Optimierung der Exploration, Gewinnung und Materialcharakterisierung von Naturwerksteinen

Abstract

Rohstoff Naturwerkstein seit Alters her die Verkörperung des Kostbaren und Langlebigen. Aufgrund der breiten Palette an Farben und Strukturen erfreut sich Naturwerkstein in den letzten Jahrzehnten einer zunehmenden Beliebtheit und findet eine vielfache Anwendung als Bau- und Ornamentgestein. Resultierend aus einer rasanten Entwicklung der abbau- und verarbeitungstechnischen Industrie, den damit verbundenen Forderungen an die auszubringende Rohblockware sowie der weltweit steigenden Nachfrage ist sowohl eine geowissenschaftliche Charakterisierung der potenziellen Verwendbarkeit einer Lagerstätte als auch die Definition der bautechnischen Anwendungsmöglichkeit eines Gesteins unabdingbar. Das Ziel muss eine sowohl aus wirtschaftlicher als auch ökologischer Sicht optimale Nutzung der natürlichen Ressource Naturwerkstein sein. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit werden methodische Grundlagen zur bestmöglichen Nutzung von Naturwerksteinen detailliert dargestellt. Aus der Analyse des Trennflächensystems sowie dessen Auswirkungen auf die Zergliederung eines Gesteinskörpers, werden Möglichkeiten erarbeitet, den Abbau zum Ausbringen werksteingerechter Rohblöcke an die gegebene geologische Situation in optimierter Weise anzupassen. An theoretischen und praktischen Beispielen konnte herausgestellt werden, dass die lagerstättengeologische Erfassung dazu beitragen kann, die Effektivität bei der Gewinnung und Aufarbeitung des Gesteins zu steigern und damit die Wirtschaftlichkeit einer Lagerstätte positiv zu beeinflussen. Im Weiteren sind detaillierte Kenntnisse der spezifischen physikalischen und technischen Gesteinseigenschaften notwendig, da diese das Materialverhalten der Gesteine in der bautechnischen Anwendung diktieren und somit als ein entscheidendes Qualitätskriterium eines Werksteins zu beachten sind. Aus der statistischen Auswertung recherchierter Daten zu rund 2300 Werksteinvarietäten wurden detailliert lithologietypische Wertebereiche verwitterungsrelevanter Parameter herausgearbeitet. Ferner wurden statistische Hilfsmittel zur qualitativen und quantitativen Bewertung experimenteller Daten und zur prognostischen Einschätzung der potenziellen bautechnischen Verwendbarkeit einer bisher ungenutzten Werksteinressource aus einfach und kostengünstig zu ermittelnden Parametern entwickelt. Der zweite Teil der Arbeit konzentriert sich auf die Umsetzung der aus den methodischen Grundlagen erarbeiteten Erkenntnisse in einer überregionalen und einer regionalen Erfassung und Erkundung von Werksteinlagerstätten. Die Fallbeispiele stellen exemplarisch unterschiedliche Stadien der Prospektion bzw. Exploration dar. Mit der überregionalen Erkundung des Werksteinpotenzials Argentiniens wird das Ziel einer Katalogisierung vorhandener Abbaue in magmatischen, metamorphen und sedimentären Lagerstätten mit der Erfassung der jeweiligen generellen Lagerstättensituation verfolgt. Insgesamt wird damit die Basis zur Entscheidungsfindung im weiteren Entwicklungsprozess der nationalen Natursteinindustrie gestellt. Ferner konnte durch den Vergleich prognostischer und experimenteller bautechnisch relevanter Daten gezeigt werden, dass bereits in der Frühphase der Exploration eine weiterreichende Kenntnis über die Materialeigenschaften unter Beachtung der gesteinsspezifischen Gefüge erreicht werden kann. Im regionalen Beispiel einer Lagerstätte in Tansania erfolgte die exemplarische Erfassung und Bewertung eines Dolomitmarmorvorkommens nach marktwirtschaftlichen Kriterien. Dafür werden die Grundlagen der Trennflächenanalyse und Gesteinscharakterisierung mit weiteren Faktoren zur Qualität des Rohstoffs und deren Veränderlichkeit innerhalb der Lagerstätte als auch im Hinblick auf spezifische Gefüge- oder Strukturelemente zusammengeführt. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass eine detaillierte geowissenschaftliche Basis dazu beitragen muss, die Effektivität in der Exploration, Gewinnung und Nutzung des Rohstoffs Naturwerkstein zu steigern.