Uranhaltige Aktivarkosen

Im Mittleren Burgsandstein treten vor allem im Gebiet zwischen Sperberslohe, Furth und Harrlach massiert Vorkommen von uranhaltigen Arkosen ("Aktivarkosen") auf (im Unteren Burgsandstein konnten n. BERGER (1967) diese Aktivarkosen nicht mit Sicherheit beobachtet werden). Bei diesen Urananreicherungen handelt es sich nicht um Bildungen in einem örtlich begrenzten Gebiet, sondern um weitverbreitete, charakteristische Einschaltungen.

Die Aktivarkosen liegen innerhalb des Schichtverbandes meist in konkordanter Lagerung vor; selbst bei einer Schrägschichtung passen sie sich dem Schichtverlauf an. Vereinzelt eingeschaltete scherben- oder knollenförmige Aktivarkosen unterbrechen lediglich die Schichtung.

Die Urananreicherung hat während der Diagenese stattgefunden: Zu verschiedenen Zeiten des Burgsandsteins wurden die bereits sedimentierten, jedoch noch nicht diagenetisch verfestigten Sedimente von uranhaltigen Grund- oder Oberflächenwässern durchströmt. Das Uran war aus granitischen Gesteinen des Vindelizischen Landes gelöst worden. Unter gewissen hydrochemischen Bedingungen wurde dann in den Burgsandstein-Sedimenten das im Wasser gelöste Uran ausgefällt und allmählich angereichert, wobei der schon als Sedimentbestandteil vorhandene Apatit als "Uran-Fänger" eine wichtige Rolle spielte.

BERGER (1962) nimmt es als wahrscheinlich an, daß sich die Aktivarkosen beim Eintrocknen von kleinen Tümpeln und Seen gebildet haben, worauf auch der heute zu beobachtente Zusammenhang zu Lettenlagen im Liegenden der Aktivarkosen hindeutet.

Die Uran-Äquivalentgehalte der Aktivarkosen sind nicht nur untereinander sehr verschieden, sondern können auch innerhalb eines einzelnen Vorkommens stark variieren, so daß weder nach dem stratigraphischen Niveau noch in regionaler Verteilung eine Gesetzmäßigkeit zu erkennen ist. BERGER (1962) schätzt für den uranhaltigen Burgsandstein einen Durchschnittsgehalt von 250 g/to bis 300 g/to Uran-Äquivalent.

Im Gebiet von Sperberslohe wurden von BERGER (1962) an 11 Aufschlüssen anstehende Vorkommen von Aktivarkosen beobachtet. Alle Fundpunkte befinden sich auf einem Höhenniveau von 370 bis 380 m NN. In den Aufschlüssen liegen die Aktivarkosen-Linsen überwiegend in plattiger Ausbildung vor. Über weite Strecken stehen die Aktivarkosen über einen durchhaltenden Lettenhorizont an, welcher auf einem Höhenniveau zwischen 365 m NN und 370 m NN ausstreicht .

Burgsandsteinaufschluss mit Aktivarkosen "Hohe Wart" im Hembachgebiet

In dem von Asbach nach Westen führenden Hohlweg konnte von BERGER (1962) auf einem Höhenniveau von 395 m NN ein typisches Aktivarkosen-Profil aufgenommen werden. In dieser etwa 2 m hohen Hohlwegwand steht ein Aktivarkoseplatten- und -scherbenhorizont an: Er fällt mit rund 6° nach Norden ein und taucht unter den Weg ab. Nach einer Lücke von ca. 5 m ist ein violettrotes Sandsteinnest mit einzelnen Aktivarkosescherben aufgeschlossen, welches im Liegenden eines mit 12° nach Norden einfallenden, etwa 1 m mächtigen, muldenförmigen Aktivarkoseplatten-Horizontes ansteht. Das Hangende dieses Uransandstein-Horizontes bilden metermächtige, rotbraune Sandsteinbänke und Lettenlagen, während im Liegenden gelbbraune, mürbe Sandsteine ausstreichen.

Burgsandsteinaufschluss mit Aktivarkosen im Hembachgebiet

Die radiometrischen Feldmeßwerte variieren von 0,032 bis 0,180 mr/h: Dies entspricht dem 4- bis 22-fachen Nullwert, welcher im strahlungsfreien Burgsandstein um 0,008 mr/h liegt. Die radiometrische Auszählung erbrachte Uran-Äquivalente von 155 bis 455 g/to, wobei die Strahlung der Aktivarkosen n. BERGER (1962) überwiegend durch Uran und dessen Tochterelemente erzeugt wird.

Die uranhaltigen Sandsteine haben überwiegend bis auf den Zement die gleiche Zusammensetzung und Struktur wie die benachbarten uranfreien Sandsteine: Im Allgemeinen handelt es sich um grobkörnige, mäßig bis gut sortierte, feldspatreiche und nur wenig kaolinisierte Sandsteine. An Schwermineralen treten Zirkon, Turmalin, Rutil, Monazit und untergeordnet Granat auf.

Nach ABELE & SALGER (1962) liegt der Unterschied zwischen uranhaltigen und uranfreien Burgsandsteinen im Anteil des Zements:

In allen von ABELE & SALGER (1962) untersuchten Proben wurde kein selbstständiges Uranmineral gefunden: Obwohl ein Großteil der Burgsandsteinproben stark eisenoxidhaltig ist, wird das Uran nicht von diesem absorbiert. In lockeren Proben gelang eine Anreicherung des Urans durch Fraktionieren: Die Fraktion mit dem höchsten Urangehalt (6 bis 20 µm) hat einen -- relativ zur Feintonfraktion (<6 µm) -- geringen Eisengehalt. Dagegen ist in allen uranhaltigen Sandsteinen Apatit enthalten.

Das Uran ist an Karbonatfluorapatit gebunden: Mit steigendem P2O5-, F- und CO3-Gehalt nimmt auch der Urangehalt der Apatite zu. Nach den chemischen Untersuchungen von ABELE & SALGER (1962) liegt das Uran zum geringeren Teil als U4+ vor. Dieses vierwertige Uran kann aufgrund seines nahezu identischen Ionenradius das zweiwertige Kalzium im Apatitgitter ersetzen. Das sechswertige Uran stellt hingegen den Hauptteil des Urangehaltes dar und ist chemisorptiv an der Kristalloberfläche als UO2HPO4 gebunden.

Zusammenhängende größere Lagerstätten mit abbauwürdigen Uran-Konzentrationen konnten in den Burgsandsteinen nicht aufgefunden werden, obwohl dessen Aktivarkosen die höchsten Uran-Gehalte in den Sedimentgesteinen Nordostbayerns aufweisen. So haben die fränkischen Urankonzentrationen mit ihren sehr schwankenden Gehalten nach heutigen Maßstäben keine wirtschaftliche Bedeutung.

* Dr. A. Baier; last update: Donnerstag, 05. März 2009 00:14