Wenn die Natur Erdöl zu einer Quelle für essentielle Metalle macht

Gegen Ende des 20. Jahrhunderts wurde ein wissenschaftlicher Konsens über die Bildung einer bestimmten Art von Pb-Zn-Sulfid-Lagerstätten erzielt und weitgehend akzeptiert. Eine neue Studie mischt die Karten nun neu und stellt die bisherige Theorie in Frage. Sie wurde von Nicolas Saintilan (ehemals Universität Genf, derzeit Schweizer Nationalfond Ambizione Fellow an der ETH) und Kollegen an der Universität Genf, Universität Lausanne, ETH Zürich (Prof. Cyril Chelle-Michou, Institut für Geochemie und Petrologie) und des geologischen Survey in Schweden (SGU) in Scientific Reports veröffentlicht.

Es wurde allgemein angenommen, dass sich Pb-Zn-Ablagerungen bilden, wenn metallreiches Salzwasser, das mehrere Kilometer unter der Oberfläche in eine Gesteinsformation fliesst, heftig mit einem schwefelreichen («nach faulen Eiern riechenden») Kohlenwasserstoffreservoir im Sedimentgestein reagiert. In diesem Modell sind die umliegenden Grundgesteine die akzeptierte Quelle der Metalle. Die neue Studie berichtet jedoch erstmals, dass bis zu 60% der Metalle in einer Pb-Zn-Lagerstätte tatsächlich aus den Kohlenwasserstoffreservoirs selbst stammen könnten.

Bei der Weiterentwicklung des Modells zur Bildung der Lagerstätte Laisvall in Nordschweden, der grössten europäischen Bleimine des 20. Jahrhunderts, stellten die Forscher eine auffällige chemische Signatur der in den Sulfidmineralien enthaltenen Bleiisotope fest. Die neuen Daten entsprachen nicht gänzlich dem Modell zur Bildung der Pb-Zn Lagerstätte Laisvall. Die vom Forscherteam beobachtete Bleiisotopensignatur zeigte, dass die Metalle ihren Ursprung nicht nur in den lokalen präkambrischen Graniten und Gneisen haben konnten, sondern dass tatsächlich ein erheblicher Anteil der Metalle von einer wesentlich jüngeren Formationsgruppe stammte.

Woher kommen die Metalle?

Das Schweizer Forscherteam stellte fest, dass die Hälfte des Bleis in der Lagerstätte Laisvall tatsächlich aus einem bekannten, metallreichen Kohlenwasserstoffgestein stammt: dem Alaunschiefer. Bei der Produktion von Kohlenwasserstoffen wurde ein erheblicher Teil der Metalle aus dem Schiefergestein ausgelaugt und zur Mineralisationsstelle befördert. Während der Veränderung der Kohlenwasserstoffe wurden diese Metalle zusammen mit Metallen, die vom Salzwasser aus den Grundgesteinen stammen, als Pb-Zn-Sulfid-Mineralien in der Lagerstätte Laisvall fixiert.

Diese Entdeckung soll Geochemiker dazu einladen, sowohl Mineral- als auch Kohlenwasserstoffvorkommen in Sedimentgesteinen neu zu untersuchen. Neben Blei und Zink sind bekanntermassen andere entscheidende Metalle, wie Nickel, Kobalt und Kupfer, besonders in Erdöl angereichert. Die neue Entdeckung aus dieser Studie könnte daher zu neuen Explorationswerkzeugen und -strategien für die Entdeckung dieser wirtschaftlich bedeutsamen Metalle führen.