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Auf der Suche nach Hochtechnologiemetallen in Norddeutschland

26.06.2017

Versteckt unter einer mächtigen Sedimentbedeckung könnten sich in Norddeutschland nicht nur Zink und Blei, sondern auch wirtschaftsstrategisch bedeutsame Hochtechnologiemetalle wie Gallium, Germanium, Indium oder Lithium befinden. Mit modernsten geowissenschaftlichen Analysemethoden werden nun im Forschungsprojekt „MinNoBeck“ unter der Leitung der Jacobs University in Bremen Bohrkerne und Formationswässer aus der Erdöl- und Erdgasexploration und -förderung untersucht, um eventuell vorhandenen Erzen auf die Spur zu kommen.

Gibt es Erzvorkommen im norddeutschen Untergrund? Und wenn ja, wie wurden die Erzminerale unter Mitwirkung heißer Wässer gebildet? Diese Fragen versucht das MinNoBeck Verbundprojekt zu beantworten, das im Rahmen des Programms „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und von Prof. Dr. Michael Bau und Dr. Dennis Krämer an der Jacobs University Bremen koordiniert wird.


Mineralisierter Bohrkern aus dem norddeutschen Becken.

Jacobs University

Im Rahmen des Projektes „MinNoBeck – Ressourcenpotenzial verdeckter hydrothermaler
Mineralisationen im Norddeutschen Becken“ werden jetzt erstmals Formationswässer und Gesteinsproben aus Bohrungen im Bereich des Norddeutschen Beckens, das sich von der Nord- und Ostsee bis an den Rand der Mittelgebirge im Süden erstreckt, in Hinblick auf Lagerstätten von Hochtechnologiemetallen untersucht.

Dass es Anreicherungen von Blei-, Zink- und Kupfer gibt, ist durch teils bis zu 3500 Meter tiefe Bohrungen im Niedersächsischen Becken sowie in der Altmark Senke bereits bekannt. Systematisch untersucht worden sind sie bisher aber nicht. Modernste geowissenschaftliche Analysemethoden sollen nun Aufschluss geben, welche Rohstoffe die Mineralisationen in den Bohrkernen enthalten.

An dem auf drei Jahre ausgelegten Verbundprojekt, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des r4 Förderschwerpunktes „r4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“ im Rahmenprogramm „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA)“ mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert wird, sind unter der Leitung der Jacobs University Bremen, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die Georg-August-Universität Göttingen und das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam beteiligt.

Mit ihrer Forschung wollen die beteiligten Wissenschaftler neue Erkenntnisse zur Bildung der Erzvorkommen im Norddeutschen Becken gewinnen und neue Konzepte zum Auffinden tiefliegender, von Sedimenten bedeckter Lagerstätten entwickeln. Die Mineralisationen sind in Tiefen von bis zu 3500 Metern erbohrt worden, weshalb ein Abbau nicht nur schwierig, sondern wohl auch nicht wirtschaftlich wäre.

„Die Bohrkerne stellen allerdings exzellente Archive dar, um die Lagerstättenbildung zu rekonstruieren und Stoffflüsse in sedimentären Becken näher zu erforschen“, sagt Dr. Dennis Krämer, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe Rohstoff- und Umweltgeochemie an der Jacobs University. Auch sei es wichtig, eine Art Inventar der Mineralisationen und ihrer Metallgehalte zu erstellen, um das Ressourcenpotenzial generell abschätzen zu können. All diese Erkenntnisse könne man dann wiederum in anderen Regionen zur Erkundung oberflächennaher Hochtechnologiemetall-Vorkommen nutzen.

Die deutsche Wirtschaft ist heute mehr als jemals zuvor von einer nachhaltigen und sicheren Versorgung mit mineralischen Rohstoffen abhängig. Vor allem Hochtechnologiemetalle sind eine wichtige Voraussetzung für Zukunftstechnologien wie die Nutzung der Windenergie oder für Elektromobilität. Zu diesen wirtschaftlich relevanten Hochtechnologiemetallen zählen zum Beispiel die Seltenen Erden, welche vor allem in Displays, mit der Energiewende aber auch verstärkt im Bereich regenerativer Energien benötigt werden. Auch für andere bislang eher „exotische“ Elemente wie Indium, Germanium und Gallium eröffnen sich zunehmend neue Hightech-Anwendungen.

„All diese Elemente findet man nur sehr selten in wirtschaftlich abbaubaren Konzentrationen, also in Erzlagerstätten“, so Prof. Dr. Michael Bau, Professor für Geochemie an der Jacobs University und Projektleiter von MinNoBeck am Standort Bremen. „Unser Fokus liegt nicht nur auf den Erzvorkommen im Norddeutschen Becken, sondern wir werden auch Formationswässer untersuchen.

Solche Formationswässer stammen aus großen Tiefen, aus denen sie im Rahmen der Erdöl- und Erdgasförderung mit an die Oberfläche transportiert werden, wo wir sie dann beproben und analysieren können. Solche Formationswässer sind meist sehr salzreich und können hohe Gehalte an High-Tech Rohstoffen enthalten“, so Bau weiter.

In dem auf drei Jahre ausgelegten Verbundprojekt arbeiten Partner aus der Wissenschaft und der Industrie zusammen. Die Bohrkerne und Formationswässer werden den MinNoBeck-Verbundpartnern von ExxonMobil Production Deutschland GmbH, ENGIE E&P Deutschland GmbH, Vermilion Energy Germany GmbH & Co. KG und der Wintershall Holding GmbH bereitgestellt.

HINTERGRUND: METALLE ALS GEFRAGTE HIGHTECH-ROHSTOFFE

Abgesehen von wenigen Ausnahmen, sind wirtschaftlich relevante Lagerstätten von Hochtechnologiemetallen im mitteleuropäischen Raum bislang nicht bekannt. Der Bergbau der Seltenen Erden beispielsweise beschränkt sich im Wesentlichen auf einige wenige Fördergebiete in China sowie untergeordnet in den USA und Australien. Ähnlich verhält es sich bei vielen anderen wirtschaftsstrategischen Hightech-Rohstoffen. Die deutsche und europäische Wirtschaft sind direkt abhängig von diesen wenigen Förderländern. Versorgungsschwankungen und -engpässe können daher nur schwer ausgeglichen werden, obwohl die deutsche Industrie auf eine verlässliche Rohstoffversorgung angewiesen ist, um die Wettbewerbsfähigkeit des Zukunftsstandorts Deutschland zu sichern und zu fördern.

Das Potenzial des Norddeutschen Beckens für wirtschaftsstrategisch bedeutsame Metalle ist bislang trotz vorhandener Indizien für derartige Vorkommen kaum untersucht worden. Dank der am Projekt beteiligten Industriepartner ist es nun erstmals möglich, Explorationsbohrkerne der Erdöl- und Erdgasindustrie für entsprechende Erkundungs- und Forschungsarbeiten im Rahmen von MinNoBeck zu nutzen, um die Entstehung von Metalllagerstätten im tiefen Untergrund von Sedimentbecken besser zu verstehen und das Potenzial des Norddeutschen Beckens zu bewerten.

Mehr Informationen: www.jacobs-university.de 

Fragen beantwortet:
Prof. Dr. Michael Bau | Professor für Geowissenschaften
m.bau@jacobs-university.de | Tel.: +49 421 200-4504

Über die Jacobs University:
Die Jacobs University ist eine private, unabhängige, englischsprachige Universität in Bremen. Hier studieren junge Menschen aus der ganzen Welt in Vorbereitungs-, Bachelor-, Master- und PhD-Programmen. Internationalität und Transdisziplinarität sind die besonderen Kennzeichen der Jacobs University: Forschung und Lehre folgen nicht einem einzigen Lösungsweg, sie gehen Fragestellungen aus der Perspektive verschiedener Disziplinen an. Dieses Prinzip macht Jacobs Absolventen zu begehrten Nachwuchskräften, die erfolgreich internationale Karrierewege einschlagen.

Kontakt:
Thomas Joppig | Brand Management, Marketing & Communications
t.joppig@jacobs-university.de | Tel.: +49 421 200-4504

Thomas Joppig | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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