließungskosten können sich zum Beispiel durch abgelegene Lage des Vorkommens, extreme Klimabedingungen oder mangelhafte Infrastruktur deutlich erhöhen.
• Die Abbaukosten hängen unter anderem von der Tiefenlage in der Erdkruste (Teufe), der Menge des anfallenden Berg- und Grundwassers, dem Energiebedarf der Produktion und den technischen Eigenschaften der Rohstoffe ab. Zuweilen kann eine ungünstige Metallurgie den Abbau sogar ganz verhindern. So konnte das 1956 entdeckte polymetallische Vorkommen McArthur River in Australien trotz seines hohen Metallgehaltes bis heute nicht ausgebeutet werden, weil die Minerale wegen der extrem kleinen Korngröße nicht metallurgisch aufbereitet werden können.
• Die Vermarktungskosten einer Lagerstätte werden besonders durch die Länge der Transportwege zu den Kunden bestimmt.
• In dicht bebauten und industriell entwickelten Gebieten sind oft die konkurrierenden Interessen der Anrainer (Bauland, Wasserrechte, Naturschutz usw.) ausschlaggebend für die behördliche Verweigerung des Abbaus.
• In manchen Ländern erhebt der Staat so hohe Steuern auf die Gewinnung von Rohstoffen, dass ein wirtschaftlicher Abbau nicht mehr möglich ist. Auch in Ländern, in denen politische Unruhen herrschen, oder die für ihre Enteignungs-Politik bekannt sind, siedelt sich selten eine bedeutende Bergbauindustrie an. Andere Länder versuchen den Bergbau jedoch mit Steueranreizen zu fördern. In den 1960er Jahren gewährte zum Beispiel die Republik Irland den ausländischen Investoren völlige Steuerfreiheit für die ersten Betriebsjahre. In einigen Fällen führte dieses zu intensivem Raubbau und zu extrem kurzen Betriebszeiten der neuen Bergwerke, bevor sich die Investoren wieder aus dem Land zurückzogen.
• Da es sich beim Bergbau um ein besonders kapitalintensives Gewerbe handelt, sind die Betreiber auf umfangreiche Investitionen angewiesen. So führte 1997 der Skandal um die kanadische Explorationsfirma Bre-X Minerals zu einem enormen Vertrauensverlust der Investoren in die Rohstoffbranche. In der Folge kam es zu einer Welle von Insolvenzen kleinerer Explorations- und Bergbaufirmen auf der ganzen Welt.

Alle diese Faktoren müssen ins Verhältnis zum erzielbaren Marktpreis gesetzt werden. Andererseits können technische Neuerungen unrentable Vorkommen unvermutet in Lagerstätten verwandeln. So konnten die Nchaga Consolidated Kupferminen in Sambia nach Einführung eines Metallextraktionsverfahrens aus neun Millionen Tonnen Abraum noch 80.000 Tonnen Kupfer gewinnen.

Klassifizierung

Rohstoffkategorien

Lagerstätten werden meistens nach ihrem wirtschaftlich wichtigsten Mineralbestandteil in Gruppen eingeteilt:

• Elementrohstoffe zur Gewinnung bestimmter Elemente für die Metallurgie, Chemie usw.
  • Erz-Lagerstätten: Hierzu rechnet man Anreicherungen von Metallen oder metallhaltigen Mineralen, wie etwa Gold, Eisenerz (Hämatit usw.), Bleiglanz, Zinkblende und viele andere.
  • Eine Untergruppe der Erzlagerstätten sind die Spatlagerstätten von Flussspat und Schwerspat, aus denen man Fluor und Barium gewinnen kann.
  • Salz-Lagerstätten: wie Halit, Kalisalze, Salpeter, Borate, Nitrate usw.
  • Lagerstätten von elementarem Schwefel.

• Energierohstoffe
  • Lagerstätten von Kohlenwasserstoffen, wie Erdöl und Erdgas. Mit diesen sind auch Rohstoffe wie Asphalt, Erdwachs, Bitumen, Ölschiefer usw. verbunden.
  • Kohle-Lagerstätten und Kaustobiolithe. Hierhin gehören Torf, Braunkohle, Steinkohle und Anthrazit.
  • Ein Spezialfall sind hier Uran-Lagerstätten, die das Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Nuklearenergie liefern. Mit gutem Recht könnte man sie auch zu den Erzlagerstätten rechnen.
  • Im weitesten Sinn gehört auch die Geothermalenergie, als natürliche Ressource, in diese Gruppe.

• Eigenschaftsrohstoffe
  • Industrieminerale, wie Kaolin (Tonerde), Glimmer, Asbest, Feldspat, Quarz und Quarzit, Graphit, Talk, Magnesit, Alaun, Vitriol; Diamanten minderer Qualität als Schleifmittel usw.
  • Lagerstätten der nutzbaren Gesteine, die sogenannten Steine und Erden, oder Massenrohstoffe, wie z. B. Kalkstein, Dolomit, Dekorationssteine; Sand, Kies, Ton, Trass und Gips zur Herstellung von Baustoffen; Bentonit, Farberden, Phosphate, Kieselgur usw. Überschneidungen dieser Gruppe mit der vorherigen kommen vor.
  • Lagerstätten der Schmucksteine, wie Diamant, Smaragd, Rubin, Granat, Bernstein usw.

Wegen seiner Bedeutung rechnet man auch das Grundwasser zu den Lagerstätten (heiße Quellen, Mineralwasser, Trinkwasser).

Vorratskategorien

Die Summe aller Lagerstätten und Vorkommen in einer bestimmten Region bildet die dortigen Vorräte oder Ressourcen. Die Grundlage für die Ressourcenberechnung, sowohl für ganze Länder, als auch für einzelne Lagerstätten, bildet ein Schema von Vorratskategorien, das den ungefähren Kenntnisstand über die jeweiligen Vorräte beschreibt. Die Kennziffern sind dabei die Fehlergrenze (FG) und die Aussagesicherheit (AS). Damit zum Beispiel eine Ressource als sicher bezeichnet werden kann, müssen so viele Daten vorliegen, dass die Fehlergrenze nicht mehr als etwa 10 % beträgt und eine Aussagewahrscheinlichkeit von mehr als 80 % vorliegt. Das heißt, wenn man zum Beispiel aus Probenahmen, Bohrungen, Kartierungen usw. in einer Lagerstätte einen Vorrat von 100.000 Tonnen Erz berechnet hat, dann sollte die wirklich vorhandene Menge zwischen 110.000 und 90.000 Tonnen liegen, und die Wahrscheinlichkeit, dass diese Mengen über- oder unterschritten werden, sollte weniger als 20 % betragen. Je spärlicher die zur Verfügung stehenden Daten sind, umso höher liegt die Fehlergrenze, und umso kleiner ist die Aussagesicherheit.

Die übliche Einteilung bezeichnet die Vorräte als:

• Sicher (proven): (FG: etwa 10 %; AS: > 80 %) Ausdehnung und Form der Ressource (zum Beispiel ein Erzgang oder ein Ölfeld) sind bekannt.
• Wahrscheinlich (probable): (FG: etwa 20 %; AS: 60 bis 80 %) Der Umfang der Ressource ist nur lückenhaft bekannt, aber es besteht eine Verbindung zu einer sicheren Ressource.
• Möglich, angedeutet (possible, indicated): (FG: etwa 40 %; AS: 40 bis 60 %) Die Ressource ist durch Aufschlüsse in weitem Abstand bekannt, durch verlässliche geophysikalische Messungen oder durch Probebohrungen erkundet.
• Vermutet (inferred): (FG: etwa 60 %; AS: 20 bis 40 %) Die Ressource ist nur durch wenige Aufschlüsse erkundet, oder ihr Vorhandensein wird auf Grund von Messdaten der Geophysik oder Geochemie vermutet.
• Prognostisch (undiscovered). Hierbei handelt es sich um die noch unentdeckten Lagerstätten, deren Entdeckung man aber, durch Vergleiche mit der Geologie anderer, gut bekannter Gebiete in der Zukunft erwarten kann. Die prognostischen Vorräte können noch in hypothetisch (AS: 10 bis 20 %) und spekulativ (AS: < 10 %) unterteilt werden.

Nach nordamerikanischem Vorbild werden die Vorratskategorien sicher und wahrscheinlich als gemessen (measured) zusammengefasst. Zusammen mit den möglichen Ressourcen bilden sie die erkannten (demonstrated) Ressourcen. Wenn man noch die vermuteten Ressourcen hinzuzählt, so erhält man alle entdeckten (identified) Ressourcen. Die entdeckten Ressourcen umfassen somit alle Vorräte, deren Lage, Gehalt, Qualität und Menge durch spezifische geologische Befunde bekannt sind, oder geschätzt werden kann. Dem stehen die prognostischen Vorräte gegenüber.

Daneben existieren noch zahlreiche andere Einteilungen von Ressourcen, sowohl in den verschiedenen Ländern, als auch für die unterschiedlichen Lagerstättentypen, als auch von den einzelnen Lagerstättenkundlern. Zuweilen werden die Reserven von den Ressourcen unterschieden. Die Bedeutung der beiden Begriffe ist aber in den verschiedenen Sprachen so unterschiedlich, dass ein konsequenter Gebrauch des Begriffs Reserve fast unmöglich ist. Im Deutschen bezeichnet er meistens den Teil einer Ressource, dessen wirtschaftlicher Abbau zum Bewertungszeitpunkt möglich ist. Oft wird dann der Begriff Ressource mit unbauwürdigen Vorräten gleichgesetzt. Bei fallenden Weltmarktpreisen können somit aus bauwürdigen Lagerstätten mit Reserven unbauwürdige Vorkommen mit Ressourcen werden, und umgekehrt.

Die nationale Bergbaubehörde der USA (United States Geological Survey) bietet folgende Definition^[1]:

• Vorratsbasis (reserve base): Jener Teil einer identifizierten Ressource, welche die spezifischen physikalischen und chemischen Mindestkriterien für die gegenwärtigen Bergbau- und Produktionspraktiken erfüllt, einschließlich jener für Gehalt, Qualität, Mächtigkeit und Teufe. Die Vorratsbasis beinhaltet sowohl derzeit wirtschaftliche Reserven, wie auch Reserven, die innerhalb eines bestimmten Planungszeitraumes möglicherweise wirtschaftliche abgebaut werden können.
• Reserven (reserves): Jener Teil der Vorratsbasis, der zum Zeitpunkt der Bestimmung wirtschaftlich gewonnen oder produziert werden könnte. Der Begriff muss nicht bedeuten, dass Gewinnungsanlagen installiert sind und arbeiten. Reserven beinhalten nur extrahierbare Stoffmengen.

Aufsuchung und Untersuchung von Lagerstätten

Nach vorbereitenden Literaturrecherchen und der ersten Vorerkundung (Reconnaissance) im Gelände beginnt zunächst die Phase der Prospektion. Wenn die Anzeichen eine Lagerstätte vermuten lassen, geht man zu Spezialkartierungen über, schürft an der Oberfläche, oder führt erste flache Erkundungsbohrungen durch.

Nachdem ein Höffigkeitsgebiet lokalisiert wurde, folgt die Abgrenzung. Die Detailuntersuchungen (geologische Kartierung, Probennahme in Schürfen und Bohrungen, geochemische und mineralogisch-petrographische Analysen) werden systematisch fortgesetzt und ausgedehnt. In dieser Phase werden auch vermehrt geophysikalische Methoden wie Gravimetrie, Seismik, Magnetik, elektrische und Radarverfahren angewandt.
Am Ende dieser Phase der Exploration sollte die Abschätzung der Dimensionen des Vorkommens sowie eine erste Berechnung der Vorrätemöglich sein.

Im günstigen Fall folgt die eigentliche Erschließung. Die Explorationsarbeiten werden mit technischen Versuchen ergänzt und finden mit der Machbarkeitsstudie (englisch: feasability-study) ihren vorläufigen Abschluss. Danach kann der eigentliche Bergbau beginnen.

Konfliktpotential und Bergrecht

Die Erschließung und Ausbeutung von Lagerstätten ist sehr zeitaufwendig und kostenintensiv, führt zu außerordentlich hohen Erträgen, aber auch Aufwendungen in der Nachsorge und hat erhebliche Aus- und Nachwirkungen auf Umwelt und Umgebung. Sie kann damit zu erheblichen Konflikten auf regionaler, nationaler und internationaler Ebene führen. Für globale Bergbaufirmen und deren Beschäftigte ist die Vertrags- und Investitionssicherheit von großem Belang, staatliche Institutionen sind an möglichst hohen Steuern und Abgaben aus dem Bergbaugeschäft interessiert, Kunden und Empfängerländer wünschen sich Versorgungssicherheit und niedrige Preise.

Bezüglich der lokalen Eigentumsverhältnisse an natürlichen Ressourcen gibt zwei grundlegende Rechtsauffassungen und Konfliktlösungsmechanismen.

1. das Prinzip der Bergfreiheit: das heißt, der Staat hat das Verfügungsrecht über die Bodenschätze. Diese Rechtstradition herrscht besonders im deutschen Bergrecht vor, und in vielen Ländern, deren Wirtschaft wesentlich auf dem Export von Rohstoffen basiert.
2. der Grundsatz des Eigentümerbergbaus. Hier ist prinzipiell der Grundeigentümer der Besitzer der Bodenschätze. Auf öffentlichem Land erwirbt der Finder Ansprüche auf seinen Fund. Diese Auffassung stammt aus dem englischen Common Law. Der französische Code civil und die angelehnten Rechtssysteme vertreten einen vermittelnden Standpunkt. Die oberirdischen Lagerstätten gehören dem Grundeigentümer und die unterirdischem dem Staat, welcher an entsprechende Firmen Abbaulizenzen vergeben kann. In der Bundesrepublik Deutschland wurde entsprechend in Abgrabungsgesetz und Bundesberggesetz unterschieden, wobei die Bergaufsicht Ländersache bleibt. Die DDR hingegen hatte eine zentrale Oberste Bergbehörde.

Je nach Lage, Verlauf und Erschließung von Vorkommen und Lagerstätten ergeben sich damit auch Konflikte unterschiedlicher Rechtstraditionen, Gebietskörperschaften und vertraglicher Regelungen. Die Entdeckung bzw. mögliche Erschließung umfangreicher Rohstoffvorkommen kann bestehende territoriale Konflikte und problematische Grenzziehungsfragen verschärfen wie auch zu neuen Rechtsinstrumenten wie bei der 200-Meilen-Zone bei Küstenstaaten beitragen. Umgekehrt sind erfolgreiche grenzüberschreitende Konfliktregelungen - wie etwa bei der EGKS als Vorläuferorganisation der EU, dem Nordseeöl oder dem Spitzbergenvertrag - eine stabile Grundlage für internationale Zusammenarbeit.

Literatur

• F.W. Prokop, W. Streck, M. Sagher, R.W. Tschoepke, H.W. Walther, H. Pietzner, G. Stadler, H. Vogler, H. Werner: Untersuchung und Bewertung von Lagerstätten der Erze, nutzbarer Minerale und Gesteine (Vademecum 1), 2. Aufl., Geologisches Landesamt Nordrhein-Westfalen, Krefeld 1981.

Einzelnachweise

Weblinks

• Vorlesung Elektrizitätswirtschaft TU Clausthal

Siehe auch

• Ressourcenfluch
• Holländische Krankheit