Vor allem der Aufschwung von Elektroautos hat in den vergangenen Jahren die Nachfrage nach Lithium stark ansteigen lassen. Immerhin ist der Rohstoff Namenspate der Lithium-Ionen-Batterien, die als Grundbaustein für den Betrieb von E- und Hybrid-Kfz fungieren. Zu finden ist das Leichtmetall neben Akkus u. a. auch in Cerankochfeldern, Schmierölen und Medikamenten, heißt es am Mittwoch in einer Aussendung der Geosphere Austria. Gefördert wird es momentan vor allem in Salzseen in Südamerika.
Zu finden sind lithiumhaltige Gesteine aber auch in unseren Breiten. Das Auftreten der vor rund 260 Millionen Jahren entstandenen Pegmatite geht aber nicht nur schwer mit dem „granitischen Modell“ zusammen. Hier wird davon ausgegangen, dass sich diese Gesteine mit ihren höheren Konzentrationen der chemischen Elemente Lithium, Tantal und Niob als Nebenprodukte bilden, wenn große Mengen an Feldspat, Quarz und Glimmer beim Erstarren Granit bilden.
Große Vorkommen auf Koralpe und Saualpe
„Allerdings: Bei der flächendeckenden geologischen Kartierungen der österreichischen Alpen entdeckte man zahlreiche Pegmatite, die dazugehörigen großen Granite waren jedoch nicht zu finden“, so Tanja Knoll von der Geosphere Austria. Mit einem Forschungsteam widmete sie sich daher möglichen alternativen Entstehungswegen der lithiumreichen Spodumenpegmatiten. Die Studie ist nun im Fachjournal „Ore Geology Reviews“ erschienen.
Eine weitere Theorie verfolgt nämlich den Ansatz, dass solche Gesteine „auch durch kleine Schmelzmengen ohne direkten Bezug zu einem großen Granit entstehen können. Angenommen wird, dass tiefere Bereiche der Erdkruste nur lokal und in kleinen Mengen aufgeschmolzen werden und dass dieser Prozess – Anatexis genannt – für die Bildung von Spodumenpegmatiten ausreicht“, so Knoll.
Diese Annahme beruhte aber bisher lediglich auf Beobachtungen, die das Team, dem auch Forscherinnen und Forscher der Unis Innsbruck, Wien und von der Montanuniversität Leoben angehörten, jetzt um ein Erklärungsmodell erweitern konnte. Die Berechnungen zeigen nun, dass die Vorkommen in den Ostalpen – eines der größten und bekanntesten in ganz Mitteleuropa ist jenes auf der Koralpe und der Saualpe in der Steiermark und in Kärnten – nicht mit der granitischen Theorie vereinbar ist.
Granit weniger notwendig als vermutet
Das Gesamtbild der Analysen von rund 2.600 Gesteinsproben aus weiten Teilen Österreichs ergab, dass größere Mengen an Lithium in den die Pegmatite umgebenden Schichten aus Glimmer vor allem in einem Mineral namens Staurolith zu finden waren. Dementsprechend „lag der Schluss nahe, dass die Spodumenpegmatite mit den Staurolith-Glimmerschiefern zu tun haben müssen“, so Knoll. Das neue Modell offenbart nun, wie Lithium aus Glimmerschiefer in eine „anatektische Schmelze überführt werden kann, wenn Staurolith zu Beginn des Schmelzvorgangs enthalten ist.“
Im Zuge dieses Prozesses entstehen zuerst Minerale ohne viel Lithium, während im verbleibenden Rest der Schmelze der Gehalt des Leichtmetalls auf 0,5 bis ein Prozent ansteigt. Diese Mengen können den Forscherinnen und Forschern zufolge auch die Bildung von Spodumenpegmatiten erklären, ohne dass es dafür die vermeintlich notwendigen großen Granitmengen braucht.
Diese Erkenntnisse könnten auch zu einem Umdenken bei der Suche nach neuen Lithiumlagerstätten eine Rolle spielen. Denn momentan konzentriere man sich vor allem auf die Erkundung von Gebieten mit großen Granitvorkommen.