BGR Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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Manganknollen

Hauskolloquium am Dienstag, den 21. März 2017 um 10°° Uhr im Großen Sitzungssaal des Hauses.

Moderation: Volker Steinbach

Kuhn, T., Rühlemann, C., Knobloch, A.: Methoden und Ergebnisse der Ermittlung der Lagerstättenvorräte im deutschen Lizenzgebiet für Manganknollen

Im Auftrag der Bundesregierung erkundet die BGR seit 2006 ein 75.000 km2 großes Manganknollengebiet im äquatorialen Nordostpazifik. Im Rahmen dieser Arbeiten wurden die Gesamtmetallvorräte an Manganknollen sowie deren Verbreitung im Lizenzgebiet ermittelt. In Detailgebieten wurden die Metallvorräte berechnet und nach internationalen Standards (JORC-Code) klassifiziert. Der Vortrag stellt die angewandten Methoden (z.B. die Verwendung neuronaler Netzwerke sowie der Geostatistik) und ausgewählte Ergebnisse vor.

Abbildung 1 : (A) Explorationsgebiete im äquatorialen NE-Pazifik (farbige Flächen) sowie Schutzgebiete, in denen kein Abbau stattfinden wird (grüne Kästen). Abbildung 1 : (A) Explorationsgebiete im äquatorialen NE-Pazifik (farbige Flächen) sowie Schutzgebiete, in denen kein Abbau stattfinden wird (grüne Kästen).

Abbildung 1 : (B) Meeresbodenmorphologie (Bathymetrie) im deutschen Lizenzgebiet mit ausgedehnten flachen Arealen unterbrochen durch Seamounts und Rückenstrukturen. Abbildung 1 : (B) Meeresbodenmorphologie (Bathymetrie) im deutschen Lizenzgebiet mit ausgedehnten flachen Arealen unterbrochen durch Seamounts und Rückenstrukturen.

Abbildung 1 : (C) Topologie eines Multi-Layer-Perceptrons eines neuronalen Netzwerkes wie es für die Auswertung der Daten aus dem Lizenzgebiet zur Anwendung kam. Abbildung 1 : (C) Topologie eines Multi-Layer-Perceptrons eines neuronalen Netzwerkes wie es für die Auswertung der Daten aus dem Lizenzgebiet zur Anwendung kam.

Abbildung 1 : (D) Berechnete Verteilung der Manganknollen-Belegungsdichte (kg(m2) in einem Teil des deutschen Lizenzgebietes.    Abbildung 1 : (D) Berechnete Verteilung der Manganknollen-Belegungsdichte (kg(m2) in einem Teil des deutschen Lizenzgebietes.


Wegorzewski, A., Heller, C., Kuhn, T.: Mineralogie und Metallbindungen in Manganknollen aus dem deutschen Lizenzgebiet

Polymetallische Knollen (Manganknollen) sind Mn-Fe-Oxi-Hydroxid Präzipitate, die in 4000 – 6000 m Tiefe auf dem Meeresboden wachsen. Hohe Gehalte an wirtschaftlich relevanten Metallen wie Nickel, Kupfer und Kobalt (~3 Gew.%) sowie einiger Hochtechnologie-Metalle (Seltene Erden, Molybdän) in Manganknollen machen diese so interessant für die Industrie aber auch für die Wissenschaft. Aufgrund dessen ist die Erforschung der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung von Manganknollen von großer Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf eine spätere metallurgische Aufbereitung. Des Weiteren kann über die Mineralogie sowie die Verteilung bestimmter Elemente Rückschlüsse auf die Genese bzw. sekundäre Umbildung der Manganknollen gezogen werden.

Abbildung 2 : (A) Typische Manganknolle aus dem deutschen Lizenzgebiet. Der rote Punkt markiert die Knollenoberfläche, die mit dem Meerwasser in Kontakt war. Abbildung 2 : (A) Typische Manganknolle aus dem deutschen Lizenzgebiet. Der rote Punkt markiert die Knollenoberfläche, die mit dem Meerwasser in Kontakt war.

Abbildung 2 : (B) Rückstreuelektronenbild der feinen, genetisch unterschiedlichen Wachstumsstrukturen in Manganknollen. Abbildung 2 : (B) Rückstreuelektronenbild der feinen, genetisch unterschiedlichen Wachstumsstrukturen in Manganknollen.

Abbildung 2 : (C) Schematische Darstellung der möglichen Mn-Minerale in Manganknollen (Phyllomanganate/Todorokit). Abbildung 2 : (C) Schematische Darstellung der möglichen Mn-Minerale in Manganknollen (Phyllomanganate/Todorokit).

Abbildung 2 : (D) Einbaumöglichkeiten der Metalle in die Mn-Minerale: E = Einbau vollständig in die MnO6-Oktaeder, TC = Triple-corner sharing complex: Metalle können über Vakanzen der Oktaederlagen gebunden werden oder DC = double-corner sharing complex: Abbildung 2 : (D) Einbaumöglichkeiten der Metalle in die Mn-Minerale: E = Einbau vollständig in die MnO6-Oktaeder, TC = Triple-corner sharing complex: Metalle können über Vakanzen der Oktaederlagen gebunden werden oder DC = double-corner sharing complex: Metalle können an den Ecken der MnO2-Schichten gebunden werden.





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